聲音及其處理

1、聲音處理技術(shù),1 聲音的概念 1.1 音頻信號(hào) 1.2 聽覺感知特征 1.3 多聲道聲音2 音頻編碼與文件類型 2.1 音頻編碼 2.2 常見音頻文件格式3 音頻獲取技術(shù) 3.1 錄音機(jī)獲取音頻,,,3.2音頻文件轉(zhuǎn)換4 音頻編輯軟件 1 Audition基本操作 2 Audition高級(jí)操作 3 Audi

2、tion應(yīng)用示例5 MIDI原理與應(yīng)用 5.1 MIDI的技術(shù)原理 5.2 MIDI應(yīng)用,聲音處理技術(shù),1 聲音概念2 音頻編碼與文件類型3 音頻獲取技術(shù)4 音頻編輯軟件5 MIDI原理與應(yīng)用,1 聲音概念,1.1 聲音信號(hào)1.2 聽覺感知特征1.3 多聲道聲音,1.1 聲音信號(hào),聲音是壓力發(fā)生快速變化的現(xiàn)象，空氣的大氣壓力保持著恒定不變的某種狀態(tài)時(shí)就沒有聲音了。壓力變化傳播到我

3、們的耳朵時(shí)，我們就聽到了聲音。當(dāng)空氣壓力發(fā)生百萬分之一的變換時(shí)人的耳朵就能聽到聲音，空氣的震蕩快于每秒20次、且慢于每秒2萬次時(shí)，人耳可以感知其振動(dòng)，聽到聲音。,,,,,1.1 聲音信號(hào),空氣的振動(dòng)引發(fā)聲波，聲波進(jìn)入人耳，到達(dá)鼓膜，使鼓膜發(fā)生振動(dòng)。鼓膜的振動(dòng)通過耳小骨和淋巴液傳遞到“基底膜”，最終引起有毛細(xì)胞的纖毛振動(dòng)，變成神經(jīng)細(xì)胞信號(hào)。這種信號(hào)傳遞到大腦，我們便感知到了聲音信號(hào)。大腦對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行解讀，人就獲得了聽覺信息。,人耳的

4、結(jié)構(gòu),1.1 聲音信號(hào),空氣的振動(dòng)引發(fā)聲波，聲波進(jìn)入人耳，到達(dá)鼓膜，使鼓膜發(fā)生振動(dòng)。鼓膜的振動(dòng)通過耳小骨和淋巴液傳遞到“基底膜”，最終引起有毛細(xì)胞的纖毛振動(dòng)，變成神經(jīng)細(xì)胞信號(hào)。這種信號(hào)傳遞到大腦，我們便感知到了聲音信號(hào)。大腦對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行解讀，人就獲得了聽覺信息。,1.1 聲音信號(hào),正在發(fā)聲的物體叫聲源，聲源產(chǎn)生聲波。聲波是縱波。只含有一種震蕩頻率的波產(chǎn)生的聲音叫單音。更過情況下，許多不同頻率、不同幅度的聲波同時(shí)存在，發(fā)生疊加

5、，這樣的聲波產(chǎn)生的聲音是復(fù)合音。,聲音的波形,1.1 聲音信號(hào),1.1 聲音信號(hào),聲波具有普通波的物理特征，可以發(fā)生折射、反射、衍射等物理過程。聲波具有連續(xù)性，是模擬信號(hào)。,1.1 聲音信號(hào),聲音的基本聽覺特征有三：響度(loudness)音調(diào)(pitch) 音色(music quality),1.1 聲音信號(hào),響度是人主觀上感覺聲音的大小，由聲波的振幅決定，振幅越大響度越大。響度的單位是分貝(dB)。當(dāng)聲音弱到人耳剛

6、剛能聽到時(shí)的聲音響度為“聽閾”，聽閾是隨頻率而改變的，不同頻率的聽閾值不同。另一種極端的情況是聲音太響，使人耳感到疼痛。當(dāng)聲音的頻率為3-5KHz時(shí)，聽閾數(shù)值最小。此時(shí)人耳對(duì)聲音非常敏感。,1.1 聲音信號(hào),,人耳可聽最小響度曲線,1.1 聲音信號(hào),音調(diào)是聲音的高低，由頻率決定同時(shí)也與聲音強(qiáng)度有關(guān)。人耳聽覺范圍是20～20000 Hz，人的發(fā)聲頻率約為85～11000Hz。對(duì)一定強(qiáng)度的純音，音調(diào)隨頻率的升降而升降；對(duì)一定頻率的

7、純音、低頻純音，音調(diào)隨聲強(qiáng)增加而下降，高頻純音的音調(diào)隨強(qiáng)度增加而上升。,1.1 聲音信號(hào),低于2000Hz純音的音調(diào)隨強(qiáng)度的增加而下降，高于3000Hz純音的音調(diào)隨強(qiáng)度的增加而上升。音調(diào)的單位是美(mel)。取頻率1000Hz、聲壓級(jí)為40分貝的純音的音調(diào)作標(biāo)準(zhǔn)，稱為1000美。另由一個(gè)純音，聽起來音調(diào)高一倍，稱為2000美，調(diào)子低一倍的稱為500美，由此可建立起整個(gè)可聽頻率內(nèi)的音調(diào)標(biāo)度。,1.1 聲音信號(hào),音調(diào)還與聲音持續(xù)時(shí)間

8、長短有關(guān)。非常短促(毫秒級(jí)或更短)的純音，只能聽到像打擊或彈指那樣的“喀嚓”一響，感覺不出音調(diào)。持續(xù)時(shí)間10-50毫秒時(shí)，聽起來覺得音調(diào)是由低到高連續(xù)變化的。超過50毫秒時(shí)，音調(diào)就穩(wěn)定不變了。樂音(復(fù)音)的音調(diào)更復(fù)雜些，一般可認(rèn)為主要由基音的頻率來決定。,1.1 聲音信號(hào),音調(diào)控制就是人為地改變信號(hào)里高、低頻成分的比重，以滿足聽者的愛好、渲染某種氣氛、達(dá)到某種效果、補(bǔ)償揚(yáng)聲器系統(tǒng)及放音場(chǎng)所的音響不足等目標(biāo)。,1.1 聲音信號(hào)

9、,音色：發(fā)音體振動(dòng)的基本頻率稱基音，此外還伴隨有許多更高頻率的、振幅較小的聲音諧波，稱泛音。泛音的多寡及泛音之間的相對(duì)強(qiáng)度決定了特定的音色。音色是音樂中極為吸引人、能直接觸動(dòng)感官的重要表現(xiàn)手段。人耳具有很好的區(qū)分音色的能力。,1.1 聲音信號(hào),音色不同，即使在同一音高和同一聲音強(qiáng)度的情況下，也能區(qū)分出是不同的聲音?？梢哉J(rèn)為聲音包含樂音和噪音，樂音由源音和節(jié)拍構(gòu)成，源音的特征有音調(diào)、響度和音色，音色由純音、變換和混合方式?jīng)Q定。,

10、1.1 聲音信號(hào),波形和音色密切相關(guān)，確定的波形具有確定的音色。而同一種音色可能有多種波形。兩個(gè)截然不同的波形，但頻譜卻是一樣的，因?yàn)轭l譜關(guān)系不表示波形的相位。人的聽覺對(duì)相位沒有感覺，所以這兩種不同波形聲音聽上去可能是一樣的。,1.1 聲音信號(hào),聲音質(zhì)量的評(píng)價(jià)是一個(gè)很困難的問題。聲音質(zhì)量兩種基本的度量方法：客觀質(zhì)量度量和主觀質(zhì)量度量。聲音客觀質(zhì)量主要用信噪比（Signal to Noise Ratio，SNR）來度量。主觀質(zhì)

11、量評(píng)價(jià)最常用的方法是MOS（Mean Opinion Score，平均意見得分）。,1.2聽覺感知特征,人的聽覺系統(tǒng)非常復(fù)雜人耳聽覺感知還受到心理因素的很大影響。人耳對(duì)響度、音高的感知特征和掩蔽效應(yīng)可以直接應(yīng)用于聲音數(shù)據(jù)的壓縮編碼過程。,1.2聽覺感知特征,1．對(duì)響度的感知聲音的響度就是聲音的強(qiáng)弱。在物理上，聲音的響度使用達(dá)因/平方厘米(聲壓)或瓦特/平方厘米(聲強(qiáng))的單位進(jìn)行客觀測(cè)量。心理上主觀感覺聲音強(qiáng)弱使用響度級(jí)“pho

12、n”或“sone”來度量。以上這兩種感知聲音強(qiáng)弱的測(cè)量概念完全不同，但又有一定的聯(lián)系。聽閾：當(dāng)聲音弱到人的耳朵剛剛可聞時(shí)的聲音強(qiáng)度。痛閾：聲音強(qiáng)到使人耳感到疼痛。在“聽閾—頻率”曲線和“痛閾—頻率”曲線之間的區(qū)域是人耳的聽覺范圍。,,“聽閾—頻率”曲線,1.2聽覺感知特征,2.對(duì)音高的感知客觀上用頻率來表示聲音的音高，其單位是Hz。主觀感覺的音高單位則是“Mel”。測(cè)量音高時(shí)以40dB聲強(qiáng)為基準(zhǔn)，并由主觀感覺來確定。測(cè)量主觀

13、音高時(shí)，讓實(shí)驗(yàn)者聽兩個(gè)聲強(qiáng)級(jí)為40dB的純音，固定其中一個(gè)純音的頻率，調(diào)節(jié)另一個(gè)純音的頻率，直到他感到后者的音高為前者的兩倍，就標(biāo)定這兩個(gè)聲音的音高差為兩倍。,,“音高—頻率”曲線,1.2聽覺感知特征,3．聲音的掩蔽效應(yīng)（1）頻域掩蔽對(duì)于頻率相近的聲音，響度高的阻礙另一個(gè)響度較低聲音的聽覺感知的現(xiàn)象，稱為頻域掩蔽效應(yīng)。（2）時(shí)域掩蔽當(dāng)聲音與其回聲之間時(shí)間差很小時(shí)，回聲是聽不到的。這說明，在時(shí)間上相鄰的聲音之間有掩蔽現(xiàn)象，稱為時(shí)域

14、掩蔽。,,頻域隱蔽,,時(shí)域掩蔽,1.2聽覺感知特征,（3）聲音感知特性與MPEG聲音編碼MPEG聲音編碼指MPEG-1 Audio、MPEG-2 Audio和MPEG-2 AAC聲音編碼。MPEG聲音編碼進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮編碼的主要依據(jù)是人耳朵的聽覺特性，據(jù)此建立“心理聲學(xué)模型” 。心理聲學(xué)模型的一個(gè)基本依據(jù)是聽覺系統(tǒng)中存在一個(gè)聽覺閾值電平，低于這個(gè)電平的聲音信號(hào)聽不見(即響度太小的聲音聽不見)，因此就可以把這部分聲音信號(hào)去掉。心理聲

15、學(xué)模型的另一個(gè)基本依據(jù)是聽覺掩飾特性，據(jù)此對(duì)聽覺閾值電平進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)。聲音壓縮算法確立這種特性的模型，用以消除聲音數(shù)據(jù)的冗余，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮。,1.3 多聲道聲音,人類的耳朵能夠判別出聲波到達(dá)左右耳的相對(duì)時(shí)差和音強(qiáng)，能夠判別聲音的來源。對(duì)于多聲道聲音，不僅能產(chǎn)生更多的聲音細(xì)節(jié)，還能感知到音源的位置、位置移動(dòng)、變化、音源距離等情況，有關(guān)聲音在聲場(chǎng)空間中產(chǎn)生的效果，也稱為三維音效。多聲道系統(tǒng)之所以能夠產(chǎn)生如此的聽音效果是由人耳聽音特征和

16、耳輪結(jié)構(gòu)所決定的。人的雙耳在聽到聲音的同時(shí)，還能識(shí)別出某個(gè)聲源與人的左右耳距離的差異造成的時(shí)間差異，識(shí)別出聲音到達(dá)左右耳時(shí)的強(qiáng)度差別。,1.3 多聲道聲音,耳間時(shí)間差和耳間強(qiáng)度差是人耳聲音定位的主要線索。三維音效產(chǎn)生過程中耳廓也起到了重要作用。實(shí)際應(yīng)用中，常見的多聲道音頻系統(tǒng)是5.1聲道和7.1聲道系統(tǒng)。,1.3 多聲道聲音,,5.1聲道系統(tǒng),1.3 多聲道聲音,,,7.1聲道系統(tǒng),1.3 多聲道聲音,3．環(huán)繞音效環(huán)繞音效使聆聽

17、者感到聲音是來自四面八方的，聆聽者獲得被四面八方的聲音包圍的感覺。環(huán)繞音效大多都是用于觀賞電影之用。DVD需要5.1聲道系統(tǒng)要將影片中的音場(chǎng)效果表現(xiàn)出來。電子游戲中使用5.1聲道系統(tǒng)產(chǎn)生音效來實(shí)現(xiàn)定位等3維音效。Dolby Digital 5.1，即杜比數(shù)碼是美國杜比實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的環(huán)繞音效技術(shù)。,1.3 多聲道聲音,DTS(Digital Theater System)數(shù)字劇院系統(tǒng)也是廣為應(yīng)用的多聲道音效技術(shù)。THX是美國導(dǎo)演喬

18、治.盧卡斯提出的電影院聲音播放技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。,1.3 多聲道聲音,Hi-Fi高保真系統(tǒng)Hi-Fi(High-Fidelity)高保真是指“與原來的聲音高度相似地重放聲音”，目前尚沒有嚴(yán)格定義。Hi-Fi無止境。,2 音頻編碼與文件類型,2.1 音頻編碼2.2 常見音頻文件格式,2.1 音頻編碼,1.MPEG-1音頻編碼MPEG-1音頻編碼依靠心理聲學(xué)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮編碼MPEG-1將聲音中聽不清或聽不到的那些聲音信息所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)去

19、除掉，使得聲音數(shù)據(jù)得以壓縮。心理聲學(xué)模型對(duì)數(shù)據(jù)壓縮率和編碼后的聲音質(zhì)量起著關(guān)鍵作用。MPEG-1是有損音頻壓縮編碼MPEG-1編碼器(數(shù)據(jù)壓縮)、解碼器(解壓縮、播放)可以使用硬件或軟件實(shí)現(xiàn)。,2.1 音頻編碼,2．MPEG-2音頻編碼MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)定義了兩種音頻數(shù)據(jù)壓縮編碼，一種為MPEG-2 Audio，另一種為MPEG-2 AAC。MPEG-2 Audio與MPEG-1 Audio兼容MPEG-2 AAC(Ad

20、vanced Audio Coding)與MPEG-1聲音編碼不兼容，又稱為非后向兼容MPEG-2 NBC(Non-BC)標(biāo)準(zhǔn)。AAC標(biāo)準(zhǔn)定義了三種配置：基本配置、低復(fù)雜性配置和可變采樣率配置。,2.1 音頻編碼,3．MPEG-4音頻編碼MPEG-4 Audio標(biāo)準(zhǔn)可集成從話音到高質(zhì)量的多通道聲音，從自然聲音到合成聲音。（1）自然聲音編碼（2）參數(shù)編碼器（3）編碼激勵(lì)的線性預(yù)測(cè)編碼器CELP（4）T/F編碼器（5）新型的結(jié)

21、構(gòu)音頻標(biāo)準(zhǔn)(合成語音編碼)（6）合成/自然混合編碼,2.1 音頻編碼,Dolby AC-3編碼杜比公司1968年成立，Dolby音頻數(shù)據(jù)編碼是他的核心技術(shù)和產(chǎn)品。Dolby AC3編碼的動(dòng)態(tài)范圍至少可達(dá)20bit，頻響范圍為20Hz-20kHz±0.3dB，低音通道的頻響范圍為20-120Hz ±0.3dB。采樣頻率可為32kHz、44kHz或48kHz，比特率可變。典型值為384 kbps (5.1聲道家用數(shù)

22、字環(huán)繞聲系統(tǒng))和192kbps(雙聲道立體聲系統(tǒng))，最高為640kbps。,2.2 常見音頻文件格式,1．WAV文件格式由微軟和IBM開發(fā)的WAV文件格式在廣泛應(yīng)用于Windows系統(tǒng)中，其影響力從Windows伊始至今。WAV格式可以存儲(chǔ)多種不同編碼的聲音數(shù)據(jù)，但常用于存放1-2聲道的PCM編碼聲音數(shù)據(jù)，不進(jìn)行壓縮編碼，可以保持原始數(shù)據(jù)的最好音質(zhì)。,2.2 常見音頻文件格式,2．MP3文件格式MP3文件格式是現(xiàn)今應(yīng)用最多的文件格式

23、，是專門用于存儲(chǔ)MP3編碼聲音數(shù)據(jù)的文件格式。在MP3文件格式中加入了ID3V1和ID3V2標(biāo)簽，借以提供版權(quán)聲明。MP3歌曲文件內(nèi)不帶有歌詞?？梢栽谕獠颗浜弦粋€(gè)文本格式的歌詞文件，兩個(gè)文件配合，可以使音頻播放軟件邊唱邊同步顯示歌詞內(nèi)容。歌詞文件常見的是Lrc格式。,2.2 常見音頻文件格式,3.WMA(Windows Media Audio)文件格式2000年，隨著Windows Media Player7的發(fā)布，微軟將ASF改造

24、為WMA和WMV格式。WMA成為了是微軟使用的自有音頻文件格式。WMA支持流媒體應(yīng)用方式，支持可變碼流率技術(shù)，支持有損和無損數(shù)據(jù)壓縮編碼技術(shù)，支持微軟的DRM 內(nèi)容數(shù)字版權(quán)加密保護(hù)技術(shù)。WMA數(shù)據(jù)壓縮比為18:1，高于MP3。使用Windows Media Player程序可以進(jìn)行WMA格式聲音信息的壓縮編碼和播放，也可以在其它應(yīng)用軟件中進(jìn)行壓縮編碼和播放。,2.2 常見音頻文件格式,CDA文件格式CDA文件格式只是一種習(xí)慣的說

25、法。CD唱片中的聲音按照音軌的方式記錄在CD光盤上，其設(shè)計(jì)的應(yīng)用方式與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)無關(guān)，更不存在文件格式之說了。在Windows XP等操作系統(tǒng)中，微軟將CD唱片的每一個(gè)音軌名映射為一個(gè)文件名，其文件類型為.CDA，實(shí)際上這只是一個(gè)指向CD音軌的地址指針。CD唱片中的聲音數(shù)據(jù)不可能進(jìn)行文件方式的任何操作，只能直接讀出來播放，或用抓音軌的方式將其復(fù)制到計(jì)算機(jī)中。,2.2 常見音頻文件格式,5．APE和FLAC文件格式APE和FLAC

26、都是無損壓縮音頻文件格式，兩者壓縮比基本相同，大約是一半，編碼速度相差無幾，壓縮技術(shù)都是開源的，是免費(fèi)的技術(shù)。APE是Monkey's Audio軟件提供的文件格式。FLAC是基于Unix系統(tǒng)內(nèi)核而開發(fā)的自由音頻壓縮編碼，免費(fèi)開放格式的源碼，支持多數(shù)操作系統(tǒng)，提供開發(fā)工具。使用Monkey‘s Audio、foobar2000、千千靜聽等可以制作和播放這些文件。,2.2 常見音頻文件格式,6．MIDI文件格式專用于存儲(chǔ)M

27、IDI音樂樂譜編碼的文件格式。其數(shù)據(jù)可以經(jīng)過代碼轉(zhuǎn)換后，用于手機(jī)鈴聲。,3音頻獲取技術(shù),3.1錄音機(jī)獲取音頻3.2音頻文件轉(zhuǎn)換,3.1錄音機(jī)獲取音頻,利用Windows的錄音機(jī)應(yīng)用程序可獲取數(shù)字化音頻。在錄制聲音前，首先進(jìn)行準(zhǔn)備工作，在Windows控制面板中找到“聲音和音頻設(shè)備”屬性對(duì)話框，選中“將音量圖標(biāo)放入任務(wù)欄”，并去除“靜音”。 然后，點(diǎn)擊設(shè)備音量中“高級(jí)”按鈕，在“音量控制”窗口中選“選項(xiàng)” -> “屬性” ->

28、; “麥克風(fēng)”(否則不能進(jìn)行話筒錄音)，并取消“靜音”設(shè)置。,3.1錄音機(jī)獲取音頻,,,選中“麥克風(fēng)”,3.1錄音機(jī)獲取音頻,,,“聲音和音頻設(shè)備”屬性對(duì)話框,3.1錄音機(jī)獲取音頻,1．啟動(dòng)錄音程序,,3.1錄音機(jī)獲取音頻,2．錄音操作啟動(dòng)“錄音機(jī)”程序后，單擊“錄制”按鈕就可以開始錄音，錄音結(jié)束或單擊“停止”按鈕，打開另存文件窗口，選擇文本路徑，輸入文件名，按確定按鈕結(jié)束錄音操作。單擊“伯方”按鈕就可以播放錄制的聲音文件。,3.1錄

29、音機(jī)獲取音頻,3.錄音參數(shù)設(shè)置,,通過選擇聲音質(zhì)量可以確定采樣參數(shù),3.1錄音機(jī)獲取音頻,,,直接選擇確定采樣參數(shù),3.1錄音機(jī)獲取音頻,,,選擇聲音編碼的種類,3.1錄音機(jī)獲取音頻,聲音的合成在使用錄音機(jī)程序錄制多個(gè)音頻素材文件后，常常需要將素材文件進(jìn)行混合和拼接。Windows“錄音機(jī)”程序提供了將兩個(gè)或多個(gè)WAV文件混合和拼接的功能。如要將兩個(gè)WAV文件拼接成更長的聲音文件的操作與混音操作類似，只需在播放一個(gè)音頻文件的適當(dāng)位置

30、，單擊“停止”按鈕，然后選擇“編輯”→“插入文件”命令，在彈出的窗口中選擇拼接的音樂文件，單擊確定按鈕就可以將這個(gè)聲音文件從當(dāng)前位置插入到第一個(gè)聲音文件中。重復(fù)此操作，可以將多個(gè)音頻文件拼接到一起。,3.2音頻文件轉(zhuǎn)換,1．Windows Media Player對(duì)音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼壓縮時(shí)需要使用一個(gè)高音質(zhì)的音源，CD光盤中的高保真聲音非常適合使用。抓音軌Exact Audio Copy軟件的主界面。,,EAC軟件主界面,3.2音頻

31、文件轉(zhuǎn)換,Windows Media Player抓音軌，并編碼為WMA文件的操作步驟如下：第1步，勾選要抓取的音軌。,3.2音頻文件轉(zhuǎn)換,第2步，選擇編碼種類,3.2音頻文件轉(zhuǎn)換,第3步，選擇碼流率。,3.2音頻文件轉(zhuǎn)換,第4步，在主菜單中的“翻錄”項(xiàng)下,3.2音頻文件轉(zhuǎn)換,第5步，點(diǎn)擊“開始翻錄”按鈕，即可啟動(dòng)抓音軌和編碼過程。第6步，為了下一步工作需要，再將同一音軌制作成WAV格式的文件。,3.2音頻文件轉(zhuǎn)換,2．Lame程序

32、應(yīng)用Lame編碼器程序是MP3編碼器引擎。除固定碼流率編碼CBR(Constant BitRate)外，Lame還可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)碼流率VBR(Variable Bitrate)和平均碼流率ABR(Average Bitrate)編碼。在開始編碼前還可以輸入ID3版權(quán)信息標(biāo)簽，這些信息編碼后一起存入MP3文件中。如選擇VBR動(dòng)態(tài)碼流率編碼，則MP3文件播放時(shí)會(huì)在一些播放軟件窗口中可以看到其碼流率在不斷變化(例如winamp程序)。,3

33、.2音頻文件轉(zhuǎn)換,3.APE和FLAC編碼程序Monkey’s Audio或AWMA Workshop可實(shí)現(xiàn)音頻數(shù)據(jù)無損壓縮編碼操作，可壓縮為APE或FLAC編碼格式文件。Monkey’s Audio軟件可進(jìn)行APE編碼和APE格式文件播放。AWMA Workshop軟件提供的參數(shù)設(shè)置功能，實(shí)現(xiàn)APE和FLAC無損編碼，也可以用來進(jìn)行其它數(shù)據(jù)壓縮編碼操作。,,Monkey s Audio程序,,AWMA Workshop程序,4

34、音頻編輯軟件,1Audition基本操作2 Audition高級(jí)操作3 Audition應(yīng)用示例,1Audition基本操作,數(shù)字音頻編輯是非線性編輯。非線性編輯是相對(duì)于模擬聲音信號(hào)的編輯過程(線性編輯)而言的，是依靠計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字處理技術(shù)而實(shí)現(xiàn)音頻編輯技術(shù)、方法和應(yīng)用過程。,1Audition基本操作,1．非線性編輯(Nonlinear Edit）非線性編輯系統(tǒng)的技術(shù)理論涉及到計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，多媒體技術(shù)等

35、。非線性編輯在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下，充分運(yùn)用數(shù)字處理技術(shù)的研究成果，其編輯效果變換無窮，多姿多彩的得到應(yīng)用。,1Audition基本操作,非線性編輯系統(tǒng)特點(diǎn)如下：從原理看，視頻編輯、音頻編輯是相同的，只是編輯對(duì)象、具體編輯操作內(nèi)容不同。非線性編輯工作主要使用軟件方法實(shí)現(xiàn)。非線性編輯過程，特別是視頻編輯中，會(huì)產(chǎn)生非常大的計(jì)算工作量，需要配置大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。從非線性編輯系統(tǒng)的作用看，它能集多軌錄音、多路音頻切換、特效、編輯機(jī)、調(diào)音臺(tái)、

36、MIDI創(chuàng)作等工作于一身。非線性編輯系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是無磁頭和機(jī)械磨損，無復(fù)制損耗，編輯、特技、配音可同時(shí)進(jìn)行或修改，視頻節(jié)目共享，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同創(chuàng)作。,1Audition基本操作,2．Audition音頻編輯處理軟件1997年美國Syntrillium公司發(fā)表了多軌音頻制作軟件Cool Edit Pro 1.0。2002年1月發(fā)布Cool Edit Pro 2.0版。2003年5月Adobe收購了Cool Edit Pro軟件，將其

37、改名為Adobe Audition 1.0。2006年1月Adobe Audition升至2.0版。2007年11月發(fā)布Adobe Audition 3.0版。新功能支持虛擬樂器VSTi, 增強(qiáng)的光譜編輯, 重新設(shè)計(jì)的多軌使用者界面，新音效等，由音頻工作站變?yōu)橐魳饭ぷ髡尽?1Audition基本操作,Audition具有的基本技術(shù)特征：按時(shí)間線方式工作，支持128條音軌、多種音頻特效、多種音頻格式，可以很方便地對(duì)音頻文件進(jìn)行修改、

38、合并。提供了高級(jí)混音、編輯、控制和特效處理能力，允許用戶編輯個(gè)性化的音頻文件、創(chuàng)建循環(huán)。支持實(shí)時(shí)特效、環(huán)繞聲、分析工具、MIDI、視頻功能。,1Audition基本操作,,1Audition基本操作,1．Audition工作界面2.參數(shù)設(shè)置3.文件操作錄音（1）單軌錄音（2）多軌錄音（3）循環(huán)錄音（4）穿插錄音,1Audition基本操作,5．簡(jiǎn)單編輯操作對(duì)音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行選定、復(fù)制、粘貼、剪切、移動(dòng)、刪除、靜音等編輯操

39、作是Audition最基本的功能。,2 Audition高級(jí)操作,1．聲音的連接操作,2 Audition軟件基礎(chǔ),2．混音處理,2 Audition軟件基礎(chǔ),3．幅度調(diào)整和淡入淡出操作,2 Audition軟件基礎(chǔ),3．幅度調(diào)整和淡入淡出操作,2 Audition軟件基礎(chǔ),噪音處理,,,（a）去噪菜單項(xiàng) （b）噪聲聲稱菜單項(xiàng),2 Audition軟件基礎(chǔ),降噪器對(duì)話窗口,2 Audition軟件基礎(chǔ),5．其它常用音頻處理、音

40、效處理功能(1)音頻波形的顛倒、反轉(zhuǎn)、靜音處理這三項(xiàng)處理操作首先要選中一段聲音波形，然后在“效果”菜單或選項(xiàng)卡中選擇相應(yīng)的操作。顛倒處理反轉(zhuǎn)處理靜音處理,2 Audition軟件基礎(chǔ),(2)音頻波形幅度處理選中一段聲音波形后，再到“效果”菜單或選項(xiàng)卡中選擇相應(yīng)的操作。這些操作在最終完成前都可以先試聽。放大處理音頻波形壓縮處理音頻波形限制處理音頻波形包絡(luò)處理音頻波形標(biāo)準(zhǔn)化處理,2 Audition軟件基礎(chǔ),(3)

41、延音類效果器模擬延遲效果器回聲效果器房間回音效果器,2 Audition軟件基礎(chǔ),(4)濾波器濾波器是利用衰減作用來去除聲音波形中的某些頻率成分，也使某些頻率成分的相位發(fā)生變化，使波形產(chǎn)生失真，以達(dá)到某種特殊的聲波處理效果。圖示均衡器，也叫EQ均衡器，用于對(duì)音頻信號(hào)中不同的頻率段進(jìn)行增益或衰減的工具，屬于濾波器。參數(shù)均衡器，功能與圖示均衡器相同，但調(diào)節(jié)方式變得不那么直觀，其可優(yōu)點(diǎn)在于可以進(jìn)行更為精細(xì)的調(diào)節(jié)?？焖贋V波(均

42、衡)器，通過選擇其中預(yù)置的均衡效果，實(shí)現(xiàn)快速均衡器操作。動(dòng)態(tài)均衡器，其對(duì)不同頻率信號(hào)的衰減程度與時(shí)間有關(guān)，是更為高級(jí)的濾波器。其中包含了許多預(yù)制效果。 圖4-62 動(dòng)態(tài)均衡器Audition提供的一些高品質(zhì)效果的濾波器如科學(xué)均衡器、分段(階式)濾波器和快速傅里葉(FFT)濾波器等，其中關(guān)聯(lián)了許多信號(hào)處理算法，使用者需要具有信號(hào)處理的理論知識(shí)，對(duì)于普通使用者不必了解其原理，通過試用、試聽這些濾波器的效果來選擇使用這些功能。Audi

43、tion是一個(gè)音頻數(shù)據(jù)編輯、加工、處理的軟件工具，更是一個(gè)音頻作品的創(chuàng)作工具。應(yīng)用中，把其中的各種功能綜合地、交織地加以運(yùn)用，隨心所欲地調(diào)整音頻參數(shù)，就能創(chuàng)作出獨(dú)一無二的音頻作品，其音效也可能是世間沒有過的。為了做出某種聲音效果，其實(shí)現(xiàn)的方法、手段也是多樣化的而非單一的。要用好Audition這個(gè)軟件工具，更為重要的在于應(yīng)用者對(duì)聲音的理解、感受、想象，還要對(duì)Audition的熟悉，如能掌握聲音信號(hào)處理的物理學(xué)原理和數(shù)學(xué)原理將更好。,3

44、Audition應(yīng)用示例,制作配樂散文：先選擇一篇散文作品，根據(jù)其內(nèi)容與個(gè)人的理解，以及個(gè)人的藝術(shù)意愿，構(gòu)思出本音頻作品的表演腳本，設(shè)計(jì)出藝術(shù)表現(xiàn)方式和表現(xiàn)手段，準(zhǔn)備好充足的文字和音頻素材，應(yīng)用Audition進(jìn)行創(chuàng)作。,3 Audition應(yīng)用示例,具體操作如下：1.建立一個(gè)新的會(huì)話2.散文錄音編輯音頻素材去除音頻數(shù)據(jù)中空白無聲部分去除錄音時(shí)的噪音3.進(jìn)行音頻素材的合成將多個(gè)音頻素材加入到多個(gè)音軌上調(diào)整各段音頻的時(shí)間關(guān)

45、系調(diào)整各段音頻的音量關(guān)系加入更多的音效5.縮混操作,5 MIDI原理與應(yīng)用,5.1 MIDI的技術(shù)原理5.2 MIDI應(yīng)用,5.1 MIDI的技術(shù)原理,1．什么是MIDI？MIDI是Musical Instrument Digital Interface（樂器數(shù)字接口）的縮寫。MIDI是一種國際標(biāo)準(zhǔn)，是計(jì)算機(jī)和MIDI設(shè)備之間進(jìn)行信息交換的一整套規(guī)則，包括記錄、表示、重放樂音，控制電子樂器設(shè)備，以及各種電子樂器之間傳送數(shù)據(jù)的

46、通信協(xié)議。MIDI音頻是將電子元器件盤上的彈奏信息記錄下來，包括鍵名、力度、時(shí)值長短等，是樂譜的一種數(shù)字是描述。當(dāng)需要播放的時(shí)候，只需要從相應(yīng)的MIDI文件中讀出MIDI消息，生成所需要的聲音波形，然后經(jīng)放大由揚(yáng)聲器輸出。,,5.1 MIDI的技術(shù)原理,MIDI設(shè)備是處理MIDI音頻所需要的硬件，主要包括：MIDI端口、MIDI鍵盤、音序器和合成器。音序器（Sequencer）用于記錄、編輯、播放MIDI的聲音文件，音序器有硬件和

47、軟件兩種形式。合成器用于解釋MIDI文件中的指令符號(hào)，生成所需要的聲音波形，放大后由揚(yáng)聲器輸出。MIDI合成方式主要有調(diào)頻合成和波表合成。,5.1 MIDI的技術(shù)原理,2.MIDI音樂符號(hào)和時(shí)間關(guān)系MIDI系統(tǒng)中只能描述和處理音樂數(shù)據(jù)。樂譜上的樂符是有限多個(gè)符合的集合，音樂的樂譜是由這有限個(gè)符號(hào)按照時(shí)間順序組合而成的，樂符的排列順序、時(shí)間關(guān)系決定了音樂的旋律。MIDI系統(tǒng)按照時(shí)間順序記錄樂譜符號(hào)，就可以實(shí)現(xiàn)記錄樂譜的功能。對(duì)于

48、有限個(gè)樂譜符號(hào)，可以將其編碼，樂譜中各個(gè)音符的持續(xù)時(shí)間長度也采用此方法編碼表示。樂譜中的各個(gè)樂符依照其演奏的時(shí)間順序進(jìn)行記錄，樂符的持續(xù)時(shí)間也同時(shí)使用相應(yīng)的編碼進(jìn)行記錄，這就可以用MIDI方式將樂譜完整地記錄下來，表示出來。MIDI演奏時(shí)按照記錄時(shí)的先后順序讀出編碼，送給電子琴，就可以再現(xiàn)樂音了。,5.1 MIDI的技術(shù)原理,3．音樂演奏時(shí)如何產(chǎn)生樂音？一個(gè)樂譜可以使用各種不同的樂器演奏。但一首樂曲通常需要指定演奏的樂器名稱，也常使

49、用多件樂器共同配合演奏。樂器的種類是有限的，將每種不同的樂器進(jìn)行數(shù)字編號(hào)，就可以表示和區(qū)分不同名稱的樂器了。數(shù)字編號(hào)可以直接在計(jì)算機(jī)、電子琴等數(shù)字系統(tǒng)中使用。為了防止樂器發(fā)生張冠李戴，樂器的名稱的編號(hào)必須有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。樂器編號(hào)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)有GS、GM和XG。,5.1 MIDI的技術(shù)原理,MIDI音源樂譜本身不能發(fā)音，演奏樂譜必須至少有一件樂器。樂器是發(fā)聲裝置，是音源。不同音階的樂音振動(dòng)的頻率不同，但某個(gè)特定階振動(dòng)的頻率卻有定值。對(duì)

50、于不同樂器，各音階的基本振動(dòng)頻率是相同的，各音階的聲音波形上所附加高頻諧波成分的頻率、幅度等不同，由此產(chǎn)生了不同樂器的音色。即不同樂器音色不同，是因其樂音波形上所附加的高頻諧波成分不同所致。,5.1 MIDI的技術(shù)原理,MIDI演奏(發(fā)聲)時(shí)必須使用音源。音源的質(zhì)量決定的發(fā)音的質(zhì)量。MIDI音源有兩種實(shí)現(xiàn)方法：頻率合成(FM)法和波表法波表法又可分為硬波表和軟波表,5.1 MIDI的技術(shù)原理,（1）頻率合成(Frequency

51、Modulation)法經(jīng)過實(shí)驗(yàn)分析可知道各種樂器聲音波形的諧波成分及相關(guān)參數(shù)。當(dāng)需要發(fā)出某個(gè)樂器的樂音時(shí)，先根據(jù)具體樂音符號(hào)編碼確定其基本振動(dòng)頻率，再根據(jù)樂器的已知諧波參數(shù)，計(jì)算出復(fù)合波形的波形數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)化、濾波、放大后，就可發(fā)出相應(yīng)的樂音了。這種利用公式計(jì)算制作音源的方法，叫做FM頻率合成法。,5.1 MIDI的技術(shù)原理,（2）波表(WAVE TABLE)法制作波表時(shí)將不同種類樂器的真實(shí)聲音用數(shù)字化技術(shù)高保真地錄

52、制下來，每種樂器有一組數(shù)據(jù)，多個(gè)樂器聲音數(shù)據(jù)的集合存貯為一個(gè)波表。演奏時(shí)，根據(jù)MIDI記錄的樂曲信息向波表發(fā)出指令，從“表格”中實(shí)時(shí)地逐一找出對(duì)應(yīng)樂器的樂音波形數(shù)據(jù)，調(diào)整其頻率和幅度，經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換器，發(fā)出聲音。,5.2 MIDI應(yīng)用,MIDI技術(shù)是從電子樂器發(fā)展起來的，其應(yīng)用首先是在電子音樂領(lǐng)域應(yīng)用。但由于有了計(jì)算機(jī)的參與，今日之電子音樂已非過去的電子音樂，更非傳統(tǒng)音樂可比。MIDI技術(shù)應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)表示和存儲(chǔ)樂譜，將樂器演奏的樂譜進(jìn)行