Section 1.1 音频信号

导读

无论是说话声、歌声，还是乐器发出的声音，这些声音被录制下来以后，都可以通过数字音频软件进行编辑处理，然后将音频文件刻录成CD加以保存。本节将详细介绍音频的相关基础知识。

音频信号（Audio）是带有语音、音乐和音效的有规律的声波的频率、幅度变化等信息的载体。根据声波的特征，可把音频分类为规则音频和不规则音频。其中规则音频又可以分为语音、音乐和音效。规则音频是一种连续变化的模拟信号，可用一条连续的曲线来表示，称为声波。声音的3个要素是音调、音强和音色。声波或正弦波有3个重要参数：频率、幅度和相位，这也就决定了音频信号的特征。

1 基频与音调

基音的频率即为基频，决定了整个音的音高。频率是指信号每秒钟变化的次数。人对声音频率的感觉表现为音调的高低，在音乐中称为音高。音调正是由频率所决定的。

2 幅度与音强

人耳对于声音细节的分辨只有在强度适中时才最灵敏。人的听觉响应与音强成对数关系。一般，人只能察觉出3分贝的音强变化，再细分则没有太多意义。我们常用音量来描述音强，以分贝（dB）为单位。在处理音频信号时，绝对强度可以放大，但其相对强度更有意义，一般用动态范围定义：

3 采集方式

电台等由于其自办频道的广告、新闻、广播剧、歌曲和转播节目等音频信号电平大小不一，导致节目播出时，音频信号忽大忽小，严重影响用户的收听效果。在转播时，由于传输距离等原因，在信号的输出端也存在信号大小不一的现象。过去，对大音频信号采用限幅方式，即对大信号进行限幅输出，小信号不予处理。这样，音频信号过小时，用户仍需自行调节音量，也会影响用户的收听效果。随着电子技术、计算机技术和通信技术的迅猛发展，数字信号处理技术已广泛地深入到人们生活等各个领域。其中语音处理是数字信号处理最活跃的研究方向之一，在IP电话和多媒体通信中得到广泛应用。语音处理可采用通用数字信号处理器（DSP）和现场可编程门阵列（FPGA）实现，其中DSP实现方法具有实现简便、程序可移植性强、处理速度快等优点。在DSP的基础上对音频信号做AGC算法处理，可以使输出电平保持在一定范围内，能够解决不同节目音频不均衡等问题。音频信号分配器如图1-1所示。

图1-1