第2章音频处理技术二

第2章音频处理技术二内容摘要：

 若传送一个串字符串 “ I am a teacher”，共 14个字符。 若用 ASCII传送，每个字符 8位，共需 112位。 该字符串中有 9个不同的符号，至少需要 4位二进制才能表示，这样传送该字符串也要 56位。 若用刚计算的 Huffman编码，只需要 42位。 下一页 上一页 第 43|82页 霍夫曼编码过程 下一页 上一页 第 44|82页 (2)行程编码原理  由字符 (或信号采样值 )构成的数据流中相同的字符 (或字符串 )会连续重复出现，重复出现的字符长度称为游程长度 RL（ Run Length）。 如果给出了形成串的字符，串的长度及串的位置，就能复出原来的数据流。 行程编码 RLC(Run Length Coding)就是用二进制码字给出上述信息的一类方法。 行程编码又称 ‚ 运行长度编码 ‛ 或 ‚ 游程编码 ‛ 下一页 上一页 第 45|82页 例 213  设有数据流 ‚ AAABBBBCCCCCDAAAAAA”，试计算该数据的行程编码。  解 ： A重复 3次， B重复 4次， C重复 5次， D不重复，A重复 6次， RLC数据流为： ‚ SA3SB4SC5DSA6”，其中 S为指示符。 总共占用 13个字节，而源数据占用 19个字节。  有时行程编码不用指示符，重复与否相同对待，则相应的 RLC为 ‚ A3B4C5D1A6”占用 10个字节。 下一页 上一页 第 46|82页。 标准编号 要 点 采用 PCM编码，采样频率 8kHz，采样精度 8bit，数据率 64kb/s，非线性量化 基于 ADPCM编码，采样频率 8kHz，数值差分用 4位量化，数据率32kb/s ADPCM编码，数据率 24k/s LDCELP编码技术，数据率 16k/s，音质与  电视会议的语音编码、为提高线路利用率的多媒体多路复用装置、数字录音电活的数字记录部件以及高质量的语音合成器。 数字移动通信、无绳电话。  ITU 国际电信联盟 International Telemunication Union 下一页 上一页 第 47|82页 (2)调幅广播质量的音频压缩标准  调幅广播质量音频信号的频率范围是 50Hz～ 7kHz，又称“ 7kHz音频信号”，当使用 16kHz的采样频率和 14bit的量化位数时，信号速率为 224kb／ s。  1988年 ITU制定了 ，它可把信号速率压缩成 64kb／ s。  ADPCM技术 (SB— ADPCM)，将现有的带宽分成两个独立的子带信道，使输入信号进入滤波器组分成高子带信号和低子带信号，然后分别进行 ADPCM编码，最后进入混合器形成输出码流。  这种压缩方法能够在每秒 8kB的存储量下给出相当好的音乐信号，也很适合于需要存储大量高质量音频信号的多媒体系统使用。 下一页 上一页 第 48|82页 (3)高保真立体声音频压缩标准  高保真立体声音频信号的频率范围 50Hz～ 20kHz，在 kHz采样频率下用 16bit量化，信号速率为每声道 1410kb／ s。  目前国际上比较成熟的高保真立体声音频压缩标准为MPEG音频。  MPEG Audio是一个子带编码系统，声音数据压缩算法的根据是心理声学模型。  心理声学模型中一个最基本的概念是听觉系统中存在一个听觉阈值电平，低于这个电平的声音信号就听不到。  听觉阈值的大小随声音频率的改变而改变，各个人的听觉阈值也不同。 大多数人的听觉系统对 2kHz～ 5kHz之间的声音最敏感。 一个人是否能听到声音取决于声音的频率，以及声音的幅度是否高于这种频率下的听觉阈值。 下一页 上一页 第 49|82页 MPEG  MPEG声音 (ISO/IEC 111723)压缩算法是世界上第一个高保真声音数据压缩国际标准，并且得到了极其广泛的应用。 MPEG声音标准是 MPEG标准的一部分，但它也完全可以独立应用。 MPEG声音标准提供三个独立的压缩层次：层 1(Layer 1)、层 2(Layer 2)和层 3(Layer 3)，用户对层次的选择可在复杂性和声音质量之间进行权衡。 下一页 上一页 第 50|82页 四、数字音频处理 本节介绍数字音频的应用技术，包括声音的采集、编辑以及音效处理。 编辑工具： Windows下的录音机 Sound Fe GoldWave 下一页 上一页 第 51|82页 基本操作  通过下例学习文件的打开、声道的转换、数字化指标的转换、提高音量和文件格式转换  例 语音文件，采样频率 ，采样精度 32位，请对其做以下处理： ⑴将双声道声音转换成单声道声音； ⑵采样频率转换为 8kHz，样本精度转换成 16位； ⑶将其音量提高 20%。 ⑷ 将文件格式转换为 mp3格式，话音质量。 下一页 上一页 第 52|82页 操作步骤 ⑴ 打开文件。 使用 ‚ File\Open”命令打开声音文件 ⑵ 声道转换。 执行 ‚ Process\Channel Converter”命令 ⑶ 修改技术指标。 执行 ‚ process\Resample”命令，输入新的采样频率 ‚ 8,000”； ⑷ 设置位深。 执行 ‚ Process\Bitdepth Converter”命令，在打开的对话框中设置 ‚ Bit depth”为 ‚ 16”位。 ⑸ 提高音量。 执行 ‚ Process\Volume”菜单命令 ⑹ 保存文件为 mp3文件。 执行 ‚ File\Save As”命令，保存类型选择 ‚ MP3 Audio(*.mp3)”，单击 ‚ Template”右边的‚ Custom”按钮，打开 ‚ Custom Setting”（自定义设置），选择 ‚ Bit Rate”为 ‚ 8kbps 8,000Hz”，单击‚ OK”，并保存文件。 下一页 上一页 第 53|82页 声音的录制与格式转换  在使用计算机进行录音时，话筒的插头应插入声卡的 MIC(话筒 )输入插座内。  声卡有两个输入插座，一个用于话筒，一个用于线路输入。  用于话筒的插座灵敏度高，一般为 ～ 3mv，适于输入微弱的信号；  用于线路输入的插座灵敏度低，主要与音响设备的线路输出端连接，适于输入强度较大的信号，一般为 500～ 1000mv。  上述两个插座不要混淆。 如果把话筒插在线路输入插座内，将录不到声音。 下一页 上一页 第 54|82页 (1)质量选择  录制声音时应根据不同的要求选择不同的质量参数，包括采样频率、样本位数、声道数、编码格式等。  录音时，应注意调整输入信号的强度，使其不超过录音设备的动态范围，否则将产生削顶失真，音感阻塞，严重时无法辨别声音的内容。  信号强度过低，也不能获得满意的声音，原因是信号与噪声的比值小，噪声相对比较明显，影响了音质。  正式录音前，最好先试录一次，以调整音响效果。 下一页 上一页 第 55|82页 (2)声音格式的转换  一般的声音处理软件兼容多种格式的声音文件，使得声音格式的转换非常简单，只要在保存文件时使用 ‚ 另存为 ‛ ，然后选择不同的文件格式、质量级别、压缩算法或不同的性能指标。  例 以 、 16位位深度录制以下唐诗。 去除录制过程中过长的停顿、喀喀声，调整音量，分别将其保存为 WAV文件、 FM音质的 MP3文件和 rm文件。 下一页 上一页 第 56|82页 朗读并录音 为人进出的门紧锁着 为狗爬出的洞敞开着 一个声音高叫着 ‚ 爬出来吧，给你自由 ‛ 我，渴望。