5．4　数字音频基础

声音是多媒体技术研究中的一个重要内容，是计算机处理的重要数据信息。声音是通过空气传播的一种连续的振动波，叫做“声波”。声音的强弱体现在声波压力的大小上，音调的高低体现在声音的频率上。声音用电信号表示时，声音信号在时间和幅度上都是连续的模拟信号。

1）声音的描述参数

（1）振幅：波形最高点（或最低点）与基线间的距离为振幅，表示声音的强弱。

（2）周期：两个连续波峰间的时间长度为周期。

（3）频率：一秒钟内出现的周期数（振动次数），以Hz为单位。通常，频率小于20Hz的信号称为“亚音信号”或“次音信号”（subsonic）；频率范围为20Hz～20kHz的信号称为“音频（Audio）信号”；虽然人的发音器官发出的声音频率大约是80～3 400Hz，但人说话的信号频率通常为300～3 000Hz，人们把在这种频率范围内的信号称为“语音（speech）信号”；高于20kHz的信号称为“超音频信号”“超声波（ultrasonic）信号”。超音频信号具有很强的方向性，而且可以形成波束，在工业领域得到了广泛的应用，如超声波探测仪、超声波焊接设备等就是利用这种信号。在计算机领域的多媒体技术中，处理的信号主要是音频信号，它包括音乐、语音、风声、雨声、鸟叫声、机器声等。

2）声音的三要素

（1）音调：声音高低，与频率有关。

（2）音色：声音特点。声音分纯音（振幅、周期均为常数）和复音（不同频率、不同振幅的混合声音）两类，复音中频率最低的基音和各种频率的谐音是构成音色的重要因素。

（3）音强：声音强度（响度或音量），与振幅成正比。

声音的特点是：从声源发出，靠介质传播，因此声音具有方向性、可传播性及可衰减性。不同的声源的频域（频率范围）差异很大，而声音在不同的介质中传播、衰减的速度不同。