第四節 聲音信息的表示

　　(一)數字聲音基礎

　　1.波形聲音的數字化

　　聲音是一種物理信號，計算機要對它進行處理，其前提是必須用二進制數字的編碼形式來表示聲音。最常用的聲音信號數字化方法是取樣-量化法，它分成如下3個步驟:

　　(1)取樣(Sampling)

　　(2)量化

　　(3)編碼(Encoding)

　　2.PC機中的聲音

　　PC機中的數字聲音有兩種不同的表示方法。一種稱為“波形聲音”，通過對實際聲音的波形信號進行數字化(取樣和量化)而獲得，它可表示任何種類的聲音。另一種是“合成聲音”，它使用符號(參數)對聲音進行描述，然后通過合成(Synthesize)的方法生成聲音，合成語音(用聲母、韻母或清音、濁音、基音頻率等參數描述的語音)等。

　　PC機中使用最廣泛的波形聲音文件采用wav作為擴展名，稱為波形文件格式(Wave FileˉFormat).wav文件格式能支持多種取樣頻率和樣本精度，并支持壓縮的聲音數據。

　　(二)波形聲音

　　1.數字語音的壓縮編碼

　　數字語音的數據壓縮方法很多，從原理上可以分成3類:

　　(1)波形編碼

　　(2)參數編碼或模型編碼

　　(3)混合編碼

　　2.全頻帶聲音的壓縮編碼

　　(1)MPEG-1Audio(ISO/IEC11172-3)

　　MPEG-1聲音壓縮編碼是國際上第一個高保真聲音數據壓縮的國際標準，它規定了高質量數字聲音的編碼方法、存儲表示和解碼方法，得到了極其廣泛的應用。它雖然是MPEG-1標準的一個組成部分，但完全可以獨立應用。

　　(2)MPEG-2Audio(ISO/IEC13818-3)

　　MPEG-2Audio與MPEG-1Audio標準都使用相同類型的編/解碼器，層1、層2和層3的結構也相同。

　　(3)MPEG-2AAC(ISO/IEC13818-7)

　　MPEG-2AAC(Advanced Audio Coding)是MPEG-2標準中一種新的先進的聲音編碼標準。AAC支持的取樣頻率可從8kHz到96kHz，AAC編碼器的輸入可以是單聲道的、立體聲的和多聲道的聲音。

　　(4)MPEG-4Audio(ISO/IEC14496-3)

　　MPEG-4Audio的編碼對象既可以是自然音頻信號(波形聲音)，也可以是合成的音頻信號。

　　(三)合成聲音

　　1.合成音樂與MIDI

　　MIDI(Musical Instrument Digital Interface)是樂器數字接口的縮寫，它起源于數字式電子樂器，因為各種產品必須使用統一接口才能進行連接，因些必須規定一種數字樂器相互間的接口標準，特別是數字樂器與計算機的接口標準，這就是MIDI。

　　2.合成語音

　　語音合成目前主要指從文本到語音的合成(Text-to-Speech，簡稱TTS)，也稱為文語轉換。

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