音频处理关键知识点

1 引言

现实生活中，我们听到的声音都是时间连续的，我们称为这种信号叫模拟信号。模拟信号需要进行数字化以后才能在计算机中使用。

目前我们在计算机上进行音频播放都需要依赖于音频文件。音频文件的生成过程是将声音信息采样、量化和编码产生的数字信号的过程，人耳所能听到的声音，最低的频率是从20Hz起一直到最高频率20KHZ，因此音频文件格式的最大带宽是20KHZ。根据奈奎斯特的理论，只有采样频率高于声音信号最高频率的两倍时，才能把数字信号表示的声音还原成为原来的声音，所以音频文件的采样率一般在40~50KHZ，比如最常见的CD音质采样率44.1KHZ。
 

2 音频信号

音频信号（audio signals）是表示机械波的信号，是机械波的波长、强度变化的信息载体。根据机械波的特征，可分为规则信号和不规则信号。其中规则信号又可以分为音乐等。规则信号是一种连续变化的模拟信号，可用一条连续的曲线来表示。

音频信号常见的分为：

• 语音信号
• 音乐信号

3 音频信号的模数转换

模数转换是指：现实中声音的模拟信号转换为数字信号的过程。

模数转换过程会经过一系列的信号处理过程：模拟信号-->采样->量化->编码->数字信号。

音频模拟信号-->数字信号转换

• 模拟信号经过->抽样->量化->编码->数字信号

下面以麦克风的声音采集举例：

• 首先，声波通过空气传播到麦克风的振膜。

• 然后，振膜随空气抖动的振幅大小产生相应的电学信号。我们把这种带有声学表征的电学信号叫做模拟信号（Analog Signal）。

• 最后，通过 A/DC（模数转换器）将模拟信号转换成数字信号（Digital Signal）。即通过 PCM（Pulse Code Modulation）脉冲编码调制对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码转换成离散的数字信号。

4 声音的三要素

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