多媒體課件制作中的數字音頻處理技術

摘要：音頻處理技術是多媒體課件制作中的重要環節。對數字音頻處理的硬件、音頻提取、音頻轉錄、音頻動態處理和音頻降噪技術的掌握，有助于增強對音頻材料加工處理的手段，制作出高質量的音頻，從而提高音頻在多媒體課件中的渲染力。

關鍵詞：多媒體課件；音頻工作站；數字音頻處理

中圖分類號：TP37文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)12-20ppp-0c

Digital Audio Processing Technology in Multimedia Courseware

GAN Li-jun

(Jiaozuo Institute of CCP，Jiaozuo 454152，China)

Abstract: Audio processing technology is an important link in makingmultimedia courseware. Digital audio processing hardware， audio extraction， audio transcription， audio dynamic control and audio noise reduction technology， it help to strengthen the audio processing tools to make high-quality audio， so the audio enhances The rendering of multimedia courseware.

Key words: Multimedia Courseware; audio workstations; digital audio processing

1 引言

多媒體課件是指基于計算機技術，將圖像、文字、音頻、影像等媒體有機地結合起來完成特定教學任務的教學課件。其中音頻能對文本、圖形、圖像、動畫等進行綜合處理，音頻在多媒體課件中具有強烈的節奏作用，有利于畫外空間的展示，有助于靜止畫面“活動起來”，利用聲音作過渡，使畫面組接自然流暢，有利于刺激學習者視、聽覺神經，引起學習者的注意，具有強大的交互功能。因此音頻技術成為多媒體課件制作中的核心內容。多媒體課件中的音頻處理常用的有音頻提取、音頻轉錄、動態處理和音頻降噪等技術。

2 數字音頻工作站

音頻處理的基礎數字音頻工作站。數字音頻工作站最基本的組成部分包括多媒體計算機、音頻處理軟件和音頻接口。可以選配的部件則包括CD刻錄機、遙控臺、同步器和視頻輸入卡等。當然，做為一種錄音器材，計算機音頻工作站在使用時還應該配合以調音臺、效果器、監聽音箱、監聽功放、話筒、耳機等周邊器材。

2.1 多媒體計算機

計算機是數字音頻工作站賴以工作的平臺，有關的音頻軟件和音頻接口等都需要裝入計算機之中才能工作，音頻工作站的處理器、存貯器和屏幕等利用的也都是計算機的CPU、硬盤和顯示器。對數字音頻進行處理的多媒體計算機需要較高的配置。CPU 選用奔騰雙核（Intel E2160）以上，最好能選用酷睿2雙核（Intel酷睿2雙核E6550），因為使用音頻編輯軟件在進行錄音及處理時占用資源較大，內存不能低于1G，硬盤容量在250G以上，以提高整體速度和處理能力。有條件的話，最好選用最好選用SCSI硬盤。

2.2 音頻卡

音頻卡是音頻工作站中最基本的組成部分，是實現聲波/數字信號相互轉換的一種硬件。聲卡的基本功能是把來自話筒、磁帶、光盤的原始聲音信號加以轉換，輸出到耳機、揚聲器、擴音機、錄音機等聲響設備，或通過音樂設備數字接口(MIDI)使樂器發出美妙的聲音。音頻卡的特性決定了音頻處理效果的各項技術指標，同時它還負責聯接各種外部設備。音頻卡接口應包括模擬輸入(出)、數字輸入(出)、同軸輸入(出)、MIDI接口等。有條件的話，可以購買MAYA44 V3專業音頻卡，MAYA44 V3是具有24bit/96KHz專業指標的4進4出專業數字音頻卡，保證聲音的純凈品質，其話筒放大器和耳機放大器接口，使話筒輸入和耳機監聽輸出時的音色變得更加清澈和寬廣，別具特點的內部4通道數字調音臺信號分配這一實用功能可以將任意的輸入信號分配。

2.3 附屬設備

做為一種音頻處理系統，在使用時還應該配合調音臺、效果器、監聽音箱、監聽功放、話筒、耳機等。其中話筒和耳機為必備，其它為可選。話筒應選擇動圈話筒，可以使用家庭卡拉OK用的普通5cm大口話筒，使用時配上一個轉換頭，就可以插入音頻卡，這樣錄音效果好。耳機應選擇能把耳朵包住的監聽耳機，這樣耳機里的聲音跑出去，外邊的雜音進不來。音頻卡、話筒、耳機三者保持較好匹配，才不會出現小馬拉大車的現象。

2.4 音頻處理軟件

音頻處理軟件是對音頻信號集錄音、編輯、縮混等操作的軟件，是音頻工作站的重要組成部分，是數字音頻處理的核心工具。常用的音頻處理軟件有：SOUND FORGE、COOL EDIT PRO、GOLDWAVE和ADOBE AUDITION；進行MIDI制作有：SONAR（原CAKEWALK）、CUBASE SX和NUENDO。

3 常見數字音頻處理技術

3.1 從視頻文件中提取音頻文件的技術（以COOEDIT為例）

3.1.1 準備工作

啟動COOEDIT，打開多軌編輯模式界面，在一音軌中點擊鼠標右鍵，插入視頻文件，打開需要提取的視頻文件，此時，可以看到的音軌1就是視頻，音軌2就是音頻，在音軌里右鍵鼠標選擇編輯波形。

3.1.2 提取音頻

在編輯波形模式里上半部分為左聲道（L），下半部分為右聲道（R），鼠標移動到圖上標示區域時會顯示L或R，雙擊鼠標可以單選左聲道或右聲道，選中后會顯示反白顏色。分別選中聲道L和R，在左右聲道的中間位置，點擊鼠標右鍵，選取全部波型。

3.1.3 保存提取的音頻文件（以存MP3為例）

全選整個音軌后點擊菜單欄上的文件——另存為，保存類型中選擇(.MP3)，編輯歌曲的名字，點保存，結束音頻的提取工作。

3.2 將磁帶上的音樂轉錄成MP3（以Total RecorderTotal Recorder為例）

如何將磁帶上的歌曲壓縮成MP3。就是把磁帶上的歌曲用轉錄軟件將其轉錄到計算機中，形成MP3文件。

3.2.1 準備工作

準備一條雙頭音頻線，一端接入單放機的耳機插口，另一端插入聲卡的“Line In”接口，雙擊任務欄托盤里的音量按鈕，選擇“選項|屬性”，選中“錄音”，再選中“Line In”下的“選用”，并調整音量大小，按下單放機的“Play”鍵，音箱里就開始播放單放機里的音樂。

3.2.2 錄音存盤

啟動后Total RecorderTotal Recorder，首先要進行必要的設置，我們按下“Recording Source and parameters”按鈕，選擇“Sound board”，在“Sound quality”里選擇“44100Hz”、“16bit”、“stereo”，在“Input Lines”中把“External Line”（名稱可能會因聲卡型號的不同而不同）選上，如果要用話筒錄音還要選中麥克風選項，按下“OK”按鈕確定。然后在界面的最下方根據歌曲的長短選擇錄音時間，按下單放機的放音鍵，然后按下軟件界面上的紅色錄音按鈕，估計好時間后，按下停止按鈕，然后把得到的文件保存為MP3文件。

3.3 音頻的動態處理技術

有些聲音的最大音量和最小音量相差特別大，這時需要動態處理，要把小的聲音抻一下，讓它大一點，要把大的聲音壓一下，讓它小一點，這樣音樂的動態范圍相對就比較平均一些，此時需要使用壓縮器或者限制器。

經過壓縮的音樂，看上去波形會壓出兩條“平行線”，有些音量超過最大值的音樂看上去也是兩條平行線，它們其實是不一樣的。后者稱之為“削波”。“削波”的音樂往往是處理不當造成的，會對音樂的音質產生影響。而壓縮過的音樂只是改變了聲音振幅，不會影響音質。

限制器是絕對化了的壓縮器，在設置了限制器的最大可允許通過值（閥值）后，所有的聲音最大只能到這個值，這樣可以在處理音樂，尤其是處理多軌音樂時，可以保證音樂不會超過最大值，進而不會產生“削波”現象。

壓縮器的使用方法：（以SoundForge為例）

在SoundForge中，打開一個聲音文件，點擊：Effects菜單——Dynamics——Graphic，在彈出的窗口中，需要調節的四個參數是：

Threshold（閥值）——讓SoundForge知道在哪個值的音量以上使用壓縮器。這個參數要參考音樂波形來確定。比如大部分波形都比較接近-6，少部分超過-6，那么我們可以設置閥值為-6。

Ratio（壓縮比率）——讓SoundForge知道要用多大的力度來鎮壓那些出軌分子。一般選值為4:1～8:1。

Attack（起始時間）——設置SoundForge的壓縮反應時間，對待那些速度比較快的出軌分子反應不要太遲。

Release（釋放時間）——發揮壓縮器的余威的時間長度。

3.4 音頻的降噪技術

噪音在絕大部分時候是音頻的死對頭，雖然現在已經有很多人在有效地利用噪音來拓展音樂的表現空間，但對于還沒有掌握噪音藝術的人來言，去除噪音仍然是必需的一項工作。

3.4.1 噪音的分類

噪音基本可分為規則性噪音（比如褐色波、粉噪、白噪等，它們最明顯的特征是在頻率上的區別）和不規則性噪音（包括各種突發性噪音，無規律噪音等）。要認識規則性噪音，可以在CoolEdit Pro中直接生成（點擊“生成”菜單—>噪波—>波形設置確定—>選擇噪音“色彩”，點“確定”后就會生成規則性噪音，通過這個方法我們可以大致感性認識到噪音的情況）。

降噪的處理很大部分也是要處理規則性噪音。比如在提升音頻整體信號后，把設備的本底噪音也相應提升了，這時就要進行降噪處理。

3.4.2 三種常見降噪方法

一是噪聲門降噪法。設定一個門限，比如噪音最大峰值為-65DB，那么把它設定為閥值，低于此值的信號直接歸零，大于此值的信號沒有變化，這樣，就可以把噪音消去。

二是采樣降噪法。采集一個噪音樣本，要求是比較單純的噪音，然后以此樣本為依據，消除音樂中的噪音。

三是濾波降噪法。首先要明確地知道音樂中的噪音在哪個頻率段，然后通過EQ、FFT等類似的效果器或效果插件將這個頻率段的信號減弱，來達到降噪效果。

4 結束語

在多媒體課件制作中，數字音頻處理是一項重要技術。音頻效果在很大程度上給多媒體課件帶來靈性。要提高音頻質量，應選擇高質量的音頻源及適當的硬件設備。隨著數字音頻處理技術的發展，新的硬件設備及音頻軟件的推出，將會給多媒體課件的制作帶來新的生機和活力，為多媒體教學開創更加生動活潑的局面。

參考文獻：

[1] 王利霞，楊克儉.關于數字音頻的探討[J].福建電腦，2004(08):33-34.

[2] 劉樹安.音頻編輯軟件中的高手——GoldWave[J].電腦知識與技術，2006(32):212-213.

[3] 陳小彥.淺談多媒體課件的應用[J].電腦知識與技術，2005(12):96-97.

收稿日期：2008-02-12

作者簡介：甘立軍（1979-），男，四川廣安人，中共焦作市委黨校電教中心教師，學士學位，研究方向：多媒體應用技術。