资源简介

《声音文件的参数》参考资料
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乐器及人声重要频率范围表
?听力程度分类听觉是人们的主观感觉，听到的声音实际是物体振动后引起的声波。不同的物体振动产生的声波不同，其重要原因之一是振动频率不同。频率是指物体每秒钟振动的次数。其单位用赫兹（Hz）来表示。例如：鼓声主频约在250-500 Hz（即每秒振动250-500次），属于低频；双音响筒声主频约在1000－2000 Hz，属于中频；哨子声主频约在3000－4000 Hz，属于高频。
??? 人们唱歌时运用肌肉拉动声带，发出诸多泛音成分，频率高达8-10KHz，通过鼻腔的作用，对某些频率（包括基音和泛音成分）产生共鸣，使声音更明亮，他们的基音频率范围是：童声高音频率范围为260-880Hz，低音频率范围为196-700Hz，女声高音频率范围为220-1.1KHz,低音频率范围为200-700KHz，男声高音频率范围为160-523KHz低音频率范围为80-358Hz。
乐器及人声重要频率范围表小提琴 200Hz~400Hz影响音色的丰满度；1~2KHz是拨弦声频带；6~10KHz是音色明亮度。 大提琴 100Hz~250Hz影响音色的丰满度；3KHz是影响音色音色明亮度。 贝斯提琴 50Hz~150Hz影响音色的丰满度；1~2KHz影响音色的明亮度。 长笛 250Hz~1KHz影响音色的丰满度；5~6KHz影响的音色明亮度。 黑管 150Hz~600Hz影响音色的丰满度；3KHz影响音色的明亮度。 双簧管 300Hz~1KHz影响音色的丰满度；5~6KHz影响音色的明亮度；1~5KHz提升使音色明亮华丽。 大管 100Hz~200Hz音色丰满、深沉感强；2~5KHz影响音色的明亮度。 小号 150Hz~250Hz影响音色的丰满度；5~7.5KHz是明亮清脆感频带。 圆号 60Hz~600Hz提升会使音色和谐自然；强吹音色光辉，1~2KHz明显增强。 长号 100Hz~240Hz提升音色的丰满度；500Hz~2KHz提升使音色变辉煌。 大号 30Hz~200Hz影响音色的丰满度；100Hz~500Hz提升使音色深沉、厚实。 钢琴 27.5~4.86KHz是音域频段。音色随频率增加而变的单薄；20Hz~50Hz是共振峰频率。竖琴 32.7Hz~3.136KHz是音域频率。小力度拨弹音色柔和；大力度拨弹音色丰满。 萨克斯管 600Hz~2KHz影响明亮度；提升此频率可使音色华彩清透。 萨克斯管bB 100Hz~300Hz是影响音色的淳厚感，提升此频段可使音色的始振特性更加细腻，增强音色的表现力。 吉它 100Hz~300Hz提升增加音色的丰满度；2~5KHz提升增强音色的表现力。 低音吉它 60Hz~100Hz低音丰满；60Hz~1KHz影响音色的力度；2.5KHz是拨弦声频。电吉它 240Hz是丰满度频率；2.5KHz是明亮度频率3~4KHz拨弹乐器的性格表现的更充分。电贝司 80Hz~240Hz是丰满度频率；600Hz~1KHz影响音色的力度；2.5KHz是拨弦声频。 手鼓 200Hz~240Hz共鸣声频；5KHz影响临场感。小军鼓（响弦鼓） 240Hz影响饱满度；2KHz影响力度（响度）；5KHz是响弦音频（泛音区） 通通鼓 360Hz影响丰满度；8KHz为硬度频率；泛音可达10~15KHz 低音鼓 60Hz~100Hz为低音力度频率；2.5KHz是敲击声频率；8KHz是鼓皮泛音声频。 地鼓（大鼓） 60Hz~150Hz是力度音频，影响音色的丰满度；5~6KHz是泛音声频。 镲 250Hz强劲、坚韧、锐利；7.5~10KHz音色尖利；1.2~15KHz镲边泛音“金光四溅”。 歌声（男） 150Hz~600Hz影响歌声力度，提升此频段可以使歌声共鸣感强，增强力度。 歌声（女） 1.6~3.6KHz影响音色的明亮度，提升此段频率可以使音色鲜明通透。语音 800Hz是“危险”频率，过于提升会使音色发“硬”、发“楞” 沙哑声 提升64Hz~261Hz会使音色得到改善。 喉音重 衰减600Hz~800Hz会使音色得到改善 鼻音重 衰减60Hz~260Hz，提升1~2.4KHz可以改善音色。 齿音重 6KHz过高会产生严重齿音。咳音重 4KHz过高会产生咳音严重现象（电台频率偏离时的音色）。
《声音文件的参数》参考资料
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乐器和人声的频率特性及处理方式
贝司：
低音吉它：频响在700～1KHz之间，提高拨弦音为60～80Hz电贝司：低音在80～250Hz，拨弦力度在700～1KHz吉它：电吉它：65～1.7KHz，响度在2.5KHz，饱满度在240Hz木吉它：低音弦：80～120Hz，琴箱声：250Hz，清晰度：2.5KHz、3.75KHz、5KHz鼓：
低音鼓：27～146Hz，低音：60～80Hz，敲击声：2.5KHz小鼓：饱满度：240Hz，响度：2KHz通通鼓：丰满度：240Hz，硬度：8KHz地筒鼓：丰满度：80～120Hz吊钗：130～2.6KHz，金属声：200Hz，尖锐声：7.5～10KHz，镲边声：12KHz人声：
男低音82～392Hz，基准音区64～523Hz 男中音123～493Hz，男高音164～698Hz女低音82～392Hz，基准音区160～1200Hz 女中音123～493Hz，女高音220～1.1KHz手风琴：饱满度：240Hz钢琴：
低音在80～120Hz，临场感2.5～8KHz，声音随频率的升高而变单薄Trumpet（小号）： 146～2.6KHz，丰满度：120～240Hz，临场感：5～7.5KHz小提琴：174～3.1KHz，丰满度：240～400Hz，拨弦声：1～2KHz，明亮度：7.5～10KHz大提琴：61～2.6KHz，丰满度：300～500Hz中提琴：123～2.6KHz琵琶：110～1.2KHz，丰满度：600～800Hz二胡：293～1318HzFlute（笛子）：220～2.3KPiccolo（短笛）：494～4.1KHzOboe（双簧管）：220～2.6KHzClarinet（单簧管）：146～2.6KHzBassoon（巴松管、低音管）：55～2.6KHzFrench Horn（法国号）：73～2.8KHzTrombone（长号）：65～2.6KHzuba（低音号）：43～2.6KHz各频段的处理方式：　　30～80Hz：这一频段正是我们在的吧外所听到的底鼓的强劲有力的频段，略提升可增加振撼力，但不要过多，过多会混沌。同时注意对人声的处理这一频段应在低切的范围内。　　注意：这里做的工作是否能得到好的结果和你的监听音箱也有很大的关系，一对频率响应曲线平滑的专业监听音箱，对录音和混音工作来说决对是必须的！为了得到更好的结果，你可以把自己认为不错的唱片的WAVE放在电脑硬盘里，对之频率进行分析，并以此为标准。而把最终调整好的结果做成CD、磁带，在不同的CD机、磁带录音机中播放也是一种不错的检测手段。　　100Hz：Bass的主要频点，在这里做提升，可增加丰满度和底鼓的击胸的感觉。我各人喜欢在350~700 Hz之间提升贝司，在100Hz和250Hz调整底鼓，这样两者才不会打架。这一频段的人声也应在低切的范围内。　　200～400hz：这个频段提升也增加军鼓的木质感，吉它的温暖感。衰减这个频段可使人声、镲等显得清晰。在400Hz提升3－5dB可增加人声的温暖感。　　500～800hz ：可作3～5dB左右的提升，可增加乐曲力度，可使贝司显示出来，通鼓更温暖，同时可调整吉它的厚薄程度。　　800～2KHz：可在6dB内提升，可突出某些乐器的声音，但在1KHz以上一点的频率不作过多提升，以免产生金属声。　　2～4KHz：可作3dB左右的提升，可增加亮度，过多会变尖锐。这一频段的提升可让人耳听到更为突出的声音，所以在这里做的工作应是各声源之间相互适应性调整，而不是一味地全面提升，这只会使你的音乐听起来没有层次而且尖锐难听。　　5～8KHz：适度提升可增加层次感，可使人声更清晰，吉它更动听。军鼓、镲、小提琴等都可在此得到声音的美化，但一定要适度。　　10KHz以上：提升要小心，多了会产生破音。以听上去舒服为度。如果所录声源在此频段没有信号，做提升的结果只能是增加了噪音。16K～20KHz频率：这段频率范围实际上对于人耳的听觉器官来说，已经听不到了，因为人耳听觉的最高频率是15.1KHz。但是，人可以通过人体和头骨、颅骨将感受到的16～20KHz频率的声波传递给大脑的听觉脑区，因而感受到这个声波的存在。这段频率影响音色的韵味、色彩、感情味。如果音响系统的频率响应范围达不到这个频率范围，那么音色的韵味将会失落；而如果这段频率过强，则给人一种宇宙声的感觉，一种幻觉，一种神秘莫测的感觉，使人有一种不稳定的感觉。因为这些频率大多数是基音的不谐和音频率，所以会产生一种不安定的感受。这段频率在音色当中强度很小，但是很重要，是音色的表现力部分，也是常常被人们忽略的部分，甚至有些人根本感觉不到它的存在。
12K～16KHz频率：这是人耳可以听到的高频率声波，是音色最富于表现力的部分，是一些高音乐器和高音打击乐器的高频泛音频段，例如镲、铃、铃鼓、沙锤、铜刷、三角铁等打击乐器的高频泛音，可给人一种"金光四射"的感觉，强烈地表现了各种乐器的个性。如果这段频率成分不足，则音色将会会失掉色彩，失去个性；而如果这段频率成分过强，如激励器激励过强，音色会产生"毛刺"般尖噪、刺耳的高频噪声，对此频段应给予一定的适当的衰减。
10K～12KHz频率：这是高音木管乐器的高音铜管乐器的高频泛音频段，例如长笛、双簧管、小号、短笛等高音管乐器的金属声非常强烈。如果这段频率缺乏，则音色将会失去光泽，失去个性；如果这段频率过强，则会产生尖噪，刺耳的感觉。
8K～10KHz频率：这段频率s音非常明显，影响音色的清晰度和透明度。如果这频率成分缺少，音色则变得平平淡淡；如果这段频率成分过多，音色则变得尖锐。
6K～8KHz频率：这段频率影响音色的明亮度，这是人耳听觉敏感的频率，影响音色清晰度。如果这段频率成分缺少，则音色会变得暗淡；如果这段频率成分过强，则音色显得齿音严重。
5K～6KHz频率：这段频率最影响语音的清晰度、可懂度。如果这段频率成分不足，则音色显得含糊不清；如果此段频率成分过强，则音色变得锋利，易使人产生听觉上的疲劳感。
4K～5KHz频率：这段频率对乐器的表面响度有影响。如果这段频率成分幅度大了，乐器的响度就会提高；如果这段频率强度变小了，会使人听觉感到这种乐器与人耳的距离变远了；如果这段频率强度提高了，则会使人感觉乐器与人耳的距离变近了。
4KHz频率：这个频率的穿透力很强。人耳耳腔的谐振频率是1K～4KHz所以人耳对这个频率也是非常敏感的。如果空虚频率成分过少，听觉能力会变差，语音显得模糊不清了。如果这个频率成分过强了，则会产生咳声的感觉，例如当收音机接收电台频率不正时，播音员常发出的咳音声。
2K～3KHz频率：这段频率是影响声音明亮度最敏感的频段，如果这段频率成分丰富，则音色的明亮度会增强，如果这段频率幅度不足，则音色将会变得朦朦胧胧；而如果这段频率成分过强，音色就会显得呆板、发硬、不自然.
1K～2KHz频率：这段频率范围通透感明显，顺畅感强。如果这段频率缺乏，音色则松散且音色脱节；如果这段频率过强，音色则有跳跃感。
800Hz频率：这个频率幅度影响音色的力度。如果这个频率丰满，音色会显得强劲有力；如果这个频率不足，音色将会显得松弛，也就是800Hz以下的成分特性表现突出了，低频成分就明显；而如果这个频率过多了，则会产生喉音感。人人都有一个喉腔，人人都有一定的喉音，如果音色中的喉音成分过多了，则会失掉语音的个性、失掉音色美感。因此，音响师把这个频率称为"危险频率"，要谨慎使用。
500Hz～1KHz频率：这段频率是人声的基音频率区域，是一个重要的频率范围。如果这段频率丰满，人声的轮廓明朗，整体感好；如果这段频率幅度不足，语音会产生一种收缩感；如果这段频率过强，语音就会产生一种向前凸出的感觉，使语音产生一种提前进人人耳的听觉感受。
300Hz～500Hz频率：这段频率是语音的主要音区频率。这段频率的幅度丰满，语音有力度。如果这段频率幅度不足，声音会显得空洞、不坚实；如果这段频率幅度过强，音色会变得单调，相对来说低频成分少了，高频成分也少了，语音会变成像电话中声音的音色一样，显得很单调。
150Hz～300Hz频率：这段频率影响声音的力度，尤其是男声声音的力度。这段频率是男声声音的低频基音频率，同时也是乐音中和弦的根音频率。如果这段频率成分缺乏，音色会显得发软、发飘，语音则会变得软绵绵；如果这段频率成分过强，声音会变得生硬而不自然，且没有特色。
100Hz～150Hz频率：这段频率影响音色的丰满度。如果这段频率成分增强，就会产生一种房间共鸣的空间感、混厚感；如果这段频率成分缺少，音色会变得单薄、苍白；如果这段频率成分过强，音色将会显得浑浊，语音的清晰度变差。
60Hz～100Hz：这段频率影响声音的混厚感，是低音的基音区。如果这段频率很丰满，音色会显得厚实、混厚感强。如果这段频率不足，音色会变得无力；而如果这段频率过强，音色会出现低频共振声，有轰鸣声的感觉。
20Hz～60Hz频率：这段频率影响音色的空间感，这是因为乐音的基音大多在这段频率以上。这段频率是房间或厅堂的谐振频率。如果这段频率表现的充分，会使人产生一种置身于大厅之中的感受；如果这段频率缺乏，音色会变得空虚；而如果这段频率过强，会产生一种嗡嗡的低频共振的声音，严重地影响了语音的清晰度和可懂度.。
《声音文件的参数》参考资料
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声音信号的特性

语言和音乐信号都是不规则的随机信号，由基频信号和各种谐波（泛音）成分组成。要“原汁原味”的重放这些随机的音频信号，扩声音响系统必须具有符合语言和音乐的平均特性。其中最重要的三个特性是平均频谱特性（频率响应特性）、平均声压级和声音的动态范围。
2.1.1 人声信号
人声是一种典型的随机过程，它与人的生理特点、情绪和语言内容等因素有关。
（1）语言 基音的频率范围为130~350Hz，包括全部泛音（谐波）的频率范围为130~4000Hz。

（2）演唱 声的频率范围比较宽，可分为男低音、男中音、男高音、女中音和女高音等5个声部。他们的基音范围从80~1100Hz，包括全部泛音（谐波）的频率范围可达80~8000Hz。5个声部的基音频率范围分别为：82~294Hz；110~392Hz；147~523Hz；196~698Hz；262~1047Hz。
（3）声压级正常谈话时语言的声功率为1μW，大声讲话时可增加到1Mw.正常讲话时与讲话人相距1m时的平均声压级为65~69dB。
（4）动态范围语言的动态范围（最大声压级与最小声压级之差值）为30~40dB.
2.1.2 音乐信号
音乐信号的频谱范围更宽。它与乐器的类型有关。在乐器中管风琴具有最宽的基音范围，从16~9000Hz。其次是钢琴，它的基音频率范围为27.5~4136Hz。民族乐器的基音范围为100~2000Hz。打击乐器能产生更高频率的基音。所有的乐器都包含有丰富的高次谐波（泛音）。因此音乐的频谱范围可扩展到15000~20000Hz。
单个乐器的声功率在0.01~100mW的范围内。大型交响乐队的声功率可达到10W以上。15~18件乐器的乐队演出时，离声源10m处的平均声压级约为95dB.75件乐器的乐队演出时其平均声压级约为105dB.
乐器的信号动态范围与乐器的种类有关，木管乐器约为50 dB。一般乐队的动态范围为40~0dB.大型交响乐队的动态范围可达到100dB.
高质量的音响系统（音乐重放）的频率响应（频率特性）范围应不小于40~16000Hz。信号动态范围应不小于50~55dB。
描述一个音乐信号的特征还有另外一些量，例如颤音特性、持续时间以及声音的建立和衰减时间等，这些量反映了音乐的瞬态特性。
语言和音乐的一些重要特性列于表2-1。
人声和音乐信号还有一个重要特性，就是最大声压级（持续时间较短的瞬态信号）与长时间内的平均声压级之差称为声音信号的峰值因子，它是声音信号动态范围的组成之一，如图2-3所示。由图看出，不同节目信号的峰值因子是不同的，为保证声音重放时不失真，系统的动态范围设计必须满足节目要求。
测量表明，语言信号的能量集中在130~4000的中低音和中高音范围内。音乐信号的能量分布范围很宽，从30~16000hz随着频率的升高而减小，低音（包括80HZ以下的超低音）能量最大；中音的强度稍低，高音强度则迅速下降。因此扬声器箱中的低音、中音和高音扬声器单元的功率配置必须与之相适应。当分频频率为570HZ时，低音和中高音的功率比为1.42（即低音+中低音的功率占58.7%）；分频频率为900hz时的功率比为1.78（即低音+中低音的功率占64%）；分频频率为1430hz时的功率比等于2.45（即低音+中音的功率占72%）。
5.声音信息的加工
学习任务 了解录制声音时的参数含义，并能够合理选择录音参数
学习内容 1.了解声音
2.了解录音参数
3.知道计算录音文件的大小
4.能合理设置录音参数
学习环境 普通教室
学习方法
1、本课的知识点比较多，要认真听讲、消化
2、注重团队精神，积极参与讨论，敢于发言，锻炼自己的表达能力
3、认真思考推理，体现个人特性，主动寻求解决问题的方法
4、理解人们行为总是有一定的原因
知识点：
1、声音
声音是一种连续的波，称为声波。它有两个最基本的参数：幅度和频率
幅度：声音的大小强弱程度（音量）
频率：声波每秒钟的振动次数，用Hz或KHz表示
动态范围：声音最大声压级和最小声压级的差，也可以表示录制设备和载体处理声音电压的范围(是确定量化位数的重要参考数据)
2、采样
声波是模拟信号，而计算机只能存储和处理数字信号。
最常用的采样方式：脉冲编码调制（PCM）
ADC：模数转换器，采取声音模拟信号的样本，然后再转换成数字信号。
PCM的三个最基本参数：采样频率、量化位数、声道数
3、采样频率
指计算机每秒钟将声波的模拟信号转换为数字信号的次数。
人耳听觉范围：20Hz~20KHz
奈奎斯特定律：采样频率不小于样本最大频率的2倍
常用采样频率：
11.025KHz（语音效果）
22.05KHz（音乐效果）
44.1KHz（高保真效果）
4、量化位数
存储、记录声音振幅所使用的二进制位数，它决定了声音的动态范围。
常用量化位数有8位和16位
人耳听力的响度范围最好不要超过100分贝
8位动态范围为：20log256=48(dB)
16位动态范围为：20log65536
5、声道数
是一个记录能产生的波形。例如：单声道是一个波形，而双声道有两个波形。
6、存储容量
数据率=（采样频率*量化位数*声道数）（单位：位/秒）
存储量=数据率*时间/8 （单位是字节）
7、声音失真与容量的关系
采样频率越高、量化位数越多，失真越小，但存储容量越大
知识路线
声卡是计算机处理声波（模拟）信号的桥梁
是因为声卡有一个ADC模块（模数转换器）
ADC的最基本方法是PCM(脉冲编码调制)
PCM有三个基本参数：采样频率、量化位数和声道数
量化位数关联声波振幅（声音的动态范围）
采样频率关联采样次数（还原能力）
采样频率越高、量化位数越多，失真越小，但容量也越大
如何合理确定这些参数？
量化位数由声音的动态范围确定（人耳听力动态范围图、声音信号的特性）
采样频率由奈奎斯特定律确定
声波文件的容量有数据率和容量两个概念
数据率=（量化位数*采样频率*声道数）
单位是“位/秒”（bps）
声音文件的容量=数据率*时间/8 （单位是字节）
选择合适的PCM参数，可以解决一些存储容量与录音时间的矛盾
参考素材：
录音采样参数 人对不同频率、不同分贝的声音的生理反应图：

人与动物的发声和听觉频率图： 语言和音乐的动态范围

5.声音信息的加工 教学设计
1教学目标
本课标题为《声音文件的参数》
1.知识与技能
掌握声音采样的三个基本参数，能根据采样参数计算声音文件的容量大小
2.过程与方法
(1)从音量的动态范围与人耳听觉频率范围，理解录音采样参数
(2)从小数据推导出数据存储容量公式
3.情感态度价值观
(1)从录音的参数设置，理解人们行为的合理性
(2)从中国古代乐理到中医五音，感受中国文明的博大精深
2学情分析
首先说明：本课是沪科教版高中信息技术选修《多媒体技术应用》中第三章计算机中的声音世界中的内容，但晒课系统中却找不这一册，因此放在必修中这个位置。以下是正文：
声音采样是“计算机中的声音世界”中第一节学习指引中的内容，是声音数字化的基本过程。学生刚刚学习了基本的录音软件，知道了录音的基本方法，但还并不清楚“数字录音”的基本原理及录音时的参数设置，作为高中生应该学会多问一个“为什么”。
因此，采用了以下设计思路：
1.根据授课环境，本课采用讲授与讨论相结合的方式2.用模拟信号与数字处理之间的矛盾，引入PCM3.用小数据存储来推理并理解声音文件的存储容量公式4.用中医理论来调节课堂节奏和气氛5.用人类生理的听觉特征来理解采样参数的设置6.用练习（常规）巩固本课的知识7.用解决“实际问题”来激发学生的创新能力
8.用拓展（细节）来激发学生的求知欲
3重点难点
重点
理解采样的作用，掌握声音的采样参数
难点
理解采样参数的设置原理
4教学过程
活动1【导入】新课导入
从物理学中我们知道，声音是由振动产生的，当声音转换为电流时，就可以用随时间振动的波形来表示，传统上，声音以模拟方式储存在录音磁带和唱片上。
我们在上节课用“录音机”录制了声音，现在我有一个疑问需要与大家讨论一下： CPU是计算机的“大脑”，它能处理的信息是由“0”、“1”组成的“二进制”数据，而声波是模拟信号，计算机该如何处理呢？
活动2【导入】声卡的功能
1. 因此声卡应该具备的最基本功能有：
（1）输入和输出
（2）模数转换器
（3）数模转换器
（4）音效处理器
2.这是一张录音时的屏幕截图，其中有哪类参数？
（学生回答：采样率、声道、采样精度）
3. 基本采样方式PCM（pulse code modulation）
(1)采样频率
(2)量化位数
(3)声道
活动3【讲授】了解采样频率
1.曲线（声波）通过什么方式可以与数字联系起来？
（在声波下呈现方格）
2.采样：是将信号从连续时间域上的模拟信号转换到离散时间域上的离散信号的过程。
在曲线上取了12点
3.采样频率：每秒钟采样的次数
上例中，如果用了1秒钟，则采样频率是……？
活动4【活动】了解量化位数
（展示声波采样图）
1.纵坐标是量化位数，对于这个声波文件，需要多大的量化位数：
2.量化过程会出现误差（以第2个点为例），制定某种规则，保存这些点的二进制幅度值（编码）。
3.动态范围
声音的最大声压级和最小声压级的差值，单位是“分贝”。
它还可以表示录音设备和载体处理信号电压的范围
活动5【练习】小容量计算
1.保存这些数据，需要多大的空间（容量）？
指导学生的学习过程
容量=位数╳采样个数/8
2.如果再增加一个点，需要多少个字节的容量？
（字节是最小容量单位）
活动6【讲授】了解声道
声道（channel）是指一个记录能产生的波形。单声道是记录了一个声波信号，显然，双声道是指记录了两个声道的信号。
1.你知道的声道数最大是多少？
2.增加声道数后的声音文件存储容量有什么变化？
活动7【活动】中医五音
1.形成数字声波，引发失真讨论。
2.为什么不喜欢失真的音乐？
（在黑板上写一个繁体字：樂，然后再写一个“藥”）
3.中医里提到的“五音”(角、徵、宫、商、羽)和身体脏腑(心、肝、脾、肺、肾)是关联的，例如“宫”调入脾，对消化系统作用明显，电影中在皇庭寿宴时就会奏宫（调）乐。
中华文明，博大精深。计算机处理后的音乐如果不能还原美妙的音乐，就会让我们听起来很难受，是“药”三分毒啊。
活动8【活动】学生探究录音参数的合理性
1.如何减少录音的失真度呢？
2.很明显，由前面的容量计算公式可以知道，这样做会增加声音文件的存储容量，如何平衡量化位数、采样频率与存储容量之间的关系呢？
参考素材：
1.常用采样参数
2.人类听力动态范围
3.常见动物发声和听觉频率
4.奈奎斯特（Nyquist）定律：
当采样频率不小于样本信号最高频率的2倍时，就可以不失真地重构原始信号。
5.辅助读物《声音信号的特性》
活动9【活动】如何合理确定量化位数
1. 增加采样位数后，对声音文件的存储容量和量化误差有什么影响？
2. 如何确定合理的量化位数
3. 请问：8位和16位各有多少个值？动态范围是多少？
参考：
4. 你们的结论是什么？
(5.用16位采样比8位采样的声音更响一些吗？)
活动10【活动】如何合理确定采样频率
1. 从这张 “常见动物发声和听觉的频率范围”图可以看出：
人的听觉范围为多少？
2. 根据奈奎斯特（Nyquist）定律，采样频率不小于2倍样本的最高频率，因此，采样频率应该定为多少？
3. 老师补充：由于低通滤波器具有频率下滑效应，所以取样频率应该再高出大约百分之十才行。现在，采样频率就达到了44kHz。
4. 常见的采样频率：
11.025KHz（语音效果）
22.05KHz（音乐效果）
44.1KHz（高保真效果）
(5.你认为CD唱盘的采样频率应该为多少比较合适？)
活动11【练习】存储容量与练习
根据前面的讨论：请总结声音文件数据量的计算公式，并根据标准CD的采样频率（44.1KHz），量化位数（16bit）和声道数（双声道），计算一分钟的声音数据量是多少？一张CD（约600MB）能存储多少分钟的声音？
活动12【测试】思考讨论
张老师有一个512MB容量的数码录音笔，明天要去参加一个会议，需要将会议的讲话内容录下来，时间共约7小时，他能做到吗？为什么？
活动13【活动】小结
1.音频数字化，最常见的方式是脉冲编码调制PCM(Pulse Code Modulation)，它有三个重要参数是：采样频率、量化位数和声道数。
2.常用量化位数：
8位和16位
3.常用采样频率：
11.025KHz（语音效果）
22.05KHz（音乐效果）
44.1KHz（高保真效果）
4.计算公式
数据率=（采样频率*量化位数*声道数）（单位：位/秒）
存储量=数据率*时间/8
活动14【作业】拓展
为什么采样频率是44.1KHz，而不是44KHz？
#世界上TV制式有NTSC－PAL－SECAM三种，它们的帧频分别为30Hz、25Hz、25Hz，为了与电视信号调制在一起，采样频率应该是它们的整倍数，因此，采样频率就定为了44.1kHz。
课件30张PPT。5.声音信息的加工 声音录制与播放的设备设备之间的信号传输问题模拟信号处理数字信息声卡声卡的基本功能DAC
数/模转换器ADC
模/数转换器DSP
数字信号
处理器声卡声卡的基本功能脉冲编码调制(PCM)常见录音参数声音采样的基本思路采样t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 t11 9
8
7
6
5
4
3
2
1
0采样频率：
每秒钟的采样次数振幅时间确定量化位数t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 t11 9
8
7
6
5
4
3
2
1
0量化空间的最大值是9，共有10个值
由于
2^4=16
可以表示[0~15]共16个值
因此，用4bit就可以了1001
1000
0111
0110
0101
0100
0011
0010
0001
0000量化位数9
8
7
6
5
4
3
2
1
0量化误差量化误差t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 t11 1001
1000
0111
0110
0101
0100
0011
0010
0001
0000数字声波（DAC）1001
1000
0111
0110
0101
0100
0011
0010
0001
0000t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 t11 音频文件的存储空间容量1001
1000
0111
0110
0101
0100
0011
0010
0001
0000t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 t11 音频文件的存储空间容量每个数据有4位共有12个采样点因此，存储空间需要
4*12=48（位）
一个字节有8位，则
存储容量=48/8
=6（字节）存储容量=位数*采样点个数/8 (字节)声道声道（channel）是指一个记录能产生的波形采样与失真原始声波数字化声波减少失真增加量化位数提高采样频率采样量化位数、采样频率与存储容量的矛盾失真大存储容量大常用量化位数和采样频率探究：量化位数与采样频率确定的合理性奈奎斯特定律《声音信号的特性》人耳听力动态范围与量化位数分贝频率48dB96dB计算器语言：15~20dB
演唱：30~40dB
乐器：30~50dB
大型交响乐：100dB听觉范围与采样频率20~20KHzfs≥2fmax采样频率fs
被采样声音的最高频率fmax奈奎斯特定律采样参数与存储容量问题：一张CD（约600MB）能存储多少分钟的声音？根据标准CD的采样频率（44.1KHz），量化位数（16bit）和声道数（双声道），计算一分钟的声音数据量是多少？10584KB
60分钟数据流=量化位数*采样频率*声道数（单位：位/秒）
存储容量=数据流*时间/8 （单位：字节）思考讨论张老师有一个512MB容量的数码录音笔，明天要去参加一个会议，需要将会议的讲话内容录下来，时间共约7小时，他能做到吗？为什么？思考讨论张老师有一个512MB容量的数码录音笔，明天要去参加一个会议，需要将会议的讲话内容录下来，时间共约7小时，他能做到吗？为什么？小结1.音频数字化
最常见的方式是脉冲编码调制PCM(Pulse Code Modulation)
三个重要参数是：采样频率、量化位数和声道数
2.常用量化位数
8位和16位
3.常用采样频率
11.025KHz（语音效果）
22.05KHz（音乐效果）
44.1KHz（高保真效果）
4.计算公式
数据率=量化位数*采样频率*声道数（单位：位/秒）
存储量=数据率*时间/8（单位：字节）
拓展采样频率: 44.1KHz为什么？谢谢

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