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实训1声音的数字化一、实训目的理解声音数字化的方法和原理。理解不同数字化指标对声音质量和文件大小的影响。掌握使用计算机进行数字录音的方法。二、实训环境硬件环境：多媒体计算机、麦克风、耳机。软件环境：WindowsXP、AdobeAudition。三、实训内容及步骤1．内容：使用话筒，用表11-1（下表）所列参数录制宋词《水调歌头》，分别存成两个WAV文件，记录数字声音文件的大小，用播放器播放，比较它们的声音质量。采样频率采样精度通道44.1KHZ8位单声道44.1KHZ16位立体声四、思考题根据实训内容完成下面表格的填写，并进行对比总结。表11-2音乐数字化性能比较音乐名称时间长度采样频率采样精度文件大小声音质量水调歌头1.wav44.1KHz8位水调歌头2.wav44.1KHz16位第4章多媒体音频处理技术学习目标了解声音的数字化及编码标准。掌握声音文件的格式及音频素材的获取。掌握声音的录制、编辑和效果处理。掌握使用AdobeAudition录制歌曲。目录4.1音频基础4.2数字音频4.3音频素材的处理4.4电子合成音乐4.1.1声音的基本概念4.1.2声音的质量返回4.1音频基础4.1.1声音的基本概念声音的分类：规则声音：语音、音乐和音效不规则声音：噪声声音的三要素:音调：指声音的主频率的变化快慢，使得人对声音的感觉表现为音调的高低。音色：在基音中混入泛音（声音信号中的高次谐波分量）以决定音色。音强：声音的响度，用于描述声音大小的物理单位是分贝。4.1.2声音的质量声音的质量：是指经传输、处理后音频信号的保真度。声音质量标准：分为4级数字激光唱盘CD-DA质量，其信号带宽为10～20kHz；调频广播FM质量，其信号带宽为20～15kHz；调幅广播AM质量，其信号带宽为50～7kHz；电话的话音质量，其信号带宽为200～3400Hz。数字激光唱盘的声音质量最高，电话的话音质量最低。4.2.1声音的数字化4.2.2声音文件的格式4.2数字音频4.2.3音频素材的获取返回4.2.1声音的数字化声音数字化方法是指以一定的时间间隔对音频信号进行采样，并将采样结果送到量化器进行量化，转化成数字信息。其过程主要分采样、量化及编码三步。采样：采样也称抽样，是将声音模拟波形分割成许多数字波形的过程。量化：将采样得到的离散值用计算机中的若干二进制的位来表示，这一过程称为量化。编码：将量化后的二进制音频数据按一定规则进行组织，以利于计算机处理。编码标准音频编码算法和标准有：ITU－TG·711。ITU－TG·721。ITU－TG·722。ITU－TG·728。MPEG中的音频编码。AC-3编码和解码。声音数字化的意义音频数字化的意义在于：（1）声音信息数字化后，复制无衰减，信噪比特别高，可保证节目存储、播放的高质量。（2）数字音频可通过计算机进行加工处理，可增进音频编辑、加工的效率、质量和效果。（3）数字化音频可压缩，便于存储，可降低存储费用。（4）数字化音频可通过网络传输，便于信息的广泛传播，更便于音频节目的优胜劣汰。（5）数字化音频有助于人们进行音乐的创作，降低了音乐创作的门槛，将导致音乐的数字化革命。（6）音频数字化是音频在多媒体课件中应用和网络上传播的基础和前提。4.2.2声音文件的格式WAV格式：波形声音文件，在采样率高、采样字节长、机器速度快的条件下利用该格式记录的声音文件能够和原声基本一致，质量非常高，但文件太大。CDA格式：是唱片采用的格式。CD音轨基本上是忠于原声的，质量非常高，但缺点是无法编辑，文件长度太大，不适合在网上传播。MIDI格式：MIDI文件记录的不是乐曲本身，而是一些描述乐曲演奏过程中的指令。MIDI文件具有统一的标准格式，能够模仿原始乐器的各种演奏技巧或一些无法演奏的效果，而且文件的长度非常小。MP3格式：MP3采用的是有损压缩技术，能够在音质丢失很小的情况下把文件压缩到更小的程度。MP3体积小，音质高，每分钟音乐的MP3格式只有1MB左右大小，每首歌的大小只有3-4兆字节。WMA格式：WMA格式音质要强于MP3格式，比MP3压缩率更高，WMA的压缩率一般都可以达到1∶18左右。4.2.3音频素材的获取音频数据的获取方法主要有以下几种：(1).使用声卡录制、采集声音信息，并以文件的形式存储在计算机中。(2).使用声卡及MIDI设备在计算机上创作乐曲。(3).从互联网下载或购买音频光盘。4.3.1AdobeAudition3.0工作界面4.3.2声音的录制与保存返回4.3音频素材的处理4.3.3声音的编辑4.3.4声音的效果处理4.3.5声音的格式转换4.3.1AdobeAudition3.0工作界面AdobeAudition分单轨道、多轨道和CD轨道3种界面。单轨道界面多轨道界面CD轨道界面Audition的工作界面Audition的基本功能使用Audition可以录制音频文件；轻松地在音频文件中进行剪切、粘贴、合并、重叠声音操作；提供有多种特效如放大、降低噪音、压缩、扩展、回声、延迟、失真、调整音调等。使用它可以生成噪音、低音、静音、电话信号等声音；其他功能有自动静音检测和删除，自动节拍查找等。另外，它还可以在多种文件格式之间进行转换。Audition部分菜单命令及操作介绍1．文件菜单：【文件】菜单包含了常用的【新建】、【打开】、【关闭】、【存储】等命令。2．编辑菜单：【编辑】菜单中包含【复制】、【粘帖】、【删除】、【格式转换】等命令。3．视图菜单：【视图】菜单中包含了软件中常用的视图选项。4．效果菜单：【效果】菜单包含了在编辑处理音频时要用到的大部分的功能，如反转、倒转、延迟和回声、混响、滤波和均衡等，还能调用Direct-X的插件效果器。5．生成菜单：【生成】菜单的功能主要是制造或者消除声音，如“静音”命令消除波形，“噪波”命令产生不同的噪声，“音调”命令可以调制出不同的声音。4.3.2声音的录制与保存1．录制的前期准备安装好声卡，将麦克风与声卡的MICIN连接或将线性输入设备如录音机、CD唱机等输出端与声卡的LINEIN接口正确连接。打开AdobeAudition，单击【选项】→【windows录音控制台】，对麦克风和耳机进行测试，确保能正常使用。4.3.2声音的录制与保存2．录制声音（1）单击【文件】|【新建会话】，弹出“新建波形”对话框，选择采样频率。4.3.2声音的录制与保存（2）选择一个音轨，单击红色按钮，在弹出的“另存为”对话框选择保存录音的文件夹，输入文件名。（3）准备好话筒，单击录音按钮，开始录音。录音完毕单击停止按钮，会看到第二轨道中有了一条人声曲线。（4）单击播放按钮，听听录音是否正常，不正常则重新录制。（5）录制完成后，将录制的音频文件保存下来，单击菜单栏中的【文件】|【另存为】命令，在对话框中选择需要的文件类型保存。4.3.3声音的编辑一般的录音条件无法达到专业录音棚的条件，即便是在专业的录音棚的条件下，噪音也在所难免，因此首先对文件进行降噪处理，然后是润色处理。音频的基本编辑在Audition中，不管进行什么操作，都要首先选择需要处理的区域，如果不选，Audition则认为要对整个音频文件进行操作。(1).删除选好要操作的选区，执行【编辑】|【删除所选】命令或直接按DEL键就可删除当前被选择的音频片段，这时后面的波形自动前移。(2).剪切执行【编辑】|【剪切】命令将当前被选择的片段从音频中移去并放置到内部剪贴板上。(3).拷贝执行【编辑】|【拷贝】命令将拷贝选区到内部剪贴板上。(4).粘贴执行【编辑】|【粘贴】命令将内部剪贴板上的数据插入到当前插入点位置。(5).粘贴到新文件执行【编辑】|【粘贴到新文件】命令可插入剪贴板中的波形数据创建一个新文件。(6).拷贝到新文件执行【编辑】|【拷贝到新文件】命令创建一个新文件插入被选择的波形数据。(7).混合粘贴执行【编辑】|【混合粘贴】命令可以在当前插入点混合剪贴板中音频数据或其它音频文件数据。降噪处理通常在人声波形的前面有一段较小的波形，噪音一般会是电流声，麦克风的噪音等。如果有噪音样本文件可以选择“加载采样”，没有样本也可以实时噪音采样。先反复播放录音，边听边确定噪声的区域，然后用工具栏上的时间选择按钮，拖曳鼠标左键在音轨选定一段噪声的波形，用于“加载采样”。降噪步骤（1）单击【效果】|【修复】|【降噪器】命令，打开降噪器对话框。（2）单击“获取特性”按钮，经过一段时间后完成对噪声的采样，然后修改各个参数来调节降噪的程度，调整满意后单击“关闭”按钮。（3）选中需要降噪的波形部分（一般都是整个波形），然后从菜单栏中再次单击【效果】|【修复】|【降噪器】，进入降噪对话框，单击“确定”按钮就可以对文件进行降噪处理了。另外，对于一些很大的噪声，一般很难消除，在对文件播放没有影响的情况下（如没有人声的波段），可以直接选择“静音”处理。4.3.4声音的效果处理噪音去除后，怎么对干巴巴的声音进行处理呢？这就需要通过“效果”菜单对音频进行各种润色。【效果】菜单中最常用的几个效果是滤波和均衡、修复、混响、动态处理等。4.3.4声音的效果处理滤波和均衡：对音频文件的音调和频谱特征进行调控。Audition用快速傅氏变换（FFT）算法等对音频进行特征分析，再从素材中“微调”类似特征，来实现对音频的调控。Audition提供了频谱监测的功能。按快捷键Alt+Z调出频谱监测窗口，播放声音，即可看到实时的频率分析，横轴为频率（以对数刻度显示），纵轴为强度。图式均衡器可以对对各个频率段分别进行增益或衰减。图示均衡器每个频率段对应一个增益调节量。频率段数可以选择10段、20段和30段。通过拖动纵向滑动条可以“调节均衡”。修复修复用于消除噪声，包括降噪器、破音修复、消除嘶声、消除咔嗒声/噗噗声等。高音激励为了调节所录人声的高音和低音部分，使声音显得更加清晰明亮或是厚重，要对人声进行高音激励处理。压限通过压限处理能够将声音从整体上调节得更均衡，不至于忽大忽小，忽高忽低。混响混响处理可使声音不显得太干，变得更圆润些。如果混响加的太多的话会使人声显得模糊过于假，加的少又会使声音显得很干很涩。4.3.5声音的格式转换完成声音的录制和处理后，要将多个音轨进行文件混缩处理，使其成为一个文件。选择【编辑】|【混缩到新文件】|【会话中的主控输出（立体声）】便可将所有声音混缩合成在一起。选择【文件】|【另存为】，将混缩合成后的文件存为所需要的格式。