《声音的数字化》PPT课件.ppt
声音的数声音的数值化化李俊华模模拟量与数字量量与数字量 时间速度2 数数值量量 在在时间上和数量上都是离散的物理量称上和数量上都是离散的物理量称为数字量数字量。例如：例如：用用电子子电路路记录从自从自动生生产线上上输出的零出的零件数目件数目时，每送出一个零件便，每送出一个零件便给电子子电路路一个信号，使之一个信号，使之记1，而平，而平时没有零件送没有零件送出出时加加给电子子电路的信号是路的信号是0，所以能，所以能记数。可数。可见，零件数目，零件数目这个信号无个信号无论在在时间上上还是在数量上都是不是在数量上都是不连续的，因此它是的，因此它是一个数字量。最小的数量一个数字量。最小的数量单位就是位就是1个。个。1 模模拟量量 在在时间上或数上或数值上都是上都是连续的物理量称的物理量称为模模拟量。把表示模量。把表示模拟量的信号叫模量的信号叫模拟信号。信号。例如：汽例如：汽车在刹在刹车过程中，速度是程中，速度是 从某个从某个值减速到零，在减速到零，在变化化过程中程中 时间上和速度上的上和速度上的值是是连续变化的。化的。时间数量思考思考2?人人们听到的声音是由振听到的声音是由振动产生的波通生的波通过介介质（空气）（空气）传到人耳的到人耳的结果，是模果，是模拟信号。而信号。而计算机中是用二算机中是用二进制存制存储数据，只能数据，只能识别两个两个值，0和和1，计算机中所用信息是数字算机中所用信息是数字量。但我量。但我们计算机算机经常要常要处理声音信号，我理声音信号，我们怎怎样把自然把自然界里的声音界里的声音这种模种模拟量量转换成成计算机里数字量呢？算机里数字量呢？思考思考1？我我们计算机只能存算机只能存储和和识别“0”和和“1”，那么我，那么我们计算算机存机存储的数据是模的数据是模拟量量还是数是数值量呢？量呢？传感器感器传感器：作用是感器：作用是进行能量方式的行能量方式的转换,将各种物理量的将各种物理量的变化化转换成成电流或流或电压的的变化形式化形式.常常见的的传感器有声音感器有声音传感器（感器（话筒）、温度筒）、温度传感器感器(空空调)、光敏光敏传感器感器(数数码相机自相机自动感光感光设备)、红外外传感器感器(报警器警器)、距离距离传感器感器(倒倒车雷达雷达)等等.通通过对它它们获得的得的电流或流或电压形式形式的的模模拟信号信号进行采行采样和量化和量化,变为数字形式的数字形式的数数值信号信号,计算算机就可以存机就可以存储和和处理理这些信息了些信息了.录制声音的制声音的过程程话话筒筒ADC模数模数转换器转换器计算机计算机存储器存储器电信号信号数字量数字量过程：采样过程：采样 量化量化声波声波电信号信号（模（模拟量形式量形式转换）存存储数字量信息数字量信息ADC模数模数转换器器转换过程程过程：音程：音频信号通信号通过 和和 实现模模拟量的数字化量的数字化（1）采）采样：把：把时间域或空域或空间域的域的连续量量转化成离散量的化成离散量的过程。一般都是每隔相等的一小段程。一般都是每隔相等的一小段时间采采样一次，其一次，其时间间隔隔称称为采采样周期。周期。采样点采样频率：每秒钟采样点的次数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。采采样 量化量化8,000Hz-电话所用采样率,对于人的说话已经足够22,050Hz-无线电广播所用采样率32,000Hz-miniDV数码视频camcorder、DAT(LPmode)所用采样率44,100Hz-音频CD,也常用于MPEG-1音频（VCD,SVCD,MP3）所用采样率47,250Hz-商用PCM录音机所用采样率48,000Hz-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50,000Hz-商用数字录音机所用采样率96,000或者192,000Hz-DVD-Audio、一些LPCMDVD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模数模数转换器器转换过程程（2）量化：把幅度上量化：把幅度上连续取取值（模（模拟量）的每一个量）的每一个样本本转换为离散离散值（数字（数字值）表示，因此量化）表示，因此量化过程又是也称程又是也称为A/D转换（模数（模数转换）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。1001声道声道 声道声道(Sound Channel)是指声音在是指声音在录制或播放制或播放时在在不同空不同空间位置采集或回放的相互独立的音位置采集或回放的相互独立的音频信号，所以信号，所以声道数也就是声音声道数也就是声音录制制时的音源数量或回放的音源数量或回放时相相应的的扬声器数量。声器数量。常常见的有的有单声道，双声道（立体声），四声道声道，双声道（立体声），四声道环绕和和5.1声道声道环绕。数字化声音存储量计算：声音存储量声音存储量=采样频率采样频率量化位数量化位数声道数声道数时间时间8 8单位单位 ：字节：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？sound1.wavsound2.wav3以下硬件设备中以下硬件设备中,能完成声音数字化的设备为能完成声音数字化的设备为()耳机耳机话筒筒声卡声卡音响音响声道数量化位数采样频率/8(单位：字节B)22*1000存储量=*16*2*10(单位：位bit)10秒秒钟如下的声音文件如下的声音文件 存储量=16*1000*16*2*10/8(单位：字节B)10秒钟如下的声音文件，请问所占的存储空间是多少？请你算一算声道数量化位数采样频率5 小王将小王将5秒的秒的单声道音声道音频“朗朗诵wav”和和10秒的秒的单声道音声道音频“配配乐wav”合成合成为10秒的双声道音秒的双声道音频“配配乐诗朗朗诵wav”，三个音，三个音频均使用相同采均使用相同采样频率和量化位数，关于率和量化位数，关于3个文件的存个文件的存储容量，下列描述正确的是容量，下列描述正确的是()A“配配乐诗朗朗诵wav”与与“配配乐wav”相同相同B“配配乐诗朗朗诵wav”与与“朗朗诵wav”相同相同C“配配乐诗朗朗诵wav”约等于等于“配配乐wav”的的2倍倍D“配配乐诗朗朗诵wav”约等于等于“朗朗诵wav”与与“配配乐wav”之和之和【解析】本【解析】本题考考查音音频文件存文件存储空空间与各参数之与各参数之间的关系。三个音的关系。三个音频均使均使用相同采用相同采样频率和量化位数，故存率和量化位数，故存储容量与容量与时间和声道数有关。配和声道数有关。配乐诗朗朗诵wav为双声道，双声道，时间为10秒，因此存秒，因此存储容量关系容量关系为：“配配乐诗朗朗诵wav”2倍倍“配配乐wav”4倍倍“朗朗诵wav”。【答案】【答案】C6 声音的数字化通声音的数字化通过采采样与量化来与量化来实现,如如图,其中其中图a和和图b分分别表示表示的是的是对同一段声音采用不同同一段声音采用不同频率率进行采行采样的示意的示意图。下列叙述正确的。下列叙述正确的是是()A.图图a的采样频率高的采样频率高,数字化后的数据量大数字化后的数据量大B.图图b的采样频率高的采样频率高,数字化后的数据量大数字化后的数据量大C.图图a的采样频率低的采样频率低,数字化后的音质好数字化后的音质好D.图图b的采样频率低的采样频率低,数字化后的音质好数字化后的音质好 声音的声音的质量只取决于采量只取决于采样频率和量化位数率和量化位数.采采样频率越高率越高,量化位量化位数数越高越高,所得声音的保真程度也越好所得声音的保真程度也越好,但数据量会越大但数据量会越大.声音的音声音的音质与与音量的高低、效果的音量的高低、效果的设置、置、时间的的长短等因素无关短等因素无关.
