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音频技术基础知识
2024-01-28
音频技术概述
音频信号与处理
录音与放音原理
音频编码与压缩技术
音频传输与存储技术
音频质量评价与测试方法
目录
CONTENTS
01
音频技术概述
留声机、唱片等模拟音频技术的出现和发展。
早期音频技术
数字音频技术
网络音频技术
CD、DVD等数字音频格式的兴起，以及MP3、AAC等压缩音频格式的出现。
流媒体音频、在线音乐平台等网络音频技术的快速发展。
03
02
01
音乐产业
影视产业
通信领域
虚拟现实与增强现实
音频技术在音乐创作、制作、发行和播放等方面发挥着重要作用。
电话、视频会议等通信应用中，音频技术是实现清晰通话的关键。
电影、电视剧等影视作品中，音频技术对于声音效果的呈现至关重要。
音频技术在VR/AR中提供沉浸式的声音体验。
每秒钟对声音信号的采样次数，决定了数字音频的频率范围。
采样率
位深度
声道数
音频编码
每个采样点使用的位数，决定了数字音频的动态范围和信噪比。
音频信号的通道数量，常见的有单声道、立体声和环绕声等。
将模拟音频信号转换为数字信号的过程，包括脉冲编码调制（PCM）和压缩编码等方式。
02
音频信号与处理
音频信号的频率决定了声音的音高，人耳可听到的频率范围大约在20Hz至20kHz之间。
频率与音高
音频信号的振幅决定了声音的响度，振幅越大，声音越响。
振幅与响度
音频信号的波形决定了声音的音色，不同的波形会产生不同的音色效果。
波形与音色
模拟信号是连续变化的信号，其幅度和时间都是连续的。
模拟信号
数字信号是离散的信号，其幅度和时间都是不连续的，由一系列二进制代码表示。
数字信号
将模拟信号转换为数字信号的过程称为模数转换，需要使用模数转换器（ADC）实现。
模数转换（ADC）
将数字信号转换为模拟信号的过程称为数模转换，需要使用数模转换器（DAC）实现。
数模转换（DAC）
音频信号首先需要被采集并量化为数字信号，以便于后续处理。
对采集到的音频信号进行预处理和增强，以提高信号质量和清晰度。
对音频信号进行编码和压缩，以便于存储和传输。
在接收端对音频信号进行解码和播放，以还原出原始声音。
采集与量化
预处理与增强
编码与压缩
解码与播放
03
录音与放音原理
麦克风
将声音转换为电信号的设备，分为动圈、电容、驻极体等类型。
调音台
对多路音频信号进行混合、处理、控制的设备。
声卡
将模拟音频信号转换为数字信号，以便计算机处理和存储。
通过麦克风捕捉声音，并将其转换为电信号。
声音采集
通过调音台等设备对电信号进行放大、均衡、压缩等处理。
信号处理
通过声卡将处理后的模拟信号转换为数字信号，以便计算机存储和处理。
数字化转换
功放
对音频信号进行放大，以驱动扬声器发声。
扬声器
将电信号转换为声音的设备，分为电动式、电磁式、压电式等类型。
播放器
读取存储介质中的数字音频数据，并将其转换为模拟信号，通过功放和扬声器播放声音。
04
音频编码与压缩技术
MP3
MP3是一种广泛使用的音频压缩格式，它使用有损压缩算法将音频文件压缩到较小的文件大小，同时保持相对较高的音质。
AAC
AAC是一种高级音频编码格式，相对于MP3，它提供了更高的音质和更灵活的编码选项，适用于不同场景和应用。
FLAC
FLAC是一种无损音频压缩格式，它不会损失原始音频文件的任何信息，因此可以完美地还原音频信号，但文件大小相对较大。
WAV
WAV是一种未压缩的音频文件格式，它保存了原始音频信号的完整数据，因此音质非常好，但文件大小也相应较大。
有损压缩算法通过去除音频信号中的冗余信息和人耳不太敏感的声音成分来减小文件大小，但会损失一定的音质。常见的有损压缩算法包括MP3、AAC等。
有损压缩算法
无损压缩算法通过优化音频数据的存储方式来减小文件大小，但不会损失任何原始音频信号的信息。因此，无损压缩后的音频文件可以完全还原为原始文件，没有任何音质损失。常见的无损压缩算法包括FLAC、ALAC等。
无损压缩算法
音质比较
01
无损压缩可以完全还原原始音频信号，因此音质与原始文件完全一致；而有损压缩会损失一定的音质，但通常人耳难以察觉这种差异。
文件大小比较
02
无损压缩后的文件大小通常比有损压缩后的文件大，因为无损压缩需要保存原始音频信号的完整数据；而有损压缩通过去除冗余信息和不太敏感的声音成分来减小文件大小。
应用场景比较
03
无损压缩适用于需要完美还原原始音频信号的场景，如有损音乐转无损、音乐制作等；而有损压缩适用于对音质要求不是特别高但需要较小文件大小的场景，如网络传输、移动设备存储等。
05
音频传输与存储技术
03
光纤传输
使用光纤作为传输介质，具有极高的带宽和低损耗特性，适用于高质量音频信号的传输。
01
模拟音频传输
通过模拟信
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