音视频学习从零到整 –(2)音视频学习从零到整 –(3)音视频学习从零到整 –(4)音视频学习从零到整 –(5)音视频学习从零到整 –(6)音视频学习从零到整 –(7)
一. 音频基础复习
1.1 声音的产生
相对于视频, 可观察这个现象. 音频在学习过程, 就缺乏了想象的空间. 但是如果从原理出发, 就不会那么难了.
声音是什么? 声音是波, 靠物体的振动产生
1.2 声波的 3 要素
声波的三要素, 是频率, 振幅, 波形. 频率代表音阶的高低, 振幅代表响度, 波形则代表音色.
频率越高, 波长就会越短. 而低频声响的波长则较长. 所以这样的声音更容易绕过障碍物, 能量衰减就越小. 声音就会传播的越远.
响度, 就是能量大小的反馈. 用不同的力度敲打桌面, 声音的大小势必发生变换. 在生活中, 我们用分贝描述声音的响度.
== 小贴士 ==
分贝(decibel), 是度量声音的强度单位, 常用 dB 表示. 是由美国发明家亚历山大. 格雷厄姆. 贝尔 名字命名的. 长期在夜晚接受 50 分贝的噪音，容易导致心血管疾病；55 分贝，会对儿童学习产生负面影响；60 分贝，让人从睡梦中惊醒；70 分贝，心肌梗死的发病率增加 30% 左右；超过 110 分贝，可能导致永久性听力损伤.
音色, 在同样的频率和响度下, 不同的物体发出的声音不一样. 比如钢琴和古筝声音就完全不同. 波形的形状决定了声音的音色. 因为不同的介质所产生的波形不同. 就会产生不一样的音色.
1.3 声音传播
声音的发生, 来源于振动. 人类说话, 从声带振动发生声音之后, 经过口腔, 颅腔等局部区域的反射, 在经过空气传播到别人耳朵中. 这是我们说话到听到的过程. 声音的传播, 可以通过空气, 液体, 固定传播. 介质不同, 会影响声音的传播速度.
吸音棉: 通过声音反射而产生的嘈杂感, 吸音材料选择使用可以衰减入射音源的反射能量, 从而对原有声音的保真效果. 比如录音棚墙壁上就会使用吸音材质
隔音: 主要解决声音穿透而降低主体空间的吵闹感, 隔音棉材质可以衰减入射声音的透射能量. 从而达到主体空间安静状态, 比如 KTV 墙壁上就会安装隔音棉材料.
二. 数字音频
2.1 模拟信号数字化过程
将模拟信号转换为数字信号的过程, 分别是采样, 量化和编码.
音频采样
对模型信号进行采样, 采样可以理解为在时间轴上对信号进行数字化. 而, 根据奈斯特定理(采样定理), 按比声音最高频率高 2 倍以上的频率对声音进行采样. 这个过程称为 AD 转换.
比如, 前面提到高质量音频信号, 其频率范围是 20Hz-20KHz. 所以采样频率一般是 44.1KHz. 这样可以保证采样声音达到 20KHz 也能被数字化. 而且经过数字化处理后的声音, 音质也不会降低.44.1KHZ, 指的是 1 秒会采样 44100 次
奈斯特定理(采样定理) 资料
量化
量化, 指的是在幅度轴上对信号进行数字化. 简单的说, 就是声音波形的数据是多少位的二进制数据，通常用 bit 做单位. 比如 16 比特的二进制信号来表示声音的一个采样. 它的取值范围[-32768,32767]. 一共有 65536 个值. 如 16bit、24bit。16bit 量化级记录声音的数据是用 16 位的二进制数，因此，量化级也是数字声音质量的重要指标。我们形容数字声音的质量，通常就描述为 24bit（量化级）、48KHz 采样，比如标准 CD 音乐的质量就是 16bit、44.1KHz 采样.
既然每个量化都是一个采样, 那么声音这么多采样, 该如何将这些数据存储起来?
编码
什么叫编码? 按照一定格式记录采样和量化后的数据.
音频编码的格式有很多种, 而通常所说的音频裸数据指的是脉冲编码调制 (PCM) 数据. 如果想要描述一份 PCM 数据, 需要从如下几个方向出发:
量化格式(sampleFormat)
采样率(sampleRate)
声道数(channel)
举例: 以 CD 音质为例, 量化格式为 16bite, 采样率为 44100, 声道数为 2. 这些信息描述 CD 音质. 那么可以 CD 音质数据, 比特率是多少?44100 * 16 * 2 = 1378.125kbps
那么一分钟的, 这类 CD 音质数据需要占用多少存储空间?1378.125 * 60 /8/1024 = 10.09MB
如果 sampleFormat 更加精确或者 sampleRate 更加密集, 那么所占的存储空间就会越大, 同时能够描述的声音细节就会更加精确.
存储在这些二进制数据即可理解为将模型信号转化为数字信号. 那么转为数字信号之后, 就可以对这些数据进行存储播放复制获取其他任何操作.
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原文作者：集才华美貌于一身的—C 姐