数字音频原理及应用——高等院校通信与信息专业规划教材

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卢官明,宗昉著 著
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店铺: 炫丽之舞图书专营店
出版社: 机械工业出版社
ISBN:9787111155416
商品编码:29867104832
包装:平装
出版时间:2005-01-01

具体描述

基本信息

书名:数字音频原理及应用——高等院校通信与信息专业规划教材

定价:24.00元

作者:卢官明,宗昉著

出版社:机械工业出版社

出版日期:2005-01-01

ISBN:9787111155416

字数:

页码:

版次:1

装帧:平装

开本:

商品重量:0.4kg

编辑推荐



内容提要


本书使用通俗易懂的语言,系统全面地介绍了数字音频技术的基础理论,数字音频设备的工作原理、性能指标及操作方法,数字声音广播的系统组成及关键技术。全书共分11章,主要介绍了音频信号的数字化、数字音频压缩编码的基本原理及相关标准、信道编码与调制技术、数字音频记录重放系统、电子乐器数字接口、数字音频文件格式与接口标准、音频处理与控制设备、数字音频工作站、数字声音广播、音频测量与分析等内容。每章都附有小结与习题,以指导读者深对本书主要内容的理解。
本书注重选材,内容丰富,层次分明。在加强基本概念、基本原理的同时,注重理论与实验应用相结合,有很强的实用性。
本书可作为高等院校广播电视工程、现代教育技术、电子信息和通信类专业的本科生教材或教学参考书,也可作为数字音响工程、影视节目制作、多媒体应用与开发等领域的技术人员的岗位培训和自学用书。

目录


出版说明
前言
章 绪论
第2音 音频信号的数字化
2.1 声音的频率范围
2.2 音频信号的数字化
2.2.1 采样
2.2.2 量化
2.2.3 编码
2.3 A/D转换器
2.3.1 逐次比较式A/D转换器
2.3.2 级联积分式A/D转换器
3.3.3 A/D转换器的主要技术指标
2.4 D/A转换器
2.4.1 转换器的基本原理
2.4.2 权电阻式D/A转换器
2.4.3 R-2R梯形网络式D/A转换器
2.4.4 级联积分式D/A转换器
2.4.5 D/A转换器的主要技术指标
2.5 过采样△-E调制A/D转换器和D/A转换器
2.6 小结
2.7 习题
第3章 音频压缩编码原理及标准
3.1 音频压缩编码的基本原理
3.1.1 音频压缩编码的必要性和可能性
3.1.2 音频压缩编码方法的分类及典型代表
3.1.3 人耳的听觉感知特性
3.1.4 感知音频编码原理
3.2 MPEG-1 音频压缩编码标准
3.2.1 MPEG-1 音频压缩算法的特点
3.2.2 MPEG-1 音频压缩编码的基本原理
3.3 杜比AC-3 音频压缩算法
3.3.1 概述
3.3.2 杜比AC-3 编码器
3.3.3 杜比AC-3 解码顺
3.4 MPEG-2 音频压缩编码标准
3.4.1 MPEG-2BC
3.4.2 MPEG-2AAC
3.5 MPEG-4音频压缩编码标准
3.5.1 自然音频编码
3.5.2 合成音频编码
3.5.3 合成/自然音频混合编码
3.6 小结
3.7 习题
第4章 信道编码与调制技术
4.1 数字音频信号的处理流程
4.2 差错控制的基本概念
4.2.1 差错控制的基本方式
4.2.2 差错控制基本原理
4.2.3 差错控制编码的分类
4.2.4 常用术语
4.3 信道编码技术
4.3.1 奇偶校验码
4.3.2 线性分组码
4.3.3 循环码
4.3.4 RS码
4.3.5 CIRC纠错技术
4.3.6 RSPC码
4.3.7 卷积码
4.4 差错掩盖技术
4.4.1 插值
4.4.2 静音
4.5 数字基带信号的码型变换
4.5.1 8-10调制
4.5.2 EFM调制
……
第5章 数字音频记录重放系统
第6章 电子乐器数字接口
第7章 数字音频文件格式与接口
第8章 音频处理与控制设备
第9章 数字音频工作站
0章 数字声音广播
1章 音频测量与分析
附录 缩略语英汉对照
参考文献

作者介绍


文摘


序言



《数字音频艺术与科学》 内容简介 在这本《数字音频艺术与科学》中,我们将一同踏上探索声音数字化世界的奇妙旅程。本书并非对具体技术细节的堆砌,而是旨在揭示数字音频背后深刻的原理,以及这些原理如何在艺术创作与工程实践中交织共鸣,最终呈现出我们如今所熟知的丰富多彩的音频体验。 本书的开篇,我们将从声音的本质谈起。声音,作为一种物理现象,其产生、传播和感知都遵循着严格的物理规律。我们会深入浅出地解析声波的特性,如频率、振幅、波形以及相位,理解它们如何共同塑造我们听到的声音的音高、响度和音色。这部分内容将为后续的数字处理打下坚实的基础,帮助读者建立对声音的直观认识,而非仅仅将其视为抽象的数据。 接着,我们将目光投向“数字化”这一核心概念。什么是模拟信号?它与数字信号之间有着怎样的本质区别?为何要进行数字化?数字音频的出现,如何改变了声音的记录、存储、传输和处理方式?本书将详细阐述模拟信号到数字信号的转换过程,即采样和量化。我们将深入理解采样率的选择如何影响声音的保真度,以及量化位数如何决定声音的动态范围和噪声水平。我们会探讨奈奎斯特-香农采样定理的精妙之处,理解它为何是数字音频领域不可逾越的基石。同时,我们也会审视量化过程中引入的误差,以及如何通过不同的量化策略(如均匀量化和非均匀量化,例如μ-law和A-law编码)来优化听感。 在掌握了基本的数字化原理后,本书将进一步探讨数字音频的表示形式。PCM(Pulse Code Modulation)作为最基础和最普遍的数字音频编码方式,将是我们的重点。我们将理解PCM数据流的结构,包括每个采样点的比特深度和声道信息。在此基础上,我们将介绍几种重要的无损和有损音频压缩技术。无损压缩,如FLAC(Free Lossless Audio Codec),旨在不损失任何原始音频信息的前提下减小文件体积,其背后的算法原理,如预测编码和熵编码,将得到详尽的解读。而对于更加追求极致压缩比的应用场景,我们则会深入研究有损压缩技术,特别是MP3(MPEG-1 Audio Layer III)和AAC(Advanced Audio Coding)等广泛应用的编码器。我们会解析它们如何利用人耳听觉的掩蔽效应(频率掩蔽和时间掩蔽)以及听觉阈值,巧妙地去除人耳难以察觉或根本无法感知的声音信息,从而实现高效的压缩。这部分内容将揭示音频压缩技术背后精妙的心理声学原理。 数字音频的处理与操控是本书的另一重要篇章。噪声的抑制与音频信号的增强是音频后期制作中的常见需求。我们将介绍多种经典的数字信号处理(DSP)技术,如滤波(低通、高通、带通、全通滤波器)、均衡(EQ)以及动态范围压缩(Compressor/Expander)。我们会理解滤波器如何根据频率特性来塑造声音,均衡器如何调整不同频段的增益来改变音色,以及动态范围压缩器如何控制信号的响度变化,使其更加饱满或富有冲击力。此外,混响(Reverb)和延迟(Delay)等空间效果的数字实现原理也将得到探讨,它们如何模拟真实声学环境或创造出独特的听觉空间感。 声音的合成与虚拟乐器的实现是数字音频艺术领域极具创造力的部分。本书将介绍不同的声音合成方法,包括加法合成、减法合成、频率调制(FM)合成、波表合成以及物理建模合成。我们将理解这些合成器如何通过组合不同的波形、运用调制技术或模拟真实乐器的发声物理过程来创造出丰富多样的音色。此外,MIDI(Musical Instrument Digital Interface)协议作为一种通用的音乐信息传输标准,其工作原理和在数字音乐制作中的作用也将被详细阐述,它如何让我们用电子键盘控制虚拟乐器,记录和编辑音乐片段,极大地扩展了音乐创作的可能性。 音频的测量与分析是确保音频质量、诊断问题以及进行科学研究的关键。本书将介绍多种音频测量指标,如信噪比(SNR)、总谐波失失真(THD)、频率响应以及响度等级。我们将学习如何使用专业的音频测量工具,对数字音频信号进行客观的评估,理解这些指标的含义以及它们与听觉感受之间的关系。此外,频谱分析(Spectral Analysis)作为一种强大的工具,将用于可视化声音的频率构成,帮助我们深入理解音色、识别噪声源以及分析音乐的结构。 随着技术的发展,数字音频的应用领域日益广泛。本书将在最后一章,带领读者审视数字音频在当前社会中的多元化应用。从高保真的音乐录制与母带处理,到电影、电视、游戏中的音效设计与混音,再到语音通信、声纹识别、音频水印以及新兴的沉浸式音频技术(如空间音频、全景声),数字音频的身影无处不在。我们将探讨不同应用场景对数字音频技术提出的独特要求,以及如何通过技术创新来满足这些需求,不断提升我们的听觉体验。 《数字音频艺术与科学》旨在为读者提供一个全面而深入的视角,理解数字音频的核心原理、关键技术以及它们在艺术与科学领域的广泛应用。本书的编写风格力求清晰易懂,避免不必要的晦涩术语,同时注重理论与实践的结合,希望能激发读者对数字音频更深层次的兴趣和探索。通过本书的学习,您将能够更深刻地理解声音的数字化过程,更自信地驾驭各种数字音频工具,并以全新的视角去欣赏和创造属于您的数字音频世界。

用户评价

评分

这本书,我真的是从头看到尾,一丝不苟地啃了一遍,感觉自己对数字音频的世界真的打开了新大门。以前总觉得那些复杂的数字信号处理、编码解码什么的离我太遥远,但这本书用一种非常接地气的方式,把那些抽象的概念变得生动形象。特别是关于采样率和量化深度的讲解,作者没有直接扔出公式,而是通过一个非常贴切的比喻,比如“拍照的像素”和“颜色的精细度”,让我一下子就理解了它们对声音还原度的重要性。然后,它还详细阐述了为什么我们需要不同的采样率,比如CD音质和Hi-Res音质的区别,以及在实际应用中,比如音乐制作、音频传输,它们是如何被选择和优化的。更让我惊喜的是,它不仅仅停留在理论层面,还深入探讨了各种编码格式,比如PCM、MP3、AAC等等,不仅仅是介绍了它们的原理,还分析了它们各自的优缺点,以及在不同场景下的适用性。我尤其对MP3的压缩原理产生了浓厚的兴趣,原来它并不是简单地删除音频信息,而是利用了人耳听觉的特性,将人耳听不到或者难以察觉的声音信息进行剔除,这种“智慧”的压缩方式让我大开眼界。书中的图示也非常精良,那些波形图、频谱图,配合着文字说明,简直是绝佳的学习辅助,让我能够直观地感受到信号的变化过程。读完之后,我再听音乐,都会不由自主地去想,这段音乐是用什么样的格式编码的,采样率是多少,量化深度是多少,这些信息都开始在我脑海里浮现,感觉自己不再是一个单纯的听众,而是一个能够理解声音背后奥秘的“技术宅”了。这本书给我带来的不仅仅是知识,更是一种探索未知的乐趣,让我觉得学习的过程是如此的充实和有意义。

评分

这本书的语言风格非常幽默风趣,作者善于运用各种生动形象的比喻,将抽象的概念变得易于理解。我尤其喜欢书中对“相位”的讲解,作者用“排队”的比喻,让我一下子就理解了声音信号的相位是如何影响听感的。然后,它还深入分析了相位失真在音频处理中的影响,以及如何避免相位失真。这让我对声音的细节有了更深刻的认识。此外,书中还对“多声道音频”进行了详细的阐述,包括立体声、环绕声、杜比全景声等技术,让我明白了不同声道技术是如何营造出沉浸式的听觉体验。这让我对电影音效、游戏音效等领域有了更深入的了解。这本书的内容非常丰富,涵盖了从理论到实践的方方面面,让我觉得学习起来既有深度又有广度。

评分

这本书的叙述方式非常吸引人,作者仿佛是一位经验丰富的工程师,用一种非常亲切的语言,把我带入了数字音频的世界。书中对“混响”和“回声”的处理方式的讲解,让我印象非常深刻。它不仅仅是告诉你它们的原理,还通过一些具体的例子,比如模拟不同大小空间的声音效果,让我能够身临其境地感受到这些效果是如何产生的。然后,它还深入分析了各种混响算法,比如板式混响、弹簧混响、卷积混响等等,以及它们在音乐制作、电影音效等领域的应用。这让我对声音的空间感有了全新的认识。另外,书中对“噪声抑制”技术的讲解也让我大开眼界。它不仅仅是告诉你如何抑制噪声,还深入剖析了各种噪声的来源,以及不同的降噪算法,比如谱减法、维纳滤波等等,以及它们在语音识别、音频修复等领域的应用。这让我明白了为什么在嘈杂的环境下,我们的语音助手依然能够准确地识别我的指令。这本书的内容非常丰富,涵盖了从理论到实践的方方面面,让我觉得学习起来既有深度又有广度。

评分

这本书的逻辑性非常强,章节之间的衔接自然流畅,让我能够循序渐进地深入了解数字音频的各个方面。从声音的物理基础,到信号的数字化,再到各种音频信号处理技术,最后到实际的应用,层层递进,让我对整个数字音频的知识体系有了清晰的认识。我尤其欣赏书中对“采样定理”的讲解,它不仅仅是告诉你采样率需要大于信号最高频率的两倍,还深入分析了为什么会有这个限制,以及如何避免“混叠”现象。这让我明白了为什么我们在音频采样时需要选择合适的采样率,以确保声音的准确还原。然后,它还深入分析了过采样、欠采样等技术,以及它们在不同应用中的优势。这让我对音频采样的技术细节有了更深入的理解。此外,书中还对数字音频的量化过程进行了详细的阐述,包括量化误差、信噪比等概念,让我明白了量化深度对音质的影响。这本书的内容非常丰富,涵盖了从理论到实践的方方面面,让我觉得学习起来既有深度又有广度。

评分

这本书给我的最大感受就是它的“全面性”。它几乎涵盖了数字音频领域的所有重要知识点,从最基础的声音物理特性,到复杂的数字信号处理算法,再到实际的音频应用开发,应有尽有。我尤其欣赏书中对“滤波”的讲解,作者不仅仅是介绍了低通、高通、带通滤波器的工作原理,还详细分析了它们在音频处理中的具体应用,比如降噪、均衡器、混响等等。我之前总觉得这些处理听起来很神奇,但看完书后,我才明白它们背后都有着严谨的数学模型和工程实现。书中对各种音频压缩算法的对比分析也让我印象深刻,不仅仅是MP3,还包括了FLAC、ALAC等无损压缩格式,以及它们各自的压缩比、音质损失和应用场景。这让我对“无损”和“有损”有了更深刻的理解。此外,书中还涉及了数字音频的水印技术、版权保护以及一些前沿的研究方向,这让我看到了数字音频技术的广阔前景。我本来以为这本书可能更偏向于理论,但它在实际应用方面的讲解也做得非常到位,比如对各种音频处理软件的介绍,以及一些简单的音频编程示例,让我觉得学习起来更有方向性。这本书就像一本百科全书,只要你对数字音频感兴趣,几乎都能在这里找到你想要的答案。

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这本书的参考文献和附录部分也做得非常出色,为我提供了进一步深入学习的宝贵资源。我特别喜欢书中列出的各种专业术语表和符号说明,它们帮助我快速地理解和记忆书中出现的各种专业概念。然后,它还深入分析了数字音频领域的一些前沿研究方向,比如人工智能在音频信号处理中的应用,以及虚拟现实和增强现实中的音频技术。这让我对数字音频的未来发展有了更清晰的认识。此外,书中还提供了一些推荐的在线资源和学习社区,为我提供了继续探索和交流的平台。这本书的内容非常丰富,涵盖了从理论到实践的方方面面,让我觉得学习起来既有深度又有广度。

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这本书的结构设计得非常巧妙,从最基础的概念入手,循序渐进地引导读者深入了解数字音频的各个方面。一开始,它就用一种非常引人入胜的方式介绍了声音是如何被数字化,从模拟信号到数字信号的转换过程,让我这个初学者也能轻松理解。关于ADC(模数转换器)和DAC(数模转换器)的工作原理,作者也给出了非常清晰的解释,并且详细阐述了它们在整个音频链条中的核心作用。我特别喜欢书中对“失真”的讨论,不仅仅是解释了什么是失真,还深入剖析了不同类型的失真,比如量化失真、量化噪声等等,以及它们对音质的影响。这让我意识到,看似简单的数字音频,背后隐藏着如此多的技术细节需要去考量和优化。另外,书中对各种音频接口和传输协议的介绍也让我受益匪浅,比如AES/EBU、S/PDIF、USB Audio等等,我终于弄清楚了它们之间的区别和应用场景,不再是雾里看花。尤其是对USB Audio的讲解,它不仅仅是简单介绍协议,还深入分析了它如何实现低延迟、高保真传输,以及在现代音频设备中的重要性。我本来以为这些东西可能只对专业人士有用,但看完之后,我发现即使是普通消费者,了解这些也能在选购音频设备时做出更明智的选择。这本书的理论深度和实践指导性都做得非常好,让我觉得学到的东西可以直接应用到实际生活中。

评分

这本书对于我这样一个在通信和信息领域学习的学生来说,简直是量身定做的。它不仅仅是提供了理论知识,更重要的是,它将这些理论知识与实际的通信和信息应用紧密结合起来。我特别喜欢书中关于“音频信号编码”部分的讲解,它不仅仅是介绍了传统的PCM编码,还深入探讨了各种语音编码标准,比如G.711、G.729、AMR等等,以及它们在不同通信场景下的应用。这让我明白了为什么我们在打电话时,声音能够如此清晰地传输。然后,它还深入分析了这些编码标准是如何在保证音质的同时,最大限度地节省带宽。这让我对通信系统的效率有了更深刻的认识。此外,书中还对音频信号在无线通信中的传输进行了详细的阐述,包括调制解调、信道编码等技术,让我明白了数字音频是如何在复杂的无线环境中可靠传输的。这本书的内容非常丰富,涵盖了从理论到实践的方方面面,让我觉得学习起来既有深度又有广度。

评分

这本书的实践性非常强,作者在讲解理论知识的同时,也融入了大量的实例和应用案例,让我能够更好地理解和掌握所学内容。我尤其喜欢书中对“音频编解码器”的详细介绍,它不仅仅是介绍了各种编解码器的原理,还深入分析了它们在实际应用中的优缺点,以及它们在不同平台上的兼容性。我之前总以为MP3就是音频压缩的全部,但看完书后,我才发现原来还有如此多的编解码器,比如OGG Vorbis、Opus等等,它们在音质、压缩效率、延迟等方面都有着各自的优势。然后,它还深入分析了这些编解码器在音乐流媒体、语音通话、视频会议等领域的应用。这让我对数字音频的广泛应用有了更深刻的认识。此外,书中还对一些常用的音频处理软件和硬件进行了介绍,并且提供了一些实用的操作技巧,让我觉得学习起来更有针对性。这本书的内容非常丰富,涵盖了从理论到实践的方方面面,让我觉得学习起来既有深度又有广度。

评分

这本书在讲解一些复杂的数学模型和算法时,非常注重可视化和直观性。例如,在介绍傅里叶变换时,作者并没有直接给出公式,而是通过一个非常形象的比喻,比如将一段声音分解成不同频率的正弦波的组合,让我一下子就理解了其核心思想。然后,它还详细解释了FFT(快速傅里叶变换)算法的原理,以及它在音频信号分析中的重要作用,比如频谱分析、频率响应测量等等。我之前总觉得这些东西非常抽象,但看完书后,我才发现它们其实是有迹可循的。另外,书中对“均衡器”(EQ)的讲解也让我受益匪浅。它不仅仅是介绍了各种均衡器类型,比如图形均衡器、参数均衡器,还深入分析了它们在音频制作中的具体应用,比如调整音色、修正频率响应、营造空间感等等。这让我明白了为什么专业的音乐制作人能够调出如此动听的声音。这本书的内容非常丰富,涵盖了从理论到实践的方方面面,让我觉得学习起来既有深度又有广度。

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