音頻信息處理技術(shù)

1、音頻信息處理技術(shù),http://www.hd8go.com http://www.hd88go.com http://www.sj93.cn http://www.oemgc.com http://www.189288.com http://www.hzp580.com http://www.yjoem.com http://www.oemdg.com http://www.xcdnpx.com http://www.skfjk.com

2、 http://www.oemdg.com http://www.zhongtezc.com http://www.yanjigz.com http://www.zg-nsk.com http://www.ygcooper.com http://www.skf-zt.cn http://www.nsk-zt.com http://www.fag-zt.com http://www.zhongtezc.com http://www.ntn

3、-zt.com http://www.189286.com http://www.xcdnpx.com http://www.dgxcdn.com http://www.dgxcpx.com http://www.xcwxpx.com http://www.xunchi-px.com http://www.0759mz.com http://www.lczx188.com http://www.189287.com http://www

4、.oemfy.com http://www.jnxrt.com http://www.topbrightness.com http://www.ort-zc.com/,,,第2頁(yè)/共68頁(yè),本章導(dǎo)讀,音頻信息處理技術(shù)是多媒體信息處理的主要技術(shù)之一，它使計(jì)算機(jī)具備了錄音、聲音編輯、語(yǔ)音合成、聲音播放等功能。在MPC中，可以通過(guò)聲音傳遞信息、制造效果、營(yíng)造氣氛及演奏音樂(lè)等。目前的音頻信息處理技術(shù)主要包括模擬聲音信號(hào)的數(shù)字化、數(shù)據(jù)壓縮編碼、數(shù)

5、字音效處理、音頻文件存儲(chǔ)、傳輸、播放等內(nèi)容。本章主要介紹聲音信號(hào)及其數(shù)字化的基本概念、音頻卡的組成及其工作原理、數(shù)字音頻的采集與編輯、MIDI音樂(lè)以及幾個(gè)常用的音頻處理軟件等內(nèi)容，并以Adobe Audition3.0版本為例，詳細(xì)介紹音頻信息編輯處理的具體方法。,http://www.hd8go.com http://www.hd88go.com http://www.sj93.cn http://www.oemgc.com http

6、://www.189288.com http://www.hzp580.com http://www.yjoem.com http://www.oemdg.com http://www.xcdnpx.com http://www.skfjk.com http://www.oemdg.com http://www.zhongtezc.com http://www.yanjigz.com http://www.zg-nsk.com http

7、://www.ygcooper.com http://www.skf-zt.cn http://www.nsk-zt.com http://www.fag-zt.com http://www.zhongtezc.com http://www.ntn-zt.com http://www.189286.com http://www.xcdnpx.com http://www.dgxcdn.com http://www.dgxcpx.com

8、http://www.xcwxpx.com http://www.xunchi-px.com http://www.0759mz.com http://www.lczx188.com http://www.189287.com http://www.oemfy.com http://www.jnxrt.com http://www.topbrightness.com http://www.ort-zc.com/,,,第3頁(yè)/共68頁(yè),本

9、章主要內(nèi)容,4.1 音頻基礎(chǔ)知識(shí) 4.2 音質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)4.3 音頻的數(shù)字化與編碼4.4 音頻卡4.5 數(shù)字音頻的采集與編輯4.6 MIDI音樂(lè),,,第4頁(yè)/共68頁(yè),4.1 音頻基礎(chǔ)知識(shí),4.1.1 聲音的物理特征,聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的，并以聲波形式通過(guò)介質(zhì)（如空氣、水、金屬等）傳播。物理上，聲音可以用一條連續(xù)曲線來(lái)表示，,如圖4-1 。物體振動(dòng)的最大位移稱為振幅A，聲波中兩個(gè)連續(xù)波峰（或波谷）之間的距離稱

10、為周期T，周期,的倒數(shù)1/T即為頻率f，以赫茲（Hz）為單位，頻率反映了單位時(shí)間（1秒）物體振動(dòng)的次數(shù)。,,,第5頁(yè)/共68頁(yè),聲音按頻率可分為三類：音頻、次聲、超聲,低于20Hz的聲音稱為次聲 頻率范圍在20Hz～20kHz范圍的可聽(tīng)聲音稱為音頻， 其中人說(shuō)話發(fā)出的語(yǔ)音信號(hào)的頻率范圍是300Hz～3kHz 頻率高于20kHz的稱為超音頻（或超聲）,可聽(tīng)的音頻聲音又可分為語(yǔ)音、樂(lè)音、效果音、合成音、噪音（聲）等五種。,,,第

11、6頁(yè)/共68頁(yè),4.1.2 音頻三要素,音頻有三個(gè)主要屬性，分別是音調(diào)、音強(qiáng)和音色，它們既反映了音頻信號(hào)的基本特征，也是人感受聲音信號(hào)的三個(gè)主要因素，因此又被稱為音頻三要素。 音調(diào)：又稱音高，反映聲音的高低程度，由聲音信號(hào)的頻率大小所決定。頻率越大，音調(diào)越高；頻率越小，音調(diào)越低。 音強(qiáng)：又稱響度，反映聲音的大小或強(qiáng)弱，由振幅和聲源距離共同決定。振幅越大，距離越小，音強(qiáng)（響度）越大。 音色：又稱音質(zhì)，反映聲音的品

12、質(zhì)，它由振動(dòng)物體（聲源）的材料、結(jié)構(gòu)、狀態(tài)等自身因素決定，表現(xiàn)為聲源的頻帶寬度。,,,第7頁(yè)/共68頁(yè),4.1.3 數(shù)字音頻的三種形式,音頻（Audio）是指頻率在20Hz～20kHz范圍內(nèi)的可聽(tīng)聲音，是多媒體信息中的一種媒體類型——聽(tīng)覺(jué)類媒體。 目前多媒體計(jì)算機(jī)中的音頻主要有波形音頻、CD音頻和MIDI音樂(lè)3種形式。1、波形音頻： 是由外部聲音源通過(guò)數(shù)字化過(guò)程采集到多媒體計(jì)算機(jī)中的所有聲音形式。可通過(guò)編輯（

13、裁剪、合成、效果等）、編碼壓縮、存儲(chǔ)、傳輸以及還原播放等方式進(jìn)行處理。在波形音頻中，有一類特殊的聲音需要特別提到，即人的語(yǔ)音。語(yǔ)音是波形聲音中人的說(shuō)話聲音，具有內(nèi)在的語(yǔ)言學(xué)、語(yǔ)音學(xué)的內(nèi)涵。,,,第8頁(yè)/共68頁(yè),2、CD音頻 CD-音頻（CD-Audio）是存儲(chǔ)在音樂(lè)CD光盤中的數(shù)字音頻，可以通過(guò)CD-ROM驅(qū)動(dòng)器讀取并采集到多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，并以波形音頻的相應(yīng)形式存儲(chǔ)、傳輸和處理。3、MIDI音樂(lè) 也稱MIDI音頻

14、。它將音樂(lè)符號(hào)化并保存在MIDI文件中，并通過(guò)音樂(lè)合成器產(chǎn)生相應(yīng)的聲音波形來(lái)還原播放。 音頻是時(shí)間的函數(shù)，具有很強(qiáng)的前后相關(guān)性，所以實(shí)時(shí)性是音頻處理的基本要求。,,,第9頁(yè)/共68頁(yè),4.1.4 數(shù)字音頻的文件格式,音頻文件通常分為兩大類：聲音文件 和 MIDI文件下表介紹幾種常用的音頻文件格式及后綴名：,,,第10頁(yè)/共68頁(yè),4.1.5 音頻處理工具軟件簡(jiǎn)介,,音頻工具軟件在內(nèi)容上主要指處理數(shù)字音頻和MIDI樂(lè)譜的各

15、種工具軟件，在功能上包括音頻采集、編輯、合成、編碼壓縮以及MIDI樂(lè)譜的創(chuàng)作、編輯、發(fā)布等環(huán)節(jié)。 按照音頻處理的基本過(guò)程，通常可把音頻工具軟件分為： 1、MIDI制作軟件 2、音頻處理軟件 3、音頻壓縮軟件 4、音樂(lè)CD刻錄軟件,,,第11頁(yè)/共68頁(yè),4.2 音質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià),4.2.1 音質(zhì)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn),音質(zhì)是指音頻信號(hào)經(jīng)傳輸、處理后所再現(xiàn)的聲音質(zhì)量（保真度）。,,,第12頁(yè)/共6

16、8頁(yè),4.2.2 音質(zhì)客觀評(píng)價(jià),客觀評(píng)價(jià)是指通過(guò)檢測(cè)儀器測(cè)量音頻信號(hào)的技術(shù)指標(biāo)來(lái)進(jìn)行聲音質(zhì)量評(píng)價(jià)，主要技術(shù)指標(biāo)有：頻帶寬度、動(dòng)態(tài)范圍和信噪比等。,理論上，聲音信號(hào)是由許多頻率不同的分量信號(hào)組合而成的復(fù)合信號(hào)，因此，聲音的頻帶寬度特指復(fù)合聲音信號(hào)的頻率范圍，范圍越大，頻帶越寬，可包含的音頻信號(hào)（諧波）越豐富，因而聲音質(zhì)量就越高。 實(shí)際上，再現(xiàn)聲音（特別是樂(lè)音）的質(zhì)量與所用的播放設(shè)備和場(chǎng)地條件有關(guān)。高質(zhì)量的音頻信號(hào)要通過(guò)高品質(zhì)的音

17、響設(shè)備在較好的音響環(huán)境中，才能再現(xiàn)出高質(zhì)量的音響效果。對(duì)于音響設(shè)備而言，主要關(guān)注失真度、頻響、瞬態(tài)響應(yīng)、信噪比、聲道分離度、聲道平衡度等指標(biāo)。,,,第13頁(yè)/共68頁(yè),4.2.3 音質(zhì)主觀評(píng)價(jià),主觀評(píng)價(jià)是指通過(guò)人聆聽(tīng)各種聲音而產(chǎn)生的好惡感覺(jué)來(lái)進(jìn)行聲音質(zhì)量評(píng)價(jià)。 1、語(yǔ)音質(zhì)量評(píng)價(jià)方法 常用的主觀評(píng)價(jià)方法有：平均主觀分法，失真平均主觀分法，判斷滿意度測(cè)量法等。 ITU-TP800標(biāo)準(zhǔn)中定義的MOS，它將語(yǔ)音質(zhì)量分為5級(jí)，如表所

18、示：,,,第14頁(yè)/共68頁(yè),2、樂(lè)音質(zhì)量評(píng)價(jià) 樂(lè)音音質(zhì)的優(yōu)劣取決于多種因素，如聲源特性、音響器材的信號(hào)特性、聲場(chǎng)特性、聽(tīng)覺(jué)特性等。因此，對(duì)音響設(shè)備再現(xiàn)的樂(lè)音音質(zhì)的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)難度較大。 主觀評(píng)價(jià)樂(lè)音音質(zhì)，一般是通過(guò)再現(xiàn)樂(lè)音的響度、音調(diào)和音色的變化及其組合來(lái)評(píng)價(jià)音質(zhì)的， 幾種典型的聽(tīng)感：定位感 ，空間感 ，層次感 ，厚度感 ，立體感 。除此之外，還有力度感、亮度感、臨場(chǎng)感、軟硬感、松緊感、寬窄感等許多評(píng)價(jià)音質(zhì)的聽(tīng)感。,,,第1

19、5頁(yè)/共68頁(yè),4.3 音頻的數(shù)字化與編碼,計(jì)算機(jī)在處理音頻信號(hào)之前，必須將模擬的聲音信號(hào)數(shù)字化，形成數(shù)字音頻。具體過(guò)程包括：采樣、量化、編碼。,4.3.1 采樣與采樣頻率,采樣是每間隔一段時(shí)間讀取一次聲音信號(hào)幅度，使聲音信號(hào)在時(shí)間上被離散化，如圖4-2所示。采樣的主要參數(shù)是采樣頻率 。,,,,第16頁(yè)/共68頁(yè),采樣頻率：是指將模擬聲音波形數(shù)字化時(shí)，每秒鐘所抽取聲波幅度樣本的次數(shù)，其計(jì)算單位是kHz(千赫茲)。如圖4-3是模擬聲音

20、信號(hào)數(shù)字化時(shí)的采樣圖示。,一般來(lái)講，采樣頻率越高聲音失真越小，用于存儲(chǔ)數(shù)字音頻的數(shù)據(jù)量也越大。 采樣頻率的高低是根據(jù)聲音信號(hào)本身的最高頻率和采樣定理決定的。,圖4-3 聲音信號(hào)采樣,,,第17頁(yè)/共68頁(yè),采樣定理：在進(jìn)行模擬/數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，當(dāng)采樣頻率fs大于信號(hào)中最高頻率fmax的2倍時(shí)，即fs>=2fmax，采樣之后的數(shù)字信號(hào)完整地保留了原始信號(hào)中的信息。采樣定理又叫奈奎斯特定理（Nyquist theory

21、）。,表4-4 不同音質(zhì)數(shù)字音頻的常用采樣率,,,第18頁(yè)/共68頁(yè),4.3.2 量化與量化位數(shù),量化就是把采樣得到的聲音信號(hào)幅度轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，是聲音信號(hào)在幅度上被離散化。 量化位數(shù)n定義了每個(gè)采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)范圍（0～2n-1），也叫量化等級(jí)，量化等級(jí)的多少?zèng)Q定了聲音的動(dòng)態(tài)范圍。,圖4-4 量化位數(shù)與動(dòng)態(tài)范圍,,,第19頁(yè)/共68頁(yè),4.3.2 量化與量化位數(shù),表4-5 不同音質(zhì)的量化位數(shù)、量化范圍、動(dòng)態(tài)范圍,,,第20

22、頁(yè)/共68頁(yè),4.3.3 聲道,聲道個(gè)數(shù)是反映音頻數(shù)字化質(zhì)量的另一個(gè)因素。單聲道：采集聲音數(shù)據(jù)時(shí)，僅采集一個(gè)聲波的數(shù)據(jù)雙聲道（立體聲）：采集兩個(gè)聲波數(shù)據(jù)多聲道（環(huán)繞立體聲）：采集兩個(gè)以上聲波數(shù)據(jù)聲道數(shù)越多，再現(xiàn)出的音響效果就越好。,,,第21頁(yè)/共68頁(yè),4.3.4 音頻采樣的數(shù)據(jù)量,數(shù)字音頻的數(shù)據(jù)量主要取決于兩個(gè)因素：音質(zhì)因素：由采樣頻率、量化位數(shù)和聲道數(shù)3個(gè)參數(shù)決定。時(shí)間因素：?jiǎn)挝粫r(shí)間的數(shù)據(jù)量可用下式表示：,v：為

23、單位時(shí)間的數(shù)據(jù)量（Kbps）fc：為采樣頻率（kHz）b：為量化位數(shù)（bit）s：為聲道數(shù),4.3.5 音頻數(shù)據(jù)編碼,音頻數(shù)據(jù)壓縮方法分類,PCM為脈沖調(diào)制編碼，DPCM為差分脈沖調(diào)制編碼，ADPCM為自適應(yīng)差分脈沖調(diào)制編碼,,VSELP為矢量和激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼，MPLPC為多脈沖激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼，CELP為碼本激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼。,,,第23頁(yè)/共68頁(yè),4.3.6 音頻編碼標(biāo)準(zhǔn),1、一般語(yǔ)音音質(zhì)的音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn),特點(diǎn)：

24、音質(zhì)低，能聽(tīng)到聲音就可以應(yīng)用：各類提示音壓縮標(biāo)準(zhǔn)： CCITT A Law CCITT μ Law 低采樣率或低量化位數(shù)的PCM,,,第24頁(yè)/共68頁(yè),2、電話音質(zhì)的音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)頻率范圍:300Hz～3.4kHz，用標(biāo)準(zhǔn)的PCM編碼。壓縮標(biāo)準(zhǔn)： G系列音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)G系列音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)利用的技術(shù)： 線性預(yù)測(cè)技術(shù) 矢量量化技術(shù) 綜合分析技術(shù)典型的算法：

25、 ADPCM CELP LD-CELP（短時(shí)延碼本激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼） RPE-LTP（長(zhǎng)時(shí)線性預(yù)測(cè)規(guī)則碼激勵(lì)） VSELP（矢量和激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼）,,,第25頁(yè)/共68頁(yè),表4-6 電話音質(zhì)的音頻編碼標(biāo)準(zhǔn),,,第26頁(yè)/共68頁(yè),3、 AM廣播音質(zhì)的音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)頻率范圍:50Hz～7kHz 壓縮標(biāo)準(zhǔn)：ITU制定的G.722標(biāo)準(zhǔn) G.72

26、2標(biāo)準(zhǔn)采用的算法：SB-ADPCM（子帶ADPCM）SB-ADPCM算法：將現(xiàn)有的帶寬分成兩個(gè)獨(dú)立的子帶信道，使輸入信號(hào)進(jìn)入濾波器組分成高子帶信號(hào)和低子帶信號(hào)，然后分別進(jìn)行ADPCM編碼，最后進(jìn)入混合器形成輸出碼流,,,第27頁(yè)/共68頁(yè),4、高保真立體聲音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)包括:CD-DA以上音質(zhì)、FM廣播音質(zhì)FM廣播音質(zhì)頻率范圍:20Hz～15kHz CD-DA音頻信號(hào)的頻率范圍：50Hz～20kHz 壓縮標(biāo)準(zhǔn)： 1）M

27、PEG1，MPEG2的layer1、2、3，MPEG 4 AAC音頻編碼，杜比AC-3等。用于數(shù)字廣播、數(shù)字電視廣播、消費(fèi)電子產(chǎn)品、音頻信息的存儲(chǔ)和下載等。 2）ITU-T G.722.1、3GPP AMR-WB+和3GPP 2 4GV-WB 。用于像3G通信這樣的高音質(zhì)低碼率應(yīng)用場(chǎng)合。,,,第28頁(yè)/共68頁(yè),4.4 音頻卡 4.4.1 音頻卡的功能,錄制和播放數(shù)字聲音文件 控制音量和混音效果 聲音文件的壓縮與解壓

28、縮 MIDI接口與音樂(lè)合成,,,第29頁(yè)/共68頁(yè),4.4.2 音頻卡的組成與工作原理,,,,第30頁(yè)/共68頁(yè),音頻卡的主要功能部件：功率放大器、混合信號(hào)處理器、DSP數(shù)字信號(hào)處理器、音樂(lè)合成器以及相關(guān)的外圍接口等。 聲音的合成與處理：由DSP數(shù)字聲音處理器、音樂(lè)合成器及MIDI接口控制器組成,主要任務(wù)是完成聲波信號(hào)的模/數(shù)、數(shù)/模轉(zhuǎn)換，利用調(diào)頻技術(shù)控制聲音的音調(diào)、音色和幅度。 混合信號(hào)處理器及功率放大器：內(nèi)置數(shù)字/

29、模擬混音器，混音器的聲源可以是MIDI信號(hào)、CD音頻、線性輸入、話筒以及PC機(jī)的揚(yáng)聲器等，可以選擇輸入一個(gè)聲源或?qū)讉€(gè)不同聲源進(jìn)行混合錄音。,4.4.3 音頻卡的I/O接口,,圖4-7 音頻卡的外圍接口連接示意圖,,,第32頁(yè)/共68頁(yè),4.4.3 音頻卡的I/O接口,,圖4-8 支持5.1環(huán)繞的聲卡插口,,,,第33頁(yè)/共68頁(yè),4.5 數(shù)字音頻的采集與編輯,一般的數(shù)字音頻采集首先需要選擇和設(shè)置恰當(dāng)?shù)牟蓸訁?shù)，然后再開(kāi)始錄音

30、采集，最后再使用相應(yīng)的編輯軟件對(duì)錄制的音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行剪輯和效果處理。 4.5.1 錄音采集 選擇采樣參數(shù) 調(diào)整輸入音頻的頻響 檢測(cè)輸入音頻的強(qiáng)度 開(kāi)始錄音,,,第34頁(yè)/共68頁(yè),圖4-9 設(shè)置錄音參數(shù),1、選擇采樣參數(shù),首先要根據(jù)實(shí)際情況選擇最佳的采樣參數(shù)，做到音質(zhì)與數(shù)據(jù)量的折中考慮，避免采樣過(guò)程中出現(xiàn)存儲(chǔ)空間不足的現(xiàn)象發(fā)生。,CD音質(zhì)、電話質(zhì)量收音質(zhì)量Default Quality,,,,第35頁(yè)/共68頁(yè),2．調(diào)

31、整輸入音頻的頻響,表4-7 各頻段參數(shù)對(duì)音質(zhì)的影響,,,第36頁(yè)/共68頁(yè),3、檢測(cè)輸入音頻的強(qiáng)度 在Win2K環(huán)境下，可通過(guò)“音量控制”對(duì)話框來(lái)檢測(cè)、調(diào)節(jié)進(jìn)入計(jì)算機(jī)的音源強(qiáng)度。 ① 打開(kāi)Windows下的音量控制臺(tái)，選擇菜單欄中的“選項(xiàng)”→“屬性”命令打開(kāi)“屬性”對(duì)話框。,圖4-10 音量控制臺(tái),,,第37頁(yè)/共68頁(yè),② 在“屬性“對(duì)話框中的音量調(diào)節(jié)選項(xiàng)中選擇“錄音”，在顯示音量控制欄中選中麥克風(fēng)等選項(xiàng)，如圖

32、4-11所示。 ③ 在彈出的錄音控制臺(tái)中選中麥克風(fēng)或線路輸入或CD音頻，使相應(yīng)的音源有效，如圖4-12所示。,圖4-11 “屬性”對(duì)話框 圖4-12 錄音控制對(duì)話框,,,第38頁(yè)/共68頁(yè),4、開(kāi)始錄音,圖4-11 錄音機(jī)操作面板,,,第39頁(yè)/共68頁(yè),4.5.2 抓取CD、VCD和DVD音軌,獲取數(shù)字音頻的另一個(gè)快捷途徑就是從不同的多媒體產(chǎn)品中直接抓取音軌信息，并轉(zhuǎn)換

33、壓縮成所需的音頻格式。 WaveLab 5.0版 ：抓取音樂(lè)CD、DVD中的音軌 “豪杰超級(jí)解霸”軟件：抓取音樂(lè)CD、VCD或DVD光盤等格式音軌 豪杰超級(jí)解霸9.0版 ：可從DVD、VCD、RM/RMVB、AVI、MPG、MV等音視頻混合的媒體中提取音頻信息，并保存為一種稱為DAC高音質(zhì)壓縮格式或WAV、MP3格式的聲音文件 注意：在使用抓取音軌來(lái)采集數(shù)字音頻時(shí)，應(yīng)該遵守有關(guān)法律

34、規(guī)定，取得相應(yīng)的使用權(quán)，避免以后出現(xiàn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)糾紛。,,,第40頁(yè)/共68頁(yè),4.5.3 編輯數(shù)字音頻,音頻編輯一般包括音頻內(nèi)容剪切、合成以及音質(zhì)和效果的編輯等方面。,① 多音軌（Multiple Tracks）② 切邊（Trimming）③ 拼接和組合（Splicing and Assembly）④ 音量調(diào)節(jié)（Volume Adjustments）⑤ 格式轉(zhuǎn)換（Format Conversion）⑥ 重采樣或降低采樣率（Re

35、sampling or Down sampling） ⑦ 淡進(jìn)淡出（Fade-ins and Fade-outs）⑧ 均衡（Equalization） ⑨ 時(shí)間拉伸（Time Stretching）⑩ 數(shù)字信號(hào)處理（Digital Signal Processing-DSP）,,,第41頁(yè)/共68頁(yè),4.6 MIDI音樂(lè),4.6.1 什么是MIDI,MIDI（Musical Instrument Digital Inter

36、face）樂(lè)器數(shù)字接口。它是由Yamaha、Roland等公司在1983年聯(lián)合提出并不斷發(fā)展確定的數(shù)字音樂(lè)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，它規(guī)定了電子樂(lè)器和多媒體計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行連接的硬件及數(shù)據(jù)通信協(xié)議，是多媒體計(jì)算機(jī)所支持的又一種聲音產(chǎn)生方法——MIDI方法。 MIDI方法就是將數(shù)字式電子樂(lè)器的彈奏過(guò)程記錄下來(lái)，如選的是什么樂(lè)器，彈下哪一個(gè)鍵，用了多大力氣，持續(xù)了多長(zhǎng)時(shí)間等。 MIDI格式的數(shù)字化文件可以看作是樂(lè)譜的數(shù)字化描述，它記錄的不

37、再是聲音的波形，而是樂(lè)器的種類以及音階的高低、長(zhǎng)短、強(qiáng)弱、速度等因素，這些被稱為MIDI消息，存儲(chǔ)為MIDI文件。,,,第42頁(yè)/共68頁(yè),4.6.2 MIDI設(shè)備的配置與連接,一件樂(lè)器只要包含了能處理MIDI信息的微處理器以及相關(guān)的硬件接口，就可以認(rèn)為是一臺(tái)MIDI設(shè)備。 兩臺(tái)MIDI設(shè)備之間可以通過(guò)接口發(fā)送信息而進(jìn)行相互通信。 一臺(tái)MIDI設(shè)備可以有1～3個(gè)端口：MIDI In 接口：接收來(lái)自其它MIDI設(shè)備上

38、的MIDI信息；MIDI Out接口：用來(lái)輸出本設(shè)備生成的MIDI信息； MIDI Thru接口：將從MIDI In端口傳來(lái)的信息發(fā)送到另一臺(tái)相聯(lián)的MIDI設(shè)備上。,,,第43頁(yè)/共68頁(yè),接收設(shè)備的MIDI In連接器內(nèi)常采用光電耦合器實(shí)現(xiàn)收、發(fā)設(shè)備之間的電氣隔離。 MIDI信息采用異步串行方式傳輸，傳輸速率為31.25 Kbps。 在進(jìn)行MIDI通信時(shí)，用戶可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的MIDI電纜來(lái)相互連接各端口。如圖

39、4-14所示。,圖4-14 MIDI與游戲接口電纜,,,第44頁(yè)/共68頁(yè),圖4-14 多媒體計(jì)算機(jī)與MIDI設(shè)備連接示意圖,MIDI軟件（音序器）是用于記錄、編輯和播放MIDI文件的一種軟件，其作用相當(dāng)于是MIDI樂(lè)器的一臺(tái)多軌磁帶錄音機(jī)。,MIDI設(shè)備可以配備電子鍵盤、合成器、音序器（MIDI軟件）以及揚(yáng)聲器或音箱等。 MIDI鍵盤主要用于產(chǎn)生MIDI信息 MIDI合成器是一種電子設(shè)備，使用數(shù)字信號(hào)處理器或其他

40、類型的芯片產(chǎn)生音樂(lè)或聲音。,,,第45頁(yè)/共68頁(yè),4.6.3 播放MIDI音樂(lè),聲卡播放MIDI音樂(lè)最常用的方法有兩種：FM合成與波表（WaveTable）合成。 FM是運(yùn)用聲音振蕩的原理對(duì)MIDI進(jìn)行合成處理的。 波表合成，效果較好。它是將各種真實(shí)樂(lè)器所能發(fā)出的所有聲音(包括各個(gè)音域、聲調(diào))錄制下來(lái)，存儲(chǔ)在聲卡的ROM中，稱為硬波表。,,,第46頁(yè)/共68頁(yè),4.6.4 制作MIDI音樂(lè),制作MIDI音樂(lè)，需要按

41、圖4-14的示意構(gòu)成系統(tǒng)。 樂(lè)譜創(chuàng)作軟件能夠錄制、編輯、打印MIDI樂(lè)譜并播放MIDI音樂(lè)。有些樂(lè)譜創(chuàng)作軟件還能對(duì)樂(lè)譜進(jìn)行量化來(lái)調(diào)節(jié)節(jié)拍的不一致問(wèn)題。 MIDI編輯中很重要的是選擇MIDI樂(lè)器，MIDI標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了不同的演奏樂(lè)器并用編號(hào)加以區(qū)分，范圍在0～127之間，見(jiàn)附錄三。 在MIDI樂(lè)譜中，樂(lè)器ID用來(lái)決定以何種樂(lè)器來(lái)播放樂(lè)曲，為改變樂(lè)器，只需改變?cè)摂?shù)值即可。 MIDI是為多媒體項(xiàng)目創(chuàng)建原始音樂(lè)

42、素材的最佳途徑。準(zhǔn)備發(fā)布時(shí)應(yīng)將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字音頻數(shù)據(jù)。 創(chuàng)作MIDI樂(lè)譜的軟件：Cakewalk（Cakewalk 9.0x版）,,,第47頁(yè)/共68頁(yè),4.6.5 樂(lè)譜的掃描與識(shí)別,除了通過(guò)MIDI方法創(chuàng)作樂(lè)譜（MIDI音樂(lè)）以外，還可以利用掃描-識(shí)別技術(shù)，快速將印刷樂(lè)譜數(shù)字化，保存為MIDI樂(lè)譜。 SmartScore軟件掃描識(shí)別過(guò)程： 首先，通過(guò)掃描儀將樂(lè)譜以圖像的方式掃描成數(shù)字圖像,掃描參數(shù)的選擇與設(shè)置:

43、 分辨率:一般選擇150～300 dpi， 圖像類型:黑白二值或OCR， 掃描后的圖片存儲(chǔ)格式:TIF格式； 然后，通過(guò)樂(lè)譜識(shí)別功能識(shí)別出可編輯的數(shù)字樂(lè)譜并進(jìn)行校對(duì)、編輯。,,,第48頁(yè)/共68頁(yè),SmartScore也可以打開(kāi)事先存儲(chǔ)好的樂(lè)譜圖片并進(jìn)行識(shí)別，識(shí)別完成后會(huì)提示將識(shí)別的結(jié)果保存為SmartScore專用格式的.enf文件。,,,第49頁(yè)/共68頁(yè),4.6.6 MIDI與數(shù)字音頻的比較,,,第50頁(yè)/

44、共68頁(yè),MIDI具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： ① MIDI文件比數(shù)字音頻文件尺寸更小，MIDI文檔的大小與播放質(zhì)量完全無(wú)關(guān)。 ②由于MIDI文件非常小，可以嵌入到網(wǎng)頁(yè)中，因此下載和播放要比相當(dāng)?shù)臄?shù)字音頻速度快。 ③ 在有些情況下，如果使用的MIDI聲源質(zhì)量很高，MIDI將會(huì)比數(shù)字音頻文件聽(tīng)起來(lái)更好。 ④ MIDI數(shù)據(jù)是完全可編輯的，可對(duì)MIDI音樂(lè)的音符、音高、輸出設(shè)備等很小的樂(lè)譜單元作精確編輯和修改。,,,第5

45、1頁(yè)/共68頁(yè),MIDI也有以下幾方面的不足： ① 由于MIDI數(shù)據(jù)并不表示實(shí)際的聲音，而是音樂(lè)設(shè)備的聲音，因此只要MIDI的播放設(shè)備與制作MIDI時(shí)使用的設(shè)備不一樣，就無(wú)法保證播放的最佳效果完全無(wú)誤。 ② 采用MIDI無(wú)法表示語(yǔ)音信號(hào)。 采用數(shù)字音頻還有兩個(gè)，而且經(jīng)常起決定性作用的原因： Macintosh和Windows平臺(tái)為數(shù)字音頻提供了更多的應(yīng)用軟件和系統(tǒng)支持。 創(chuàng)建數(shù)字音頻的準(zhǔn)備和編程并不需要具備

46、音樂(lè)理論的專業(yè)知識(shí)，但是處理MIDI數(shù)據(jù)不但需要了解音頻制作，而且需要對(duì)音樂(lè)樂(lè)譜、鍵盤和音符有所了解。,,,第52頁(yè)/共68頁(yè),4.7　音頻工具軟件,Adobe Audition是Adobe公司的音頻處理產(chǎn)品，簡(jiǎn)稱Au，是一款集音頻錄制、混合、編輯和控制于一身的音頻處理工具軟件。 可以錄制、混合、編輯和控制數(shù)字音頻文件，也可輕松創(chuàng)建音樂(lè)、制作廣播短片、修復(fù)錄制缺陷等，以獲得所需的音頻處理效果。,Au 3.0是Adobe 公司20

47、07年11月8發(fā)布的新版音頻處理軟件，其擴(kuò)充或增強(qiáng)的新功能包括：,4.7.1 Au 3.0的新特性,,,第53頁(yè)/共68頁(yè),支持VSTi虛擬樂(lè)器；增強(qiáng)的頻譜編輯器。增強(qiáng)的多軌編輯：新效果：包括卷積混響、模擬延遲、母帶處理系列工具、電子管建模壓縮；iZotope授權(quán)的Radius時(shí)間伸縮工具；新增吉他系列效果器；可快速縮放波形頭部和尾部；增強(qiáng)的降噪工具和聲相修復(fù)工具；更強(qiáng)的性能：對(duì)多核心CPU進(jìn)行優(yōu)化；波形編輯工具：,

48、,,第54頁(yè)/共68頁(yè),4.7.2 Au 3.0的工作模式,Au 3.0的工作模式：編輯模式：編輯模式提供強(qiáng)有力的單軌編輯能力 ，具體操作和編輯處理在“編輯視圖”中完成。 多軌模式：多軌模式提供最多128個(gè)音軌的多音軌混合能力，具體操作和處理在“多軌視圖”中完成。 CD模式：CD模式提供CD光盤刻錄所需的操作功能，具體操作和處理在“CD視圖”中完成。 利用Au 3.0的集成處理環(huán)境，使用者可以在不同模式之間“無(wú)縫”切換

49、，同時(shí)進(jìn)行單軌編輯、多軌混合和制作CD光盤等工作，制作出專業(yè)水準(zhǔn)的音頻。,,,第55頁(yè)/共68頁(yè),4.7.3 編輯視圖,,,第56頁(yè)/共68頁(yè),4.7.3 編輯視圖,主菜單：包括“文件”、“編輯”、“視圖”、“效果”、“生成”、“收藏”、“選項(xiàng)”、“窗口”、“幫助”等9個(gè)菜單項(xiàng)。 視圖切換按鈕：位于“文件”主菜單下方，包括“編輯”、“多軌”和“CD”三個(gè)按鈕 傳送器面板：定義了單軌和多軌視圖下的音頻播放和錄音操作，包括停止、播放、暫

50、停、從指針處播放、循環(huán)播放、快進(jìn)、快倒、轉(zhuǎn)到開(kāi)始或上一個(gè)標(biāo)記、轉(zhuǎn)到結(jié)尾或下一個(gè)標(biāo)記、錄音等。 時(shí)間面板：用于顯示操作過(guò)程中音頻時(shí)間線指針的具體時(shí)間。,,,第57頁(yè)/共68頁(yè),縮放面板：定義了編輯音軌的橫向（時(shí)間線或采樣率）、縱向（幅度）的放大、縮小操作。,圖4-18 音頻波形的橫向放大效果圖示,,,第58頁(yè)/共68頁(yè),選擇/查看面板：定義了顯示了音軌窗口目前可看到的音頻信號(hào)的起始時(shí)間位置、結(jié)束時(shí)間為止以及時(shí)間長(zhǎng)度。如圖4-17中的選

51、擇/查看面板。 電平面板：顯示播放音頻時(shí)的信號(hào)電平。其他面板：視圖中的文件面板、效果面板、收藏夾面板等與主菜單中的“文件”、“效果”、“收藏夾”基本對(duì)應(yīng)。,,,第59頁(yè)/共68頁(yè),4.7.4 多軌視圖,,,第60頁(yè)/共68頁(yè),多軌視圖與編輯視圖不同的內(nèi)容主要表現(xiàn)在主菜單、主群組、混音器三個(gè)方面，其他內(nèi)容與編輯視圖的相應(yīng)內(nèi)容相同或相似。 1.主菜單：包括“文件”、“編輯”、“剪輯”、“視圖”、“插入”、“效果”、“選項(xiàng)”、“窗

52、口”、“幫助”等9個(gè)主菜單項(xiàng) 。與編輯視圖主菜單的不同主要有：文件，插入，剪輯。 文件：定義了對(duì)音頻會(huì)話（Session）文件的相關(guān)操作，一個(gè)會(huì)話中可包含多個(gè)音頻文件，便于多軌編輯 。 插入：定義了多軌視圖下的相關(guān)插入操作。 剪輯：定義了多軌視圖下的相關(guān)剪輯操作。 2.混音器：是一種將多路輸入的各種音頻信號(hào)，通過(guò)各種調(diào)節(jié)、混合形成一路輸出信號(hào)的音頻處理設(shè)備。如圖4-20。,,,第61頁(yè)/共68頁(yè),3.主群

53、組:由多個(gè)音軌組成，提供多音軌編輯能力。,圖4-20 Au3.0的混音器面板,,,第62頁(yè)/共68頁(yè),4.7.5 CD視圖,Au 3.0的CD視圖（CD View）是一個(gè)提供CD光盤內(nèi)容編輯和光盤刻錄功能的人機(jī)操作界面，它由主菜單、視圖切換按鈕、文件面板、主群組組成。如圖4-21所示。,,,第63頁(yè)/共68頁(yè),1.主菜單：包括“文件”、“編輯”、“視圖”、“插入”、“選項(xiàng)”、“窗口”、“幫助”等7個(gè)主菜單項(xiàng) 。 文件：定義了

54、與CD列表相關(guān)的相應(yīng)操作 ，同是提供針對(duì)單個(gè)音頻文件的導(dǎo)入操作。 插入：定義了CD視圖下的相關(guān)插入操作， 選項(xiàng)：提供查看光盤可錄機(jī)設(shè)備屬性的操作。 2.主群組：提供CD列表的編輯能力。,,,第64頁(yè)/共68頁(yè),本章小結(jié),通過(guò)本章學(xué)習(xí)，應(yīng)掌握以下知識(shí)點(diǎn)：音頻是指頻率在20 Hz～20 kHz范圍的可聽(tīng)聲音，音頻處理是多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要功能之一，它將計(jì)算機(jī)的處理能力擴(kuò)展到了聽(tīng)覺(jué)媒體。多

55、媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的聲音主要包括數(shù)字音頻和MIDI音樂(lè)兩種類型，CD音樂(lè)是數(shù)字音頻的一種存在形式。數(shù)字音頻是通過(guò)將模擬音頻信號(hào)數(shù)字化后取得的，而音頻數(shù)字化包括采樣、量化、編碼壓縮等3個(gè)環(huán)節(jié)。音頻數(shù)字化過(guò)程中，需要注意音質(zhì)和采樣參數(shù)的合理選擇問(wèn)題。,,,第65頁(yè)/共68頁(yè),音頻的編碼壓縮是為了解決音頻信息的大數(shù)據(jù)量存儲(chǔ)和傳輸問(wèn)題，國(guó)際上制定了許多相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以規(guī)范數(shù)字音頻處理和傳輸。音頻處理的基本過(guò)程包括采樣、量化、編碼壓縮、編輯、存儲(chǔ)、傳

56、輸、解碼、播放等若干環(huán)節(jié)。數(shù)字音頻編輯包括音頻內(nèi)容、格式、效果等方面的處理。內(nèi)容處理主要指通過(guò)選擇、裁剪、粘貼等操作實(shí)現(xiàn)內(nèi)容的拼接、合并、剪輯等；格式處理則主要指不同音頻格式文件的聲音格式轉(zhuǎn)換；效果處理則包含更為豐富的內(nèi)容，例如淡入、淡出、去噪、均衡音量、音軌混合等。最終實(shí)現(xiàn)音頻處理的目的。,,,第66頁(yè)/共68頁(yè),MIDI音樂(lè)是另一種與數(shù)字音頻（又稱波形音頻）完全不同的一種標(biāo)準(zhǔn)音頻形式，MIDI文件中保存的是用MIDI消息（或指令）

57、所表示的樂(lè)譜，播放時(shí)，MIDI樂(lè)譜通過(guò)相應(yīng)的聲音合成器就會(huì)發(fā)出美妙的樂(lè)聲，然后通過(guò)揚(yáng)聲器播放出來(lái)。因此，MIDI音樂(lè)的音質(zhì)是與設(shè)備相關(guān)的。MIDI實(shí)際上就是數(shù)字化的樂(lè)譜。MIDI文件與各種格式的數(shù)字音頻文件相比，其文件尺寸非常小，所以MIDI適合于處理能力較差的環(huán)境使用，如互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、低檔電腦。,,,第67頁(yè)/共68頁(yè),市面上的音頻工具軟件很多，按照音頻處理的工作流程需要，可分為音樂(lè)制作、音頻處理、音頻壓縮和音樂(lè)光盤（包括CD-Audi