計(jì)算機(jī)技術(shù)論文：計(jì)算機(jī)音頻處理
計(jì)算機(jī)技術(shù)論文：計(jì)算機(jī)音頻處理
多媒體計(jì)算機(jī)的音頻處理技術(shù)中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)管理學(xué)院肖波音頻信號(hào)的處理技術(shù)可以說(shuō)是多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)的重要組成部分。同時(shí)由音頻信號(hào)處理技術(shù)獲得語(yǔ)言、音樂(lè)播放功能也是MPC諸功能中最重要的功能之一，由MPC的基本硬件組成亦可以看出這一點(diǎn)。 以下是學(xué)習(xí)啦小編為大家精心準(zhǔn)備的計(jì)算機(jī)技術(shù)論文范文：計(jì)算機(jī)音頻處理。內(nèi)容僅供參考，歡迎閱讀!
計(jì)算機(jī)音頻處理全文如下：
摘要：現(xiàn)代音頻技術(shù)已經(jīng)步入數(shù)字處理階段，計(jì)算機(jī)的多媒體功能為音頻處理提供了很多方便實(shí)用的方法，通過(guò)這些方法，我們可以讓聲音聽(tīng)上去更悅耳，更具有感染力，數(shù)字處理的優(yōu)勢(shì)被充分體現(xiàn)出來(lái)。
關(guān)鍵詞：聲音三要素;音頻屬性;音頻處理;音頻格式
計(jì)算機(jī)對(duì)所有音頻資料的處理過(guò)程，像錄制、編輯、存儲(chǔ)、播放，都是數(shù)字化的。我們要了解計(jì)算機(jī)音頻的處理過(guò)程，就需要對(duì)音頻屬性和計(jì)算機(jī)處理過(guò)程進(jìn)行一些基礎(chǔ)性的了解才行。
先來(lái)認(rèn)識(shí)下自然界的聲音：
聲音是一種振動(dòng)，振動(dòng)速度有快有慢，幅度有大有小。這是平時(shí)容易混淆的兩個(gè)屬性，振動(dòng)幅度和音量相關(guān)，振動(dòng)快慢即頻率，它與音調(diào)相關(guān)，振幅越大音量越高，頻率越快音調(diào)越高。它們構(gòu)成聲音的要素：響度、音高。聲源振動(dòng)的各種成分(基音和泛音)決定了它的聽(tīng)覺(jué)感受，也就是音色。響度、音高和音色是聲音的三要素。
響度是比較容易理解的一個(gè)概念，它和我們常說(shuō)的音量相關(guān)。音調(diào)就是音高，我們常說(shuō)的高音、中音、低音就是音調(diào)的高低。而各種高、中、低音成分的組成就構(gòu)成了音色。每一個(gè)人對(duì)聲音的敏感度都不相同，大部分人可以感知的聲音振動(dòng)頻率范圍是20Hz～20kHz。世界上沒(méi)有完全相同的兩片樹(shù)葉，也不存在相同的耳朵，每一個(gè)人對(duì)同一音響的感受都是不完全相同的。
計(jì)算機(jī)軟件就是要對(duì)上述的聲音三要素進(jìn)行處理，進(jìn)而改變我們的聽(tīng)覺(jué)感受。
響度處理：錄音制品音量各有不同，我們平時(shí)剪輯制作通常會(huì)考慮到它的最大值，控制它不要達(dá)到數(shù)字設(shè)備滿(mǎn)刻度電平0dBfs。如果超出這個(gè)范圍，會(huì)使超出部分強(qiáng)制削減到滿(mǎn)刻度，就造成削波失真，如果比較嚴(yán)重，錄制的聲音就會(huì)嚴(yán)重劣化，聽(tīng)起來(lái)非常刺耳。我們有時(shí)會(huì)遇到一些情況，來(lái)自網(wǎng)絡(luò)上的音樂(lè)，聲音明明沒(méi)有達(dá)到0 dBfs，卻能感受到失真的存在。這是因?yàn)橐纛l在剪輯存儲(chǔ)時(shí)削波失真了，而再剪輯時(shí)調(diào)整了音量，這樣乍一看音量沒(méi)有超出范圍，而音質(zhì)依然是受損的。音頻在削波失真時(shí)，除了感受到聲音能量增大外，還存在激發(fā)出的一些附加的頻率成分，它們的存在會(huì)影響我們的聽(tīng)覺(jué)感受，即便音量下調(diào)，這些附加頻率成分不會(huì)消失。
許多朋友個(gè)人錄制的音頻時(shí)會(huì)注意音量表，控制音量值不超標(biāo)，而決定音量和聽(tīng)覺(jué)感受的不只是最大值，還有整段音頻音量的最小值，這就可以引入另一個(gè)概念——動(dòng)態(tài)范圍。一般情況下，稿件中起伏較大，情感基調(diào)有變化，這樣的音頻錄制出來(lái)動(dòng)態(tài)范圍會(huì)比較大，對(duì)這樣的音頻保證不失真，不做動(dòng)態(tài)處理，在很多時(shí)候聽(tīng)起來(lái)音量會(huì)偏低?，F(xiàn)代音樂(lè)創(chuàng)作，基本上都會(huì)對(duì)動(dòng)態(tài)范圍加以控制，減小動(dòng)態(tài)，來(lái)獲取相對(duì)一致的音量感受。
音調(diào)處理：現(xiàn)在有些音頻制作可以作變調(diào)處理，適當(dāng)修正音調(diào)，或者模擬童聲，模擬汽車(chē)由遠(yuǎn)而近的行駛過(guò)程的音調(diào)變化——多普勒頻移。有了這些工具，我們就可以適當(dāng)修正歌唱時(shí)的跑調(diào)，也可以模擬兒童的聲音或者古怪的外星人、機(jī)器人的聲音，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的聲音也可以被恰當(dāng)?shù)啬M出來(lái)。
音色處理：這幾乎是所有音頻工作者必須面對(duì)的一個(gè)問(wèn)題——均衡。每種聲源都有自身的頻率成分，基音、泛音共同構(gòu)成一個(gè)具有自身特點(diǎn)的聲音。就用聲來(lái)說(shuō)，有些人天生具有理想的音色，而有些人先天聲音條件不理想，后天的訓(xùn)練可以適量改善，與生俱來(lái)的聲音質(zhì)感是一種恩賜，不可強(qiáng)求。音頻處理中有對(duì)音色調(diào)整的效果，典型的圖示均衡器可以適度改變聲音成分，降低缺陷聲，強(qiáng)化質(zhì)感成分。各種濾波器，可以整段消除不需要的成分，也可以模擬頻帶很窄的電話語(yǔ)聲。
混響與延時(shí)是對(duì)聲音的另一種修飾，適度使用可以增強(qiáng)空間感，增加欣賞性，但會(huì)相應(yīng)降低可懂度。主流的音頻制作都會(huì)考慮適當(dāng)?shù)厥褂眠@些效果，以增加作品的藝術(shù)感染力。
聲音像其他的振動(dòng)波一樣，在傳播過(guò)程中會(huì)干涉、衍射、折射，多個(gè)相干聲源間存在相互影響。立體聲節(jié)目的相位是必須考察的問(wèn)題。引進(jìn)節(jié)目的相位也要用合適的監(jiān)聽(tīng)設(shè)備認(rèn)真審聽(tīng)，軟件輔助查看。
以上針對(duì)于聲音的處理都存在相應(yīng)的設(shè)備，比如對(duì)音量處理的壓限器、動(dòng)態(tài)處理器、音頻處理器，音調(diào)處理的有變調(diào)器，音色處理的有均衡器、陷波器，還有延時(shí)器、混響器、環(huán)繞激勵(lì)器等。音頻錄制軟件中都有對(duì)應(yīng)的效果或插件，可以適度調(diào)節(jié)，用于改善音色、提高音頻指標(biāo)。音頻處理最好用頻響曲線相對(duì)平滑的專(zhuān)業(yè)設(shè)備，否則會(huì)造成音頻處理不準(zhǔn)確，影響各個(gè)環(huán)節(jié)的音頻質(zhì)量。最壞的情況是用單聲道監(jiān)聽(tīng)，立體聲節(jié)目?jī)陕暤篱g存在反相，制作剪輯時(shí)音頻聽(tīng)起來(lái)都正常，而在立體聲放音時(shí)兩聲道許多頻率成分相互抵消，播放效果非常糟糕。
下面講講我們錄制中常見(jiàn)的問(wèn)題。
我們的錄制包括話筒、調(diào)音臺(tái)、計(jì)算機(jī)、聲卡、錄制軟件，是一套完整的系統(tǒng)。每一種設(shè)備都有自己的工作參數(shù)，嚴(yán)格按照指標(biāo)設(shè)定才能獲得現(xiàn)有條件下的最優(yōu)效果。
比如說(shuō)話筒的典型參數(shù)：
指向特征：全向型、心型、超心型 等，這就要求錄制時(shí)保持話筒的最佳角度。
收音頭：動(dòng)圈式、電容式 ，話筒的工作方式?jīng)Q定了所采集聲音的效果，一般情況下，電容式話筒的整體表現(xiàn)要好些。
靈敏度：1.5 mV/Pa±3dB ，這個(gè)參數(shù)是考量錄音人的聲音響度識(shí)別起點(diǎn)，決定了錄音的動(dòng)態(tài)范圍。
頻率范圍及響應(yīng)曲線：80-15000Hz ，它給出了聲音識(shí)別的頻率范圍，不同頻率響應(yīng)的話筒錄制出的聲音也是有很大差別的。
產(chǎn)品聲道：立體聲 ，它決定了聲音錄制的相位特征。
產(chǎn)品阻抗：350歐姆 ，它影響設(shè)備連接的驅(qū)動(dòng)響應(yīng)特征，不能匹配的設(shè)備連接不能工作或者不能達(dá)到理想效果。
此外，話筒有一種鄰近效應(yīng)，是用近傳聲技術(shù)提升低音的效應(yīng)，即話筒置于離聲源幾厘米的位置。在某些場(chǎng)合此效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生某些歌手喜歡的強(qiáng)烈豐滿(mǎn)的聲音，但有許多場(chǎng)合必須控制或完全避免低音提升，例如，在記錄談話時(shí)。鄰近效應(yīng)可能使談話不可懂。有些話筒裝備了低音濾波器以補(bǔ)償鄰近效應(yīng)，如Sennheiser MD 421和MD 441、AKG SolidTube和C 414 B-ULS。
接下來(lái)讓我們認(rèn)識(shí)一下常見(jiàn)的音頻格式，熟悉我們常用的播出格式，了解這些格式的常見(jiàn)屬性，避免不合格的音頻在播出中使用。
多媒體技術(shù)催生了上百種格式、規(guī)范、編碼方式，現(xiàn)在我們?nèi)粘Ｄ芙佑|到的格式有WAV、MP3、WMA、MIDI等，還有一些音樂(lè)發(fā)燒友樂(lè)于選擇APE、FLAC等無(wú)損壓縮格式。音頻采集會(huì)占用大量的存儲(chǔ)空間，且依賴(lài)于存儲(chǔ)設(shè)備的讀寫(xiě)速度，由此引入了音頻數(shù)據(jù)壓縮這個(gè)概念。我們現(xiàn)在的播出，比較常用的有MP3壓縮格式。MP3屬于有損壓縮，這種編碼方式，壓縮比越大，高頻損失越明顯，聲音聽(tīng)起來(lái)發(fā)飄，明亮度下降，這是因?yàn)轭l譜中的高頻部分(通常16kHz以上)損失隨比特率的下降而損失。MP3格式最高比特率可以達(dá)到320 kB/s，互聯(lián)網(wǎng)上常見(jiàn)的MP3音樂(lè)比特率為128kB/s，這樣的音樂(lè)音頻損失就點(diǎn)大了，還有一些連這種基本要求都達(dá)不到。比特率只反應(yīng)了互聯(lián)網(wǎng)音樂(lè)的一個(gè)層面，還有其他形式變化帶來(lái)的影響，一些非專(zhuān)業(yè)的轉(zhuǎn)碼，簡(jiǎn)單提升音量，或者通過(guò)其他方式多次數(shù)字轉(zhuǎn)換造成音頻失真并產(chǎn)生附加的音頻衍生物。
錄制軟件在使用前，應(yīng)先測(cè)試環(huán)境音的噪音情況，校正好正常的錄音電平，留有適度的余量，避免大的失真，適度采噪降噪。效果處理不同人有不同見(jiàn)解，都有自己的欣賞力，根據(jù)情況適度應(yīng)用，要考慮播放時(shí)的可懂度。音頻響度處理，最好用動(dòng)態(tài)控制，不要一味地強(qiáng)行提升，避免削波失真。許多不良插件會(huì)造成不好的聲音衍生物，非認(rèn)證的插件謹(jǐn)慎使用。存儲(chǔ)時(shí)采用合適的格式和參數(shù)，一次不當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)設(shè)置會(huì)造成下次使用時(shí)保持這種錯(cuò)誤狀態(tài)。
我們?nèi)粘?huì)用到一些不是我們常用的格式，或者編在影視中的音頻，這時(shí)我們需要轉(zhuǎn)換格式。轉(zhuǎn)換前首先要考慮這段音頻的品質(zhì)是否基本合適，非常低品質(zhì)的音頻不要使用，一定不要把低品質(zhì)的音頻強(qiáng)行調(diào)高它的參數(shù)，使得到的成品看上去指標(biāo)不錯(cuò)，實(shí)際上音質(zhì)依然很差。轉(zhuǎn)換輸出參數(shù)會(huì)影響最終效果，適量提高轉(zhuǎn)換質(zhì)量。
對(duì)于許多專(zhuān)業(yè)人員，聽(tīng)是常用的手段之一，音量旋鈕與真實(shí)的響度之間最好形成一種心理刻度。輕微的失真通常不會(huì)被大部分人注意，沒(méi)有經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的耳朵聽(tīng)不出聲音的缺陷，我們需要經(jīng)常留意設(shè)備的音量指示，有異常情況學(xué)會(huì)辨認(rèn)。
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