1、聊城大学教育技术培训中心,数字音频处理技术,声音通常被称为声波或音频(Audio)，音频包括音乐、语音和各种音响效果。将音频信号集成到多媒体中，可提供其他任何媒体不能取代的效果，不仅烘托气氛，而且增加活力。音频信息增强了对其他类型媒体所表达的信息的理解，例如，一段配音讲述可加强对文本的理解与记忆，一段背景音乐可增强动画的效果。,通常，声音用一种模拟的连续波形表示。,两个基本参数是频率和幅度。,听觉器官能感知的声音频率大约在2020000Hz之间，在这种频率范围里感知的声音幅度大约在0120dB之间，语音信号的带宽是3003400Hz。 人耳对不同频率的声音敏感程度是不一样的，中频段（3 kHz
2、5 kHz）最敏感，幅度很低的信号都能被人耳听到。低频区和高频区较不敏感。,第三部分 声音媒体的编辑制作,一、音频制作系统的硬件组成 二、声音的数字化 三、音频文件的格式 四、声音的采集方法 五、声音的录制 六、常用音频处理软件,是实现模拟声波信号/数字声波信号相互转换的硬件，声卡主要有两种：内置独立声卡和内置集成在主板上的声卡。,麦克风是将物理声波变换成音频信号的一种设备,将音频信号还原为声音的一种设备。,一、音频制作系统的硬件组成,1. 声音输入部件：麦克风、录音机 2.音频处理部件：声卡 3. 声音输出部件：耳机、扬声机、扩音机、录音机等,声音录制与播放的处理过程,一套耗费成本最低、结构
3、最简单的家用级音频制作系统硬件设备的组成结构,二、声音的数字化,计算机中广泛应用的数字化声音文件有两类：一类是采集各种原始声音，经过数字化处理后得到的数字文件（也称为波形文件）；还有一类是专门用于记录乐器声音的MIDI文件。,波形文件,MIDI文件,声音的数字化处理就是将模拟的(连续的)声音波形数字化(离散化)，包括采样、量化和编码三个过程。 连续时间的离散化通过采样来实现：,经常使用的采样频率有11.025kHz（低品质）、22.05kHz（适用于语音和中等品质的音乐）和44.1kHz（用于CD品质的音乐）等,采样频率越高，所获得的波形越接近于实际波形，声音保真度越高，但音频数据量也越大。,
4、量化精度由量化样本的位数（量化比特)衡量，分为8bit、16bit、32bit。8位量化位数每个采样点可以表示28 =256个(0-255)不同量化值， 16位量化位数则可以表示为216,即65536个不同的量化值。量化位数越高音质越好，数据量也越大。,连续幅度的离散化通过量化来实现。 量化过程是把采样幅值归并到有限的幅度等级上，将其表示成一个离散振幅值的集合。然后，进行编码处理，即用二进制数表示每个取样点的数值大小。,MIDI（Musical Instrument Digital Interface）是乐器数字接口的缩写，是为了把电子乐器与计算机相连而制定的一个规范，是数字音乐的国际标准。M
5、IDI声音与数字化波形声音完全不同，它不是对声波进行采样、量化和编码，而是将电子乐器的弹奏过程记录为一连串数字，如按了哪一个键、力度多大、时间多长等等。然后由声卡上的声音合成器根据这些数字所代表的意义合成音乐，再通过音箱或耳机播放。所以MIDI文件实际上是一种字符表格，它描述了各种音符以及这些音符的播放方式及时延的乐谱。,三、音频文件的格式,在多媒体计算机中，存储声音信息的文件格式有许多，主要有：WAV文件、MIDI文件、MP3、VOC文件、AIF文件、RMI文件以及SNO文件等。,1. WAV文件 WAV文件，是Microsoft公司开发的一种波形文件格式，是Windows本身存放数字声音的
6、标准格式，采用“.wav”作为扩展名。利用该格式记录的声音文件能够和原声基本一致，质量非常高，但由于WAV格式存放的一般是未经压缩处理的音频数据，所以体积都很大（1分钟的CD音质需要10M字节），不适于在网络上传播。,2. MP3文件 MP3的全称是MPEG-1 Audio Layer 3，是一种以高保真为前提下实现的高效压缩技术。MP3文件是根据MPEG-1视频压缩标准中，对立体声伴音进行三层压缩的方法所得到的声音文件格式。需要注意是：MPEG音频文件的压缩是一种有损压缩，MPEG3音频编码具有10：112：1的高压缩率，同时基本保持低音频部分不失真，但是牺牲了声音文件中12KHz到16KH
7、z高音频这部分的质量来换取文件的尺寸，相同长度的音乐文件，用.mp3格式来储存，一般只有.wav文件的1/10，而音质要次于CD格式或WAV格式的声音文件。MP3技术使在较小的存储空间内，存储大量的音频数据成为可能，所以MP3成为目前最为流行的一种音乐文件。,3. WMA文件 WMA的全称是Windows Media Audio，它是微软公司推出的与MP3格式齐名的一种新的音频格式。WMA是以减少数据流量但保持音质的方法来达到比MP3压缩率更高的目的，压缩率一般都可以达到1：18左右。而Windows操作系统和Windows Media Player的无缝捆绑让你只要安装了windows操作系
8、统就可以直接播放WMA音乐，新版本的Windows Media Player7.0更是增加了直接把CD光盘转换为WMA声音格式的功能。,4. RealAudio文件 是Real Networks公式推出的一种文件格式，最大的特点就是可以实时传输音频信息，尤其在网速较慢的情况下，仍然可以较为流畅的传输数据，因此RealAudio主要适用于网上在线音乐欣赏。现在的RealAudio格式主要有RA（RealAudio）、RM（RealMedia,RealAudio G2）和RMX（RealAudio Secured）三种，这些文件的共同性在于随着网络带宽的不同而改变声音的质量，在保证大多数人听到流畅
9、声音的前提下，令带宽较大的用户获得较好的音质。,5. MIDI文件 MIDI提供了电子乐器与计算机内部之间的连接界面和信息交流方式。MIDI格式的文件采用“.mid”作为扩展名。.mid文件重放的效果完全依赖声卡的档次。.mid格式的最大用处是在电脑作曲领域。.mid文件可以用作曲软件写出，也可以通过声卡的MIDI口把外接音序器演奏的乐曲输入电脑里，制成.mid文件。,四、声音的采集方法,(2)利用一些软件光盘中提供的声音文件。在一些声卡产品的配套光盘中往 往也提供许多WAV、MIDI或VOL格式的声音文件。,(1)通过计算机中的声卡，从麦克风中采集语音生成WAV文件。如制作课件中的解说语音就
10、可采用这种方法。,(3)通过计算机中声卡的MIDI接口。从带MIDI输出的乐器中采集音乐，形成MIDI文件；或用连接在计算机上的MIDI键盘创作音乐，形成MIDI文件。,(4)用专门的软件抓取CD或VCD光盘中的音乐。抓取后生成声源素材，再利用声音编辑软件对声源素材进行剪辑、合成，最终生成所需的声音文件。,五、声音的录制Windows系统中的“录音机”的使用,1、连接线路 如果已有录制好的录音带或录像带，可以利用放音机或放像机将录音带或录像带的声音播放出来，通过音频线连接到计算机声卡的“线入（Line In）”接口，如果利用麦克风直接录音，将麦克风的插头插入计算机声卡中的“麦克风（Microp
11、hone）”接口。,2、设置音频设备的录音属性开始控制面板声音和音频设备音频，对其中回放和录音的首选设备中，选择声卡所对应的输入和输出选项。,3、选择录音通道双击位于桌面右下任务栏的喇叭（或开始程序附件娱乐音量控制），打开“音量控制” ，适当设置音量。,打开“录音控制”窗口，如果用“线入”录音选择“线路输入”，如果用麦克风录音选择“麦克风”，如果录制正在播放中的声音选择“Stereo Mix”。然后调整音量大小，使录制的声音大小适当，不要出现峰值失真。,4、启动“录音机”程序 执行“程序”-“附件”-“娱乐”-“录音机”程序。 单击“录音”按钮开始录音，Windows录音机每次录制音频文件的时
12、间为60秒，当大于60秒后，继续单击“录音”按钮，要结束录制，单击“停止”按钮结束录音操作。,5、保存录制的音频文件 选择“文件”菜单中的“保存”命令，将文件命名后保存。,六、常用音频处理软件,现在的音频处理软件很多，几乎所有采用多媒体非线性技术的软件都有音频处理功能，其中比较典型的有GoldWave、Sound forge、 cakewalk Adobe Audition、 等。,Adobe Audition的前身是音频处理软件Cool Edit，与Cool Edit相比，Audition拥有更强的功能、更好的稳定性。Adobe Audition提供了高级混音、编辑、控制和特效处理能力，是一
13、个专业级的音频工具。,六、常用音频处理软件,（一）认识Audition 2.0 界面,（二）Adobe Audition音频波形的处理（编辑模式）,（三）Adobe Audition多轨处理,（四）声音格式转换,（五）实例演习,Audition 2.0 启动界面,（一）认识Audition 2.0 界面,Audition的工具栏,Audition基本功能面板,Audition快捷工具栏，默认的状态下是被隐藏的。,（二）Adobe Audition音频波形的处理,1获取音频波形,2. 为多媒体课件录制旁白,3波形基本编辑操作,4. 音频特效制作,编辑模式,（二）Adobe Audition音频波
14、形的处理（编辑模式）,1获取音频波形的三种方式, “文件/打开” ，打开后编辑区直接出现文件波形。 文件面板，“导入文件” 。导入后，在文件面板出现该音频文件，双击文件，在编辑区出现文件波形。 在文件面板空白处双击。,打开声音文件后的界面,2. 为多媒体课件录制旁白,使用“文件/新建”命令打开“新建波形”窗口，设置录音参数。在多媒体课件中使用的解说通常只用单声道，采样频率也不用太高，22KHz即可。,选择“选项/Windows录音控制台”，打开“录音控制”窗口，勾选 “麦克风”，,点击传送器上的录音按钮，开始录音，录音结束，点击停止按钮。,点此按钮开始录音,“文件/另存为”，保存录制的声音文件
15、。,选择波形用时间选择工具选取波形；在波形区双击选择整个显示窗口的波形，连续点击三下，选择整个波形。 选择左/右声导道 剪切Ctrl+X ；复制Ctrl+C；删除Del；修剪Ctrl+T；粘贴Ctrl+V；恢复操作 Ctrl+Z,3波形基本编辑操作,Audition音频编辑与Windows其它应用软件一样，其操作中也大量使用剪切、复制、粘贴、删除等基础操作命令。除了使用编辑菜单下的命令选项外，这些操作的快捷键也和其他Windows应用软件差不多。,重叠是把剪贴板上的波形与由插入点开始的相同长度原有的波形混合；替换是用剪贴板上的波形替换由插入点开始的相同长度原有的波形。,可储存5个声音剪辑,4.
16、 音频特效制作,在Audition的效果菜单中提供了10多种常用音频特效的命令,音频特效处理流程,计划和构思,准确地选择,调整参数或 调用预置参数,试听效果并与 原声做对比,满意吗？,效果满意？,是,倒转处理：时间上反向播放,反转处理：反相播放，波形纵向翻转,静音处理：选区波形清零,（1）最简单的音效,（2）音量的增减和渐变,左增益：决定左声道增益大小。 右增益：决定右声道增益大小。 链接左右：将左右声道关联，关联后若调整左声道振幅增益情况，右声道也将随之变化。 电源开关：点亮此开关后呈绿色，代表振幅增益处理起作用，关闭此开关后呈灰色，代表振幅增益处理不起作用。,预览 播放/停止按钮,预览（p
17、review）：单击它可以听到处理后的效果，再单击它则停止预听。 旁路（bypass）：指音频信号不经过效果处理而直接输出，选中此选项后，在预览操作中只能听到音乐原始效果。 预设（preset）：audition中预制的效果。,（3）降噪处理,预设中给出三种不同级别的Hiss降躁标准，分别相应于不同的参数设置，降躁处理时根据不同的情况选择不同的标准。,嘶声抑制该方法主要针对“咝咝”声进行降噪处理 选中有“咝咝”声噪音音频文件。执行“效果”/“恢复”/“咝声抑制”命令,选择左或右决定咝声降低情况显示窗中显示左声道或右声道的咝声降低情况。,“自动清除喀喇或爆音”此方法主要针对类似“咔嗒”声、“噼啪
18、”声以及“嘭嘭”声之类的短时间突发爆破音进行降噪处理 选中有“咔嗒”声、“噼啪”声以及“嘭嘭”声等噪音音频文件。执行“效果”/“恢复”/“自动清除喀喇或爆音”命令,噪音阈门：该值决定了查找并消除的噪音量的多少。数值越小则代表查找并消除的噪音越多。值得注意的是，过小的数值会对音乐造成损伤。,复杂度：该值代表着降噪处理的精细复杂程度。数值越大则代表处理程度越精细复杂。但过大的数值会对音乐造成损伤。,采样降噪处理 针对的躁音大多是连续的、稳定的、不会有明显变化的。如录音环境中的走路声、扫地声、远处的人声等躁音 选择含有噪音的音频波形，执行“效果”/“恢复” /“采集降噪预置噪声”（采集噪音样本）命令
19、，采集当前的噪音样本并作为采样降噪的样本依据。 选中全部音频波形，执行“效果”/“恢复” /“降噪”命令,噪音样本显示窗：以频率为横坐标显示出噪音样本各频段的电平情况,降噪曲线：决定着高、中、低频的降噪程度,重置：将降噪曲线重置为平直线，代表高、中、低频均匀降噪。,记录比例（Log显示方式）：勾选则以对数为横坐标显示,实时更新：勾选显示窗将会随着降噪程度改变而实时改变。,降噪电平：决定降噪的程度。越靠右，降噪程度越大,采集预置文件：将把选中音频作为噪音样本进行采集。,采用样本值（快照）：降噪所使用的样本数量。值越大去除的噪音越多，对音乐本身影响也越大。一般情况下，我们可设置在4000左右。,读
20、取已保存的噪音样本文件,保存当前采集噪音样本,衰减度（降为）：降噪衰减声压级，通常设置为6dB-40dB。 精度系数：该值对失真情况产生影响，通常设置在5以上。 平滑量：决定着降噪中各频率段之间的连接程度，通常设置为l比较合适。 过渡宽度；该参数在实际中较少使用，通常设置在数值O。 频谱衰减率：决定声音低于噪音电平时的频率衰减程度，通常设置在40%-75间。,练习：对录制的声音进行优化（删除较长的空白、校正DC偏移及放大）和降躁处理,左右声道的的中间部位明显偏离波形中心线,（4）均衡改变音色,均衡处理是指对声音内的不同频率成分做不同的音量增减处理,主控增益对经过EQ均衡器处理后的音频总体音量进
21、行提升或衰减。,EQ均衡器,（5）混响效果,声波经过建筑墙壁、天顶等的多次漫反射后形成的一系列音场效果称之为混响。混响效果器是为录制的“干声”添加音场感，使之饱满动听。,延迟时间：决定混响声从产生到衰落至60dB之下所需要的时间。值越大，所对应的混响空间越大，声音越悠远。 预延迟时间：指直达声到达人耳及早期反射声到达人耳之间的时间间隔值。过大的预延迟时间值可以造成回声效果。 扩散：决定着混响声的扩散情况。越大的扩散值听起来越自然，回声的效果越不明显。但过大的扩散值可能会带来一些异音、怪音。 感觉：决定着声音的反射情况。值越小空间的吸音能力越强，反射声音的能力越弱。,（6）回声效果,延迟时间：决
22、定延迟声产生的时间。 反馈：决定着延迟声量。数值越大延迟声越多，过大的回馈量可能会使音乐混浊不清。 回声电平：决定着处理后的回声量。数值越大回声越多，回声感越强。 同一数值的反馈产生的混浊感将比同一数值的回声电平大。,反射回声：勾选后，回声将在左右声道之间互相反弹，回声量更多。,练习：为录制的声音添加回声效果处理,（7）时间/音调处理,大于100加速，小于100减速,练习：为录制的声音作减速处理,音调变化控制曲线以秒为单位作为横坐标，以半音为单位作为纵坐标。它控制着所选中音乐剪辑的音高变化情况。,（三）Adobe Audition多轨处理,将素材添加 到多轨工程,将素材导 入轨道中,调整排布各
23、个 素材块的位置,各轨整体参量（音 量、声相等）设定,精细调整（包括 各种控制曲线）,保存工程文件 导出成品声音,混缩工作流程图,“M” 静音。按下“M”按钮，则本音轨处于静音状态。 “s”独奏。按下“s”按钮，则除本音轨外其他所有音轨都处于静音状态。 “R录音。按下“R”按钮，则本音轨切换到录音状态。,打开Audition，切换到多轨模式。 执行“文件/导入”命令，选择将要导入的文件。 按住鼠标左键将文件列表栏中的音频文件拖曳到轨道上,1音轨的导入方式,2编辑音频剪辑,分解剪辑：在剪辑上击右键/分离，剪辑将以游标位置为界分为两个实例。 时间伸展：按Ctrl键的同时将鼠标放在剪辑的左或右下角，
24、会出现“时钟”标志，这时拖动鼠标拉长或缩短剪辑时间，可实现对剪辑的“时间伸展”效果。 交叉衰减：当上下两个音轨中的剪辑右交叉部分时，选中交叉部分并利用Ctrl键将两个音轨的交叉部分同时选中，利用右键菜单中的“交叉衰减”，可实现上方音轨淡出，下方音轨淡入的效果。 混缩音频：如果需要将多轨导出为单轨文件，利用“文件/导出/混缩音频”命令，导出完毕后，Audition会自动以单轨模式打开导出的音频文件。,3效果器的使用,效果器机架,4包络线的使用,音量包络曲线使用 单击 “显示剪辑音量包络”按钮，在各轨道音轨波形顶端出现一条绿色的直线，即音量包络曲线。 按下“编辑剪辑包络”按钮，确保包络曲线处于可编
25、辑状态。 通过控制节点的高低可改变音量的增益与衰减情况。,单击 “显示剪辑声相包络”按钮，在各轨道音轨波形中部出现一条兰色的直线，即相位包络曲线。 按下“编辑剪辑包络”按钮，确保包络曲线处于可编辑状态。 节点在波形轨的中间，相位为零，表示声音处于声场的中间位置，节点在中线的上方时，代表声音处于声场的左方，节点在中线的上方时，代表声音处于声场的右方。,相位音量包络曲线,声相是指声音在整个声场的位置。,1、转换采样格式 编辑视图下，编辑-转换采样格式,（四）声音格式转换,2、转换文件格式 方法一：编辑视图下选择 文件-另存为，,2、转换文件格式 方法二：编辑视图下选择 文件-批量处理，,（五）实例演习 1制作配乐诗朗诵。 练习要点：录音、优化、降躁、回声、时间伸展、包络线的使用、混缩音频,2制作卡拉OK伴奏带,将你要制作的MP3或WAV文件导入第一轨。为第一轨音频添加“幅度/通道混合器”选项中的“Vocal cut”效果。 将刚才的文件重新插入第二轨，选择“滤波器/图示均衡器”，将人声覆盖的频段衰减至最小 。 把两轨混缩成一轨并保存混缩的音频。 注意：用这种方法，不可能完全的消除人声，若是完全的消除人声，所付出的也是音乐失真的代价。只是在你演唱时，你的声音可以盖住没消干净的原声。,3为视频添加音效,谢谢!,
