2.4 音频处理(课件）-《多媒体技术应用》同步教学（电子工业版）

常见媒体及处理技术 第二章 2.4 音频处理 声音是一种波形，它由许多不同频率的谐波所组成，谐波的频率范围称为声音的带宽（bandwidth) 多媒体技术处理的声音信号主要是人耳可听到的20~20 kHz的音频信号 人的说话声音是一种特殊的声音，其频率范围约为300~3 400 Hz,称为言语(speech) 幅度随时间连续变化的信号称为模拟信号 理解音频 数字音频是指用一连串二进制数据来保存声音信号。 声音信号在存储和传输及处理过程中，不再是连续的信号，而是离散的信号。 在坐标轴上描述信号的波形和振幅时，模拟信号是用无限个点去描述，而数字信号是用有限个点去描述。 数字音频 采用→量化→编码 主要参数： 取样频率 量化位数 声道数目 压缩编码方法 数码率 数码率也称为比特率，简称码率，它指的是每秒钟的数据量。数字声音未压缩前，计算公式：码率＝取样频率×量化位数×声道数 数字音频的主要参数 音频信号的压缩编码主要分为无损压缩编码和有损压缩编码两大类。 有损压缩编码又分为： 波形编码、参数编码、混合编码。 数字音频压缩技术标准分为： 电话语音压缩、调幅广播语音压缩和调频广播、CD音质的宽带音频压缩。 音频压缩 6 波形压缩编码 数字语音可以采用像全频带声音那样的基于感觉模型的压缩方法。 参数编码 使用一种所谓“声源—滤波器”模型来模拟人的发声过程，从原始的语音波形信号中使用线性预测方法提取语音生成的参数，把这些参数作为该语音压缩编码的结果，因此码率低，但声音质量较差，一般应用于保密通信。 混合编码 这类语音压缩编码方法是上述两种方法的结合，称为混合编码。 MPEG-1声音压缩编码 国际上第一个高保真声音数据压缩的国际标准，分三个层次。 Layerl：编码较简单，用于数字盒式录音磁带； Layer2：算法复杂度中等，用于数字音频广播（DAB）和VCD等； Layer3：编码最复杂，应用于因特网上的高质量声音的传输。 MP3音乐就是一种采用MPEG-1层3编码的高质量数字音乐。 MPEG-2声音压缩编码 采用与MPEG-1声音相同的编译码器，层1、层2和层3的结构相同。 支持5.1声道和7.1声道的环绕立体声。 8 常见的音频处理软件 Reaper 一款专业音乐制作软件。 多轨音频和MIDI录音、编辑、处理、混音和母带处理。 软件界面简洁易用，非常适合音频爱好者和专业的音乐人士使用。 软件采用64位音频引擎，支持各类DX、VST音频插件与软音源。 软件还支持视频编辑功能，可以对视频编辑编辑。 Audition 是一个专业音频编辑和混合环境。 专为在照相室、广播设备和后期制作设备方面工作的音频和视频专业人员设计 可提供先进的音频混合、编辑、控制和效果处理功能。 最多混合128个声道，可编辑单个音频文件，创建回路并可使用 45 种以上的数字信号处理效果。 是一个集声音编辑、播放、录制和转换的音频工具。 体积小巧、功能强大。 识别的音频文件多：WAV、OGG、VOC、IFF、AIF、AFC、AU、SND、MP3、MAT、DWD、SMP、VOX、SDS、AVI、MOV等，也可以从 CD 或 VCD 或 DVD 或其它视频文件中提取声音。 具有内含丰富的音频处理特效，涵盖一般特效如多普勒、回声、混响、降噪到高级的公式。 Goldwave 常见的音频文件格式 WAV格式 是微软公司开发的一种声音文件格式，也叫波形声音文件，是最早的数字音频格式。 .wav文件。 通用的音频格式。 WAV记录的是声音本身，所以它占的硬盘空间很大。 又称作乐器数字接口，是数字音乐与电子合成乐器的统一国际标准。 .mid文件。 MIDI文件记录的是在音乐什么时间用什么音色发多长的音等等，把这些指令发送给声卡，由声卡按照指令将声音合成出来。 通常的MIDI文件都非常小。 MIDI格式 AIFF是苹果电脑中的标准音频格式。 .aif或.aiff文件。 支持各种位分辨率、采样率和音频通道。标准AIFF文件使用44.1 kHz采样率和16 bits采样深度立体声，并具有两个立体声通道。 AIFF文件以未压缩的格式保存，文件更大，音频质量更高。 AIFF格式 将音乐以1:10 甚至 1:12 的压缩率，在音质丢失很小的情况下把文件压缩到更小的程度，还非常好的保持了原来的音质。 .mp3文件 音质好，压缩比比较高，被大量软件和硬件支持，应用广泛。 适合用于比较高要求的音乐欣赏。 MP3格式 是微软在互联网音频领域力推的一种音频格式。以减少数据流量但保持音质的方法来达到更高的压缩率目的，压缩率一般可以达到1:18，生成的文件大小只有相应MP3文件的一半。 .wma文件。 通过DRM（Digital Rights Management）方案加入防止拷贝，或者加入限制播放时间和播放次数，可防止盗版。 低码率下的音质表现很好。 数字电台架设、在线试听、低要求下的音乐欣赏。 WMA格式 Mp3 pro格式 是一种基于MP3编码技术的改良方案，在保持相同的音质下同样把声音文件的文件量压缩到原有MP3格式的一半大小。 文件扩展名为.mp3。 编码器将音频的录音分成两个部分：MP3部分和Pro部分。 Pro部分编码中采用SBR（Spectral Band Replication）技术，保留了声音中的短波音，使得以低比特率压缩的MP3文件音质得到显著的增强。 RA 格式 是一种可以在网络上实时传送和播放的音乐文件的流媒体技术。 .rm文件。 压缩比高，可以随网络带宽的不同而改变声音质量。 支持边读边放，支持使用特殊协议来隐匿文件的真实网络地址。 $$