多媒体音频技术
计算机应用基础的多媒体技术
计算机应用基础的多媒体技术概述随着计算机技术的不断发展，多媒体技术已经成为计算机应用中不可或缺的一部分。
多媒体技术涵盖了音频、视频、图像等多种形式的媒体内容，并通过计算机进行处理、存储、传输和呈现。
在计算机应用基础领域，了解和掌握多媒体技术对于开展各种计算机应用项目具有重要意义。
多媒体技术的分类音频技术音频技术是指通过计算机对音频信号进行处理、合成、编辑和播放的技术。
常见的音频文件格式包括MP3、WAV、AAC等。
音频技术在计算机应用中广泛应用于音乐、语音识别、语音合成等场景。
视频技术视频技术是指通过计算机对视频信号进行录制、编码、压缩、解码、编辑和播放的技术。
常见的视频文件格式包括AVI、MP4、MOV等。
视频技术在计算机应用中常用于影视制作、视频会议、游戏等方面。
图像技术图像技术是指通过计算机对图像进行获取、处理、编辑和显示的技术。
图像技术广泛应用于数字摄影、图像识别、图像处理等领域。
常见的图像文件格式包括JPEG、PNG、GIF等。
多媒体技术的应用网页设计在网页设计中，多媒体技术可以丰富网页的内容和表现形式。
通过在网页中嵌入音频、视频和图像等多媒体元素，可以提高用户体验和吸引力。
例如，在一个旅游网站的页面中添加视频介绍可以更好地展示旅游目的地的特色。
教育培训多媒体技术在教育培训领域有着广泛的应用。
通过使用音频、视频和图像等多媒体素材，可以帮助学生更好地理解和记忆知识点。
例如，在一堂音乐课上，教师可以通过播放音频文件来展示不同音乐风格的特点，提高学生对音乐的理解和欣赏能力。
娱乐游戏多媒体技术在娱乐游戏中起到了重要的作用。
游戏中的音效、动画、图像等元素都是通过多媒体技术实现的。
通过运用多媒体技术，游戏可以更加真实、生动地呈现在玩家面前，提供更好的游戏体验。
广告营销多媒体技术在广告营销中发挥着重要的作用。
通过使用音频和视频等多媒体元素，可以提升广告的吸引力和影响力。
例如，电视广告通过运用多媒体技术来展示产品的特点和优势，吸引消费者的注意力并促使其购买。
多媒体音频实验报告
一、实验目的本次实验旨在让学生掌握音频信号的采集、处理与编辑技术，了解音频文件的基本格式和音频编辑软件的使用方法。
通过实验，提高学生对多媒体音频处理技术的认识和应用能力。
二、实验原理音频信号是一种模拟信号，通过模拟到数字的转换（A/D转换）可以将音频信号数字化，然后利用计算机进行处理和编辑。
音频编辑软件可以对音频信号进行剪辑、合并、混音、降噪等操作，以满足不同的应用需求。
三、实验器材1. 电脑一台（配置要求：奔腾4以上处理器，2GB内存，声卡，显卡，Windows操作系统）2. 音频采集设备（如麦克风、耳机等）3. 音频编辑软件（如Audacity、Adobe Audition等）四、实验步骤1. 音频采集（1）将麦克风连接到电脑的声卡接口。
（2）打开音频编辑软件，选择“录音”功能。
（3）调整麦克风灵敏度，确保录音效果清晰。
（4）开始录音，录制一段音频。
（5）保存录音文件。
2. 音频编辑（1）打开音频编辑软件，导入录制好的音频文件。
（2）对音频进行剪辑，删除不需要的部分。
（3）合并多个音频文件，制作混音效果。
（4）添加音效，如背景音乐、音效等。
（5）调整音频参数，如音量、音调、音色等。
（6）保存编辑好的音频文件。
3. 音频格式转换（1）打开音频编辑软件，导入需要转换格式的音频文件。
（2）选择“导出”功能，设置输出格式、编码参数等。
（3）保存转换后的音频文件。
五、实验结果与分析1. 成功录制了一段音频，并保存为WAV格式。
2. 对音频进行剪辑、合并、混音等操作，制作了一首简单的歌曲。
3. 将歌曲转换为MP3格式，以便在手机、MP3播放器等设备上播放。
4. 通过实验，掌握了音频采集、编辑和格式转换的基本方法。
六、实验体会1. 实验过程中，学习了音频信号的基本知识，了解了音频编辑软件的使用方法。
2. 通过实际操作，提高了音频处理技术的能力。
3. 深入了解了音频文件的基本格式，为以后的学习和工作打下了基础。
多媒体技术应用教程之音频处理技术
多媒体技术应用教程之音频处理技术音频处理技术被广泛应用于多媒体领域，包括音频编辑、音效设计、语音识别等方面。
本教程将介绍一些常见的音频处理技术及其应用。
1. 音频剪辑和混合：音频剪辑通常用于去除不需要的部分，例如噪音、杂音等。
音频混合则是将多个音频信号合并为一个，常用于音乐制作和广播节目制作。
2. 音频增强：音频增强技术可以提高音频的音质和音量。
例如，均衡器可以调整不同频段的音量，使音频更加平衡；压缩器可以控制音频的动态范围，使音量更加稳定。
3. 音频特效：音频特效可以为音频添加各种效果，例如混响、回声、合唱等。
这些效果可以增加音频的空间感和层次感。
4. 语音合成：语音合成技术可以将文字转换为语音，常用于电子书朗读、语音助手等应用。
通过调整语音合成器的参数，可以实现不同风格和音色的语音输出。
5. 语音识别：语音识别技术可以将人类的语音转换为文本，用于语音交互、语音搜索等应用。
通过训练语音识别模型，并结合语音信号处理算法，可以提高语音识别的准确性和稳定性。
6. 音频编码：音频编码技术可以将音频信号压缩，减小文件大小，方便传输和存储。
常见的音频编码格式包括MP3、AAC、WMA等。
7. 音频分析：音频分析技术可以对音频进行频谱分析、时频分析等，在音频信号中提取出有用的信息。
例如，音频分析可以用于音乐鉴赏、语音识别等领域。
8. 实时音频处理：实时音频处理技术可以对实时音频信号进行即时处理，例如实时音频效果处理、实时语音识别等。
这些技术在语音通信、音乐表演等领域有广泛应用。
以上是一些常见的音频处理技术及其应用。
随着科技的发展，音频处理技术将不断创新和进步，为音频领域带来更多可能性和创意。
续9. 音频降噪：音频降噪技术用于减少环境噪声对音频质量的影响。
通过将原始音频与噪声信号进行比较并去除噪声成分，可以使音频更加清晰，并提高语音信号的可识别性。
10. 音频分离：音频分离技术可以将混合在一起的多个音频信号分离出来。
简述多媒体应用的技术领域
简述多媒体应用的技术领域一、引言多媒体应用是指利用计算机技术，将音频、视频、图像等多种形式的信息进行处理和集成，以达到更好的传递和展示效果的应用。
在现代社会中，多媒体应用已经广泛应用于各个领域，如教育、娱乐、广告等。
本文将从技术领域出发，全面详细地介绍多媒体应用的相关技术。
二、音频技术1. 音频采集技术音频采集是指将声音信号转换为数字信号的过程。
采集设备包括麦克风、话筒等。
常见的音频采集格式有WAV、MP3等。
2. 音频编码技术音频编码是指将数字信号压缩为更小的数据量以便于传输和存储。
常见的音频编码格式有AAC、MP3等。
3. 音频播放技术音频播放是指将数字信号转换为模拟信号并通过扬声器输出。
常见的音频播放软件有Windows Media Player、iTunes等。
三、视频技术1. 视频采集技术视频采集是指将摄像机或其他设备捕捉到的图像转换为数字信号的过程。
常见的视频采集格式有AVI、MOV等。
2. 视频编码技术视频编码是指将数字信号压缩为更小的数据量以便于传输和存储。
常见的视频编码格式有H.264、MPEG-4等。
3. 视频播放技术视频播放是指将数字信号解码为图像并通过显示器输出。
常见的视频播放软件有Windows Media Player、VLC等。
四、图像技术1. 图像采集技术图像采集是指将相机或其他设备捕捉到的图像转换为数字信号的过程。
常见的图像采集格式有JPEG、PNG等。
2. 图像处理技术图像处理是指对数字信号进行各种操作，如去噪、增强等。
常用的图像处理软件有Adobe Photoshop、GIMP等。
3. 图像显示技术图像显示是指将数字信号转换为模拟信号并通过显示器输出。
常见的图像显示设备有液晶显示器、CRT显示器等。
五、交互技术交互技术是指利用计算机实现与用户之间的互动。
多媒体应用中，交互技术主要体现在用户与应用之间的交互上，如鼠标点击、键盘输入等。
六、总结综上所述，多媒体应用的技术领域涵盖了音频、视频、图像等多个方面。
多媒体信息处理技术音频处理技术
多媒体信息处理技术音频处理技术多媒体信息处理技术之音频处理技术在当今数字化的时代，多媒体信息处理技术正以前所未有的速度发展和普及，其中音频处理技术作为重要的组成部分，在众多领域发挥着关键作用。
从我们日常聆听的音乐、观看的电影，到专业的音频录制和广播，音频处理技术都在默默地塑造着我们的听觉体验。
音频处理技术，简单来说，就是对声音信号进行采集、编辑、编码、存储、传输和播放等一系列操作的技术手段。
它旨在提高音频质量、增强音频效果、实现音频的有效传输和存储，以及满足各种不同应用场景的需求。
音频处理技术的第一步通常是音频采集。
这涉及到使用合适的麦克风或其他音频输入设备，将声音转换为电信号。
麦克风的类型多种多样，如动圈式麦克风、电容式麦克风等，它们在灵敏度、频率响应和指向性等方面各有特点，适用于不同的场景。
例如，动圈式麦克风通常更耐用，适用于现场演出等较为嘈杂的环境；而电容式麦克风则具有更高的灵敏度和更宽的频率响应，适用于录音室等对音质要求较高的场所。
采集到的音频信号往往需要进行预处理。
这包括滤波、降噪、增益调整等操作。
滤波可以去除特定频率范围的噪声或干扰，例如，使用低通滤波器可以去除高频噪声，使声音更加平滑。
降噪技术则用于减少环境噪声的影响，提高音频的清晰度。
增益调整则可以使音频信号的幅度达到合适的范围，避免信号过弱或过强导致的失真。
音频编码是音频处理中的关键环节之一。
通过编码，可以将音频数据压缩成较小的文件，便于存储和传输。
常见的音频编码格式有MP3、WAV、FLAC 等。
MP3 是一种广泛使用的有损压缩格式，它在大幅减小文件大小的同时，仍能保持相对较好的音质，适用于大多数消费级应用。
WAV 则是一种无损格式，保留了原始音频的所有信息，但文件较大。
FLAC 也是无损压缩格式，与 WAV 相比，它能在不损失音质的情况下显著减小文件大小。
音频编辑是音频处理技术中非常实用的一部分。
它允许我们对音频进行剪辑、拼接、混音等操作。
多媒体技术及应用数字音频技术02
4. WMA文件
WMA(Windows Media Audio)是 Windows Media格式中的一个子集(音频 格式)。
特点：压缩到MP3一半
多媒体技术及应用数字音频技术02
2-11
2.1 数字音频基础
5. MIDI和RMI文件 MIDI(乐器数字接口)是由一组音乐、乐 谱或乐器符号的数字集合。 特点：播放效果与硬件相关，数据量很小， 音质不高、音色单调等 6.VOC文件 创新公司开发的声音文件格式，由文件头 块和音频数据块组成。
音乐是符号化的声音。
多媒体技术及应用数字音频技术02
2.1 数字音频基础
二、声音的数字化 1.声音信号的类型 模拟信号(自然界、物理) 数字信号(计算机) 2.声音数字化过程
模拟信号
采样
量化
编码
数字信号
模拟信号
A/D ADC D/A DAC
数字信号
多媒体技术及应用数字音频技术02
2.1 数字音频基础
霍夫曼编码、算术编码、行程编码 ②有损压缩
波形编码--PCM、DPCM、ADPCM 子带编码、矢量量化
参数编码--LPC 混合编码--MPLPC、CELP
多媒体技术及应用数字音频技术02
2.2 数字音频压缩标准
二、音频压缩技术标准
分类
电话语 音质量
调幅广 播质量 高保真 立体声
标准 G.711 G.721 G.723 G.728
多媒体技术及应用数字 音频技术02
2020/11/14
多媒体技术及应用数字音频技术02
第二章 数字音频技术
2.1 数字音频基础 2.2 数字音频压缩标准 2.3 声卡与电声设备 2.4 MIDI与音乐合成 2.5 音频编辑软件 2.6 语音识别技术 本章小结
《多媒体技术及应用》第5章 音频处理技术
第10页
5.2 音频数字化
采样与采样频率 量化与量化级 声道 音频采样的数据量 音频数据编码
第11页
采样与采样频率
所谓采样就是每间隔一段时间读取一次声音信号 幅度，使声音信号在时间上被离散化。
采样的主要参数是采样频率。 采样频率(Sampling Rate)是指将模拟声音波形
5.25MB
2.6MB 5.25MB 5.25MB 10.5MB
注释 相当于电话线路较差时的音质 效果不好的立体声 实际上勉强可以接受的最低频率，非常沉闷和压抑 在这样低的采样率下，使用立体声不占优势 相当于电视机的声音质量，非常实用，在 Macintosh 和多媒体 计算机上都能够播放 在全频宽回放不太可能的情况下是立体声录音的较好选择
数字化时，每秒钟所抽取声波幅度样本的次数， 其计算单位是kHz(千赫兹)。 一般来说，采样频率越高，声音失真越小，但用 于存储数字音频的数据量也越大。 采样频率的高低是根据声音信号本身的最高频率 和奈奎斯特采样定理(Nyquist theory)决定的。
第12页
采样与采样频率
奈奎斯特采样定理：设连续信号 x(t) 的频谱 为 x( f ) ，以采样间隔T采样得到离散信号 x(nT)， 如果满足：当 f fc 时， fc 是截止频率，T 1/(2 fc ) 或 fc 1/(2T ) 则可以由离散信号 x(nT ) 完全确定 连续信号 x(t )。当采样频率等于 1/(2T ) 时， 即 fN 1/(2T ) ，称 f N 为奈奎斯特频率。
对于语音是一种不错的选择，但是最好缩减到 8bit，这样可以 节约很多磁盘空间
由于采样频率较低，比 CD 听起来要沉闷。但由于采用高的量 化级和立体声，仍然比较饱满，适用于 CD-ROM 产品
多媒体技术及应用 数字音频技术02
00
60
8分音符编号
音符C3编号
2-35
多媒体 音频技术
2.4 MIDI与音乐合成
二、MIDI合成方式 1.调频合成法--FM 原理：MIDI合成器接收到MIDI音乐信息 后，利用傅立叶级数原理将其分解为若干个 不同频率的正弦波，然后生成MIDI音乐信息 中指定乐器的各个正弦波分量，最后将这些 分量合成起来送至扬声器播放。 特点：①系统开销小，声音清脆 ②声音音色少，音质较差
2.3 声卡与音箱
4.声卡的外部接口
2-22
多媒体 音频技术
2.3 声卡与音箱
用来连接外部音频设备以便进行录音，如 录音机、CD唱机和音响等 用来连接话筒，直接输入现场的声音信号 用来连接外部音频设备的输入口，也可连 接大功率有源音响等 用来连接扬声器，从声卡的内置功率放大 器向扬声器输出声音 用来连接游戏杆或MIDI设备。 用来连接CD-ROM驱动器，可以直接播放CD 音乐，而不占用CPU时间
压缩编码技术是指用某种方法使 数字化信息的编码率降低的技术
音频信号能压缩的基本依据： ① 声音信号中存在大量的冗余度； ② 人的听觉具有强音抑制弱音的现象； ③ 低频段敏感、高频段不敏感。
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多媒体 音频技术
2.2 数字音频压缩标准
音频信号压缩编码的分类： ①无损压缩(熵编码) 霍夫曼编码、算术编码、行程编码 ②有损压缩 波形编码--PCM、DPCM、ADPCM 子带编码、矢量量化 参数编码--LPC 混合编码--MPLPC、CELP
多媒体 音频技术
2.3 声卡与音箱
（3）驻极体式传声器，利用驻极体材料 制作的电容传声器。 优点：简单、体积小、耐振动、价格低 （4）无线传声器，声音信号转变为电信 号，形成超高频信号。 无线传声器不是指传声器的结构原理，而 是指信号的传输方法。 优点：可随身携带、无需电缆 缺点：时远时近，影响拾音效果
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周期
振
幅
t
7
振幅：通常是指音量，是声波波形的高 低幅度，表示声音信号的强弱程度，用 分贝(dB)表示。
周期：是指两个相邻声波之间的时间长
度，即重复出现的时间间隔，以秒(s)为
单位。
振 幅
周期
t
8
频率：是指每秒钟波峰出现的次数，即周期 的倒数，以赫兹(Hz)为单位。表示声音音调 的高低，频率越高声音越细尖。
周期
振
幅
t
9
振幅和频率不变的声音信号，称为单音。 单音一般只能由专用电子设备产生。在日常生活 中，我们听到的自然界的声音一般都属于复音， 其声音信号由不同的振幅与频率合成而得到。复 音中的最低频率称为复音的基频（基音），是决 定声调的基本要素，它通常是个常数。复音中还 存在一些其它频率，是复音中的次要成分，通常 称为谐音。基频和谐音合成复音，决定了特定的 声音音质和音色。
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电声技术把声信号转换成电信号，经 扩音系统直接进行扩音；或者将其信号利 用磁带、CD或其他存储形式，使声音可超 越时间和空间，通过重放系统将信号放大， 由扬声器或耳机转换成声信号，进入最后 的终端---人耳，以实现任何时间和地点的 声音重现。
电声转换、音频信号的存储、重放技 术、加工处理技术以及数字化音频信号的 编码、压缩、传输、存取、纠错等技术， 是音频技术的主要研究对象。
1935年，德国柏林的通用电气公司研制成功 了使用塑料磁带的磁带录音机。1963年，荷兰 生产了音频盒式磁带，唱片的黄金年代渐渐流逝。
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手提手摇式留声机
胶木留声机
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文革时期留声机
大喇叭留声机
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电唱机
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留声机是采用机械的方法把各种声音记录 在唱片上。可是声音、机械振动不容易传递， 也不容易放大，机械方法很不方便。随着电 学、电子学的发展，人们开始尝试用电来记 录下这些真实的声音，利用把声的振动转换 成电信号的原理，使声音的记录成为可能。 最终电声技术获得了迅速发展。
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1878年，爱迪生成立制造留声机的公司，生 产商业性的锡箔唱筒。这是世界第一代声音载体 和第一台商品留声机（gramophone） 。之后， 其他录音形式的留声机相继出现。到1912年，圆 筒式录音被淘汰。
1924年，贝尔实验室成功进行了电气录音， 录音技术得到很大提高。1925年，世界上第一 台电唱机诞生。
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音频信号 音频信号的分类
分类
注释
不规则声音
一般指不携带信息的噪音
视听效果
语音 规则声音 音乐
是指具有语言内涵和人类约 定俗成的特殊媒体
规范的符号化了的声音
指人类熟悉的其它声音， 音效 如动物发声、机器产生的声
音、自然界的风雨雷电等。
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声音
我们之所以能听到日常生活中的各种声 音，实质是不同频率的声波通过空气产生 震动，刺激人耳的结果。
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1857年，法国发明家斯科特（Scott）发明 了声波振记器，这是最早的原始录音机，是留 声机的鼻祖。
1877年，爱迪生发明了一种录音装置，可 以将声波变换成金属针的震动，然后将波形刻 录在圆筒形腊管的锡箔上。当针沿着刻录的轨 迹行进时，便可以重新发出留下的声音。这个 装置录下了爱迪生朗读的《玛丽有只小羊》的 歌词：“玛丽抱着羊羔，羊羔的毛象雪一样 白”，共8秒钟的声音成为世界录音史的第一声。
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频率：是指每秒钟波峰出现的次数，即周期 的倒数，以赫兹(Hz)为单位。表示声音音调 的高低，频率越高声音越细尖。
声波按频率分为三类：次声波、可听声波和 超声波。
次声波 可听声波 超声波 f(Hz)
20Hz
20000Hz
人说话的语音频率：300Hz-3kHz。
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声音的质量
所谓声音的质量，简称音质。是指经传输、 处理后音频信号的保真度。声音的质量用声 音信号的频率范围（频带）来表示，不同种 类的声源其频带也不同。一般而言，声源的 频带越宽，表现力越好，层次越丰富，声音 的效果越好。声音质量分为四级：
CD-DA（激光唱盘）
FM广播
频带
AM广播 电话
10 20 50 200
3.4k 7k 15k 20k
f(Hz)
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音频测音 频试测 仪试 仪 （( A UAD IUO TDE IS OT ) TEST）
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声音处理技术的回顾
语言、音乐和各种自然声是以声波为载 体传递信息的基本形式。人类很早就开始 研究声音，并利用当时已掌握了的声音的 某些规律来制造乐器、进行传声装置设计， 使发出的声音传得更远。可是几千年来， 人类只能凭耳朵来辨别声音的高低、强弱， 而不能把声音记录和储存起来。所以与其 他研究领域相比，对声音的研究相对滞后。
多媒体音频技术
路漫漫其悠远
少壮不努力，老大徒悲伤
2.1 数字音频基础
2.1.1 声音的基本概念 2.1.2 声音的数字化 2.1.3 数字音频的文件格式
2
2.1.1 声音的基本概念
日常生活中的音频信号分为三类：自 然声、音乐和语音。其中，自然声和音 乐不具有复杂的语义和语法信息，信息 量低、识别简单。语音是语言的物质载 体，包含了丰富的语言内涵，是人类进 行信息交流所特有的形式。
电声技术是研究可听声波频率范围内声音 的产生、传播、存储、重放和接收的技术。
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顾名思义，电声技术是依靠“电”来记录并 播放声音的，基本原理是通过电压产生模拟声 波变化的电流信号，并记录下来，这种电流信 号便被称之为“模拟信号”。传统的声音记录 方式就是将模拟信号直接记录下来，例如磁带 和唱片，磁带上磁极的变化和唱片音槽内的纹 路起伏变化都是与声音信号的变化相对应、成 正比的。唱片、盒式磁带等是记录储存这种模 拟声音信号的载体，而能够播放和记录这些载 体的信号处理设备，诸如电唱机、磁带录音机 等，则称为模拟音响设备。
声音是粒子运动的结果，是通过一定介 质传播的连续的波，在物理学上可用一条 连续的曲线来表示，称为声波曲线。
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下图是用声音录制软件记录的英文单词 “Hello”的语音实际波形。
无论声波曲线多复杂，都可分解成一系化的模拟 量，单一频率的声波可用一条正弦波曲线 表示(如图)，声波有三个重要的参数：振 幅、周期和频率。
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随着计算机技术的发展，海量存储设备和大 容量内存的出现，声音的数字化处理成为可能 。数字化处理的核心是对音频信息的采样，通 过对采集到的样本进行加工，生成各种效果。