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音频信号的形式日常生活中，音频信号可分为两类：语音信号和非语音信号。语音是语言的物质载体，它包含了丰富的语言内涵，是人类进行信息交流的特有形式。非语音信号主要包括音乐和自然界存在的其他声音。非语音信号的特点是不具有复杂的语义和语法信息，信息量低、识别简单。我们能听到的各种声音，是不同频率的声波通过空气产生震动刺激人耳的结果。在物理上，声音可用一条连续曲线表示。这条曲线无论多复杂，都可分解成一系列正弦波的线性叠加。规则音频是一种连续变化的模拟信号,可用一条连续的曲线表示，称为声波。声波是在时间和幅度上都连续变化的量，我们称之为模拟量。用声音录制软件记录的英文单词“Hello”的语音实际波形如图所示：用声音录制软件记录的英文单词“Hello”的语音实际波形音频基础●声音是因为物体振动而产生的。机械振动或气流扰动引起周围弹性媒介发生波动，产生声波，产生声波的物体称为声源，如乐器、音箱。声波涉及的空间范围称为声场。声波传入人耳，经过人类听觉系统的感知就是声音教学进程●自然界中声音是靠空气传播的●声音在空气中能引起非常小的压力变化●声源所引起的空气压力变化，被耳朵的耳膜所检测，然后产生电信号刺激大脑的听觉神经，从而使人们能●自然界的各种声音大都具有周期性的强弱变化的特性，因而也使得输出的压力信号周期变化教学进程●音调不同的声源具有自己特定的音调，如果改变了声源的音调，则声音会发生质的转变，使人无法辨别声源本来的面目。●音调－－代表声音的高低，与频率有关，频率越高，音调越高。●声音的属性教学进程●音色－－声音的特色。●纯音指振幅和周期均固定的声音●复音指具有不同频率和不同振幅的声音混合基音：最低频率的声音声音的基调谐音：泛音●声音的属性教学进程●与声波的振幅成正比，振幅越大，强度越大由于物体在振动时候并不总是规则的，所以声音又有“乐音”和“噪音”之分。规则振动发出的是乐音，反之则称为噪音●音强－－声音的强调，声音的响度，音量●声音的属性1.声音的连续谱特征——声音是一种弹性波2.声音的方向感特征——声音的传播是以声波形式进行的，由于人类的耳朵能够判别出声音到达左右耳的相对时差、声音强度，所有能够判别出声音的方向以及由于空间使声音来回反射而造成声音的特殊空间效果3.声音的质量特征——声音的质量与声音的频率范围有关，一般说来，频率范围越宽声音的质量就越高●声音的特征教学进程●声音信号的带宽来度量●客观度量●主观度量教学进程●声音带宽，带宽越大，声音的质量越好。教学进程教学进程分数质量级别失真级别5优不觉察4良刚刚觉察、不讨厌3中觉察、有点讨厌2差讨厌而不反感1劣极讨厌、令人反感教学进程（1）模拟音频(Analogaudio)模拟音频是一种连续的模拟量，以电的、磁的等形式表示。例如当我们对着麦克风讲话时，麦克风能根据它周围空气压力的不同变化而输出相应连续变化的电压值，这种变化的电压值便是一种对我们讲话声音的模拟，是一种模拟量，称为模拟音频。计算机不能直接处理模拟音频教学进程（2）数字音频(Digitalaudio)数字化音频的获得是通过每隔一定的时间间隔测一次模拟音频的值(如电压)并将其数字化。这一过程称为采样，每秒钟采样的次数称为采样率一般地，采样率越高，记录的声音就越自然，反之，若采样率太低将失去原有声音的自然特性，这一现象称为失真。由模拟量变为数字量的过程称为模—数转换。由上述可知：数字音频是离散的，而模拟音频是连续的，数字音频质量的好坏与采样率密切相关。数字音频信息可以被计算机存储、处理和播放。模拟音频与数字音频模拟信号数字信号计算机中录音/放音的处理过程2020/2/10MultimediaTechnology&Application采样量化编码模拟音频数字音频01101001……●采样量化编码3步将声音信号在时间上离散化，即每隔相等的一段时间抽取一个信号样本。采样教学进程●将经采样后幅度上无限多个连续的样值变为有限个离散值的过程采样量化●教学进程经过采样和量化以后，形成一系列的离散信号（即脉冲数字信号）。对脉冲数字信号进行编码采样量化编码●教学进程声音文件的格式教学进程声音文件格式WAVE文件格式MP3文件格式RA文件格式WMA文件格式MIDI文件格式教学进程1、WAVE文件特点：扩展名为.wav，是一种通用的音频文件格式，易于生成和编辑。记录的是声音的波形，所以只要采样频率足够高，采样字节足够长，记录的声音文件能够和原声基本一致，但是导致音频文件占用存储空间太大。音质好。不适合网络传播或播放。教学进程2、MP3文件MPEGAudioLayer-3特点：扩展名为.mp3,播放时需要安装播放软件数据量较小，压缩率10：1—20：1使用了有损压缩算法，音质不能令专业人员满意是目前最为流行的音频格式文件教学进程3、RA文件RealNetworks开发的网上流式数字音频文件格式特点：扩展名为.ra，压缩比高达96:1能随带宽的不同而改变音质，在保证大多数人听到流畅声音的前提下，带宽宽裕的听众获得较好的音质适合低网速的实时传输教学进程4、ASF文件微软开发的网上流式数字音频文件格式特点：扩展名为.asf音质好数据量小适合网络流式传输教学进程5、WMA文件特点：扩展名为.wma，音质强于MP3格式和RA格式。以减少数据流量而保持音质的方法来提高音质比，压缩比一般达到18:1.提供商可以加入防复制保护，限制播放时间和次数甚至播放的机器。也支持流媒体技术，可以在网络上在线播放。教学进程6、MIDI文件数字乐器接口标准特点：1.midi文件中存储的不是波形，而是产生声音的指令2.数据量小适用于：计算机作曲、流行歌曲的表演等●硬件支持教学进程（1）话筒：连在音频卡上，基本功能是捕捉声音信号，并把信号传递给音频卡。（2）声卡：处理音频信号。（3）扬声器：把音频卡上输出的数字信号转换为模拟信号表现出来。教学进程教学进程GoldWave是一个功能强大的数字音频编辑器，它可以对声音进行播放、录制、编辑以及格式转换等处理。GoldWave软件不需要安装，只要运行程序文件夹中的主程序即可。1.直观的用户界面，操作简单2.可以同时找开多个音频文件，方便音频文件之间的操作3.在编辑较短的音频文件时，使用计算机内存以提高编辑速度4.允许使用多种声音效果，如回音、倒转、偏移、连缘、动态和时间弯曲等。5.有精密的过滤器，可修复声音文件6.批转换命令可以同时对多个文件进行格式转换。7.CD读取器可以不经过声卡的处理直接读取CD唱盘中的音轨或特定部分并生成一个声音文件。8.表达式求值程序在理论上可以制造任意声音，内置表达式，如电话拨号音的声调、波形和效果等。●GoldWave特点教学进程教学进程声音的录制与保存左声道波形右声道波形教学进程声音的录制与保存教学进程声音的编辑教学进程声音的编辑教学进程声音的编辑教学进程声音的效果处理试听设置教学进程声音的效果处理教学进程声音的效果处理教学进程声音的效果处理教学进程声音的效果处理教学进程声音的效果处理教学进程声音的效果处理教学进程声音的格式转换43