計算機(jī)技術(shù)論文:計算機(jī)音頻處理
計算機(jī)技術(shù)論文:計算機(jī)音頻處理
多媒體計算機(jī)的音頻處理技術(shù)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)管理學(xué)院肖波音頻信號的處理技術(shù)可以說是多媒體計算機(jī)技術(shù)的重要組成部分。同時由音頻信號處理技術(shù)獲得語言、音樂播放功能也是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。 以下是學(xué)習(xí)啦小編為大家精心準(zhǔn)備的計算機(jī)技術(shù)論文范文:計算機(jī)音頻處理。內(nèi)容僅供參考,歡迎閱讀!
計算機(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,計算機(jī)的多媒體功能為音頻處理提供了很多方便實用的方法,通過這些方法,我們可以讓聲音聽上去更悅耳,更具有感染力,數(shù)字處理的優(yōu)勢被充分體現(xiàn)出來。
關(guān)鍵詞:聲音三要素;音頻屬性;音頻處理;音頻格式
計算機(jī)對所有音頻資料的處理過程,像錄制、編輯、存儲、播放,都是數(shù)字化的。我們要了解計算機(jī)音頻的處理過程,就需要對音頻屬性和計算機(jī)處理過程進(jìn)行一些基礎(chǔ)性的了解才行。
先來認(rèn)識下自然界的聲音:
聲音是一種振動,振動速度有快有慢,幅度有大有小。這是平時容易混淆的兩個屬性,振動幅度和音量相關(guān),振動快慢即頻率,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。聲源振動的各種成分(基音和泛音)決定了它的聽覺感受,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概念,它和我們常說的音量相關(guān)。音調(diào)就是音高,我們常說的高音、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。每一個人對聲音的敏感度都不相同,大部分人可以感知的聲音振動頻率范圍是20Hz~20kHz。世界上沒有完全相同的兩片樹葉,也不存在相同的耳朵,每一個人對同一音響的感受都是不完全相同的。
計算機(jī)軟件就是要對上述的聲音三要素進(jìn)行處理,進(jìn)而改變我們的聽覺感受。
響度處理:錄音制品音量各有不同,我們平時剪輯制作通常會考慮到它的最大值,控制它不要達(dá)到數(shù)字設(shè)備滿刻度電平0dBfs。如果超出這個范圍,會使超出部分強(qiáng)制削減到滿刻度,就造成削波失真,如果比較嚴(yán)重,錄制的聲音就會嚴(yán)重劣化,聽起來非常刺耳。我們有時會遇到一些情況,來自網(wǎng)絡(luò)上的音樂,聲音明明沒有達(dá)到0 dBfs,卻能感受到失真的存在。這是因為音頻在剪輯存儲時削波失真了,而再剪輯時調(diào)整了音量,這樣乍一看音量沒有超出范圍,而音質(zhì)依然是受損的。音頻在削波失真時,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,它們的存在會影響我們的聽覺感受,即便音量下調(diào),這些附加頻率成分不會消失。
許多朋友個人錄制的音頻時會注意音量表,控制音量值不超標(biāo),而決定音量和聽覺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概念——動態(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動態(tài)范圍會比較大,對這樣的音頻保證不失真,不做動態(tài)處理,在很多時候聽起來音量會偏低。現(xiàn)代音樂創(chuàng)作,基本上都會對動態(tài)范圍加以控制,減小動態(tài),來獲取相對一致的音量感受。
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,模擬汽車由遠(yuǎn)而近的行駛過程的音調(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,運動過程中的聲音也可以被恰當(dāng)?shù)啬M出來。
音色處理:這幾乎是所有音頻工作者必須面對的一個問題——均衡。每種聲源都有自身的頻率成分,基音、泛音共同構(gòu)成一個具有自身特點的聲音。就用聲來說,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,與生俱來的聲音質(zhì)感是一種恩賜,不可強(qiáng)求。音頻處理中有對音色調(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聲。
混響與延時是對聲音的另一種修飾,適度使用可以增強(qiáng)空間感,增加欣賞性,但會相應(yīng)降低可懂度。主流的音頻制作都會考慮適當(dāng)?shù)厥褂眠@些效果,以增加作品的藝術(shù)感染力。
聲音像其他的振動波一樣,在傳播過程中會干涉、衍射、折射,多個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題。引進(jìn)節(jié)目的相位也要用合適的監(jiān)聽設(shè)備認(rèn)真審聽,軟件輔助查看。
以上針對于聲音的處理都存在相應(yīng)的設(shè)備,比如對音量處理的壓限器、動態(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,還有延時器、混響器、環(huán)繞激勵器等。音頻錄制軟件中都有對應(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平滑的專業(yè)設(shè)備,否則會造成音頻處理不準(zhǔn)確,影響各個環(huán)節(jié)的音頻質(zhì)量。最壞的情況是用單聲道監(jiān)聽,立體聲節(jié)目兩聲道間存在反相,制作剪輯時音頻聽起來都正常,而在立體聲放音時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的問題。
我們的錄制包括話筒、調(diào)音臺、計算機(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,這就要求錄制時保持話筒的最佳角度。
收音頭:動圈式、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 ,這個參數(shù)是考量錄音人的聲音響度識別起點,決定了錄音的動態(tài)范圍。
頻率范圍及響應(yīng)曲線:80-15000Hz ,它給出了聲音識別的頻率范圍,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。在某些場合此效應(yīng)會產(chǎn)生某些歌手喜歡的強(qiáng)烈豐滿的聲音,但有許多場合必須控制或完全避免低音提升,例如,在記錄談話時。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。
接下來讓我們認(rèn)識一下常見的音頻格式,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,還有一些音樂發(fā)燒友樂于選擇APE、FLAC等無損壓縮格式。音頻采集會占用大量的存儲空間,且依賴于存儲設(shè)備的讀寫速度,由此引入了音頻數(shù)據(jù)壓縮這個概念。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,聲音聽起來發(fā)飄,明亮度下降,這是因為頻譜中的高頻部分(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)上常見的MP3音樂比特率為128kB/s,這樣的音樂音頻損失就點大了,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)音樂的一個層面,還有其他形式變化帶來的影響,一些非專業(yè)的轉(zhuǎn)碼,簡單提升音量,或者通過其他方式多次數(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,要考慮播放時的可懂度。音頻響度處理,最好用動態(tài)控制,不要一味地強(qiáng)行提升,避免削波失真。許多不良插件會造成不好的聲音衍生物,非認(rèn)證的插件謹(jǐn)慎使用。存儲時采用合適的格式和參數(shù),一次不當(dāng)?shù)拇鎯υO(shè)置會造成下次使用時保持這種錯誤狀態(tài)。
我們?nèi)粘玫揭恍┎皇俏覀兂S玫母袷?,或者編在影視中的音頻,這時我們需要轉(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,實際上音質(zhì)依然很差。轉(zhuǎn)換輸出參數(shù)會影響最終效果,適量提高轉(zhuǎn)換質(zhì)量。
對于許多專業(yè)人員,聽是常用的手段之一,音量旋鈕與真實的響度之間最好形成一種心理刻度。輕微的失真通常不會被大部分人注意,沒有經(jīng)過訓(xùn)練的耳朵聽不出聲音的缺陷,我們需要經(jīng)常留意設(shè)備的音量指示,有異常情況學(xué)會辨認(rèn)。
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