聲音的數(shù)字化

聲音的數(shù)值化李俊華模擬量與數(shù)字量

時間速度2數(shù)值量在時間上和數(shù)量上都是離散的物理量稱為數(shù)字量。例如：

用電子電路記錄從自動生產(chǎn)線上輸出的零件數(shù)目時，每送出一個零件便給電子電路一個信號，使之記1，而平時沒有零件送出時加給電子電路的信號是0，所以能記數(shù)?？梢?，零件數(shù)目這個信號無論在時間上還是在數(shù)量上都是不連續(xù)的，因此它是一個數(shù)字量。最小的數(shù)量單位就是1個。1模擬量在時間上或數(shù)值上都是連續(xù)的物理量稱為模擬量。把表示模擬量的信號叫模擬信號。

例如：汽車在剎車過程中，速度是

從某個值減速到零，在變化過程中

時間上和速度上的值是連續(xù)變化的。時間數(shù)量思考2?人們聽到的聲音是由振動產(chǎn)生的波通過介質(zhì)（空氣）傳到人耳的結(jié)果，是模擬信號。而計算機(jī)中是用二進(jìn)制存儲數(shù)據(jù)，只能識別兩個值，0和1，計算機(jī)中所用信息是數(shù)字量。但我們計算機(jī)經(jīng)常要處理聲音信號，我們怎樣把自然界里的聲音這種模擬量轉(zhuǎn)換成計算機(jī)里數(shù)字量呢？思考1？

我們計算機(jī)只能存儲和識別“0”和“1”，那么我們計算機(jī)存儲的數(shù)據(jù)是模擬量還是數(shù)值量呢？傳感器傳感器：作用是進(jìn)行能量方式的轉(zhuǎn)換,將各種物理量的變化轉(zhuǎn)換成電流或電壓的變化形式.常見的傳感器有聲音傳感器（話筒）、溫度傳感器(空調(diào))、光敏傳感器(數(shù)碼相機(jī)自動感光設(shè)備)、紅外傳感器(報警器)、距離傳感器(倒車?yán)走_(dá))等.通過對它們獲得的電流或電壓形式的模擬信號進(jìn)行采樣和量化,變?yōu)閿?shù)字形式的數(shù)值信號,計算機(jī)就可以存儲和處理這些信息了.錄制聲音的過程話筒ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器計算機(jī)存儲器電信號數(shù)字量過程：采樣量化聲波電信號（模擬量形式轉(zhuǎn)換）存儲數(shù)字量信息ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換過程過程：音頻信號通過和實現(xiàn)模擬量的數(shù)字化（1）采樣：把時間域或空間域的連續(xù)量轉(zhuǎn)化成離散量的過程。一般都是每隔相等的一小段時間采樣一次，其時間間隔稱為采樣周期。采樣點采樣頻率：每秒鐘采樣點的次數(shù)。（單位：HZ）采樣頻率越大，聲音越真實，自然。但數(shù)據(jù)量就越多。采樣量化8,000Hz-電話所用采樣率,對于人的說話已經(jīng)足夠22,050Hz-無線電廣播所用采樣率32,000Hz-miniDV數(shù)碼視頻camcorder、DAT(LPmode)所用采樣率44,100Hz-音頻CD,也常用于

MPEG-1

音頻（VCD,SVCD,MP3）所用采樣率47,250Hz-商用PCM

錄音機(jī)所用采樣率48,000Hz-miniDV、數(shù)字電視、DVD、DAT、電影和專業(yè)音頻所用的數(shù)字聲音所用采樣率50,000Hz-商用數(shù)字錄音機(jī)所用采樣率96,000或者192,000Hz-

DVD-Audio、一些LPCMDVD

音軌、BD-ROM（藍(lán)光盤）音軌、和

HD-DVD

（高清晰度DVD）音軌所用所用采樣率

ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換過程（2）量化：把幅度上連續(xù)取值（模擬量）的每一個樣本轉(zhuǎn)換為離散值（數(shù)字值）表示，因此量化過程又是也稱為A/D轉(zhuǎn)換（模數(shù)轉(zhuǎn)換）量化級數(shù)越大，量化位數(shù)也就越大，聲音的質(zhì)量越好,占電腦的存儲空間也越多。1001聲道

聲道(SoundChannel)是指聲音在錄制或播放時在不同空間位置采集或回放的相互獨立的音頻信號，所以聲道數(shù)也就是聲音錄制時的音源數(shù)量或回放時相應(yīng)的揚(yáng)聲器數(shù)量。常見的有單聲道，雙聲道（立體聲），四聲道環(huán)繞和5.1聲道環(huán)繞。數(shù)字化聲音存儲量計算：

聲音存儲量=采樣頻率×量化位數(shù)×聲道數(shù)×?xí)r間／8單位：字節(jié)1.錄制聲音的過程如圖所示話筒ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器計算機(jī)存儲器其中ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器的作用是（

）A．將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號

B．將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號

C．對模擬信號進(jìn)行放大

D．對數(shù)字信號進(jìn)行壓縮2.小王通過Windows附件中的“錄音機(jī)”程序錄制自己的聲音，這一過程實現(xiàn)了（

）A.圖像識別B.模數(shù)轉(zhuǎn)換C.語音識別D.格式轉(zhuǎn)換想一想：哪個聲音文件音質(zhì)佳，哪個聲音文件占的存儲空間更大？sound1.wavsound2.wav3以下硬件設(shè)備中,能完成聲音數(shù)字化的設(shè)備為(

)耳機(jī)話筒聲卡音響聲道數(shù)量化位數(shù)采樣頻率/8(單位：字節(jié)B)22*1000存儲量=*

16*2*10(單位：位bit)10秒鐘如下的聲音文件

存儲量=16*1000*16*2*10/8(單位：字節(jié)B)10秒鐘如下的聲音文件，請問所占的存儲空間是多少？請你算一算聲道數(shù)量化位數(shù)采樣頻率5小王將5秒的單聲道音頻“朗誦．wav”和10秒的單聲道音頻“配樂．wav”合成為10秒的雙聲道音頻“配樂詩朗誦．wav”，三個音頻均使用相同采樣頻率和量化位數(shù)，關(guān)于3個文件的存儲容量，下列描述正確的是(

)A．“配樂詩朗誦．wav”與“配樂．wav”相同B．“配樂詩朗誦．wav”與“朗誦．wav”相同C．“配樂詩朗誦．wav”約等于“配樂．wav”的2倍D．“配樂詩朗誦．wav”約等于“朗誦．wav”與“配樂．wav”之和【解析】本題考查音頻文件存儲空間與各參數(shù)之間的關(guān)系。三個音頻均使用相同采樣頻率和量化位數(shù)，故存儲容量與時間和聲道數(shù)有關(guān)。配樂詩朗誦．wav為雙聲道，時間為10秒，因此存儲容量關(guān)系為：“配樂詩朗誦．wav”＝2倍“配樂．wav”＝4倍“朗誦．wav”。【答案】C6聲音的數(shù)字化通過采樣與量化來實現(xiàn),如圖,其中圖a和圖b分別表示的是對同一段聲音采用不同頻率進(jìn)行采樣的示意圖。下列敘述正確的是(

)A.圖a的采樣頻率高,數(shù)字化后的數(shù)據(jù)量大B.圖b的采樣頻率高,數(shù)字化后的數(shù)據(jù)量大C