音频应用
音频应用 一. 音频卡的应用（一）音频卡的功能音频卡即声卡，其功能是使计算机能够处理音频信号。音频卡的关键技术包括数字音频、音乐合成和MIDI。以CREATIVE的16位声卡SB16为例，主要功能为： 1.数字音频的播放：音频卡的主要技术指标之一是数字化量化位和立体声声道的多少。早期的音频卡是8位，SB16支持16位立体声声道。可以播放CD－DA唱盘及回放WAVE文件。 2.录制生成WAVE文件：音频卡配有话筒输入、线性输入接口。数字音频的音源可以是话筒、收录音机和CD唱盘等，可选择数字音频参数，如不同的采样率、量化位和压缩编码算法等。在音频处理软件的控制下，通过音频卡对音源信号进行采样、量化、编码成WAVE格式的数字音频文件，通过软件还可进一步编辑WAVE文件。 3.MIDI和音乐合成：通过MIDI接口可获得MIDI消息。SB16采用FM频率合成的方法实现MIDI乐声的合成以及文－语转换（Text-to-Speech）合成。 4.多路音源的混合和处理：借助混音器可以混合和处理不同音源发出的声音信号，混合数字音频和来自MIDI设备、CD音频、线性输入、话筒及PC扬声器等的各种声音。录音时可选择输入来源或各种音源的混合，控制音源的音量、音调。 （二）音频卡的安装和使用1.硬件安装与使用：音频卡通过卡上的许多插口和接口与其他设备相连。其中位于卡内的主要插口和接口有：（1）CD－ROM数据接口：可与CD－ROM驱动器的数据接口相连。（2）CD音频数据接口：与CD－ROM音频线相连，音频卡接上扬声器后就可播放CD－ROM光盘上的声音数据。 位于音频卡后面板上的插口和接口有：（1）缆线输入（Line In）：可与盒式录音机、唱机等相连进行录音。（2）话筒输入（Mic In）：可与话筒相连，进行语音录入。（3）缆线输出（Line out ）：可跳过音频卡的内置放大器，而连接一个有源扬声 器或外接放大器进行音频的输出。（4）扬声器输出（Speaker Out）：从音频卡内置功率放大器连接扬声器进行输出，该插口的输出功率一般为2－4瓦。（5）游戏棒 / MIDI接口（Joystick / MIDI）：可将游戏棒或MIDI设备如MIDI键盘连接到音频卡上。2.软件安装安装音频卡需要安装驱动程序，通常Win9x以上系统 能够自动识别音频卡，并且预装一部分驱动程序。 3.音频软件的使用不同的声卡有不同的应用软件，但基本功能类似。主要包括：CD播放器；MIDI播放器；录音器，混音器； WAVE文件编辑器。 二.数据率及文件格式数据率为每秒位（bit）数，它与信息在计算机中的实时传输有直接关系，而其总数据量又与计算机的存储空间有直接关系。因此，数据率是计算机处理时要掌握的基本技术参数。未经压缩的数字音频数据率可按下式计算：
数据率＝采样频率（Hz）×量化位数（bit）×声道数（bit/s）
由此可以计算出无压缩时不同的采样指标与容量和效果的关系(表05-09-1)。表05-09-1无压缩时不同的采样指标与容量和效果
采样率（KHz）量化位（bit）声道数容量（MB/min）等效音质
11.0258单0.66语音
22.0516双5.292FM广播
44.116双10.584CD唱盘
注意计算机中单位K、M、G、T和P等的换算关系(表05-09-2)。表05-09-2换算关系
缩写英文数值
KKilo210 = 1,024 ≈ 103
MMega220 = 1,048,576 ≈ 106
GGiga230 = 1,073,741,824 ≈ 109
TTera240 = 1,099,511,627,776 ≈ 1012
PPeta250 = 1,125,899,906,842,624 ≈ 1015
EExa260 = 1,152,921,504,606,846,976 ≈ 1018
ZZetta270 ≈ 1021
YYotta280 ≈ 1024
为了减少数据率同时保持较好的音频质量，采集数字音频数据时,采集指标的选择应注意如下几方面的问题:1.音频信号源的质量：过高的指标用于低质音频信号源并不能提高数字音频的质量,而是浪费。2.数字音频的实际应用要求：应用时对数字音频数据的传输、存储要求，也即数据量的要求。3.采集时信噪比的要求：数字音频的播放效果并一定与指标成正比，采集时信噪比的优劣对采集的效果有很大关系。
表05-09-3常见的音频文件扩展名
文件的扩展名说明
auSun和NeXT公司的声音文件存储格式(8比特m律编码或者16比特线性编码)
aif(Audio Interchange)Apple计算机上的声音文件存储格式
cmf(Creative Music Format)声霸(SB)卡带的MIDI文件存储格式
mctMIDI文件存储格式
mff(MIDI Files Format)MIDI文件存储格式
mid(MIDI)Windows的MIDI文件存储格式
mp2MPEG 第2层
mp3MPEG 第3层
mod(Module)MIDI文件存储格式
rm(RealMedia)RealNetworks公司的流放式声音文件格式
ra(RealAudio)RealNetworks公司的流放式声音文件格式
rolAdlib声音卡文件存储格式
snd(sound)Apple计算机上的声音文件存储格式
seqMIDI文件存储格式
sngMIDI文件存储格式
voc(Creative Voice)声霸卡存储的声音文件存储格式
wav(Waveform)*Windows采用的波形声音文件存储格式
wrkCakewalk Pro软件采用的MIDI文件存储格式
数字音频的存储格式有多种，表05-09-3给出了一些常见的格式。其中，WAVE格式是一种Windows 下通用的数字音频标准，用Windows的媒体播放器可以播放。波形文件格式支持存储各种采样频率和样本精度的声音数据，并支持声音数据的压缩。波形文件由许多不同类型的文件构造块组成，其中最主要的两个文件构造块是Format Chunk(格式块)和Sound Data Chunk(声音数据块)。格式块包含有描述波形的重要参数，例如采样频率、样本精度等等，数据块则包含有实际的波形声音数据。RIFF中的其他文件块是可选择的。它的简化结构如图05-09-1所示。MP3的应用虽然很看好，但目前还需专门的播放软件，如RealPlayer等。
图05-09-1 WAVE文件结构三．试听效果比较表05-09-4列出了采用不同编码算法的一些音频文件，供试听比较。其中最后两项都以whitney Houston的歌曲"I will always love you" 为例，内容相同，播放时间也相同。表05-09-4 不同音频文件的容量和视听效果
歌曲长度采样率(kHz)量化位(bit)声道数编码算法文件格式压缩比文件容量(KB)试听效果
30秒44.116双PCMWAVE 5167
30秒22.0516单PCMWAVE 1292
30秒11.0258单PCMWAVE 323
30秒 CCITT A LawWAVE1:22584
30秒 Creative ADPCMWAVE1:41292
30秒 mp3mp3 471试听
4分
34秒 mp3mp3 4282试听
4分
31秒 ramram 1382试听
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