【答案解析】[要点解析] 声音信号是一种模拟信号,计算机要对它进行处理,必须将它转换成为数字声音信号,即用二进制数字的编码形式来表示声音。最基本的声音信号数字化方法是取样——量化法,它分成如下3个步骤。
①采样。采样是把随时间连续变化的模拟信号转换成时间离散、幅度连续的信号。在某些特定时刻获取声音信号幅值称为采样。在这些特定时刻采样得到的信号称为离散时间信号。一般都是每隔相等的一小段时间采样一次,其时间间隔称为取样周期,它的倒数称为采样频率。采样定理是选择采样频率的理论依据,为了不产生失真,采样频率应不低于声音信号最高频率的两倍。因此,语音信号的采样频率一般为 8kHz,音乐信号的采样频率则应在40kHz以上。采样频率越高,可恢复的声音信号分量越丰富,其声音的保真度越高。
②量化。量化处理是把在幅度上连续取值(模拟量)的每一个样本转换为离散值(数字量)表示,因此量化过程有时也称为A/D转换(模数转换)。量化后的样本是用二进制数来表示的,二进制数的位数的多少反映了度量声音波形幅度的精度,称为量化精度,也称为量化分辨率。例如,每个声音样本若用16bit (2字节)表示,则声音样本的取值范围是0~65536,精度是1/65536;若只用8bit(1字节)表示,则样本的取值范围是0~255,精度是1/256。量化精度越高,声音的质量越好,需要的存储空间也越大;量化精度越低,声音的质量越差,需要的存储空间也越小。
③编码。经过采样和量化处理后的声音信号已经是数字形式了,但为了便于计算机的存储、处理和传输,还必须按照一定的要求进行数据压缩和编码,即选择某一种或者几种方法对它进行数据压缩,以减少数据量,再按照某种规定的格式将数据组织成文件。
经过数字化处理的数字声音的主要参数如表2-3所示。
表2-3 数字化处理之后的数字声音的主要参数 参数 | 说明 | 采样频率 | 表示每秒采样的次数、采样3个标准频率分别是44.1kHz、22.05kHz、11.05kHz | 量化位数 | 反映度量声音波形幅度的精度。声音信号的量化精度通常有8位、12位或16位 | 声道数目 | 单声道一次产生一组声音波形数据,双声道则一次同时产生两组声音波形数据 | 数据率 | 表示每秒所传输的数据量,以kb/s为单位 | 压缩比 | 同一段时间间隔的音频数据压缩前后数据量之比 | |