问题 问答题

阅读下列说明,回答问题1、问题2,将解答填入答题纸的对应栏内。【说明】某公司要为其制作的多媒体演示系统采集音频素材,并且在计算机内对音频信息进行编辑。

【问题1】原始声音信号是一种模拟信号,而计算机、数字CD、数字磁道中存储的都是数字化的声音。计算机要对声音信号进行处理,必须将模拟音频信号转换成数字音频信号。请说明模拟声音信号数字化过程中的三个基本步骤。

【问题2】选择采样频率为22kHz、样本精度为16位的声音数字化参数,在不采用压缩技术的情况下,录制1min的双声道音频信号需要的存储空间为多少KB(千字节)?请写明计算步骤,并给出计算结果。

答案

参考答案:【问题1】三个基本步骤:采样或取样、量化和编码。

【问题2】22×1000×16×2×60/(8×1024)=5156.25(KB.

解析:本题考查数字音频处理的内容。

计算机要对声音信号进行处理,必须将模拟音频信号转换成数字音频信号。模拟声音信号数字化过程,即数字音频处理主要包括采样、量化和编码三个方面。相应地,数字化音频的质量也取决于采样频率和量化位数这两个重要参数。

(1)采样

采样是在某些特定的时刻对模拟信号进行取值。采样的过程是每隔一个时间间隔在模拟信号的波形上取一个幅度值,把时间上的连续信号变成时间上的离散信号。该时间间隔称为采样周期f,其倒数为采样频率f=1/t。采样频率表征计算机每秒钟采集多少个声音样本。一般,采集频率越高,采集的间隔时间越短,则在单位时间内计算机得到的声音样本数据就越多,对声音波形的表示也越精确,声音失真越小,用于存储音频的数据量越大。

(2)量化

采样是每隔一段时间读一次声音信号的幅度,量化是把采样得到的声音信号幅度转换为数字值。时间上的离散称为采样,幅度上的离散称为量化。量化可分为均匀量化和非均匀量化。均匀量化是把采样后的信号按整个声波的幅度等间隔分成有限个区段,把落入某个区段内的样值归为一类,并赋予相同的量化值。非均匀量化是根据信号的不同区间来确定量化间隔的。对于信号值小的区间,其量化间隔也小;反之,量化间隔就大。这样就可以在满足精度要求的情况下用较少的位数来表示。

(3)编码

模拟信号经过采样和量化后,形成一系列的离散信号。这种数字信号可以以一定的方式进行编码,形成计算机内部运行的数据。经过编码后的声音信号就是数字音频信号。即数字音频是一个数据序列,它是由模拟声音经采样、量化和编码后得到的。音频压缩编码就是在它的基础上进行的。对量化后的数字信号可采用某种形式进行编码存储。

声音信息数字化后,每秒钟存储声音容量的公式表示为:

字节数=采样频率×采样精度(位数)×声道数/8

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