音频的采集和处理分析

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 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)
❖ 声卡接口
这样不需启动Windows就可以接上扬声器播放
CD音源线 CD音频数据接口
游戏棒或MIDI设备 Joystick/MIDI Connect
CD机或合成器
Line In (500mV)
Mic In
Speak Out Line Out
(1mV)
音频放大器 电源 有源
❖ 声卡的工作原理
PC
❖ 音频处理实例 带回声的语音与乐曲的合成
剪贴板
调入wav格式的语音 为语音添加回声
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
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谢谢
音频的采集和处理分析
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2020/11/26
❖ 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
(c) 采样信号的量化
声音的基本概念
数字音频的音质与数据量
采样频率KHz
数据位数bit
11.025
8
22.05
8
44.1
16
声道形式 单声道 单声道 立体声
数据量KB/S 11 22 172
音频质量 电话音质 收音音质 CD音质
声音的基本概念
数字音频文件的数据量 ➢ v=f×b×s/8 v表示音频文件的数据量，单位为“字节/秒”（B/s） f表示采样频率 b表示量化等级 s表示声道数 8是将二进制位（bit）转换为以字节（byte）为单位。
(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 延迟时间
ECHO原理 t
音频的特效处理 ➢ 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
音量调整 声道平衡调整 速度调整
(不影响编辑结果)
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
●声道形式的转换 (1) “文件/另存为” (2) 调整属性
音频的编辑 ➢ 简单编辑
● 设定编辑区域
音
● 删除音乐片段
量
调
单击[Del]按钮
整
前
● 增加局部音量
音
(1) 单击 (更改) 按钮
量 调
(2) 调整音量滑块
整
后
(3) 单击[确定]按钮
● 静音处理
单击 (静音) 按钮
音频的编辑 ➢ 粘贴声音
● 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
Creative公司的波形文件 ❖ SND文件(.snd)
Macintosh计算机的波形文件
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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
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
游戏接口
MIDI接口
数字总
数字信号处理
线驱动 器
总线接口和
器
(DSP) 主芯片
混音器
MIC 放大器
麦克输入
控制器
(CODEC)
线形输入
总 线
地址总线
(编解码)
功率 放大器
CD输入 扬声器
数据总线
音乐合成 器
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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 ➢ 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。
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) 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
❖ 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 特点：数据量小
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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
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
(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
菜单 编辑工具 左声道 右声道
音频编辑器 播放控制器
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
播放控制器
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）
A/D转换
模拟音频信号
声音适配器
数字信号
主机箱
模拟音频信号
数字音频的获取与处理
“录音机”录音失败的处理 (1) 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” (4) 选择“录音”选项 (5) 检查:
录音控制 线路输入 麦克风应有 [√]
(6) 单击 [确定]按钮
数字音频的获取与处理
❖ 数字音频的处理 采样频率与声道形式的转换 编辑声音 (如删除、粘贴、静音等) 为声音增加各种效果 (如回声、机器声、淡入淡出等) 合成声音 (把其他声音与当前声音混合)
❖ 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
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
11,0Hz
8 bit
22,050 Hz