-多媒體音頻信息處理

1、第4章 多媒體音頻信息處置4.1 音頻信號及其概念4.2 模擬音頻的數(shù)字化過程4.3 聲卡4.4 音頻文件的格式與處置軟件4.5 樂器數(shù)字接口-MIDI4.1 音頻信號及其概念4.1.1 聲音處置技術(shù)歷史回想圖4-2用磁帶記錄聲音的錄音機 4.1.2 聲音信號的方式 音頻信號分兩類:語音信號和非語音信號圖4-4 在自然界，聲波與水波一樣都是一種振動波 圖4-5 用聲音錄制軟件記錄的英文單詞Hello語音的實踐波形4.1.3 模擬音頻信號的物理特征-頻率、振幅圖4-6 聲波的頻率、周期與振幅4.1.4 模擬與數(shù)字 圖4-7 借助于A/D或D/A轉(zhuǎn)換器，模擬信號和數(shù)字信號可以相互轉(zhuǎn)換4.1.6 聲

2、音質(zhì)量的評價1聲音客觀質(zhì)量的度量方法2聲音客觀質(zhì)量的度量3.聲音質(zhì)量分級與帶寬圖4-8 四級聲音質(zhì)量的頻率范圍 4.2 模擬音頻的數(shù)字化過程圖4-9 聲音的采樣和量化表示圖4.2.1采樣 為實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換，需求把模擬音頻信號波形進(jìn)展分 割，以轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號，這種方法稱為采樣(Sampling)。4.2.2 量化用某種數(shù)字化的方法來反映某一瞬間聲波幅度的電壓值的大小稱為量化4.2.3 聲音采樣與量化過程例如圖4-10 采樣頻率為1000Hz，10個量化等級的波形圖4-11 經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器得到的信號波形(直線段的波形)有較大的失真圖4-12 采樣率為2000Hz，量化等級為20的采樣量化過程圖4

3、-13 采樣率為4000Hz，量化等級為40的采樣量化過程4.2.4 編碼圖4-14 音頻信號處置過程4.3 聲卡4.3.1 聲卡的任務(wù)原理圖4-16 聲卡任務(wù)原理框圖1主芯片-數(shù)字信號處置器2混音芯片-CODEC 圖4-18 Sound Blaster PCI64聲卡的混音器設(shè)置界面3.合成器 MIDI合成器有兩種：頻率調(diào)制合成器(FM合成器)、波形表(Wave table合成器)。 4.總線接口和控制器 總線接口和控制器由數(shù)據(jù)總線雙向驅(qū)動器、總線接口控制邏輯、總線中斷邏輯和DMA控制邏輯組成。 5.外部輸入輸出口 聲卡外部輸入輸出口均為3.5mm規(guī)格插口MIDI/Joystick除外 4.

4、3.2 聲卡的性能目的1音頻技術(shù)目的2MIDI音頻3聲道數(shù) 圖4-19 5.1聲道系統(tǒng)的規(guī)劃圖 4.多音頻流輸出 5.I/O設(shè)備接口 6.聲卡軟件 7總線構(gòu)造圖4-20 支持5.1聲道系統(tǒng)的聲卡接口4.4 音頻文件的格式與處置軟件 4.4.1 數(shù)字音頻的文件格式圖4-21 常用音頻格式1.WAV文件2.VOC文件3. MP34.MP45.RealAudio文件.RA/.RM/.RAM6.AIFF文件.AIF/.AIFF 圖4-22 MP3是Internet上流行的音樂格式4.4.2 音頻制造與處置軟件1CoolEdit 圖4-25 CoolEditPro 的界面2Sound Forge圖4-2

5、6 Sound Forge音頻處置軟件 4.5.1 什么是MIDI MIDI 是數(shù)字音樂接口Musical Instrument Digital Interface)的縮寫。或者說，MIDI是用來將電子樂器相互銜接，或?qū)IDI設(shè)備與電腦銜接成系統(tǒng)的一種通訊協(xié)議。 經(jīng)過它，各種MIDI設(shè)備都可以準(zhǔn)確傳送MIDI信息。 4.5 樂器數(shù)字接口-MIDI4.5.2 MIDI系統(tǒng)的組成1.合成器圖4-28 具有USB接口的MIDI鍵盤2音源圖4-29 硬件音源產(chǎn)品Roland JV10803音序器(Sequencer)4采樣器 5其它設(shè)備如錄音設(shè)備、監(jiān)聽設(shè)備、音箱功放等 4.5.3 MIDI的任務(wù)過程圖4-31 MIDI的任務(wù)過程4.5.4 FM與波表合成方式1.FM合成法FM稱為“數(shù)字式頻率調(diào)制合成法，簡稱FM合成法。FM合成法生成音樂的根本原理是，用數(shù)字信號來表示不同音樂的波形，然后把它們組合起來，再經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換器生成音樂播放。2.波表合成法運用FM合成法來產(chǎn)生各種逼真的音樂是相當(dāng)困難的，有些音樂幾乎不能產(chǎn)生。為了能真實地再現(xiàn)音樂，目前的聲卡普通采用音樂樣本合成法，即波表合成法。 4.5.5 GM-規(guī)范MIDI樂器排序表4.5.6