文档介绍：数字声音及应用
波形声音的获取与播放
波形声音的表示与压缩编码
波形声音的编辑
计算机合成声音
波形声音的获取与播放
声音的特性和类型
声音由振动产生,通过空气进行传播
声音是一种波,它由许多不同频率的谐波组成
谐波的频率范围称为声音的“带宽”
计算机处理的声音类型:
话音或语音(speech),专指人的说话声音,带宽仅为300~3400Hz
全频带声音(如音乐声、风雨声、汽车声等),其带宽可达到20Hz~20kHz
人耳可听到的声音统称“可听声”(audio) ,20Hz~20kHz
数字波形声音的获取
方法:
2. 量化(quantization,模数转换)
3. 编码(encoding)
1. 取样(sampling)
取样
模拟声音信号
取样的目的是把时间上连续的信号转换成时间上离散的信号
量化
量化是把每个样本从模拟量转换成为数字量(8位或16位整数表示)
数字声音
01100011001···
编码
将所有样本的二进制代码组织在一起,并进行数据压缩
数字波形声音的获取设备
声音的联机获取设备(声卡)
麦克风
(microphone)
声音卡
(sound card)
声波转换为电信号
取样、量化、压缩和编码
模拟声音
数字声音
声音的脱机获取设备:数码录音笔
声卡的功能与组成
波形声音的获取与编码
波形声音的重建与播放
MIDI消息的输入
MIDI音乐的合成
DSP
DMA接口
PC总线
取样,量化
D/A
重建,滤波
声音输出
声音输入
音乐合成器
mixer
MIDI接口
声卡的主要功能
注:当前PC机的声卡已经与主板芯片组集成在一起,不再做成独立的插卡
声音的重建与播放
计算机输出声音分为两步:
1 声音的重建:把声音从数字形式转换成模拟信号形式,由声卡完成
2 声音播放:将模拟声音信号经处理和放大后送到音箱(扬声器)
关于音箱:
普通音箱接收的是重建的模拟声音信号
数字音箱可直接接收数字声音信号,声音失真更小
重建的模拟声音信号
数字声音
0**********…
插值
数模转换
解码
把压缩编码的数字声音恢复为压缩编码前的状态
把声音样本从数字量转换为模拟量
把时间上离散的一组样本转换成在时间上连续的模拟声音信号
波形声音的表示 与压缩编码
数字波形声音的表示及参数
数字波形声音是使用二进位表示的一种串行比特流,其数据按时间顺序进行组织,文件扩展名为“.wav”
数字波形声音的主要参数有:
取样频率:
语音的取样频率低,一般为8kHz
全频带声音(如音乐)的取样频率高,
量化位数:通常为8位、12位或16位
声道数目:单声道为1,双声道为2
码率(比特率),每秒钟的数据量
数字波形声音码率的计算
未压缩时数字波形声音的码率计算公式
码率= 取样频率× 量化位数× 声道数
例:
声音类型
声音信号带宽
(Hz)
取样频率
(kHz)
量化位数
(bits)
声道数
未压缩时的
码率
数字语音
300~3 400
8
8
1
64 kb/s
CD立体声
20~20 000
16
2
(kb/s)
压缩编码之后数字波形声音的码率为:
压缩后的码率= 未压缩时的码率/压缩倍数
例:上面CD唱片的立体声音乐压缩为MP3后,若压缩倍数是10倍,则该MP3音乐的码率是:141kb/s左右