數(shù)字音頻原理及應(yīng)用

內(nèi)容概要

　　《高等院校通信與信息專業(yè)規(guī)劃教材：數(shù)字音頻原理及應(yīng)用（第2版）》為江蘇省高等學(xué)校立項建設(shè)精品教材，是《數(shù)字音頻原理及應(yīng)用》（盧官明、宗昉編著）的修訂版。本書系統(tǒng)全面地介紹了數(shù)字音頻技術(shù)的基礎(chǔ)理論、數(shù)字音頻設(shè)備的工作原理及性能指標(biāo)、數(shù)字音頻文件格式、數(shù)字聲音廣播的系統(tǒng)組成及關(guān)鍵技術(shù)。全書共分11章，主要介紹了聲學(xué)基礎(chǔ)知識、音頻信號的數(shù)字化、數(shù)字音頻壓縮編碼的基本原理及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、信道編碼與調(diào)制技術(shù)、光盤存儲技術(shù)、電子樂器數(shù)字接口（MIDI）、數(shù)字音頻文件格式、音頻處理與控制設(shè)備、數(shù)字音頻工作站、數(shù)字聲音廣播、音頻測量與分析等內(nèi)容。每章都附有小結(jié)與習(xí)題，以指導(dǎo)讀者加深對本書主要內(nèi)容的理解。本書注重選材，內(nèi)容豐富，層次分明。在加強基本概念、基本原理的同時，注重理論與實際應(yīng)用相結(jié)合，有很強的實用性?！陡叩仍盒Ｍㄐ排c信息專業(yè)規(guī)劃教材：數(shù)字音頻原理及應(yīng)用（第2版）》可作為高等院校廣播電視工程、現(xiàn)代教育技術(shù)、電子信息和通信類專業(yè)的本科生教材或教學(xué)參考書，也可作為數(shù)字音響工程、影視節(jié)目制作、多媒體應(yīng)用與開發(fā)等領(lǐng)域的技術(shù)人員的崗位培訓(xùn)和自學(xué)用書。

書籍目錄

出版說明
第2版前言
第1版前言
第1章 聲學(xué)基礎(chǔ)知識
1.1 聲波、聲音與聲學(xué)的概念
1.2 聲音的參數(shù)與度量
1.2.1 頻率、頻譜、頻程及相位
1.2.2 聲壓及聲壓級
1.2.3 聲音的主觀感覺
1.3 室內(nèi)聲學(xué)基礎(chǔ)
1.3.1 室內(nèi)聲的組成
1.3.2 混響時間
1.4 人耳的聽覺特性
1.4.1 人耳的聽覺范圍
1.4.2 聽覺掩蔽效應(yīng)
1.4.3 聽覺延時效應(yīng)
1.4.4 雙耳效應(yīng)
1.4.5 德·波埃效應(yīng)
1.5 聲音質(zhì)量的評價
1.5.1 音質(zhì)主觀評價用語
1.5.2 音質(zhì)主觀評價用語與客觀技術(shù)
指標(biāo)的關(guān)系
1.6 小結(jié)
1.7 習(xí)題
第2章 音頻信號的數(shù)字化
2.1 音頻信號的數(shù)字化概述
2.1.1 采樣及采樣頻率
2.1.2 量化及量化誤差
2.1.3 編碼
2.2 A/D轉(zhuǎn)換器
2.2.1 逐次比較式A/D轉(zhuǎn)換器
2.2.2 A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)
2.3 D/A轉(zhuǎn)換器
2.3.1 D/A轉(zhuǎn)換器的基本原理
2.3.2 權(quán)電阻式D/A轉(zhuǎn)換器
2.3.3 R 2R梯形網(wǎng)絡(luò)式D/A轉(zhuǎn)換器
2.3.4 D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)
2.4 過采樣△∑調(diào)制A/D、D/A轉(zhuǎn)換器
2.4.1 過采樣
2.4.2 △∑調(diào)制和噪聲整形
2.4.3 1比特A/D轉(zhuǎn)換器和D/A
轉(zhuǎn)換器
2.5 小結(jié)
2.6 習(xí)題
第3章 數(shù)字音頻壓縮編碼
3.1 數(shù)字音頻編碼概述
3.1.1 音頻信號的分類
3.1.2 數(shù)字音頻壓縮編碼的機理
3.1.3 音頻編解碼器的性能指標(biāo)
3.1.4 數(shù)字音頻編碼技術(shù)的分類
3.2 常用數(shù)字音頻編碼技術(shù)
3.2.1 線性預(yù)測編碼
3.2.2 矢量量化
3.2.3 CELP編碼
3.2.4 感知編碼
3.2.5 子帶編碼
3.2.6 相干聲學(xué)編碼
3.2.7 MLP無損音頻編碼
3.3 MPEG 1音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)
3.3.1 MPEG 1音頻編碼算法的特點
3.3.2 MPEG 1音頻編碼的基本原理
3.4 MPEG 2音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)
3.4.1 MPEG 2 BC
3.4.2 MPEG 2 AAC
3.5 MPEG 4音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)
3.5.1 自然音頻編碼
3.5.2 合成音頻編碼
3.5.3 合成/自然音頻混合編碼
3.6 Enhanced aacPlus編碼技術(shù)
3.6.1 概述
3.6.2 譜帶復(fù)制技術(shù)
3.6.3 參數(shù)立體聲編碼
3.7 中國制定的音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)
3.7.1 AVS音頻立體聲編碼標(biāo)準(zhǔn)
3.7.2 DRA多聲道數(shù)字音頻編解
碼標(biāo)準(zhǔn)
3.8 新一代環(huán)繞多聲道音頻編碼格式
3.8.1 Dolby Digital Plus
3.8.2 Dolby TrueHD
3.8.3 DTS HD
3.9 小結(jié)
3.1 0習(xí)題
第4章 信道編碼與調(diào)制技術(shù)
4.1 數(shù)字音頻信號的處理流程
4.2 信道編碼
4.2.1 誤碼產(chǎn)生的原因及特點
4.2.2 RS碼
4.2.3 CIRC糾錯技術(shù)
4.2.4 RSPC碼
4.2.5 警哨碼
4.2.6 卷積碼
4.2.7 低密度奇偶校驗碼
4.3 數(shù)字調(diào)制
4.3.1 調(diào)制的概念和目的
4.3.2 8-10調(diào)制
4.3.3 EFM編碼
4.3.4 EFM+編碼
4.3.5 17PP調(diào)制碼
4.3.6 OFDM和COFDM技術(shù)
4.4 小結(jié)
4.5 習(xí)題
第5章 光盤存儲技術(shù)
5.1 光盤存儲器概述
5.1.1 光盤存儲技術(shù)的原理
5.1.2 光盤存儲器的類型
5.1.3 光盤存儲系統(tǒng)的性能指標(biāo)
5.1.4 光盤存儲技術(shù)的發(fā)展簡史
5.2 激光唱盤（CD）
5.2.1 CD系列產(chǎn)品簡介
5.2.2 CD盤的數(shù)據(jù)記錄和讀出原理
5.2.3 CD DA標(biāo)準(zhǔn)摘要
5.2.4 CD DA的物理格式
5.3 超級音頻CD（SACD）
5.3.1 SACD的物理格式
5.3.2 1bit DSD編碼技術(shù)
5.3.3 DST無損壓縮算法
5.3.4 版權(quán)保護技術(shù)
5.3.5 SACD播放機
5.4 數(shù)字通用光盤（DVD）
5.4.1 DVD簡介
5.4.2 DVD Audio
5.5 藍(lán)光光盤（BD）和中國藍(lán)光高清光盤
（CBHD）
5.5.1 BD光盤的發(fā)展簡史
5.5.2 BD光盤的物理格式與技術(shù)
特點
5.5.3 中國藍(lán)光高清光盤（CBHD）
5.4 小結(jié)
5.5 習(xí)題
第6章 電子樂器數(shù)字接口
6.1 電子樂器數(shù)字接口概述
6.1.1 MIDI的概念
6.1.2 MIDI相關(guān)術(shù)語
6.1.3 MIDI的發(fā)展
6.2 MIDI樂音合成器原理
6.2.1 頻率調(diào)制合成法
6.2.2 波形表合成法
6.3 通用MIDI標(biāo)準(zhǔn)
6.3.1 MIDI消息格式
6.3.2 MIDI系統(tǒng)消息
6.4 MIDI系統(tǒng)中的設(shè)備配置
6.4.1 MIDI消息輸入設(shè)備
6.4.2 音序器
6.4.3 聲卡
6.4.4 音源
6.4.5 采樣器
6.4.6 MIDI合成器
6.5 MIDI系統(tǒng)連接
6.5.1 MIDI端口
6.5.2 連接方式
6.5.3 MIDI的通道
6.5.4 MIDI系統(tǒng)連接實例
6.6 MIDI設(shè)備的同步
6.6.1 SMPTE時間碼
6.6.2 MTC時間碼
6.7 常見的MIDI應(yīng)用軟件
6.7.1 Cakewalk Sonar
6.7.2 Cubase SX
6.7.3 CuteMIDI
6.7.4 樂音 Eyesong
6.7.5 作曲大師
6.8 小結(jié)
6.9 習(xí)題
第7章 數(shù)字音頻文件格式
7.1 資源交換文件格式
7.2 WAV文件格式
7.2.1 WAV文件的結(jié)構(gòu)
7.2.2 寫聲音數(shù)據(jù)到WAV文件
7.3 MP3文件格式
7.3.1 概述
7.3.2 MP3文件的結(jié)構(gòu)
7.3.3 MP3文件實例剖析
7.4 MIDI文件格式
7.4.1 MIDI文件的結(jié)構(gòu)
7.4.2 MIDI文件中的頭塊格式
7.4.3 MIDI文件中的音軌塊格式
7.4.4 MIDI文件實例
7.5 其他音頻文件格式
7.6 小結(jié)
7.7 習(xí)題
第8章 音頻處理與控制設(shè)備
8.1 音響設(shè)備的分類
8.2 信號動態(tài)處理設(shè)備
8.2.1 壓縮器
8.2.2 壓限器
8.2.3 擴展器與噪聲門
8.2.4 自動增益控制器
8.3 均衡器
8.3.1 均衡器的作用
8.3.2 均衡器的種類
8.3.3 均衡器的基本原理
8.3.4 均衡器的技術(shù)指標(biāo)
8.4 聲反饋抑制器
8.4.1 聲反饋的產(chǎn)生原因及預(yù)防措施
8.4.2 聲反饋抑制器的工作原理
8.4.3 FBX 901型聲反饋抑制器
8.5 效果處理器
8.5.1 室內(nèi)聲對調(diào)音的影響
8.5.2 延時器
8.5.3 混響器
8.6 聽覺激勵器
8.6.1 聽覺激勵器的作用
8.6.2 聽覺激勵器的工作原理
8.6.3 聽覺激勵器上的功能鍵及
調(diào)試方法
8.6.4 聽覺激勵器的應(yīng)用
8.7 調(diào)音臺
8.7.1 調(diào)音臺的基本功能
8.7.2 調(diào)音臺的分類
8.7.3 調(diào)音臺的基本構(gòu)成
8.7.4 調(diào)音臺的信號流程
8.7.5 調(diào)音臺的技術(shù)指標(biāo)
8.7.6 調(diào)音臺使用中的注意事項
8.7.7 調(diào)音臺與效果處理器的
連接方式
8.7.8 數(shù)字調(diào)音臺
8.8 小結(jié)
8.9 習(xí)題
第9章 數(shù)字音頻工作站
9.1 概論
9.2 數(shù)字音頻工作站的主要功能
9.3 數(shù)字音頻工作站的組成
9.3.1 主機
9.3.2 音頻處理軟件
9.3.3 音頻處理接口
9.3.4 數(shù)字音頻工作站的附件
9.4 數(shù)字音頻接口標(biāo)準(zhǔn)
9.4.1 AES/EBU（AES3）接口標(biāo)準(zhǔn)
9.4.2 S/PDIF接口（IEC 60958民用
格式）
9.4.3 SPDIF 2接口
9.4.4 多通道音頻數(shù)字接口
9.4.5 IEEE 1394接口
9.4.6 高清晰度多媒體接口
9.4.7 其他接口
9.5 音頻設(shè)備間的同步實現(xiàn)
9.5.1 模擬設(shè)備之間的同步
9.5.2 模擬設(shè)備與數(shù)字設(shè)備
之間的同步
9.5.3 數(shù)字音頻設(shè)備之間的同步
9.5.4 同步方法綜合運用實例
9.6 音頻處理軟件
9.6.1 效果器插件
9.6.2 Adobe Audition 3.
9.6.3 Cubase SX 3和Nuendo
9.7 小結(jié)
9.8 習(xí)題
第10章 數(shù)字聲音廣播
10.1 概述
10.1.1 Eureka 147 DAB系統(tǒng)
10.1.2 衛(wèi)星數(shù)字聲音廣播系統(tǒng)
10.1.3 數(shù)字調(diào)幅廣播系統(tǒng)
10.1.4 帶內(nèi)同頻道系統(tǒng)
10.1.5 中國移動多媒體廣播系統(tǒng)
10.2 數(shù)字音頻廣播
10.2.1 DAB系統(tǒng)的構(gòu)成
10.2.2 DAB系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)
10.2.3 DAB的覆蓋方式
10.2.4 DAB數(shù)據(jù)廣播
10.2.5 DAB接收機原理
10.2.6 DAB系統(tǒng)的特點
10.2.7 新一代數(shù)字音頻
廣播DAB＋
10.3 數(shù)字調(diào)幅廣播（DRM）系統(tǒng)
10.3.1 調(diào)幅廣播的發(fā)展歷程
10.3.2 DRM系統(tǒng)的構(gòu)成
10.3.3 DRM系統(tǒng)的技術(shù)特點
10.3.4 DRM＋系統(tǒng)及其技術(shù)特點
10.4 中國移動多媒體廣播（CMMB）
10.4.1 CMMB概述
10.4.2 CMMB的發(fā)展歷程
10.4.3 CMMB系統(tǒng)的傳輸技術(shù)
10.4.4 CMMB系統(tǒng)的業(yè)務(wù)復(fù)用
10.4.5 CMMB系統(tǒng)的參數(shù)和指標(biāo)
10.5 小結(jié)
10.6 習(xí)題
第11章 音頻測量與分析
11.1 電平測量
11.1.1 測量方法
11.1.2 電平測量單位
11.1.3 聲音電平的監(jiān)測儀表
11.2 串音和隔離度測量
11.3 噪聲的測量
11.4 相位和頻率測量
11.4.1 引言
11.4.2 相位測量
11.4.3 頻率測量
11.5 信號頻譜分析
11.5.1 時域和頻域的關(guān)系
11.5.2 周期性矩形脈沖的頻譜
11.5.3 諧波分析儀
11.5.4 頻譜分析儀
11.6 非線性失真的測量
11.6.1 基波抑制法
11.6.2 交互調(diào)制法
11.6.3 白噪聲法
11.7 眼圖及抖動測量
11.7.1 眼圖
11.7.2 抖動
11.8 小結(jié)
11.9 習(xí)題
附錄縮略語英漢對照
參考文獻

章節(jié)摘錄

　　5.5.2BD光盤的物理格式與技術(shù)特點　　藍(lán)光光盤的直徑為12cm，和CD、DVD的尺寸一樣。與DVD（采用波長為650nm的紅色激光、數(shù)值孔徑NA=0.60）不同，BD采用了波長為405nm的藍(lán)紫色激光和更大的物鏡數(shù)值孔徑（NA=0.85），其聚焦光斑大小不到DVD光斑的1/5，因此能夠獲得5倍以上的存儲容量。此外，藍(lán)光的盤片結(jié)構(gòu)中采用了0.1mm厚（在單面雙層的盤片中覆蓋層厚度只有75μm）的覆蓋保護層，并且覆蓋層的厚度偏差不超過3μm。如此薄的覆蓋層是BD光盤生產(chǎn)所面臨的關(guān)鍵技術(shù)難題之一。為了確保BD光盤數(shù)據(jù)的安全，要求其覆蓋層具有非常好的抗磨損性。因此BD的生產(chǎn)工藝將比DVD復(fù)雜得多，現(xiàn)有的DVD盤片生產(chǎn)線需要經(jīng)過大幅改造才能用于BD盤片生產(chǎn)。　　目前的BD光盤格式規(guī)范主要定義了單層和雙層的BD光盤。單面單層的BD光盤存儲容量達(dá)到25GB，能夠滿足記錄超過2h的MPEG-2編碼的高清視頻節(jié)目的需要。單面雙層的BD光盤存儲容量可達(dá)50GB。但是這并不是最終目標(biāo)，為了提高存儲容量、擴展應(yīng)用領(lǐng)域，很多公司開展了多層光盤的研發(fā)與生產(chǎn)。在2003年的ODS會議上Pioneer和Hitachi化學(xué)公司相繼發(fā)表了100GB的4層BD-R光盤技術(shù)。在2004年的ISOM會議上，Sony宣布開發(fā)出200GB的8層BD-ROM光盤。在2006年的ODS會議上，TDK報告開發(fā)出了6層BD-R光盤。在2008年的ISOM會議上，Pioneer公司宣布開發(fā)出16層的BD-ROM，容量達(dá)到400GB，同時也論證了20層500GB的存儲容量的可行性。盡管由于技術(shù)的成熟度等原因，4層以上的光盤還沒有商業(yè)化，但是隨著超高清視頻技術(shù)的進步，對更高容量的光存儲要求也越來越迫切。在大容量化的同時，光盤在性能上還要求高速化。存儲容量越大，讀／寫速度就越重要。在BD光盤中，BD-R和BD-RE的規(guī)格相同，1倍速的光驅(qū)數(shù)據(jù)傳輸速率是36Mbit/s，2倍速的光驅(qū)數(shù)據(jù)傳輸速率是72Mbit/s?！　∨cDVD相比，BD光盤采用了很小的激光坑點、薄的覆蓋層以及高數(shù)值孔徑的聚焦物鏡，這使得BD光盤對因灰塵、油污、指紋、劃傷等引起的突發(fā)錯誤更為敏感，因此必須針對BD光盤設(shè)計具有強大的糾正突發(fā)錯誤能力的糾錯編碼方案。在分析DVD系統(tǒng)采用的RSPC糾錯碼的實際作用后發(fā)現(xiàn)，RSPC碼中水平校驗碼的主要作用是糾正隨機錯誤和指出實發(fā)錯誤的位置，垂直校驗碼的作用就是根據(jù)已標(biāo)記的錯誤位置糾正突發(fā)錯誤。水平校驗碼的糾錯任務(wù)較輕，其糾錯能力略有剩余，而垂直校驗碼的糾錯任務(wù)較重。為此，在BD光盤系統(tǒng)中采用了警哨碼（Picket Code）的糾錯方案。另外，BD光盤采用了17PP調(diào)制碼，編碼后的序列滿足最小游程長度d=l和最大游程長度k=7的限制。5.5.3中國藍(lán)光高清光盤（CBHD）　　目前，全球高清時代已經(jīng)來臨，世界光盤產(chǎn)業(yè)正面臨新的轉(zhuǎn)折點。隨著我國經(jīng)濟和文化事業(yè)的快速發(fā)展，高清電視和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用已經(jīng)開始大量進入家庭并正在進一步全面普及，人民群眾對精神文化的追求愈來愈高，對高清光盤和多媒體播放技術(shù)的需求市場已初步形成。如何把握這一契機，依靠我國現(xiàn)有的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)條件進行自主創(chuàng)新，構(gòu)建我國新一代高清光盤技術(shù)體系，徹底扭轉(zhuǎn)我國光盤產(chǎn)業(yè)完全依附國外技術(shù)的被動局面，已成為我國光盤產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的重大課題?！　　?/pre>








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