文 献 综 述
一．课题研究背景
音频技术的研究范畴主要涉及用现代技术手段对声音信息进行采集、处理、存储、传输、接收等操作,要做好对声音信息的上述操作,首先应该对声音的特性要有所研究。
自然界的声音极其复杂，一般来说声音是由空气中分子的振动而产生的，可近似地看成是一种随时间变化的周期性的函数，通常用模拟的连续正弦波形描述声波的形状。基线是测量模拟信号的基准点。振幅表示声音信号的强弱程度，声波的频率反映出声音的音调[1~3]。自然的声音是连续变化的，它是一种模拟量。比如当人们对麦克风讲话时，麦克风能根据它周围空气压力的不同变化而输出相应连续变化的电压值，这种变化的电压值是对人讲话声音的一种模拟，称为模拟音频[4]。对于传统的模拟音频技术而言，音频的处理大多数都是使用模拟设备，体积 较大、精度低、容易受环境影响，而且元件易老化，随着人们对于音频设备的高 性能、高精度的要求，模拟音频技术越来越不能满足人们的需求，数字音频技术 的出现极大的推动了音频产品的进步，使得音频设备的体积大大缩小，精度得到 提高，而且数字设备受环境影响较小，不会因老化而影响性能。随着国内外数字化发展的趋势,数字通信技术扮演了越来越重要的角色。采用数字化方式之后,能够大大提高系统的灵活性, 便于对语音信号进行处理和控制。同时, 语音信号的数字化传输和存储,在可靠性、安全性、抗干扰能力、快速交换等方面都远胜于模拟方式,且灵活方便,易于保密,价格低廉[5~8]。
由于计算机只能处理和记录二进制的数字信号，必须对声音信号数字化，数字音频才能够像文字和图形信息一样进行存储、检索、编辑和其他处理。
音频信号数字化之后可以避免模拟信号容易受噪声和干扰的影响,可以扩大音频的动态范围，可以利用计算机进行数据处理，可以不失真的远距离传输，可以与图像、视频等其它媒体信息进行多路复用，以实现多媒体化与网络化。所以，音频信号数字化是一种必不可少的技术手段[9~11]。当音频信号变成数字形式之后，所有的声音处理实际上都是一种数字信号的 处理，适用于数字信号处理的各种理论和算法，数字音频处理既可以通过软件在 计算机上实现，也可以通过硬件来实现。以软件为主的实现方法成本低、灵活、 可反复修改、多次加工，其缺点是实时性差，但随着计算机处理能力的提高，这个缺点正在逐步被克服；基于硬件的实现方法能够满足实时操作的要求，也可以 通过软件编程实现一些功能，具有较强的灵活性[12]。
我们将由模拟量转变为数字量的过程称为模-数转换。计算机要利用数字音频信息驱动扬声器发声，还需要将离散的数字量再转变为连续的模拟量，该过程称之为数-模转换。数字音频技术中最重要的就是模数和数模转换技术。在大多数计算机中，这些功能是通过声卡来完成的。音频信号的一般处理如图1所示[13]。
图 1 音频信号的一般处理
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