《音頻信息處理技術(shù)》PPT課件.ppt

音頻信息處理技術(shù) http www zg http www skf http www nsk http www fag http www ntn http www xunchi http www ort 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)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AdobeAudition3 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 zg http www skf http www nsk http www fag http www ntn http www xunchi http www ort 第3頁(yè) 共68頁(yè) 本章主要內(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 6MIDI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(chēng)為振幅A 聲波中兩個(gè)連續(xù)波峰 或波谷 之間的距離稱(chēng)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(lèi) 音頻 次聲 超聲 低于20Hz的聲音稱(chēng)為次聲頻率范圍在20Hz 20kHz范圍的可聽(tīng)聲音稱(chēng)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(chēng)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(chēng)為音頻三要素 音調(diào) 又稱(chēng)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(chēng)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(chēng)音質(zhì) 反映聲音的品質(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(lèi)型 聽(tīng)覺(jué)類(lèi)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 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(lèi)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(pán)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(chēng)MIDI音頻 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(lèi) 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?？砂岩纛l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68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15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 Nyquisttheory 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 單位時(shí)間的數(shù)據(jù)量可用下式表示 v 為單位時(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(lèi) 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) 音質(zhì)低 能聽(tīng)到聲音就可以應(yīng)用 各類(lèi)提示音壓縮標(biāo)準(zhǔn) CCITTALawCCITT 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 ADPCMCELPLD 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 722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 15kHzCD DA音頻信號(hào)的頻率范圍 50Hz 20kHz壓縮標(biāo)準(zhǔn) 1 MPEG1 MPEG2的layer1 2 3 MPEG4AAC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 TG 722 1 3GPPAMR WB 和3GPP24GV 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 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DefaultQuality 第35頁(yè) 共68頁(yè) 2 調(diào)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 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) 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4 11所示 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)換壓縮成所需的音頻格式 WaveLab5 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(pán)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(chēng)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 多音軌 MultipleTracks 切邊 Trimming 拼接和組合 SplicingandAssembly 音量調(diào)節(jié) VolumeAdjustments 格式轉(zhuǎn)換 FormatConversion 重采樣或降低采樣率 ResamplingorDownsampling 淡進(jìn)淡出 Fade insandFade outs 均衡 Equalization 時(shí)間拉伸 TimeStretching 數(shù)字信號(hào)處理 DigitalSignalProcessing DSP 第41頁(yè) 共68頁(yè) 4 6MIDI音樂(lè) 4 6 1什么是MIDI MIDI MusicalInstrumentDigitalInterface 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 它記錄的不再是聲音的波形 而是樂(lè)器的種類(lèi)以及音階的高低 長(zhǎng)短 強(qiáng)弱 速度等因素 這些被稱(chēng)為MIDI消息 存儲(chǔ)為MIDI文件 第42頁(yè) 共68頁(yè) 4 6 2MIDI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 MIDIIn接口 接收來(lái)自其它MIDI設(shè)備上的MIDI信息 MIDIOut接口 用來(lái)輸出本設(shè)備生成的MIDI信息 MIDIThru接口 將從MIDIIn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MIDIIn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 25Kbps 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4 14所示 圖4 14MIDI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(pán) 合成器 音序器 MIDI軟件 以及揚(yáng)聲器或音箱等 MIDI鍵盤(pán)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)處理器或其他類(lèi)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(chēng)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)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 Cakewalk9 0 x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 分辨率 一般選擇150 300dpi 圖像類(lèi)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(zhuān)用格式的 enf文件 第49頁(yè) 共68頁(yè) 4 6 6MIDI與數(shù)字音頻的比較 第50頁(yè) 共68頁(yè) MIDI具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn) 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) 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 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 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51頁(yè) 共68頁(yè) MIDI也有以下幾方面的不足 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 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音樂(lè)理論的專(zhuān)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(pán)和音符有所了解 第52頁(yè) 共68頁(yè) 4 7音頻工具軟件 AdobeAudition是Adobe公司的音頻處理產(chǎn)品 簡(jiǎn)稱(chēng)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 Au3 0是Adobe公司2007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 1Au3 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 第54頁(yè) 共68頁(yè) 4 7 2Au3 0的工作模式 Au3 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(pán)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Au3 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 同時(shí)進(jìn)行單軌編輯 多軌混合和制作CD光盤(pán)等工作 制作出專(zhuān)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 主群組 由多個(gè)音軌組成 提供多音軌編輯能力 圖4 20Au3 0的混音器面板 第62頁(yè) 共68頁(yè) 4 7 5CD視圖 Au3 0的CD視圖 CDView 是一個(gè)提供CD光盤(pán)內(nèi)容編輯和光盤(pán)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(pán)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20Hz 20kHz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(lèi)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(chēng)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 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(pán) 包括CD Audio和DVD Audio 刻錄等四大類(lèi) Au3 0有三種工作模式 分別是編輯模式 多軌模式和CD模式 編輯模式提供單軌音頻編輯處理能力 多軌模式提供多軌音頻混合處理能力 CD模式提供CD列表編輯和CD光盤(pán)刻錄能力 TheEnd