资源简介

(共45张PPT)
复习
字符
编码
字符编码概念
计算机处理汉字的编码过程
含义：字符转换成二进制
组成：字符集和编码方式等
常见字符编码方案
作用：便于不同系统交换信息
英文：ASCII编码
通用：unicode字符集与编码方案(UTF-8等)
中文：GB2312-1980、GBK、GB18030-2005
输入：输入码（拼音、五笔等）
输出：字型码（点阵&矢量）
处理：机内码（基于交换码计算而得）
数据编码——声音编码
微信语音
真实说话声音
微信语音 vs 真实声音
振幅反映响度的强弱
时间
振幅
频率反映音调的高低
人耳能听到声波频率范围是20-20000Hz
声音的表示
失真、噪音
传输中易受干扰
连续变化
声音的表示
多次传输失真严重、不易保存
声音的表示
时间
振幅
连续变化
一、声音数字化的实现过程
图像
数字化
振幅
时间
声音
数字化
一、声音数字化的实现过程
以相等的时间间隔(通常为1秒)测得多少个声音模拟信号的值。
用多少个采样点表示
时间
1s
2s
3s
4s
5s
1
2
3
4
5
声音采样
振
幅
1. 声音采样
时间
1s
2s
3s
4s
5s
1
2
3
4
5
声音采样
采样点越多还是越少质量更好？
振
幅
1. 声音采样
时间
1s
2s
3s
4s
5s
1
2
3
4
10
5
6
7
8
9
声音采样
采样点越多还是越少质量更好？
振
幅
1. 声音采样
每秒采集1次
每秒采集2次
1. 声音采样
时间
1s
2s
3s
4s
5s
1
2
3
4
10
5
6
7
8
9
声音采样
采样频率：每秒采样声音的次数，单位为赫兹 (Hz)。
振幅
采样频率越高声音还原度越好；但记录数据越多，存储容量越高。
1. 声音采样
时间
1s
2s
3s
4s
5s
1
2
3
4
10
5
6
7
8
9
声音采样
振幅
高保真音乐的采样频率至少为44.1kHz，即每秒采集44100次。
1. 声音采样
利用GoldWave打开或者在线版音频处理软件（https://www./edit）。
打开原始音频，将其原始采样频率44100Hz改为5500Hz，比较不同采样频率的音频质量。
体验活动：44100Hz与5500Hz
1. 声音采样
体验活动：44100Hz与5500Hz
时间
1s
2s
3s
4s
5s
2
1
4
5
1
3
5
7
5
2
声音量化
将采样点的值分级量化，变换到最接近的数字。
振
幅
用有限个数近似表示原来连续变化的值。
0
1
2
3
4
5
6
7
量
化
值
2.12
2. 声音量化
时间
1s
2s
3s
4s
5s
2
1
4
5
1
3
5
7
5
2
声音量化
0
1
2
3
4
5
6
7
2.12
分级越多还是越少质量会更好？
量
化
值
2. 声音量化
时间
1s
2s
3s
4s
5s
5
2
9
10
2
7
11
15
11
5
12
14
0
2
4
6
8
11
9
5
3
1
10
13
15
7
量
化
值
分级越多还是越少质量会更好？
声音量化
2. 声音量化
1s
2s
3s
4s
5s
2
1
4
5
1
3
5
7
5
2
量
化
值
0
1
2
3
4
5
6
7
12
14
时间
1s
2s
3s
4s
5s
5
2
9
10
2
7
11
15
11
5
0
2
4
6
8
11
9
5
3
1
10
13
15
7
量
化
值
3位
二进制
4位
二进制
10
11
5
5
几位
二进制
2. 声音量化
12
14
时间
1s
2s
3s
4s
5s
5
2
9
10
2
7
11
15
11
5
0
2
4
6
8
量化值
11
9
5
3
1
10
13
15
7
声音量化
量化位数：表示量化值的二进制位数。
量化位数越多，声音越接近原始信号，音频的质量越好；但所占存储容量也越大。
2. 声音量化
样本序号 1 2 3 4 5
量化值（十进制） 5 2 9 10 7
二进制编码 0101 0010 1001 1010 0111
样本序号 6 7 8 9 10
量化值（十进制） 11 15 11 5 2
二进制编码 1011 1111 1011 0101 0010
2. 声音量化
声音编码
确立编码规则，优化数据排列。
未压缩、无损压缩与有损压缩
01010010
1001……
3. 声音编码
声音编码
确立编码规则，优化数据排列。
未压缩、无损压缩与有损压缩
WAV
声音质量高
所占存储容量较大
3. 声音编码
AAAEEEEEEEEEE
声音编码
无损压缩：还原压缩数据后
与压缩前相同
优化数据
排列方式
A03E10
确立编码规则，优化数据排列。
未压缩、无损压缩与有损压缩
3. 声音编码
声音编码
APE
确立编码规则，优化数据排列。
未压缩、无损压缩与有损压缩
无损压缩：还原压缩数据后
与压缩前相同
3. 声音编码
声音编码
确立编码规则，优化数据排列。
未压缩、无损压缩与有损压缩
3. 声音编码
声音编码
有损压缩：损失信息，提高压缩
比例，减少存储容量
确立编码规则，优化数据排列。
未压缩、无损压缩与有损压缩
MP3
AMR
3. 声音编码
声音编码
确立编码规则，优化数据排列。
未压缩、无损压缩与有损压缩
生成音频文件格式
类型 音频格式文件
无压缩 WAV
无损压缩 APE
有损压缩 MP3、AMR
3. 声音编码
将原始音频另存为MP3格式，保存后查看两者的大小。
注：文件大小查看方式——【点击文件】-【右键】-【属性】）
体验活动：WAV与MP3
体验活动：WAV与MP3
模拟
信号
声音量化
声音编码
声音采样
数字
信号
一、声音数字化的实现过程
不一样？
影响因素？
微信语音 vs 真实声音
模拟
信号
声音采样
声音量化
声音编码
数字
信号
采集模拟值
分级量化
确定编码规则
数据压缩
(文件格式)
量化位数
采样频率
还有吗？
二、影响音频质量的因素
接收声音信息的差异
声道数
声音录制时的音源数量或回放时相应的扬声器数量
二、影响音频质量的因素
声道数
声音录制时的音源数量或回放时相应的扬声器数量
单声道、双声道、环绕声
单声道
双声道
环绕声
二、影响音频质量的因素
= 采样频率×量化位数×声道数
× 时间（秒）/8（字节）
音频文件存储容量
例：一首100s的双声道音频，采样频率为44.1kHz，量化位数为16，计算该音频所占的存储容量。
44100×16×100×2 /8 = 17640000B ≈ 17MB
未压缩
三、音频文件存储容量的计算
语音信息
交流
四、数字音频的价值
移动支付
语音播报
四、数字音频的价值
地图
语音导航
四、数字音频的价值
语音控制
智能家居
四、数字音频的价值
记录、保留
与再生文化
四、数字音频的价值
声音
编码
声音数字化的过程
音频文件
计算与格式
采样：确定采样点
编码：确定编码规则
量化：确定量化值
采样频率
压缩方式（文件格式）
音频质量影响因素
音频文件存储容量的计算
常见音频文件格式
量化位数
声道数
五、小结
Q1. 声音编码的实现需要经历哪三个过程？
Q2. 对于同一个原始音频，声音编码时参数分别为采样率10kHz、量化位数4位和采样率44.1kHz、量化位数16位，哪一种音频质量更好？
Q3. 无损压缩后的数据可否还原成压缩前的样子？
六、练习
采样、量化和编码
采样率44.1kHz、量化位数16位
可以。
谢谢！

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