11,025 Hz
8 bit
11,025 Hz
8 bit
22,050 Hz
8 bit
44,100 Hz
16 bit
● 应根据使用场合和要求转换适当的声音采样频率
● 采样频率的转换须使用相应的软件进行
返回
音频文件格式
• WAV文件(.wav)
– WAV——Wave，波形文件 – 由Microsoft和IBM联合开发的音频文件格式 – 特点：层次丰富、还原性好、表现力强；数据量大；
D/A转换
音箱
音箱
声音的基本概念
• 数字音频信号
– 数字音频信号是将声波数字化后得到的，能被
计算机表示和处理。
A
– 数字音频信号的技术指标
●
●
●
• 采样频率（时间轴数字化） ●
• 量化位数（幅度轴数字化） ●
• 声道数
●
●
T
●
t
数字化音频的过程如下图所示
(a) 模拟音频信号
(b) 音频信号的采样
MIC 放大器
功率 放大器
麦克输入
线形输入 CD输入
扬声器
音乐合 成器
返回
数字音频的获取与处理
• 数字音频的获取
– CD音乐采样
• 即：利用专用软件对CD盘上的声音文件进行转换， 生成多种格式的数字音频文件。
• 用于CD音乐采样的软件很多，如Easy CD-DA Extractor等
– 自然声采样
CD音频数据接口
CD机或合成器
Line In
(500mV)
Speak Out
Line Out Mic In
(1mV)
音频放大器 电源
有源
• 声卡的工作原理
PC总线
游戏接口
数字 总线 驱动 器
地址总线
数据总线
总线接口 和
控制器
MIDI接口
数字信号 处理器
(DSP)
主芯片
混音器
(CODEC) (编解码)
– 特点：数据量小
音频文件格式
• WMA文件(.wma)
– WMA——Windows Media Audio，微软公司 推出的与MP3格式齐名的一种新的音频格式
– 特点：压缩比和音质方面都超过了MP3，更 是远胜于RA，即使在较低的采样频率下也能 产生较好的音质
音频文件格式
• RealAudio文件(.ra/.rm/.ram)
声音的基本概念
– 数字音频的应用场合
应用场合
国际互联网 (语音、简单乐曲) 游戏 (效果音、效果音乐) 多媒体自学读物 (提示音) 电子教案 (语音、效果音) 多媒体宝典、大全 (乐曲、语音) 多媒体音乐鉴赏 (音乐、解说)
要求
采样频率
数据长度
11,025 Hz
8 bit
22,050 Hz
8 bit
• 音频处理实例 带回声的语音与乐曲的合成
调入wav格式的语音
为语音添加回声
剪贴板
复制到剪贴板 关闭语音窗口
剪贴板 保存
调入乐曲 淡入淡出 调整音量
合成
返回
– 音频的合成
– 音频数据的录制
●音源准备 (1) 确定待录音的音源 (2) 调整音量滑块
●录音参数设置
●录制和数据保存 (1) 新建一文件 (2) 按Ctrl键的同时 用鼠标单击控制窗口 的录音键，开始录音 (3) 保存数据
– 采样频率与声道形式的转换
●采样频率的转换 (1)单击 按钮 (2) 调整采样频率
● 设定编辑区域 ● 获取声音
单击 [Copy]按钮 ● 粘贴声音
(1) 鼠标左键单击波表，确定粘贴开始位置 (2) 单击 [Paste] 按钮，插入式粘贴 ● 生成新文件 单击 [PNew]按钮，生成新文件窗口 ● 如内存容量不足，可把临时存储设置成硬盘
– 音频的特效处理
• 制作回声
● 设定编辑区域 ● 制作回声
音量调整 声道平衡调整 速度调整
(不影响编辑结果)
播放控制器
音频处理软件——使用GoldWave
– 音频数据的录制
• 音源准备 • 录音参数设置 • 录制和数据保存
– 采样频率与声道形式的转换
音频处理软件——使用GoldWave
– 音频的编辑
• 简单编辑 • 粘贴声音
– 音频的特效处理
• 制作回声 • 淡入淡出处理
– Real networks推出的音乐压缩格式 – 特点：压缩比1：96；可边下载边播放（流媒
体播放方式） – 用于在低速率的广域网上实时传输音频信息
音频文件格式
• CD-DA文件(.cda)
– 标准激光盘文件 – 特点：数据量大，音质好
• AIFF文件(.aif/.aiff)
– AIFF——Audio Interchange File Format， Apple公司开发的一种声音文件的格式
• 即：对自然声直接进行录音，在录音过程中，实时 完成采样，形成数字音频信号。
• Windows中的“录音机”就可完成此功能。 单一次录音最长不能超过1min。
数字音频的获取与处理
“录音机”录音失败的 (1处) 理鼠标左键双击任务栏右侧 图标
(2) 检查“波形”是否 被选择 — [√]
(3) 选择“选项／属性”
(1) 单击 按钮 (2) 调整延迟时间 (3) 调整回声音量 (4) 设置回响效果
(5) 单击 [确定] 按钮
Volume
ECHO原理
t延迟时间– 音频的来自效处理• 淡入淡出处理
● 设定编辑区域 ● 淡入
(1) 单击 按钮 (2) 调整初始音量 (3) 单击 [确定] 按 钮 ● 淡出 (1) 单击 按钮 (2) 调整减弱音量 (3) 单击[确定]按钮
• GoldWave
– 与声卡硬件无关 – 波表显示声音数据，直观、简捷 – 录制声音
(音源可以是CD音乐、录音机信号、Mic直 录) – 编辑wav和mp3声音 – 为声音增加各种效果 – 合成声音
音频处理软件——GoldWave
– 所有编辑都可进行STEREO/MONO声道编辑 – 可以实现各种格式的声音文件的转换
应用广泛
• MP3文件(.mp3)
– MPEG压缩编码 – 特点：压缩比1：10；音质较wav稍差，但数据量小而
质量高
音频文件格式
• MIDI文件(.mid)
– MIDI—— Musical Instrument Digital Interface， 乐器数字化接口文件
– 不是将声音的波形进行数字化采样和编码，而 是将数字式电子乐器的弹奏过程记录下来
第十章 音频的采集和处理
• 声音的基本概念 • 音频文件格式 • 音频处理硬件 • 数字音频的获取与处理 • 音频处理软件
声音的基本概念
• 声音——模拟音频信号
– 声音是连续的声波信号，称之为模拟音频信 号。分为语音、音乐和自然音。
– 声音的重要指标
• 振幅——表示声音的强弱 • 频率——表现为音调的高低，在音乐中称为音高
– 用于不同平台之间音频信息的交换
音频文件格式 • VOC文件(.voc)
– Creative公司的波形文件
• SND文件(.snd)
– Macintosh计算机的波形文件
返回
音频处理硬件
• 声卡的作用
– 数字信号与模拟信号之间的双向转换
• 声卡的类型
– 单板 输出功率大，抗干扰，音质好
– 主板集成 易受干扰，性能指标比单板略差
(若安装了MPEG音频编/解码器,可将原声音文 件压缩成MP3格式)
音频 处理 效果
PITCH
ECHO MIX
STOP
音频处理软件 • 使用GoldWave
音频编辑器 播放控制器
菜单 编辑工具 左声道 右声道
音频处理软件——使用GoldWave
播放编辑区域声音 播放指定声音 停止 录音
左声道
右声道
音频处理硬件
• 声卡的性能指标
– 采样频率 5K~44.1KHz – 量化精度 16bit ~ 24bit – 音频输出模式(声道数)：
2 STEREO 5.1 STEREO
• 声卡接口
这样不需启动Windows就可以接上扬声器播放
游戏棒或MIDI设备
CD音源线
Joystick/MIDI Connect
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音频处理软件
• CoolEdit
– Syntrillium公司开发的数字音频处理软件
• Sound Forge
– Sonic Foundry公司开发的一个专业化数字 音频处理软件
• Cakewalk
– 目前常用的专业MIDI编辑类软件
• GoldWave
– 可制作出专业质量音频产品
音频处理软件
声音的基本概念
– 声音的三要素
• 音调 • 音色（特质） • 音强（强弱）
– 声音的质量——音质 音质与频率范围成正比，频率范围越宽音质越 好
声音的基本概念
• 声音与数字音频信号的转换——A/D与D/A转换
（A：Analog D：Digital）
模拟音频信号
A/D转换
声音适配器
主机箱 数字信号
模拟音频 信号
淡入过程
淡出过程
– 音频的合成
● [操作步骤] (1) 在文件1中设定编辑区域 (2) 单击 [Copy]按钮，获取声音素材 (3) 关闭文件1 (4) 打开文件2 (5) 鼠标左键单击波表，确定合成开始位置 (6) 单击 [Mix] 按钮 (7) 调整合成素材的音量 (8) 单击[确定]按钮 ● 被合成的素材应采样频率一致，格式相同
●声道形式的转换 (1) “文件/另存为” (2) 调整属性