多媒体技术 中南大学信息科学与工程学院 黄东军

2.1 数字音频技术的基本概念 声音 空气振动在听觉系统中产生的反应。 第二章 数字音频技术 2.1 数字音频技术的基本概念 声音 空气振动在听觉系统中产生的反应。 空气压力 振幅 t 周期

2.1 数字音频技术的基本概念 频率 声音信号每秒变化的次数。 第二章 数字音频技术 2.1 数字音频技术的基本概念 频率 声音信号每秒变化的次数。 0 Hz 20 Hz 20 kHz Human hearing frequency range 音频信号（audio） 次声波 Subsonic 超声波 ultrasonic

第二章 数字音频技术 2.1 数字音频技术的基本概念 模拟音频信号 数字音频信号 用连续变化的数值（电流或电压）表示的声音信号。 声音的频率和幅值用离散的数字表示的信号。

2.2 声音信号的数字化 采样 以一定的频率对模拟信号进行捕获，得到离散声音信号样本序列的过程。 第二章 数字音频技术 2.2 声音信号的数字化 采样 以一定的频率对模拟信号进行捕获，得到离散声音信号样本序列的过程。 样本高度 t T 采样周期（频率f=1/T）

第二章 数字音频技术 2.2 声音信号的数字化 采样频率 单位时间内采集的样本数。 量化与量化深度 采样频率 单位时间内采集的样本数。 e.g. CD-Audio : 44.1 kHz 其他常见采样频率 : 11.025 、 22.05 、8 kHz 量化与量化深度 用二进制数据表示采样样本。表示样本的二进制数的位数称为量化深度。 e.g. 8-bit 量化深度可以表示 256 状态值。 16-bit 是CD-DA的量化深度。

第二章 数字音频技术 量化深度与声音表示的质量： 量化值 0.75 0.5 0.25 t - 0.25 - 0.5 - 0.75

第二章 数字音频技术 量化深度与声音表示的质量：

第二章 数字音频技术 2.3 MIDI : Musical Instrument Digital Interface 什么是MIDI? MIDI是指用于电子乐器与计算机交换音乐信号的硬件/软件国际标准（协议）。 MIDI 接口的两个组件: 硬件 : MIDI 端口, MIDI 电缆, … 数据格式 : MIDI 消息

2.3 MIDI : Musical Instrument Digital Interface 第二章 数字音频技术 2.3 MIDI : Musical Instrument Digital Interface MIDI 设备 : 符合MIDI国际标准的电子音乐器件。 音序器（Sequencer）用于产生、存储和处理MIDI乐曲的硬件或软件。

第二章 数字音频技术 一个音序器软件的运行界面

第二章 数字音频技术 合成器 根据MIDI指令产生模拟乐器声音信号的设备。 合成器的构成: 声音产生器 合成数字 声音信号 声音产生器 合成数字 声音信号 微处理器 控制发送/接受MIDI消息 键盘 控制板 存储器

第二章 数字音频技术 2.3 MIDI : Musical Instrument Digital Interface MIDI 事件 : MIDI设备的一个动作称为一个MIDI事件。例如演奏人员在MIDI键盘上按下中央C，即发生了一个MIDI事件。

第二章 数字音频技术 2.3 MIDI : Musical Instrument Digital Interface MIDI 消息 : MIDI事件和MIDI音乐符号的数字描述。 Format of a MIDI message : Message type channel bits 1 3 bits 4 bits Data bytes … Status byte

第二章 数字音频技术 2.3 MIDI : Musical Instrument Digital Interface MIDI 消息的类型  通道消息（Channel Message ） - 通道声音消息: 音高（pitch ） 振幅（amplitude ） 持续时间（duration） 其他声音品质

第二章 数字音频技术 2.3 MIDI : Musical Instrument Digital Interface - 通道模式消息: - 通道模式消息: 为不同的MIDI设备设置MODI通道的接受类型。如：Local Control, All Notes Off, Omni mode off, 等.

第二章 数字音频技术 2.3 MIDI : Musical Instrument Digital Interface  系统消息 - System real-time messages e.g.System Reset - System common messages e.g.Song Select - System exclusive messages

2.3 MIDI : Musical Instrument Digital Interface MIDI 系统 第二章 数字音频技术 2.3 MIDI : Musical Instrument Digital Interface MIDI 系统 MIDI Keyboard MIDI Card PC Sound sources such as drum editors