《听觉媒体技术》PPT课件.ppt

第四章听觉媒体技术,第一节电声媒体简介第二节录音教材的编制第三节录音的教学应用第四节 数字音频采集与制作,第一节电声媒体简介,传声器与扬声器录音机扩音机与功放器,听觉理论,响度声强或音量，表示声音能量的强弱程度，取决于声波振幅的大小。响度是听觉的基础。正常人听觉的强度范围为0dB-140dB音高音调，表示人耳对声音调子高低的主观感受。取决于声波基频的高低，频率高，音调高，反之则低。用Hz表示,音色音品，由声音波形的谐波频谱和包络决定。纯音：单一频率的声音复音：具有谐波的声音高保真度声音使人能感受到：声源定位感、空间包围感、层次厚度感等各种临场感的立体环绕声效果。,传声器,常用传声器动圈式传声器电容式传声器无线传声器,电容传声器结构示意图,无线传声器,组成发射器、接收器传声器、声频放大器、射频振荡器、射频放大器和电源种类手持式、头戴式和钮扣（领夹）式VHF频段和UHF频段无线传声器的使用注意点装好天线，使用过程中手不要接触天线正确配置调准频率声卡,传声器的种类动圈式（Dynamic）传声器结构牢固、性能稳定和使用简便，频响与语言的频率范围接近，适宜于拾取语言信号电容式（Condenser）传声器体小质轻、灵敏度高、动态范围大、频响平直、瞬态响应好，经不起强烈振动语言拾音优先选择动圈式传声器演奏的拾音优先选电容式传声器或高质量的动圈传声器,传声器的技术指标,灵敏度频率响应输出阻抗和指向性信噪比,传声器的使用注意点,控制拾音距离保持相位一致避震防潮防风使用音频屏蔽线,扬声器,纸盆式扬声器喇叭式扬声器,纸盆式扬声器的原理,扬声器的性能指标,额定功率额定阻抗频率范围低音扬声器，高音扬声器指向性,定阻式扩音机与扬声器的连接,所连接扬声器的总功率不小于扩音机的输出功率每只扬声器的实得功率不能超过其额定功率扩音机输出阻抗与扬声器连接后的总阻抗相等高阻抗输出端子加用定阻式输送变压器与扬声器P0扩音机的输出功率、Z0输出阻抗，P扬声器的额定功率,定压式扩音机与扬声器的连接,定压式扩音机的输出端子用电压标度 用定压式输送变压器将扩音机与扬声器配接 输送变压器的初级与扩音机的输出端相连 根据扬声器的额定电压选择次级,扩音注意点,正确连接避啸叫不能将传声器与扬声器相向放置发生啸叫应立即调低传声音量或衰减相应频率防空载信号源“对号入座”适时调整音量音色高频切除（HIGH CUT）和超低音切除（SUBSONIC）合适布局扬声器,录音设备：,录音机的原理、组成：,扩音机与功放器,语音实验室,普通语音室,语音实验室,控制台,声音信号输入,各 个 学 生 机,话筒磁带录音机CD机Mp3计算机上的音频信息,一、录音教材的编制过程（1）分析阶段（2）编稿阶段（3）创作阶段（4）录制阶段（5）合成阶段（6）评价阶段,第二节录音教材的编制,二、录音教材的制作过程（1）收集素材（2）录制素材：传声器录音、转录、收录（3）剪辑（4）合成：解说、音乐、效果,一、录音媒体的教学功能（1）典型示范，反复训练（2）创设情境，突破难点（3）因材施教，照顾差异（4）及时反馈，自我评价,第三节录音的教学应用,二、录音媒体的教学应用方法(1)示范法为学生提供规范性的听觉材料，便于学生的模仿和训练。教师要采用灵活机动的方法对学生加强指导。(2)比较法为学生提供听觉的对比材料，指导他们分析比较、区别异同、分辨正误、加强练习。(3)情境法为教学创设情境，增强教学效果，通常和其它媒体配合使用。(4)反馈法随录随放，使学生真实、迅速地获得反馈信息，及时进行自我分析，自我评价，以利改进。,第四节 数字音频采集与制作,音频基础础知识,声音是人们用来传递信息最方便、最熟悉的方式。声音是一种纵波，有两个基本参数：频率和振幅。,电话,第四节 数字音频采集与制作,一、基础础知识 1、模拟音频和数字音频 一般说来,音频有两种,模拟音频和数字音频，在磁带上记录的声音称为模拟音频，是用此信号来记录声音的高低强弱。而在计算机中记录声音文件需要将声音转化为模拟信号，然后再转化为二进制数字保存，所以称为数字音频。2、数字音频的三要素 反映数字音频的效果的主要有三个参数:采样精度、采样频率、压缩律称为数字音频的三要素。,3、数字音频的三个参数,3.1 音频数字化采集技术,采样及采样频率采样频率越高，数字化音频的质量越高所能记录声音的最高频率为采样频率的1/2常用的音频采样频率8kHz、11.025kHz、22.05kHz、16kHz、37.8kHz、44.1kHz、48kHzCD唱片记录数字化音频的采样频率为44.1kHz调频广播所采用的采样频率为22.05kHz,音频数字化采集技术,量化、量化位数每个采样点用二进制数的多少为量化位数，或采样精度量化位数决定着数字音频可表现的声音幅度层次的多少可表现声音幅度的最大层次数是以2为底的量化位数的幂CD唱片所记录数字化音频的量化位数为16 bitDVD所记录数字音频的量化位数为24 bit采样频率越高，量化位数越多，得到的数字化音频的质量越高，相应的信息量或文件尺寸也越大,4、声卡 在计算机中，需要利用声卡将模拟音频信号数字化，并通过计算机处理之后进行存储，也可将数字化声音转为模拟信号播故。输入的音频信号经模数转换形成波形文件存入硬盘。若输入的是麦克风信号，通常要经过放大再转换。采样的频率及模数转换的精度决定转换后声音的质量。数字音频信号经数模转换后送入合成放大部件，即可输出模拟音频信号在耳机、扬声器或扩音设备上播放。,数字声音录制与播放的处理过程,4、声卡,声卡工作过程：,由话筒输入的音频信号经Mic放大器进行放大，或由线路输入（Line in）的信号经AD以设置的速率进行采样并量化变成数字信号，然后将该信号送数字信号处理芯片DSP（数字信号处理）芯片进行处理。DSP芯片对数字音频信号进行PCM、DPCM或ADPCM压缩，在Windows下形成后缀为wav的文件，经总线接口和控制器进行存盘。当播放存盘的 wav文件时，再通过PC总线经总线接口和控制器送入DSP进行解压缩，将解压缩后的数字音频信号送DA转换器。由DA转换器将数字音频信号转换成模拟音频信号，再经功率放大器放大后，送扬声器放音。数字声音录制与播放的处理过程图：,录制制作前的工作准备-硬件准备,（1）计算机的硬件准备-是否有声卡，声卡是否能正常使用（2）环境是否满足录制要求（3）线路连接是否正确,通过电脑的MIC或LINE IN接口录制,系统设置：录音设备选择、录制音量调整、通道选择,LINE OUTLINE INMIC,线路输出线路输入话筒输入,二、常用声音文件的格式 1.声音文件格式,二、常用声音文件的格式 1.声音文件格式,2.CD-DA红皮书标准 CD-DA（Compact Disc-Digital Audio），也可简记为CD-A，称之为数字式激光唱盘或CD唱盘。1982年Sony和Philips公司合作开发了数字光盘音响系统并制定CD唱盘标准。因为该标准出版时采用了红色封面，因而也被称为红皮书标准。CD-DA采用脉冲编码调制（PCM Pulse Code Modulation,脉冲编码调制）对模拟声音信号进行数字化。CD-DA音频在播放处理时并不是由计算机的CPU处理，而是由CD-ROM 中特定的芯片处理的。在播放CD音频时，CD-ROM 不能传输其他数据，只能读出，仅用于播放，故CD-DA数据无法复制的原因。,三、模拟音频的数字化原理 1.数字化的含义 所谓声音信号的数字化就是对一段声音信号以固定的时间间隔进行采样，每一采样值用一量化的整数来记录。这些整数值在日后可以重新还原成原始波形进行播放。以下图所示一段声波波形的数字化来说明这个过程。,声音的采样与量化,量化,采样,2.声音信号的采样 在时间轴上按一定的时间间隔进行离散的过程，称为采样：设采样频率f=44.1KHz，即每秒取44100个点。3.声音信号的量化、编码 在幅度轴上进行离散的过程，称为量化：采样后对每个采样点的幅度值进行量化，用16bit（位）来记录量化的等级，即幅度的取值范围有21665536种可能，这样连续变化的模拟信号就转换成一串离散的数字信号（如图所示），按照一定的格式把离散的数字数据记录下来。,声音数字化信息量=采样频率（Hz/s)量化位数（bit)声道数/8（单位：B/S）影响数字化质量的有以下3个因素采样频率（11.025kHz；22.05kHz；44.1kHz）量化位数（8bit；16bit；32bit）声道数 分单声道和双声道（或立体声）,采样频率、量化位数、频道数与声音数据量的关系,第五节 数字音频素材的获取与制作,一、从网络、资源库下载 二、Windows录音机录制声音、编辑,1、Windows录音机声音的录制 首先将麦克风插入声卡的麦克风（MIC）插口，双击 Windows 任务栏右边的小喇叭图标，弹出音量控制对话窗口，单击 选项 菜单中的 属性 命令，在弹出的窗口中，选择 录音 选项，单击 确定 按钮。,单击录音机程序上的“录音按钮”，此时即可通过麦克风进行录音。完毕后，单击“停止按钮”即可结束录音，如图所示。为了保存录制好的声音文件，只需单击图中“文件”菜单中的“保存”命令即可。windows 中的录音机只能录制60秒的声音，也就是通过录音机所形成的声音文件最长的播放时间为60秒。若长于60秒，可利用“虚拟录音”的方法去解决。,2、声音文件的编辑,(1)、声音文件的插入,(2)、前景声音和背景音乐的合成“编辑”菜单下的“与文件混合”,三、超级音频解霸制作数字声音文件 1.音频文件的截取 2.文件格式转换 3将CD文件转换为MP3文件 4录制VCD歌曲四、利用CoolEdit Pro专业录制数字声音文件,4.Nyquist采样理论 采样和量化的数字化过程称为A/D变化，即模拟量变换成数字量。A/D变换可用两个参数来描述：采样频率和量化位。如：采样频率f=44.1（KHz）量化位=16（bit）根据Nyquist采样理论，如果对某一模拟信号进行采样，则采样后可还原的最高信号频率只有采样频率的一半。因此用44KHz的采样频率对声音信号进行采样时可记录的最高音频为22KHz，这正是人耳能分辨的最高音频。所以，CD激光唱盘的音质与原始声音几乎毫无差别。,2模拟信号的数字化方法采样：以适当的时间间隔观测模拟信号波形幅值的过程叫采样。量化：将采样时刻的信号幅值归整（四舍五入）到与其最接近的整数标度叫做量化。编码：将量化后的整数,用一个二进制数码序列来表示叫做编码。,