数字声音;第一节 数字声音;声音的本质;一、基本概念;语音 人的说话声虽是一种特殊的媒体，也是一种波形声音，更重要的是它包含有丰富的语言内涵，可以经过抽象，提取特定成分，理解其意义。(80Hz－3400Hz);其它几个基本概念;声音质量的度量; 二、声音的三要素;三、音频信号数字化;模拟信号数字化的步骤：采样、量化、编码;标准采样频率;2. 采样定理;举例说明：;3.量化;量化噪声：量化误差，量化后的样本值和原始值的差，随量化间隔变大而增加。 - (Δ/2) = e(n) = (Δ/2) 量化位数/采样字长： 表示采样值的二进制位数（比特数），决定了采样值的精度。;整个过程描述：;采样值电压范围 量化(dec) 编码(bin) 0.5 ~ 0.7 3 011 0.3 ~ 0.5 2 010 0.1 ~ 0.3 1 001 -0.1 ~ 0.1 0 000 -0.3 ~ -0.1 -1 111 -0.5 ~ -0.3 -2 110 -0.7 ~ -0.5 -3 101 -0.9 ~ -0.7 -4 100;4. 数据量的计算;数字声音相关的参数;计算：;四、音频的存储格式;;MIDI音频（MIDI audio）:电子合成器合成的声音，文件格式 *.mid。 CD唱盘数字音频（CD audio）: 数字采样技术制作的，把数字位1和0通过激光刻写在盘片上（形式为微小的长短不等的凹坑），重放时用激光读出数据，再通过D/A转换成模拟信号。;;1. 音频的获取途径; 利用Windows提供的“录音机”程序可以 录制、播放、编辑数字波形声音文件。 (1). 录音机操作界面 录音机的操作界面如下图所示：;(2). 录制声音 利用Windows 提供的“录音机”程序可分 别录制来自麦克风、外接音频信号等的声音。根 据需要把声卡的MIC IN插孔与话筒相连，或者把 LINE IN与其它声音输入设备(例如录放机、CD唱 机等)的线性输出端相连。 录制一个声音文件的操作步骤如下： 步骤1 执行【文件】【新建】命令。 步骤2 单击“录音”按钮。 步骤3 打开麦克风开关并对着麦克风说话或者 打开其它的信号输入开关。 步骤4 结束录音时，单击“停止”按钮。 步骤5 执行【文件】【保存】。;3. 音频数据的编辑;Cool Edit Pro 2.0;音频编辑软件Cool Edit 2000 简介;1. Cool Edit 2000 的功能;2. Cool Edit 2000 应用程序界面;3. Cool Edit 2000 菜单结构; (4). Transform菜单 Transform菜单提供多种音频特效改变命令. 如改变音量、静音、反转、降低噪音、延迟效果. 失真处理、调整音调等。 (5). Generate菜单 Generapg电子te菜单提供生成噪音、低音、静音、 电话信号等声音的命令。 (6). Analyze菜单 Analyze菜单提供文件或选择区域的频率分 析命令。 (7). Options菜单 Options菜单包含特征或用户定制选项命令.;4. 音频的录制;5. 音频的基本编辑;(3). 拷贝：执行EditCopy命令将拷贝选区到内部剪贴板上。 (4). 粘贴：执行EditPastet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EditPaste to new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EditCopy to new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EditMix Paste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。;6. 音频特殊效果编辑; (2). 音量调节 执行TransformAmplifyAmplify命令 ; (3). 延时效果 执行TransformDelay EffectsEcho命令; (4). 降低噪音 执行TransformNoise Reduction命令;第三节 音乐的基本常识;一、基本常识;以小提琴为例，当它的A弦振动时，并不仅仅是整根弦在振动，这根弦的二分之一、三分之一、四分之一、五分之一……处都在振动着。于是，整根弦的振动产生了最主要的频率，我们称之为基音，而弦长的二分之一、三分之一、四分之一等处的振动则产生了一些次要的频率，我们称之为泛音。 ;如果一个物体振动所发出的泛音为基音的整数倍，这个音就会具有清晰可辨的音高，我们称之为乐音，如钢琴，小提琴等发出的都是乐音；如果泛音是基音的非整数倍，这个音就不具备清晰可辨的音高，我们称之为噪音，如汽车发动机、计算机风扇等发出的都是噪音。;二、音乐的四要素;三、电子音乐合成;1、频率调制（FM）合成法;由于一个物体不可能总是一成不变的振动，所以它的频率和振幅都会随着时间的改变而改变，并最终趋于静止。我们把一声音的发展过程分为四个阶段，分别是触发、衰减、保持和消失。这四个阶段我们统称为“包络” 。包络的发生时间，也决定了一个乐音的时值。;式子1： 式子2： 如果用第二个波形的振幅来调制第一个波形的频率会就变成了下式。 ;;;返回来看式子，里面的w2（调制器的频率）和a2（调制器的最大振幅）在起作用。John Chowning发现FM就像AM一样都会发生边带，也就是波形额外的部分，在输出信号的频率光谱上和载波器、调制器的频率完全没有关系。 FM是如何产生边带。假设有一个正弦波的载波器，频率为Wc，还有一个频率为Wm的调制器，见上图（Figure6）。 与AM只发生两侧的边带(Wc+Wm)和(Wc-Wm)所不同的是，FM产生了一系列的边带，可以表示下式： ;;FM声音合成器的工作原理;;2、乐音样本合成法;Wavetable 合成器的工作原理;Wavetable 合成器的衡量标准;由于硬波表价格难以令大众接受并且不易升级，于是就有了价格便宜的DLS（Downloadable Sound Modules）波表合成技术，这是个介于硬波表和软波表之间的东西。它能把波表存储在硬盘上，使用时再调入内存然后通过声卡上的专用音效芯片来处理。;第四节 MIDI简介;一、基本概念;MIDI消息，是指乐谱的数字描述。 任何电子乐器，只要有处理MIDI消息的微处理器和合适的硬件接口，就构成了一个MIDI设备。当一组MIDI消息通过音乐合成芯片处理时，合成器能解释这些符号并且产生音乐。 MIDI的关键是作为媒体能够记录这些音乐的符号，相应的设备能够产生和解释这些符号。它给出了一种得到音乐声音的方法。
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