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如何实现音频信号处理 音频信号处理步骤流程

2021-12-01 03:53:55 阅读 12767次 标签: 视频 作者: anyi
    随着计算机和网络的迅速普及和发展已经插上了字化的翅膀。当前,数字音频广播和IP 电话等炙手可热的音频数据业务,无不向人们昭示着数字音频制作时代的勃勃生机。Windows操作系统是目前应用最广的操作系统,它为我们提供了较为便捷和直观的平台。
如何实现音频信号处理
    音频信号处理,又称音讯处理,音乐讯号处理等,可以用来调整音乐讯号的震幅、频率、波形等资讯。利用一些简单的加减乘除,升降频,及window function,就可以做出想要的声音模型,创造属于自己的电子音乐。那么如何在Windows操作系统平台上实现音频信号处理呢?
    1、数字音频信号的采集
    音频信号是模拟信号,是通过麦克风捕获到的变成为一定电平的信号。它是时间的连续函数。我们知道这个信号振幅就是音量,频率就是音调。一般来说人耳可感受的正弦波的范围是从20 Hz 的低频声音到20 000 Hz 的高频声。把这样的模拟信号转变成计算机以及网络能够接受的数字信号的第1 步是对模拟信号进行采样,使其成为时间的离散函数(此为
固定周期)。为了以后恢复模拟信号的原貌,采样频率应该不低于模拟信号最高频率的两倍(Harry Nyquist 定理)。第2步就是对采样来的离散信号进行编码即所谓的脉冲编码调制(pulse code modulation,PCM),也就是用二进制码来表示每个离散信号的幅度。硬件实现上主要是由采样保持器和模数转换器来完成的,即构成一个音频输入设备。
    2、音频数据压缩
    采集来的音频数据有着相当巨大的数据量,如果不经过压缩,保存它们需要大量的存贮空间,传输起来也比较困难,很自然,人们想到了压缩。可以说,这一环节在数字音频技术中占有特别重要的地位。目前常用的压缩方法有很多种,不同的方法具有不同的压缩比和还原音质。编码的格式和算法也各不相同,其中某些压缩算法相当复杂,普通程序不可能去实现其编解码算法。值得庆幸的是,Windows 为数字音频技术提供了这方面的支持,引入了音频压缩管理器(audiocompressionmanager,ACM),它是负责管理系统中所有数字音频的编解码器(coderdecoder,CODEC)。我们可以通过ACM提供的编程接口调用这些系统中现成的编解码器来实现音频数据的压缩和解压缩。
    3、数据的传输
    在IP 层之上使用了两种传输协议:一种是传输控制协议(transmission control protocol,TCP), 它是面向连接的网络协议,传输时能够获得较高的传输质量, 但在网络不可靠时会产生很大的时延;另一种是用户数据报协议(user datagramprotocol,UDP),它是无连接的网络协议,比较适合传输多媒体数据,众所周知的实时传输协议(real-time transport protocol,RTP)就是基于UDP 的。
    4、播放
    播放音频比较简单,是由前缀为waveOut 一些API 来完成的。主要有:
    waveOutOpen //打开音频输出设备,这里要指定音频
    格式和回调函数地址;
    waveOutPrepareHeader //指定音频缓冲区的地址;
    waveOutWrite //播放音频;
    waveOutPause //暂停播放;
    waveOutRestart //继续播放;
    同使用其它设备一样,完毕后用waveOutClose 来关闭音频输出设备。
    以上就是音频信号处理的一般流程步骤,如果您需要音频编辑、音频剪辑、音频制作、音频后期制作等等的需求,可以上一品威客设计频道,专业威客设计师可以帮你很好的处理任务,并给您献上优秀的设计。
(一品威客网 anyi)

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