第20讲声音和视频的处理

1第20讲声音和视频的处理P63-65上节课我们学习了图像的类型有关知识和图像处理方法（第19讲图像处理，复习一下吧），在“第4讲多媒体信息的编码中，我们已经了解了计算机以数字化的信息表示声音及存储量的计算方法，声音主要参数是振幅和频率，通过采样频率（如：CD音频采样频率为44.1KHZ）和振幅位数（如16位=2B字节）的数字化来记录表示。今天我们来讨论一下有关声音和视频文件格式（类型）和简单的转换方法。一、声音文件的格式的转换方法：大多数媒体播放器都具有播放、简单的音频处理等功能，例如：我们可以把CD格式音频文件转换成MP3格式或WMA格式文件，再转换前先介格几种常见的音频格式。1.常见音频格式介绍：（1）CD格式：天籁之音\发烧原声当今世界上音质最好的音频格式是什么？当然是CD了。因此要讲音频格式，CD自然是打头阵的先锋。在大多数播放软件的“打开文件类型”中，都可以看到*.cda格式（演示），这就是CD音轨了。标准CD格式也就是44.1K的采样频率，速率88K/秒，16位量化位数（振幅位数），因为CD音轨可以说是近似无损的，因此它的声音基本上是忠于原声的，因此如果你如果是一个音响发烧友的话，CD是你的首选。它会让你感受到天籁之音。CD光盘可以在CD唱机中播放，也能用电脑里的各种播放软件来重放。一个CD音频文件是一个*.cda文件，这只是一个索引信息，并不是真正的包含声音信息，所以不论CD音乐的长短，在电脑上看到的“＊.cda文件”都是44字节长。（演示）注意：不能直接的复制CD格式的＊.cda文件到硬盘上播放（演示），需要用其它播放软件（如：音频解霸、WindowsMediaPlayer7.0（以上））把CD格式的文件转换成其它格式（如：MP3、WMA格式，下面演示）才能在硬盘上（或在MP3等数字设备上）播放；一张标准的120毫米的CD-ROM盘片能够记录703.1MB数据（不包括纠错和检错数据）。这个容量能够记录700部10万个10个字母长的英文小说。一张单面的DVD的容量为4.4GB，大约为CD-ROM的6倍。（2）WAV格式：无损的音乐\完美音质演示：第4讲附件录音.wav2是微软公司开发的一种声音文件格式，被WINDOWS平台及其应用程序所支持。“*.WAV”格式支持多种压缩算法，支持多种音频位数、采样频率和声道，标准格式的WAV文件和CD格式一样，也是44.1K的采样频率，速率88K/秒，16位量化位数，看到了吧，WAV格式的声音文件质量和CD相差无几，也是目前PC机上广为流行的声音文件格式，几乎所有的音频编辑软件都“认识”WAV格式。“*.WAV”格式的后缀名WAV是由wave声波含义来的。（3）MP3格式：流行的风尚演示：你是我的玫瑰花.mp3MP3格式诞生于八十年代的德国，所谓的MP3也就是指的是MPEG标准中的音频部分，也就是MPEG音频层。根据压缩质量和编码处理的不同分为3层，分别对应“*.mp1/“*.mp2”/“*.mp3”这3种声音文件。需要提醒大家注意的地方是：MPEG音频文件的压缩是一种有损压缩，MPEG3音频编码具有10：1～12：1的高压缩率，同时基本保持低音频部分不失真，但是牺牲了声音文件中12KHz到16KHz高音频这部分的质量来换取文件的尺寸，相同长度的音乐文件，用＊.mp3格式来储存，一般只有＊.wav文件的1/10(好像上节课讲到的位图BMP格式文件压缩为JPG格式文件那样，压缩一般为1/10，是一种有损压缩)，而音质要次于CD格式或WAV格式的声音文件。由于其文件尺寸小，音质好；所以在它问世之初还没有什么别的音频格式可以与之匹敌，因而为＊.mp3格式的发展提供了良好的条件。直到现在，这种格式还是风靡一时，作为主流音频格式的地位难以被撼动。但是树大招风，MP3音乐的版权问题也一直是找不到办法解决，因为MP3没有版权保护技术，说白了也就是谁都可以用。MP3格式压缩音乐的采样频率有很多种，可以用64Kbps或更低的采样频率节省空间，也可以用320Kbps的标准达到极高的音质。（4）WMA格式：最具实力的敌人演示：02高山流水.wmaWMA(WindowsMediaAudio)格式是来自于微软的重量级选手，后台强硬，音质要强于MP3格式，以减少数据流量但保持音质的方法来达到比MP3压缩率更高的目的，WMA的压缩率一般都可以达到1：18左右。另外，WMA还支持音频流(Stream)技术，适合在网络上在线播放，作为微软抢占网络音乐的开路先锋可以说是技术领先、风头强劲，更方便的是不用象MP3那样需要安装额外的播放器，而Windows操作系统和WindowsMediaPlayer的无缝捆绑让你只要安装了windows操作系统就可以直接播放WMA音乐，新版本的WindowsMediaPlayer7.0（以上）更是增加了直接把CD光盘转换为WMA声音格式的功能。WMA这种格式在录制时可以对音质进行调节。同一格式，音质好的可与CD媲美，压缩率3较高的可用于网络广播。虽然现在网络上还不是很流行，但是在微软的大规模推广下已经是得到了越来越多站点的承认和大力支持，在网络音乐领域中直逼＊.mp3。因此，几乎所有的音频格式都感受到了WMA格式的压力。(5)MIDI：作曲家最爱经常玩音乐的人应该常听到MIDI（MusicalInstrumentDigitalInterface）这个词，MIDI允许数字合成器和其他设备交换数据。MID文件格式由MIDI继承而来。MID文件并不是一段录制好的声音，而是记录声音的信息，然后在告诉声卡如何再现音乐的一组指令。这样一个MIDI文件每存1分钟的音乐只用大约5～10KB。今天，MID文件主要用于原始乐器作品，流行歌曲的业余表演，游戏音轨以及电子贺卡等。＊.mid文件重放的效果完全依赖声卡的档次。＊.mid格式的最大用处是在电脑作曲领域。＊.mid文件可以用作曲软件写出，也可以通过声卡的MIDI口把外接音序器演奏的乐曲输入电脑里，制成＊.mid文件。2.转换举例：（1）CD格式转换成MP3格式：因为一个CD音频文件是一个*.cda文件，这只是一个索引信息，不能直接的复制CD格式的＊.cda文件到硬盘上播放下面用超级解霸中的音频解霸软件演示转换方法：步骤：启动音频解霸软件，界面如下：在“文件”菜单中通过“打开一个文件”，在“音乐CD盘”中选一个歌曲，单击工具栏中“循环”按钮，单击工具栏4中“保存为MP3”按钮（），在保存对话框中输入MP3文件名，录制开始。（演示）（实际上我们可以指定开始、结束位置把一个CD格式文件的一部分转录成MP3格式文件）。（演示）（2）CD格式转换成WMA格式：使用Windows自带的媒体播放器（WindowsMediaPlayer9.0）就可以把CD中曲子转换成WMA格式。步骤：打开WindowsMediaPlayer9.0，你可以点击菜单：“文件”/“打开”CD的音乐文件播放（实际上可在播放列表上选取播放，演示），在界面上，单击“翻录”（低版本可能是“从CD复制”），在“翻录”窗口选定曲目，点击：我们可以右击已翻录的曲目，找到存放的文件夹，看到翻录的曲目已转换成WMA格式了。（演示）WindowsMediaPlayer9.0也可以把CD中曲子转换成mp3等格式：5在“工具”菜单中，执行“选项”命令，在“选项”/“翻录音乐”的设定中，我们也可以把翻录音乐格式设定为：“mp3”,并设定“音频质量”,返回主界面，单击“翻录音乐”按钮，开始进行转换。（演示）：目前流行的几个优秀音乐播放器有：酷狗音乐、千千静听、酷我音乐盒、.二、视频处理：视频是由一连串相关的静止图像组成，我们将一幅图像称为一个帧，视频每秒显示的帧数是因不同的制式而异的，如中国使用的是PAL制，每秒显示25帧，欧美国家常采用NTSC制，每秒显示30帧。视频是通过数码/模拟（磁带）摄像机来拍摄情景，然后通过电脑接口/转换卡，把拍摄内容输入（转换为数字视频文件）到电脑中，用视频编辑软件把数字视频文件进行编辑,下面是一个视频拍摄、输入、编辑的一个处理流程示意图：模拟（磁带）摄像机DV数码摄像机（模拟视频信号）（数字视频信号）视频采集卡（转换为数字视频信号）电脑1EEE1394接口视频编辑软件保存为主机硬盘上数字视频文件刻录机（刻制成VCD、DVD格式文件存入光盘）6常见视频文件格式有：AVI格式：（图像质量好但体积庞大），MPEG格式：（有损压缩，VCD、SVCD、DVD就是这种格式）；还有动画文件是GIF格式。DVD只不过就是把视频信息和音频信息放在不同的文件中（演示）。DVD光盘中*.vob为音视频流文件，就象VCD碟片中的*.dat文件。目前流行的几个优秀影片的播放器有：三、练习：1.阅读本讲稿，记录常见音频格式、常见视频文件格式的特点；从教师机上下载到F：上，安装超级解霸（音频解霸）；从教师机上下载到F：上，安装WindowsMediaPlayer；2.用超级解霸（音频解霸）把一个CD格式文件转换成MP3格式文件；3.用WindowsMediaPlayer把一个CD格式文件转换成WMA格式文件；说明：由于学生机没有配光驱，无法完成上2.3.请同学们用音频解霸和WindowsMediaPlayer播放MP3或WMA歌曲，练习把一个CD格式文件转换成MP3或WMA格式文件的操作方法(回家再去试试完成)。用音频解霸和WindowsMediaPlayer试听：（发耳机）4.网上查找、了解：两个优秀影片播放软件暴风影音和Realplaery和几个优秀音乐播放器：酷狗音乐、千千静听、酷我音乐盒的特点。推荐：新浪软件下载首页