毕业论文_数字化音频领域的未来.doc文档23页全文免费阅读 ㊣ 精品文档 值得下载

的模拟视音频产品如今逐渐退出，采用数字化技术及其相应产品已呈不可抵挡的趋势。

数字化的视音频产品必将涉及将类比信号转换成数字信号后加以传输的问题。

而在这种转换的过程中需要做大量的数学运算，因此必须选择运算快速的微处理器才能完成实时的数位信号处理。

而市面上的微处理有成百上千种，各有其特色及对应的应用场合，以其特有的优势更加适合于完成上述任务。

关键词数字化音频多媒体，第章绪论模拟音频数字化的过程数字化音频领域的未来第二章数字音频协议与芯片功能介绍数字音频协议在基于时分复用多通道数字音频处理模块设计，音频处理模块编写，第三章多媒体中数字化音频技术的应用计算机音乐的应用现状第四章数字化音频的未来，的优势，技术的发展趋势第五章结论致谢第章绪论音频数字化的概念从字面上来说，数字化就是以数字来表示，例如用数字去记录张桌子的长宽尺寸，各木料间的角度，这就是种数字化。

跟数位常常起被提到的字是模拟，模拟的意思就是用种相似的东西去表达，例如将桌子用传统相机将三视图拍下来，就是种模拟的记录方式。

两个概念分贝声波振幅的度量单位，非绝对非线性对数式度量方式。

以人耳所能听到的最静的声音为，那么会造耳听觉损伤的最大声音为。

人们正常语音交谈大约为。

意味着音量放大倍，而却不是倍，而是倍的次方。

频率人们能感知的声音音高。

男性语音为，女性歌声为，钢琴上调至调间为，电视机发出人所能听到的声音是，人耳能够感知的最高声音频率为。

将音频数字化，其实就是将声音数字化。

最常见的方式是透过脉冲编码调制。

运作原理如下。

首先我们考虑声音经过麦克风，转换成连串电压变化的信号，如图所示。

这张图的横座标为秒，纵座标为电压大小。

要将这样的信号转为格式的方法，是先以等时距分割。

我们假设用每秒分割，则得到图二。

图图二我们把分割线与信号图形交叉处的座标位置记录下来，可以得到如下资料，。

由于我们已经知道时间间隔是固定的秒，因此我们只要把纵座标记录下来就可以了，得到的结果就是这数列。

这串数字就是将以上信号数字化的结果。

在以上的范例中，我们的采样频率是秒。

其实电脑中的档的内容就是类似这个样子，文件头中记录了采样频率和可容许最大记录振幅，后面就是连串表示振幅大小的数字，有正有负。

常见唱盘是以格式记录，而它的采样频率是，振幅采样精度数位是，也就是说振幅最小可达，最大可达。

唱盘是以螺旋状由内到外储存资料，可以存储分钟的音乐。

唱盘的规格为什么是呢关于这个数字的选取分为两个层面。

首先人耳的聆听范围是到，根据，理论上只要用以上的采样频率就可以完整记录以下的信号。

那么为什么要用这个数字呢那是因为在发明前硬盘还很贵，所以主要将数字音频信号储存媒体是录像带，用黑白来记录与。

而当时的录像带格式为每秒张，而张图又可以分为条线，每条线又可以储存三个取样信号，因此每秒有个取样点，而为了研发的方便，唱盘也继承了这个规格，这就是的由来。

在这里我们可以发现无论使用多么高的采样精度数位，记录的数字跟实际的信号大小总是有误差，因此数字化无法完全记录原始信号。

我们称这个数字化造成失真称为量化失真。

数字化的最大好处是资料传输与保存的不易失真。

记录的资料只要数字大小不改变，记录的资料内容就不会改变。

如果我们用传统类比的方式记录以上信号，例如使用录音带表面的磁场强度来表达振幅大小，我们在复制资料时，无论电路设计多么严谨，总是无法避免杂讯的介入。

这些杂讯会变成复制后资料的部份，造成失真，且复制越多次信噪比信号大小与噪音大小的比值会越来越低，资料的细节也越来越少。

如果多次复制过录音带，对以上的经验应该不陌生。

在数字化的世界里，这串数字转换为二进制，以电压的高低来判读与，还可以加上各种检查码，使得出错机率很低，因此在般的情况下无论复制多少次，资料的内容都是相同，达到不失真的目的。

那么，数字化的资料如何转换成原来的音频信号呢在计算机的声卡中块芯片叫做，中文称数模转换器。

的功能如其名是把数字信号转换回模拟信号。

我们可以把想像成个小电阻，各个电阻值是以二的倍数增大。

当接受到来自计算机中的二进制信号，遇到时相对应的电阻就开启，遇到相对应的电阻不作用，如此每批数字信号都可以转换回相对应的电压大小。

我们可以想像这个电压大小看起来似乎会像阶梯样格格，跟原来平滑的信号有些差异，因此再输出前还要通过个低通滤波器，将高次谐波滤除，这样声音就会变得比较平滑了。

从前面的内容可以看出，音频数字化就是将模拟的连续的声音波形数字化离散化，以便利用数字计算机进行处理的过程，主要包参数括采样频率和采样数位采样精度，也称量化级两个方面，这二者决定了数字化音频的质量。

采样频率是对声音波形每秒钟进采样的次数。

根据这种采样方法，采样频率是能够再现声音频率的倍。

人耳听觉的频率上限在左右，为了保证声音不失真，采样频率应在左右。

经常使用的采样频率有和等。

采样频率越高，声音失真越小音频数据量越大。

采样数位是每个采样点的振幅动态响应数据范围，经常采用的有位位和位。

例如，位量化级表示每个采样点可以表示个不同量化值，而位量化级则可表示个不同量化值。

采样量化位数越高音质越好，数据量也越大。

反映音频数字化质量的另个因素是通道或声道个数。

记录声音时，如果每次生成个声波数据，称为单声道每次生成二个声波数据，称为立体声双声道，立体声更能反映人的听觉感受。

除了上述因素外，数字化音频的质量还受其它些因素如扬声器质量，麦克风优劣，计算机声卡与模数数模转换芯片品质，各个设备连接线屏蔽效果好坏等的影响。

综上所述，声音数字化的采样频率和量化级越高，结果越接近原始声音，但记录数字声音所需存储空间也随之增加。

可以用下面的公式估算声音数字化后每秒所需的存储量假定不经压缩存储量采样频率采样数位字节数若采用双声道录音，存储量再增加倍。

例如，数字激光唱盘，红皮书标准的标准采样频率为，采样数位为位，立体声，可以几乎无失真地播出频率高达的声音，这也是人类所能听到的最高频率声音。

激光唱盘分钟音乐需要的存储量为字节这个数值就是微软系统中声音文件在硬盘中所占磁盘空间的存储量。

由公司开发的声音文件格式，是如今计算机中最为常见的声音文件类型之，它符合文件规范，用于保存平台的音频信息资源，被平台机器应用程序所广泛支持。

另外，格式支持和其他压缩算法，支持多种音频位数，采样频率和声道，但其缺点是文件体积较大，所以不适合长时间记录。

因此，才会出现各种音频压缩编解码技术的出现，例如，等等它们各自有自己的应用领域，并且不断在竞争中求得发展。

数字化音频领域的未来数字化时代对人类的发展产生了巨大的变化，我们亲身经历了数字技术的蓬勃发展，目睹了它以惊人的速度，渗透到社会与生活的方方面面。

数字化技术已全面的进入到广播影视领域，正对我们的行业带来实质性的变革。

清楚地把握数字音频技术的发展动向，对正确推进广播影视领域的数字化进程将有极其重要的意义。

模拟与数字音频技术的关系和互补性把握数字音频技术发展的方向，我们必须对数字音频与模拟音频技术之间有个科学的认识，并清楚这样个概念数字化是种手段，但我们始终离不开这个模拟的世界，所以我们要清楚模拟与数字音频技术的优势和弱点。

对音频的质量上来说，数字音频通过模数数模转换后，越接近模拟音质就越好。

但是，数字化技术在音频的编辑合成效果处理，存储传输和网络化，以及在价格等方面，有极大的优势。

半导体技术高速发展的今天，在专业音频领域，为了得到温暖的模拟音质，仍旧需要采用电子管器件，如电子管话筒电子管前置放大器和压缩器，以及功率放大器。

为了与数字化音频系统配合使用，不少最新的音频专业电子管产品带有了数字接口。

所以，数字化时代的音频技术，并不是弃模变数，而是两者有机的结合，取长补短，用数字化技术去追求模拟的音质，用数字化手段来弥补传统音频设备的弱点。

目前世界上公认音质最好的调音台，如和系列，就是模拟数控台，即模拟信号流，数字化的控制系统，另外还配置了模数转换接口，这就是模拟音频技术与数字技术结合的实例。

电脑技术已将人们带入了个虚拟世界。

音频领域也不例外，音频工作站的发展已越来越成熟，人们已称它为虚拟录音棚。

虚拟音频制作系统中，包括了录音机调音台周边信号发生器非线性编辑和数据库等。

这种虚拟系统不仅有价格的优势，而且功能齐全，符合数字化，网络化发展的要求，其音频的质量可与些高级传统音频设备抗衡。

它符合数字化网络化的要求，其价格与传统设备相比，则更有优势。

近年来，虚拟音频制作系统对界面的外控操作上，正逐步向传统设备的操作概念发展。

还与传统调音台有机结合。

除音频工作站已有了外控操作台外，索尼公司已将调音台与虚拟音频制作系统结合，调音台的路数字音频通道可通过模数数模转换器与连接，可通过的个电动马达推子实现外部自动化控制。

另外系列高级模拟数控台也可与虚拟音频制作系统配合使用，音频信号可通过转换器或转换器与连接，系列调音台上的控制键钮和推子可通过索尼协议与连接。

上述种种可以看到，数字时代音频的发展，从音质上讲，数字与模拟的追求是致的从数字