声音的数字化
声音数据化的三个步骤
声音数据化的三个步骤1、音频数字化通常经过三个阶段，即采样—量化—编码。
2、音频数字化过程的具体步骤如下：第一步，将话筒转化过来的模拟电信号以某一频率进行离散化的样本采集，这个过程就叫采样；第二步，将采集到的样本电压或电流值进行等级量化处理，这个过程就是量化；第三步，将等级值变换成对应的二进制表示值（0和1），并进行存储，这个过程就是编码。
3、通过这三个环节，连续的模拟音频信号即可转换成离散的数字信号——二进制的0和1 。
4、图像数字化过程：要在计算机中处理图像，必须先把真实的图像（照片、画报、图书、图纸等）通过数字化转变成计算机能够接受的显示和存储格式，然后再用计算机进行分析处理。
5、图像的数字化过程主要分采样、量化与编码三个步骤。
6、数字音频是指用一连串二进制数据来保存声音信号。
7、这种声音信号在存储和电路传输及处理过程中，不再是连续的信号，而是离散的信号。
8、关于离散的含义，可以这样去理解，比如说某一数字音频信号中，根据A代表的是该信号中的某一时间点a，数据B是记录时间点b，那么时间点a和时间点b之间可以分多少时间点，就已经固定，而不是无限制的。
9、图像数字化是将连续色调的模拟图像经采样量化后转换成数字影像的过程。
10、图像数字化运用的是计算机图形和图像技术，在测绘学与摄影测量与遥感学等学科中得到广泛应用。
11、一般来说，几乎所有的信息最初的采集都是模拟信号。
12、包括数码相机，数码录音笔也是，只不过在这类数码产品中预置了数字编码和压缩芯片，将采集到的模拟信号直接在机内就压缩成数字信号，输出的也直接是数字信号而已。
13、编码：模拟信号转换数字信号的格式，比如录音转换成MP3的压缩制式，标准简单地说，就是这一个模拟信号，在数字信号中应该怎么表示。
14、压缩：就是将模拟信号转换成数字信号。
15、调制：通过非数字传输方式传输数字信号时，需要把数字信号调制到模拟信号中去一并传输。
16、（常见的传输方式中，光纤、微波、LAN都是数字传输方式，而电话线、ADSL、电网线路都是模拟信号传输，同轴电缆是数字模拟同步传输）说得通俗些，就是在模拟网络中，将数字信号搭载到模拟信号中传输。
请简述声音数字化过程及主要参数。
声音数字化过程及主要参数声音数字化是将声波转换成数字信号的过程，它是数字音频技术的基础。
声音数字化技术的发展，为音频录制、处理、存储和传输提供了重要的手段，极大地推动了音频产业的发展。
本文将围绕声音数字化过程及其主要参数展开阐述。
一、声音数字化的过程声音数字化是通过模拟到数字转换器（ADC）实现的。
其基本过程如下：1. 声音采样声音信号是一种连续的模拟信号，要进行数字化，首先需要将其进行采样。
采样是在规定的时间间隔内，对声音信号进行离散取样，获取一系列的采样点。
采样频率是决定声音数字化质量的关键参数，一般情况下，采样频率越高，数字化的声音质量越好，音频的频率响应也越宽。
2. 量化在采样后，需要对采样点的幅度进行量化。
量化是指将连续的信号幅度转换成离散的数字值。
量化的精度决定了数字化声音的分辨率，也就是声音的动态范围。
一般来说，量化位数越多，声音的动态范围越宽，音质也就越好。
3. 编码经过量化后，需要将量化得到的数字值编码成二进制数，以便存储和传输。
编码方式有许多种，常见的有脉冲编码调制（PCM）和压缩编码，其中PCM是最常用的编码方式。
以上三个步骤完成后，声音信号就被数字化了，可以被存储、处理和传输。
二、声音数字化的主要参数声音数字化的质量取决于多个参数，以下是一些重要的参数：1. 采样频率采样频率是指每秒钟采集的采样点数量，它决定了声音信号的频率范围。
常见的采样频率有8kHz、16kHz、44.1kHz、48kHz等，其中44.1kHz和48kHz是CD音质的标准采样频率。
2. 量化位数量化位数是指用来表示采样点幅度的二进制位数，它决定了声音的动态范围。
通常的量化位数有8位、16位、24位等，其中16位是CD 音质的标准量化位数。
3. 编码方式编码方式决定了声音数字化的压缩算法，不同的编码方式对声音质量和文件大小有不同的影响。
PCM编码是无损压缩的编码方式，压缩编码则可以在减小文件大小的同时保持较高的音质。
名词解释声音的数字化
名词解释声音的数字化声音的数字化是指将声音信号转换为数字化的格式并进行存储、处理和传输的过程。
数字化技术的出现和发展在很大程度上改变了人们对声音的感知和交流方式，为音乐、广播、电影等领域带来了前所未有的发展机遇。
一、数字化技术的背景和原理在数字化技术出现之前，声音的存储和传输通常是通过模拟信号的方式进行的。
模拟信号是一种连续变化的电压或电流波形，它能够准确地描述声音的特征，但却难以长时间保存和远距离传输。
为了解决这个问题，人们开始研究将声音信号转换为数字信号的方法。
数字化技术的核心原理是采样和量化。
采样是指以一定的时间间隔对声音信号进行离散取样，将连续变化的模拟信号转换为一系列离散的抽样点。
量化是指将每个抽样点的幅度值转换为一系列数字值，通常使用二进制编码表示。
将采样和量化结合起来，就可以将声音信号转换为数字化的格式。
二、数字化技术的应用领域声音的数字化技术广泛应用于音乐、广播、电影等领域。
在音乐领域，数字化技术使得音乐作品的录制、编辑和创作更加方便和灵活。
音乐制作人可以通过数字化工具对音乐进行多次录制和编辑，从而达到更好的音质效果。
此外，数字化技术还为音乐播放器的发展提供了基础，人们可以通过智能手机、MP3等设备随时随地欣赏自己喜爱的音乐。
在广播和电影领域，数字化技术的应用也非常广泛。
通过数字化技术，广播和电视节目可以进行远程传输和播放，大大扩展了传媒的覆盖范围。
此外，数字化技术的应用使得广播和电视节目的制作更加高效和节省成本，提高了节目的质量和观赏性。
除了音乐、广播和电影，声音的数字化技术还应用于语音识别、语音合成等领域。
语音识别技术通过将人的语音信号转换为数字信息，实现机器自动识别和解析人的语音指令。
语音合成技术则是将文字信息转换为声音信号，使机器能够模拟人的语音进行交流。
三、声音数字化技术的挑战和改进声音数字化技术的发展也面临一些挑战。
最主要的挑战之一是保持音质的高保真性。
由于采样和量化过程的限制，数字化声音的音质通常会有一定的损失。
模拟声音数字声音原理
模拟声音数字声音原理一、模拟声音数字化原理声音是通过空气传播的一种连续的波，叫声波。
声音的强弱体现在声波压力的大小上，音调的高低体现在声音的频率上。
声音用电表示时，声音信号在时间和幅度上都是连续的模拟信号。
图1模拟声音数字化的过程声音进入计算机的第一步就是数字化，数字化实际上就是采样和量化。
连续时间的离散化通过采样来实现。
声音数字化需要回答两个问题：①每秒钟需要采集多少个声音样本，也就是采样频率(fs)是多少，②每个声音样本的位数(bit per sample，bps)应该是多少，也就是量化精度。
采样频率采样频率的高低是根据奈奎斯特理论(Nyquist theory)和声音信号本身的最高频率决定的。
奈奎斯特理论指出，采样频率不应低于声音信号最高频率的两倍，这样才能把以数字表达的声音还原成原来的声音。
采样的过程就是抽取某点的频率值，很显然，在一秒中内抽取的点越多，获取得频率信息更丰富，为了复原波形，一次振动中，必须有2个点的采样，人耳能够感觉到的最高频率为20kHz，因此要满足人耳的听觉要求，则需要至少每秒进行40k次采样，用40kHz表达，这个40kHz就是采样率。
我们常见的CD，采样率为44.1kHz。
电话话音的信号频率约为3.4 kHz，采样频率就选为8 kHz。
量化精度光有频率信息是不够的，我们还必须纪录声音的幅度。
量化位数越高，能表示的幅度的等级数越多。
例如，每个声音样本用3bit表示，测得的声音样本值是在0~8的范围里。
我们常见的CD位16bit的采样精度，即音量等级有2的16次方个。
样本位数的大小影响到声音的质量，位数越多，声音的质量越高，而需要的存储空间也越多。
压缩编码经过采样、量化得到的PCM数据就是数字音频信号了，可直接在计算机中传输和存储。
但是这些数据的体积太庞大了！为了便于存储和传输，就需要进一步压缩，就出现了各种压缩算法，将PCM转换为MP3,AAC,WMA等格式。
常见的用于语音(Voice)的编码有：EVRC(Enhanced Variable Rate Coder)增强型可变速率编码，AMR、ADPCM、G.723.1、G.729等。
声音信号的数字化过程
声音信号的数字化过程一、引言声音是人类日常生活中不可或缺的一部分，而数字化技术的发展使得声音信号的处理和传输更为便捷和高效。
本文将介绍声音信号的数字化过程，包括采样、量化和编码三个关键步骤。
二、采样采样是将连续的声音信号转换为离散的数字信号的过程。
在采样过程中，声音信号会被周期性地测量和记录。
采样率是指每秒钟采集的样本数，常用的采样率有8kHz、16kHz、44.1kHz等。
采样率越高，所能还原的声音频率范围就越广，但同时也会增加存储和传输的开销。
三、量化量化是将连续的采样信号转换为离散的量化信号的过程。
在量化过程中，采样值会按照一定的规则映射为离散的数值。
量化级数是指用多少个离散数值来表示一个采样值，常见的量化级数有8位、16位、24位等。
量化级数越高，所能表示的声音动态范围就越大，音质也相应提高。
四、编码编码是将量化后的信号转换为二进制数字的过程。
在编码过程中，使用不同的编码方法将量化后的数值映射为二进制码。
常见的编码方法有脉冲编码调制（PCM）、压缩编码（MP3、AAC）等。
不同的编码方法有不同的算法和压缩率，可以根据实际需求选择合适的编码方法。
五、误差分析声音信号的数字化过程中，由于采样、量化和编码等步骤的限制，会引入一定的误差。
采样定理规定了采样频率应该是信号最高频率的2倍以上，否则会出现混叠现象，导致信号失真。
量化误差是指量化过程中由于离散化导致的信号失真，量化级数越高，量化误差越小。
编码误差则是指数字信号与原始声音信号之间的差异，不同的编码方法有不同的误差特性。
六、数字化声音的应用数字化声音在现代通信、娱乐和音乐等领域有着广泛的应用。
在通信领域，数字化声音可以通过网络传输，实现远程通话和视频会议等功能。
在娱乐领域，数字化声音可以用于制作电影、游戏和音乐等多媒体作品。
在音乐领域，数字化声音可以实现音乐的录制、编辑和复制等功能，提高音乐创作和制作的效率。
七、总结通过采样、量化和编码等步骤，声音信号可以被数字化，并以数字信号的形式进行处理和传输。
声音信号的数字化
采样(cǎi yànɡ)
• 模拟音频是连续的；数字(shùzì)音频是离散 的数字(shùzì)序列。把模拟音频转化成数字 (shùzì)音频，需要进行“采样”。
• 采样——在一定的采样周期的模拟音频 波形上取点（幅度值）。
• 采样周期——采样时所使用的时间间隔。
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量化
• 量化位数:量化位数叫采样精度或采样位 数,量化位数是对模拟(mónǐ)音频信号的幅度 轴进行数字化所采用的位数。
模拟信号的数字化过程(guòchéng)
1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1
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采样与量化过程示例
以图4-1所示的原始模拟波形为例进行采样和量化。假设
采样频率(pínlǜ)为1000次/秒，即每1/1000秒A/D转换器 采样一次，其幅度被划分成09共10个量化等级，并将 其采样的幅度值取最接近0 9之间的一个数来表示， 如图4-2所示。图中每个长方形表示一次采样。
点样值的二进制位数。例如，8位量化位数表示每 个采样值可以用28即256个不同的量化值之一来表 示，而16位量化位数表示每个采样值可以用216即
65536个不同的量化值之一来表示。常用的量化位
数为8位、12位、16位。
3). 声道数
声音通道的个数称为声道数，是指一次采 样所记录产生的声音波形个数。记录声音时，如
采样频率是指一秒钟时间内采样的次数。 在计算机多媒体音频处理中，采样频率通常采 用三种：11.025KHz(语音效果)、22.05KHz(音
乐效果)、44.1KHz(高保真效果)。常见的CD唱
盘的采样频率即为44.1KHz。
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2). 量化位数 量化位数也称“量化精度”，是描述(miáo shù)每个采样
声音的数字化流程
声音的数字化流程
声音的数字化流程是将模拟声音信号转换为数字信号的过程，主要包括采样、量化和编码三个步骤。
声音数字化是现代技术中一个基础且重要的过程。
通过这一过程，连续的模拟声波信号被转换成离散的数字数据，使得声音可以被计算机处理、存储和传输。
具体的声音数字化流程包括采样、量化和编码三个关键步骤。
首先，采样是按照一定的时间间隔在连续的声波上进行取值的过程。
奈奎斯特取样定理表明，只要取样频率大于等于信号中所包含的最高频率的两倍，就可以根据其取样完全恢复出原始信号。
常见的采样率有8kHz、16kHz、32kHz、44.1kHz等，其中44.1kHz是CD标准采样率，可以满足人耳听觉范围并保留高质量音频信息。
其次，量化是将采样得到的值进行量化处理的过程，即设定一个刻度，记录每个采样点的振幅值。
量化的精度取决于用多少位二进制数来表示一个音频数据，常见的有8位、12位或16位。
量化精度越高，声音保真度也越高。
最后，编码是将量化后的样本值转换成二进制编码的过程。
常见的编码方式是PCM（脉冲编码调制），这是一种将音频信号采样并量化后转化为二进制数据的方法。
PCM数据就是一系列按时间顺序排列的二进制数值，这些数值在播放时可以通过数字到模拟转换器（DAC）转换回模拟信号，从而还原成声音。
综上所述，音频数字化是音频技术中至关重要的基础步骤，它不仅使音频信号能够被现代计算机系统处理和存储，还为音频信号的进一步处理和应用提供了可能。
三年级《数字化声音》教案
三年级《数字化声音编辑》优秀教案第一章：声音与数字化教学目标：1. 了解声音的数字化过程。
2. 学习音频文件的基本格式。
3. 掌握音频编辑软件的基本操作。
教学重点：1. 声音的数字化过程。
2. 音频文件的基本格式。
3. 音频编辑软件的基本操作。
教学难点：1. 音频文件的基本格式。
2. 音频编辑软件的基本操作。
教学准备：1. 计算机或平板设备。
2. 音频编辑软件（如Audacity）。
教学过程：1. 导入：向学生介绍声音的数字化过程，引导他们思考声音如何被转化为数字信号。
2. 讲解：讲解音频文件的基本格式，如WAV、MP3等。
3. 演示：使用音频编辑软件进行基本操作，如剪切、复制、粘贴等。
4. 实践：让学生分组使用音频编辑软件进行实践操作，教师巡回指导。
作业布置：1. 学生分组完成一个简单的音频编辑项目，如剪辑一段音频片段。
第二章：音量的调整与效果处理教学目标：1. 学习音量的调整方法。
2. 了解音频效果处理的基本技巧。
教学重点：1. 音量的调整方法。
2. 音频效果处理的基本技巧。
教学难点：1. 音量的调整方法。
2. 音频效果处理的基本技巧。
教学准备：1. 计算机或平板设备。
2. 音频编辑软件（如Audacity）。
教学过程：1. 复习：回顾上一章所学的内容，检查学生的掌握情况。
2. 讲解：讲解如何调整音量，如放大、缩小等。
3. 演示：使用音频编辑软件进行音量调整和效果处理，如混响、淡入淡出等。
4. 实践：让学生分组使用音频编辑软件进行音量调整和效果处理，教师巡回指导。
作业布置：1. 学生分组完成一个音频效果处理项目，如为一段音频添加混响效果。
第三章：剪辑与拼接音频教学目标：1. 学习音频剪辑的方法。
2. 掌握音频拼接的技巧。
教学重点：1. 音频剪辑的方法。
2. 音频拼接的技巧。
教学难点：1. 音频剪辑的方法。
2. 音频拼接的技巧。
教学准备：1. 计算机或平板设备。
2. 音频编辑软件（如Audacity）。
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李俊华
模拟量与数字量
1 模拟量 在时间上或数值上都是连续的物理量称为模拟
量。把表示模拟量的信号叫模拟信号。
例如：汽车在刹车过程中，速度是 从某个值减速到零，在变化过程中 速度
时间上和速度上的值是连续变化的。
时间
2
数值量 在时间上和数量上都是离散的物理量称为数字量。
例如： 用电子电路记录从自动生产线上输出的零 件数目时，每送出一个零件便给电子电路 一个信号，使之记1，而平时没有零件送 出时加给电子电路的信号是0，所以能记 数。可见，零件数目这个信号无论在时间 上还是在数量上都是不连续的，因此它是 一个数字量。最小的数量单位就是1个。
传感器
传感器：作用是进行能量方式的转换,将各种物理量的变化 转换成电流或电压的变化形式. 常见的传感器有声音传感器（话筒）、温度传感器(空
调)、光敏传感器(数码相机自动感光设备)、红外传感器
(报警器)、距离传感器(倒车雷达)等.通过对它们获得的电 流或电压形式的模拟信号进行采样和量化,变为数字形式的 数值信号,计算机就可以存储和处理这些信息了.
话筒
声卡
音响
10秒钟如下的声音文件
量化位数
声道数
采样频率 存储量=
22 * 1000
* 16 * 2 * 10 (单位：位bit)
/ 8 (单位：字节B)
请你算一算
10秒钟如下的声音文件，请问所占的存储空 间是多少？
量化位数
采样频率
声道数
存储量=16 * 1000 * 16 * 2 * 10 / 8 (单位：字节B)
采样点
采样频率：每秒钟采样点的次数。（单位：HZ）
采样频率越大，声音越真实，自然。但数据量 就越多。
8,000 Hz - 电话所用采样率, 对于人的说话已经足够 22,050 Hz - 无线电广播所用采样率 32,000 Hz - miniDV 数码视频 camcorder、DAT (LP mode)所用 采样率 44,100 Hz - 音频 CD, 也常用于 MPEG-1 音频（VCD, SVCD, MP3）所用采样率 47,250 Hz - 商用 PCM 录音机所用采样率 48,000 Hz - miniDV、数字电视、DVD、DAT、电影和专业音 频所用的数字声音所用采样率 50,000 Hz - 商用数字录音机所用采样率 96,000 或者 192,000 Hz - DVD-Audio、一些 LPCM DVD 音轨、 BD-ROM（蓝光盘）音轨、和 HD-DVD （高清晰度 DVD）音 轨所用所用采样率
ADC模数转换器转换过程
（2） 量化：把幅度上连续取值（模拟量）的每一个样本转换 为离散值（数字值）表示，因此量化过程又是也称为A/D转换 （模数转换） 1001
量化级数越大，量化位数也就越大，声音的质 量越好,占电脑的存储空间也越多。
声道
声道(Sound Channel) 是指声音在录制或播放时在 不同空间位置采集或回放的相互独立的音频信号，所 以声道数也就是声音录制时的音源数量或回放时相应 的扬声器数量。 常见的有单声道，双声道（立体声），四声道环 绕和5.1声道环绕。
数字化声音存储量计算：
声音存储量= 采样频率×量化位数×声道数×时间／8 单位 ：字节
1. 录制声音的过程如图所示 话 筒
ADC模数 转换器 计算机 存储器
其中ADC模数转换器的作用是（ A．将模拟信号转换为数字信号 B．将数字信号转换为模拟信号 C．对模拟信号进行放大 D．对数字信号进行压缩
）
5 小王将5秒的单声道音频“朗诵．wav”和10秒的单声道音频“配 乐．wav”合成为10秒的双声道音频“配乐诗朗诵．wav”，三个音频均使 用相同采样频率和量化位数，关于3个文件的存储容量，下列描述正确的是 ( ) A．“配乐诗朗诵．wav”与“配乐．wav”相同 B．“配乐诗朗诵．wav”与“朗诵．wav”相同 C．“配乐诗朗诵．wav”约等于“配乐．wav”的2倍 D．“配乐诗朗诵．wav”约等于“朗诵．wav”与“配乐．wav”之和
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
【解析】 本题考查音频文件存储空间与各参数之间的关系。三个音频均使 用相同采样频率和量化位数，故存储容量与时间和声道数有关。配乐诗朗 诵．wav为双声道，时间为10秒，因此存储容量关系为：“配乐诗朗 诵．wav”＝2倍“配乐．wav”＝4倍“朗诵．wav”。 【答案】 C
6 声音的数字化通过采样与量化来实现,如图,其中图a和图b分别表示 的是对同一段声音采用不同频率进行采样的示意图。下列叙述正确 的是( )
2. 小王通过Windows附件中的“录音机”程序录制自己的 声音，这一过程实现了（ ） A.图像识别 B.模数转换 C.语音识别 D.格式转换
sound1.wav
sound2.wav
想一想：哪个声音文件音质佳 ，哪个声音文件占的存储空间更大 ？
3以下硬件设备中,能完成声音数字化的设备为(
)
耳机
数量
时间
思考1？ 我们计算机只能存储和识别“0”和“1”，那么我们 计算机存储的数据是模拟量还是数值量呢？
思考2? 人们听到的声音是由振动产生的波通过介质（空气） 传到人耳的结果，是模拟信号。而计算机中是用二进制存 储数据，只能识别两个值，0和1，计算机中所用信息是数 字量。但我们计算机经常要处理声音信号，我们怎样把自 然界里的声音这种模拟量转换成计算机里数字量呢？
录制声音的过程
话 筒 ADC模数 转换器 计算机 存储器
声波
电信号 电信号 数字量
过程：采样 量化
（模拟量形式转换）
存储数字量信息
ADC模数转换器转换过程 过程：音频信号通过 采样 和量化实现模拟量的数字化
（1）采样 ：把时间域或空间域的连续量转化成离散量的过 程。一般都是每隔相等的一小段时间采样一次，其时间间隔 称为采样周期。
A.图a的采样频率高,数字化后的数据量大 B.图b的采样频率高,数字化后的数据量大 C.图a的采样频率低,数字化后的音质好 D.图b的采样频率低,数字化后的音质好
声音的质量只取决于采样频率和量化位数.采样频率越高,量化
位数越高,所得声音的保真程度也越好,但数据量会越大.声音的音
质与音量的高低、效果的设置、时间的长短等因素无关.