声音如何数字化

音频设备包括音频压缩卡、录音机等。

在数字化过程中，先把采集模拟音频信号经过声卡转换成数字信号(即Ａ/Ｄ转换)，再经过数字压缩后形成数据流存储到硬盘中。

信息采集完毕后，然后按创作人员的创作意图运用非编软件对存储在硬盘中的音频数据进行编辑，加上特技等综合处理，并根据需要生成一定音频格式，同时保存在磁盘中。

音频信息采集过程中，取样比不同，会造成不同程度的信息丢失；压缩时由于压缩的比例、格式的不同，同样会造成信息的丢失。因此在最后处理时，一定要慎重考虑。

声音信号是模拟信号，计算机要对其进行处理，必须将它转换为数字信号，也就是用二进制编码的形式来表示声音。最基本的声音信号数字化方法是采样-量化法。分为三个步骤，采样，量化，编码

声音信息的数字化过程：
模拟音频和数字音频
a) 模拟信号：在一个时间上“连续”是指一个指定的时间范围里声音信号的幅值有无穷多个，在幅度上“连续”是指幅度的数值无穷多个。把在时间和幅度上都是连续的信号称为模拟信号。
b) 对模拟信号进行测量。把时间和幅度都用离散的数字表示的信号称为数字信号。硬件设备便是模拟/数字转换器（Analog to Digital Converter，即ADC）。显然，当横坐标的单位越小即两个采样时刻的间隔越小，则越有利于保持原始声音的真实情况，换句话说，采样的频率越大则音质越有保证；同理，当纵坐标的单位越小则越有利于音质的提高，即采样的位数越大越好。
�8�7 数字化就是采样、量化和编码。
�8�7 每隔相等的一小段时间采样一次，称均匀采样（Uniform sampling）; 每秒钟需要采集多少个声音样本—采样频率fs。采样频率一般有11025HZ（11KHz，电话音质），22050HZ（22KHz，广播音质）、44100Hz（44KHz，CD音质）三种。采样周期T：按一定的时间间隔（T）取值，1/T称为采样频率。
�8�7 把信号的幅度划分是等间隔的，称为线性量化(Quantization)，否则称非线性量化。
�8�7 量化位数：描述每个采样点值的二进制位数。常见的量化精度有8位和16位。
�8�7 声道数：一次采样同时记录的声音波形的个数。
�8�7 影响声音质量主要因素的因素：采样频率、量化位数、及声音通道数。
�8�7 存储量(字节) =(采样频率X量化位数X声道数)/8(B)
一段持续1分钟的双声道声音，若采样频率为44.1kHz，量化精度为16位，数字化后需要的存贮容量为多少？
44.1×103×16×2 /8 ×60 （秒）=10.584MB
CD盘只能存储一个小时这样的数字声音。
注意：
1、立体声是单声道的两倍，所以在计算文件大小时，不要忘记乘以声道的系数。
2、采样频率是每秒的采集量。
学生自测题：
1、在数字音频信息获取过程中,哪种顺序是正确的
A、采样,量化,压缩,存储
B、采样,压缩,量化,存储
C、采样,量化,存储,压缩
D、量化,采样,压缩,存储
2、5分钟立体声32位采样位数,44.1KHZ采样频率的声音,不压缩的数据容量为多少MB ？
5*60*44.1*103*2*32/8/1024/1024=100.9MB

三、声音的多种存储格式：
声音文件有多种存储格式，目前最多用的主要有以下几种：
◇ 波形音频文件（WAV）
◇ MP3音频文件（MP3)
◇ 数字音频文件（MIDI）
◇ 光盘数字音频文件（CD-DA）