第3章-音频处理技术资料.ppt
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1、普通高等教育普通高等教育普通高等教育普通高等教育“十二五十二五十二五十二五”规划教材规划教材规划教材规划教材多媒体技术与应用第第第第3 3 3 3章章章章 音频处理技术音频处理技术音频处理技术音频处理技术3.1 3.1 音频概述音频概述 3.1.1 3.1.1 音频的基本概念音频的基本概念 3.1.2 3.1.2 声音的基本特点声音的基本特点 3.1.3 3.1.3 音频技术参数音频技术参数 3.1.4 3.1.4 音频文件格式音频文件格式3.2 3.2 音频获取音频获取 3.2.1 3.2.1 从万维网中获取音频从万维网中获取音频 3.2.2 3.2.2 从视频中分离音频从视频中分离音频 3
2、.2.3 3.2.3 录制音频录制音频3.3 Windows3.3 Windows录音软件录音软件 3.3.13.3.1音频录制音频录制 3.3.2 3.3.2 音频处理音频处理多媒体技术与应用第第第第3 3 3 3章章章章 音频处理技术音频处理技术音频处理技术音频处理技术3.4 3.4 音频处理软件音频处理软件-GoldWave-GoldWave 3.4.1 GoldWave3.4.1 GoldWave简介简介 3.4.2 GoldWave3.4.2 GoldWave基本操作基本操作 3.4.3 GoldWave3.4.3 GoldWave录音录音 3.4.4 GoldWave3.4.4 G
3、oldWave音频格式转化音频格式转化 3.4.5 GoldWave3.4.5 GoldWave音频编辑音频编辑 3.4.6 GoldWave3.4.6 GoldWave辅助功能辅助功能3.5 3.5 本章综合应用实训本章综合应用实训 实训实训1 1:网上查询:网上查询 实训实训2 2:制作自己的手机个性铃声:制作自己的手机个性铃声3.6 3.6 本章小结本章小结课后习题课后习题多媒体技术与应用第第第第3 3 3 3章章章章 音频处理技术音频处理技术音频处理技术音频处理技术本章主要内容(主要知识点):本章主要内容(主要知识点):音频的相关概念音频的相关概念 常见的音频文件格式常见的音频文件格式
4、 音频的获取音频的获取 音频文件的录制,编辑和合成处理音频文件的录制,编辑和合成处理教学目标:教学目标:掌握音频文件的获取途径和方法掌握音频文件的获取途径和方法 掌握声音的录制、编辑和各种效果设置掌握声音的录制、编辑和各种效果设置 了解音频的相关概念了解音频的相关概念 了解音频文件的常见格式分类了解音频文件的常见格式分类多媒体技术与应用第第第第3 3 3 3章章章章 音频处理技术音频处理技术音频处理技术音频处理技术本章重点:本章重点:GoldWave GoldWave音频处理软件的使用音频处理软件的使用 音频文件的录制、编辑和效果设置音频文件的录制、编辑和效果设置本章难点:本章难点:音频文件的
5、编辑音频文件的编辑 音频文件的效果设置音频文件的效果设置多媒体技术与应用第第第第3 3 3 3章章章章 音频处理技术音频处理技术音频处理技术音频处理技术3.1 3.1 音频概述音频概述 声音是传递信息的重要媒体,也是多媒体声音是传递信息的重要媒体,也是多媒体的重要组成部分。声音是人们传递信息、交流的重要组成部分。声音是人们传递信息、交流感情时最方便、最熟悉的方式之一,在多媒体感情时最方便、最熟悉的方式之一,在多媒体作品中加入数字化声音,能唤起人们在听觉上作品中加入数字化声音,能唤起人们在听觉上的共鸣,增强多媒体作品的趣味性和表现力。的共鸣,增强多媒体作品的趣味性和表现力。通常所说的数字化声音是
6、数字化语音、声响和通常所说的数字化声音是数字化语音、声响和音乐的总称。音乐的总称。多媒体技术与应用第第第第3 3 3 3章章章章 音频处理技术音频处理技术音频处理技术音频处理技术3.1.1 3.1.1 音频的基本概念音频的基本概念 音频是个专业术语,人类能够听到的所有声音音频是个专业术语,人类能够听到的所有声音都称之为音频,正常人耳能听到的音频范围一般约都称之为音频,正常人耳能听到的音频范围一般约为为20Hz-20kHz20Hz-20kHz。声音被录制下来以后,无论是说话。声音被录制下来以后,无论是说话声、歌声、乐器都可以通过数字音乐声、歌声、乐器都可以通过数字音乐软件软件处理,或处理,或是把
7、它制作成是把它制作成CDCD,而音频只是储存在,而音频只是储存在计算机计算机里的声里的声音。音频信息用数字信号表示音。音频信息用数字信号表示,实际上人耳听不到实际上人耳听不到数字信号,只有模拟信号才能被人耳感知,但模拟数字信号,只有模拟信号才能被人耳感知,但模拟信号在录制和处理过程中损失很大,计算机一般采信号在录制和处理过程中损失很大,计算机一般采用数字信号来表示声音。计算机在输出音频文件时,用数字信号来表示声音。计算机在输出音频文件时,一般首先利用数模转换器(一般首先利用数模转换器(D/AD/A转换器)把数字格转换器)把数字格式的音频文件通过一次式的音频文件通过一次D/AD/A转换成模拟信号
8、进行输转换成模拟信号进行输出,从而产生人耳听到的各种声音。出,从而产生人耳听到的各种声音。多媒体技术与应用第第第第3 3 3 3章章章章 音频处理技术音频处理技术音频处理技术音频处理技术3.1.2 3.1.2 声音的基本特点声音的基本特点1 1认识声音认识声音 声音是由物体振动产生,声音是一种机械纵波声音是由物体振动产生,声音是一种机械纵波,波是能量的传递形式,它有能量波是能量的传递形式,它有能量,所以能产生效所以能产生效果果,但是它不同于光,也就是通常所说的但是它不同于光,也就是通常所说的电磁波电磁波,光光有质量有能量有动量有质量有能量有动量,声音在物理上只有压力,没声音在物理上只有压力,没
9、有质量有质量.一切声音都是由物体振动而产生,声源实一切声音都是由物体振动而产生,声源实际是一个振动源,它使周围的媒介如气体、液体、际是一个振动源,它使周围的媒介如气体、液体、固体等产生振动,并以波的形式从声源向四周传播,固体等产生振动,并以波的形式从声源向四周传播,人耳如果能感觉到这种传来的振动,再反映到大脑,人耳如果能感觉到这种传来的振动,再反映到大脑,就听到了声音。正常人耳能够听见就听到了声音。正常人耳能够听见20Hz20Hz到到20000Hz20000Hz的声音,而老年人的高频声音减少到的声音,而老年人的高频声音减少到10000Hz10000Hz或或6000Hz6000Hz左右。人们把频
10、率高于左右。人们把频率高于20000Hz20000Hz的声音称为的声音称为超声波,低于超声波,低于20Hz20Hz的称为次声波。的称为次声波。多媒体技术与应用第第第第3 3 3 3章章章章 音频处理技术音频处理技术音频处理技术音频处理技术2 2声音三要素声音三要素(1 1)音调:代表声音的高低,也称音高。声音的)音调:代表声音的高低,也称音高。声音的高低由高低由“频率频率”决定,频率越高音调越高,频决定,频率越高音调越高,频率的单位是率的单位是HzHz(赫兹)。(赫兹)。(2 2)音色:音色()音色:音色(musical qualitymusical quality)是指声音)是指声音的感觉特
11、性,具有特色的的声音,也成音品,的感觉特性,具有特色的的声音,也成音品,表示声音的品质,不同的发声体由于材料、结表示声音的品质,不同的发声体由于材料、结构不同,发出声音的音色也就不同,如二胡和构不同,发出声音的音色也就不同,如二胡和笛子的音色不同。笛子的音色不同。(3 3)音强:声音的强度,有时也被称为声音的响)音强:声音的强度,有时也被称为声音的响度,也就是常说的音量,音强是声音信号中主度,也就是常说的音量,音强是声音信号中主音调的强弱程度,是判别乐音的基础。音调的强弱程度,是判别乐音的基础。多媒体技术与应用第第第第3 3 3 3章章章章 音频处理技术音频处理技术音频处理技术音频处理技术3.
12、1.3 3.1.3 音频技术参数音频技术参数 数码录音数码录音最关键一步就是要把模拟信号转换为最关键一步就是要把模拟信号转换为数码信号。计算机通过一些录音软件将模拟声音信数码信号。计算机通过一些录音软件将模拟声音信号录制成为号录制成为wavwav文件,描述文件,描述wavwav文件主要有两个指标,文件主要有两个指标,一个是一个是采样频率采样频率,或称,或称采样精度采样精度;另一个是;另一个是比特率比特率。这是这是数字音频数字音频制作中十分重要的两个概念。制作中十分重要的两个概念。1 1采样频率采样频率 采样频率是指计算机每秒钟采集多少个声音样采样频率是指计算机每秒钟采集多少个声音样本,是描述声
13、音文件的音质、音调,衡量声卡、声本,是描述声音文件的音质、音调,衡量声卡、声音文件的质量标准。采样频率越高,即采样的间隔音文件的质量标准。采样频率越高,即采样的间隔时间越短,则在单位时间内计算机得到的声音样本时间越短,则在单位时间内计算机得到的声音样本数据就越多,对声音波形的表示也越精确。数据就越多,对声音波形的表示也越精确。多媒体技术与应用第第第第3 3 3 3章章章章 音频处理技术音频处理技术音频处理技术音频处理技术2 2比特率比特率 声音有轻有响,影响声音声音有轻有响,影响声音响度响度的物理要素是的物理要素是振振幅幅,作为数码录音,必须也要能精确表示乐曲的轻,作为数码录音,必须也要能精确
14、表示乐曲的轻响,所以一定要对波形的振幅有一个精确的描述。响,所以一定要对波形的振幅有一个精确的描述。“比特比特(bit)(bit)”就是这样一个单位。比特率是指将就是这样一个单位。比特率是指将数字声音由模拟格式转化成数字格式的数字声音由模拟格式转化成数字格式的一种标准一种标准,和采样频率一样,比特率越高,越能细致地反映乐和采样频率一样,比特率越高,越能细致地反映乐曲的轻响变化,还原后的音质就越好。但曲的轻响变化,还原后的音质就越好。但bit ratebit rate高时音频文件也会变大,会占用很多的高时音频文件也会变大,会占用很多的内存内存容量,容量,音乐文件最常用的音乐文件最常用的bit r
15、atebit rate是是128kbps128kbps。多媒体技术与应用第第第第3 3 3 3章章章章 音频处理技术音频处理技术音频处理技术音频处理技术3.1.4 3.1.4 音频文件格式音频文件格式1 1CDCD格式格式 CDCD是标准的激光唱片文件,文件扩展名为是标准的激光唱片文件,文件扩展名为“.cda.cda”。该格式的文件音质好,大多数音频。该格式的文件音质好,大多数音频播放软件都支持该格式。在播放软件的播放软件都支持该格式。在播放软件的“打开打开文件类型文件类型”中,都可以看到中,都可以看到“.cda.cda”格式,格式,这就是这就是CDCD音轨音轨。标准。标准CDCD格式是格式是
16、44.1KHZ44.1KHZ的采样频的采样频率,率,1616位量化位数,因此位量化位数,因此CDCD音轨近似无损,从音轨近似无损,从而数据量很大。而数据量很大。多媒体技术与应用第第第第3 3 3 3章章章章 音频处理技术音频处理技术音频处理技术音频处理技术2 2WAVWAV格式格式 WAVWAV格式是微软公司开发的一种声音文件格格式是微软公司开发的一种声音文件格式,也称波形文件。文件扩展名为式,也称波形文件。文件扩展名为“.wav.wav”,WINDOWSWINDOWS平台的音频信息资源都是平台的音频信息资源都是WAVWAV格式,几格式,几乎所有的音频软件都支持乎所有的音频软件都支持WAVWA
17、V格式。格式。WAVWAV格式的格式的声音文件质量和声音文件质量和CDCD相差无几,但由于存储时不相差无几,但由于存储时不经过压缩,占用存储空间也很大,因此,也不经过压缩,占用存储空间也很大,因此,也不适合长时间记录高质量声音,但如果对声音质适合长时间记录高质量声音,但如果对声音质量要求不高,可降低频率采样,以减少存储空量要求不高,可降低频率采样,以减少存储空间。间。多媒体技术与应用第第第第3 3 3 3章章章章 音频处理技术音频处理技术音频处理技术音频处理技术3 3MP3MP3格式格式 MP3MP3是是MPEGMPEG标准中的音频部分,也就是标准中的音频部分,也就是MPEGMPEG音音频层。
18、根据压缩质量和编码处理的不同分为频层。根据压缩质量和编码处理的不同分为3 3层,层,分别对应分别对应“*“*.mp1”.mp1”、“*“*.mp2”.mp2”、“*“*.mp3”.mp3”。MPEGMPEG音频文件的压缩是一种有损压缩,音频文件的压缩是一种有损压缩,MP3MP3音频编音频编码具有码具有10:1-12:110:1-12:1的高的高压缩率压缩率,同时基本保持低音,同时基本保持低音频部分不失真,但是牺牲了声音文件中频部分不失真,但是牺牲了声音文件中12KHz12KHz到到16KHz16KHz高音频部分的质量来换取文件的尺寸,相同高音频部分的质量来换取文件的尺寸,相同长度的音乐文件,用
19、长度的音乐文件,用mp3mp3格式来储存,一般只有格式来储存,一般只有WAVWAV文件的文件的1/101/10,当然,音质要次于,当然,音质要次于CDCD格式或格式或WAVWAV格式格式的声音文件。的声音文件。MP3MP3格式压缩音乐的采样频率有很多格式压缩音乐的采样频率有很多种,可以用种,可以用64Kbps64Kbps或更低的采样频率以节省空间,或更低的采样频率以节省空间,也可以用也可以用320Kbps320Kbps的标准达到极高的音质。的标准达到极高的音质。多媒体技术与应用第第第第3 3 3 3章章章章 音频处理技术音频处理技术音频处理技术音频处理技术4 4MIDIMIDI格式格式 MID
20、IMIDI(Musical Instrument Digital Musical Instrument Digital InterfaceInterface)乐器数字化接口)乐器数字化接口,是一种串行接口是一种串行接口标准。它允许音乐标准。它允许音乐合成器合成器、乐器和计算机连接、乐器和计算机连接起来交换数据,声卡将音乐合成器等的声音转起来交换数据,声卡将音乐合成器等的声音转化为数字信息并以化为数字信息并以MIDIMIDI形式存入计算机,占用形式存入计算机,占用存储空间非常小。存储空间非常小。MIDIMIDI文件主要用于原始乐器文件主要用于原始乐器作品,流行歌曲的业余表演,游戏音轨以及电作品,
21、流行歌曲的业余表演,游戏音轨以及电子贺卡等。子贺卡等。多媒体技术与应用第第第第3 3 3 3章章章章 音频处理技术音频处理技术音频处理技术音频处理技术5 5WMAWMA格式格式 WMA(Windows Media Audio)WMA(Windows Media Audio),它和日本,它和日本YAMAHAYAMAHA公司开发的公司开发的VQFVQF格式格式一样,是以减少数据一样,是以减少数据流量但保持音质的方法来达到比流量但保持音质的方法来达到比MP3MP3压缩率更高压缩率更高的目的,的目的,WMAWMA的压缩率一般都可以达到的压缩率一般都可以达到1818:1 1左左右,右,WMAWMA的另一
22、个优点是内容提供商可以通过的另一个优点是内容提供商可以通过DRMDRM(Digital Rights ManagementDigital Rights Management)方案,如)方案,如Windows Media Rights Manager 7Windows Media Rights Manager 7,加入防拷,加入防拷贝保护。这种内置了版权保护技术可以限制播贝保护。这种内置了版权保护技术可以限制播放时间和播放次数,甚至播放的机器等。另外放时间和播放次数,甚至播放的机器等。另外WMAWMA还支持还支持音频流音频流(Stream)(Stream)技术,适合在互联网技术,适合在互联网上在
23、线播放。上在线播放。多媒体技术与应用第第第第3 3 3 3章章章章 音频处理技术音频处理技术音频处理技术音频处理技术6 6RMRM格式格式 RMRM(Real MediaReal Media),是),是RealReal公司开发的网公司开发的网络流媒体文件格式。它将连续不断的音频分割络流媒体文件格式。它将连续不断的音频分割成带有顺序标记的数据包,通过网络传递,接成带有顺序标记的数据包,通过网络传递,接收的时候有接收方将数据包按顺序重组起来播收的时候有接收方将数据包按顺序重组起来播放。放。RMRM格式文件小但质量损失不大,适合在互格式文件小但质量损失不大,适合在互联网上传输。联网上传输。多媒体技术
24、与应用第第第第3 3 3 3章章章章 音频处理技术音频处理技术音频处理技术音频处理技术7 7APEAPE格式格式 APEAPE是目前流行的数字音乐文件格式之一。是目前流行的数字音乐文件格式之一。与与MP3MP3不同,不同,APEAPE是一种无损压缩是一种无损压缩音频技术音频技术,庞,庞大的大的WAVWAV音频文件可以通过音频文件可以通过Monkeys AudioMonkeys Audio这个这个软件压缩为软件压缩为APEAPE,音频数据文件压缩成,音频数据文件压缩成APEAPE格式格式后,可以再还原,而还原后的音频文件与压缩后,可以再还原,而还原后的音频文件与压缩前相比没有任何损失。前相比没有
25、任何损失。APEAPE的文件大小大概为的文件大小大概为CDCD的一半,可以节约大量的资源,随着宽带的普的一半,可以节约大量的资源,随着宽带的普及,及,APEAPE也成为最有前途的网络无损格式,因此,也成为最有前途的网络无损格式,因此,APEAPE格式受到了许多音乐爱好者的青睐。庞大的格式受到了许多音乐爱好者的青睐。庞大的WAVWAV音频文件可以通过音频文件可以通过Monkeys AudioMonkeys Audio等音频软等音频软件压缩为件压缩为APEAPE。多媒体技术与应用第第第第3 3 3 3章章章章 音频处理技术音频处理技术音频处理技术音频处理技术8 8MPEGMPEG格式格式 MPEG
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