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音乐制作技术之音频处理技术

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更多 发布于:2010-05-24 01:08
 音频处理技术  
       ①声音类型
         波形声音从声音是振动波的角度来说,波形声音实际上已经包含了所有的声音形式,是声音的最一般形态。语音: 人的说话声不仅是一种波形声音,更重要的是它还包含丰富的语言内涵,是一种特殊的媒体。音乐: 音乐与语音相比,形式更为规范一些,音乐是符号化的声音,也就是乐曲,乐谱是乐曲的规范表达形式。
       ②声音信号
         声音是人耳所感知的空气振动。声音信号通常用连续的随时间变化的波形来表示,是模拟信号。
       ⒈声音信号的基本参数频率和带宽:
       信号每秒钟变化的次数, 单位是Hz。频率高,则音调高,频率低,则音调低。人耳可感受的声音信号频率范围为20~20.000Hz。这个范围内的声音信号称为音频(Audio)信号。一般来说,频率范围(带宽)越宽,声音质量越高。
         ※CD质量(Super Hi Fi)音频带宽为10~20,000Hz
         ※FM无线电广播的带宽为20~15,000Hz
         ※AM无线电广播的带宽为50~7,000Hz
         ※数字电话话音带宽为200~3,000Hz
       ⒉ 周期:
         相邻声波波峰间的时间间隔。
       ⒊幅度:
         表示信号强弱的程度。幅度决定信号的音量。
       ⒋复合信号:
         音频信号由许多不同频率和幅度的信号组成。在复音中,最低频率为基音,其他频率为谐音,基音和谐音组合起来,决定了声音的音色。
     ③声音信息的数字化
        ⒈采样:
         以固定的时间间隔(采样周期)抽取模拟信号的幅度值。采样后得到的是离散的声音振幅样本序列,仍是模拟量。采样频率越高,声音的保真度越好,但采样获得的数据量也越大。在MPC中,采样频率标准定为:11,025KHz,22,05KHz,44,1KHz。
         ⒉量化:
          把采样得到的信号幅度的样本值从模拟量转换成数字量。数字量的二进制位数是量化精度。在MPC中,量化精度标准定为8位,16位。
         采样和量化过程称为模 / 数(A / D)转换。
         ⒊编码:
         把数字化声音信息按一定数据格式表示。
       ④波形声音压缩编码
         ⒈PCM
         ⒉DPCM
         ⒊ADPCM
         ⒋LPC
         ⒌MPEG Layer-Ⅲ
       ⑤信号的重构
         数字化的信号经计算机处理后,还原为模拟信号(D / A转换),通过扬声器转换为声音。
       ⑥数字化声音的质量与存储容量的关系
         ⒈存储容量(字节)=采样频率(量化进度/ 8),声道数,声音持续时间。
         例:CD-DA采样频率为44.1KHz,量化精度为16位,双声道。则由公式计算得出容量为: 10.584MB / 分钟,数据传输率为176.4KB / S。
         ⒉开发多媒体软件时,应根据实际需要选择数字化声音的采样频率和量化精度。
         ⒊录音技术很好时,用22.05KHz采样频率。8位量化精度的数字化声音,播放时可达到AM广播质量。
         ⒋把采样频率降低为11.025KHz,则只用于语言和低频为主的声音信息。
       ⑦MIDI(Musical Instrument Digital Interface)
         MIDI是为了把电子乐器和计算机连接起来而制定的规范,是数字化音乐的一种国际标准。
        ⒈ MIDI消息:用数字描述的乐谱,包含有音符、定时和乐器的指派。
        ⒉ MIDI文件:以MIDI消息纪录电子乐器的演奏过程。
         当一系列MIDI消息通过合成器芯片播放时,合成器就解释这些符号,并播放出声音。
        ⒊MIDI合成方式:
          ※FM合成
         FM合成器是利用两个或多个低频正弦声波混合合成以模拟各种自然音,它产生的是人工合成的模拟声音。
          ※波表合成
         波表合成采用的是对自然声音进行数字化录音,并把录得的数字化声音信号存储在ROM中,播放时再从中调出播放的方法。
        ⒋MIDI声音的优点:
         ※MIDI文件是指令序列,对存储容量的需求比波形声音小得多(相差1000倍以上)。
          ※播放波形文件(如解说词)时,可以同时播放MIDI音乐作为配乐。
          ※使用MIDI文件时,可同时在CD-ROM中装载其他数据,达到以音乐作为背景音响效果。
(2)音频处理硬件技术
    ①声卡标准
         声音卡的标准包括软件标准和硬件标准。
         ⒈声卡的软件标准是指在同一软件环境下能被正确驱动的声音卡便是符合同一软件标准。
         ⒉声卡的硬件标准主要是指MPC标准。即是多媒体个人计算机(Multimedia PC)标准。
        ②声卡结构
         ⒈A / D和D / A转换器
         ⒉音乐合成器
         ⒊数字信号处理器DSP
         ⒋MIDI电子乐器接口
         ⒌立体声输入端口(Line In)
         ⒍立体声输出端口(Line Out)
         ⒎CD-ROM音频输入端口(CD In)
         ⒏麦克风端口(Mic In)
        ③声卡功能
         ⒈录制、编辑和播放数字声波文件
         ⒉控制各种声源的音量
         ⒊记录和重放数字声波文件时进行压缩和解压缩
         ⒋语音合成
         ⒌支持MIDI乐器
    (3)音频处理软件技术
     ①电脑音乐系统软件
         ⒈波形声音编辑软件:录音大师、 Audio Editor。
         ⒉作曲编配软件:CAKEWALK
         ⒊制谱软件
         ⒋音色编辑软件
         ⒌音乐库
        ②软波表合成软件
         ⒈YAMAHA S-YXG50软件波表
         ⒉ROLAND YSG-88软件波表
        ③语言识别系统软件
         IBM ViaVoice
        ④MP3音乐软件
         由于采用大压缩比和高清晰音质,已经受到人们的接受和欢迎。MP3压缩引擎采用固定比特率编码方式对音乐进行处理,所以MP3格式的声音必须使用专门的播放软件才能播放。
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