Bài giảng Xử lý âm thanh và hình ảnh: Chương 2

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PPTX | Số trang:139

Thêm vào BST

Báo xấu

12
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Xử lý âm thanh và hình ảnh: Chương 2 - Kỹ thuật xử lý âm thanh, cung cấp cho người học những kiến thức như Các đặc trưng cơ bản của âm thanh; mã hóa tín hiệu thoại; mã hóa âm thanh; mã hóa âm thanh cảm nhận. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Xử lý âm thanh và hình ảnh: Chương 2

XỬ LÝ ÂM THANH & HÌNH ẢNH CHƯƠNG 2 KỸ THUẬT XỬ LÝ ÂM THANH
BÀI GIẢNG MÔN XỬ LÝ ÂM THANH & HÌNH ẢNH Chương 2: Kỹ thuật xử lý âm thanh 7/1/24 2
Chương 2- Kỹ thuật xử lý âm thanh 2.1 Các đặc trưng cơ bản của âm thanh – Khái niệm về âm thanh và các tham số – Các đặc điểm của hệ thống thính giác con người 2.2 Mã hóa tín hiệu thoại – Quá trình tạo ra tiếng nói – Tổng quan về mã hóa tín hiệu thoại – Các phương pháp mã hóa tín hiệu thoại 2.3 Mã hóa âm thanh 7/1/24 3
2.1- Các đặc trưng cơ bản của âm thanh 2.1.1- Khái niệm về âm thanh & các tham số a)- Khái niệm về âm thanh: - Âm thanh- Audio (trong thế giới tự nhiên) về bản chất là những sóng âm được tạo ra từ dao động của vật thể và được truyền đi trong một môi trường truyền âm nhất định. - Tiếng nói- Voice (thoại) là một trường hợp riêng nhưng phổ biến của âm thanh. - Âm thanh của tiếng nói, là những sóng âm (tạo ra từ dao động của các bộ phận trong bộ máy phát âm) được truyền đi trong môi trường truyền âm (không khí). Khi truyền đến tai đập vào màng nhĩ (màng mỏng rất nhạy), làm cho màng nhĩ dao động, các dây thần kinh màng nhĩ sẽ nhận được cảm giác âm khi tần số dao động của 7/1/24 sóng đạt đến một độ lớn nhất định và người nghe nhận biết được 4
2.1- Các đặc trưng cơ bản của âm thanh 2.1.1- Khái niệm về âm thanh & các tham số a)- Khái niệm về âm thanh: - Âm thanh (Audio) và Tiếng nói (Voice): Thoại Audio Băng thông 300-3400Hz 16Hz-20kHz Tốc độ lấy mẫu 8kHz 44.1kHz/48kHz Số bits trên mẫu 8bits 16+bits Tốc độ bit thô 64kbps 768kbps Số kênh 1 1-6+kênh Mô hình hiệu quả nguồn Có Không Sức chịu đựng nguồn Có thể yêu cầu Yêu cầu Chất lượng mong đợi Méo do bị giới hạn Chất lượng “CD” Tính đa dạng của phổ Harmonic, V/UV Không thể phân loại 7/1/24 5
2.1- Các đặc trưng cơ bản của âm thanh 2.1.1- Khái niệm về âm thanh & các tham số a)- Khái niệm về âm thanh: - Các tiêu chuẩn lấy mẫu: Tốc độ lấy Tiêu chuẩn Số bits/mẫu Mono/stereo Tốc độ Băng tần mẫu Điện thoại 8 kHz 8 bits/mẫu Mono 8 kbytes/s 4Khz AM radio 11.025 kHz 8 bits/mẫu Mono 11.0 kbytes/s 5kHz FM radio 22.05 kHz 16 bits/mẫu Stereo 88.2 kbytes/s 10kHz CD 44.1 kHz 16 bits/mẫu Stereo 176.4 kbytes/s 20kHz DAT (Digital 48 kHz 16 bits/mẫu Stereo 192.0 kbytes/s 20Khz Audio Tape) 7/1/24 6
2.1- Các đặc trưng cơ bản của âm thanh 2.1.1- Khái niệm về âm thanh & các tham số b)- Các tham số đánh giá: ü Tần số: tần số của âm đơn là số lần dao động của không khí truyền dẫn âm trong một đơn vị thời gian là 1 giây (Ðơn vị: Hz). § Tần số biểu thị độ cao (pitch) của âm thanh, Tần số càng lớn thì âm thanh càng cao và ngược lại § Tai người chỉ cảm thụ được dao động có tần số trong khoảng từ 16 – 20.000 Hz (dải tần số âm thanh/sóng âm) § Âm có tần số dưới 16 Hz gọi là sóng hạ âm, Âm có tần số trên 20.000 Hz gọi là sóng siêu âm. ü Áp suất âm thanh (thanh áp (p)): Âm thanh truyền đến đâu thì làm 7/1/24 thay đổi áp suất không khí ở đó, (Ðơn vị: Bar hoặc 7 (Pascan)). Pa
2.1- Các đặc trưng cơ bản của âm thanh 7/1/24 8
2.1- Các đặc trưng cơ bản của âm thanh 2.1.1- Khái niệm về âm thanh & các tham số b)- Các tham số đánh giá: ü Độ mạnh (Intensity): do biên độ dao động của vật thể quyết định. Biên độ dao động là trị số lớn nhất mà dao động đạt tới trong một nửa chu kì. Biên độ dao động càng lớn, âm thanh càng vang to và ngược lại, (Ðơn vị: dB (décibel)). ü Độ dài (Length): do thời gian dao động của vật thể quyết định. ü Âm sắc (Timbre): phụ thuộc vào độ cao, độ dài và độ mạnh tham gia bổ sung vào các thành phần kết cấu của âm. Âm sắc được quyết định bởi: thể chất của vật thể dao động, tính chất phức hợp do hiện tượng cộng hưởng âm thanh và phương pháp làm cho vật thể dao động. 7/1/24 9
2.1- Các đặc trưng cơ bản của âm thanh 2.1.2- Các đặc điểm của thính giác con người Hệ thống thính giác của con người: (Tai người) ü Khi sóng âm đập vào tai người làm rung động trống tai một cách đồng bộ. ü Qua nhiều cơ chế, năng lượng âm thanh được truyền đến các tế bào thần kinh mà não cảm nhận là âm thanh. ü Tai có thể chia thành 3 phần: § Tai ngoài. § Tai giữa. § Tai trong. 7/1/24 10
2.1- Các đặc trưng cơ bản của âm thanh 2.1.2- Các đặc điểm của thính giác con người Hệ thống thính giác của con người: (Tai người) ü Tai ngoài: § Ống tai: tập trung năng lượng âm thanh đưa đến. § Màng nhĩ: • Giao tiếp giữa tai ngoài và tai giữa, • Âm thanh được chuyển thành rung động cơ học qua tai giữa, • Rung động màng nhĩ của trống tai. 7/1/24 11
2.1- Các đặc trưng cơ bản của âm thanh 2.1.2- Các đặc điểm của thính giác con người Hệ thống thính giác của con người: (Tai người) ü Tai giữa: § Gồm 3 xương nhỏ: Xương búa, xương đe và xương bàn đạp. § Các xương này khuếch đại áp lực âm thanh § Liên kết từ trống tai. 7/1/24 12
2.1- Các đặc trưng cơ bản của âm thanh 2.1.2- Các đặc điểm của thính giác con người Hệ thống thính giác của con người: (Tai người) ü Tai trong: § Ốc tai: • Chuyển đổi áp lực cơ học các xương nhỏ thành áp lực nước, • Ốc tai chứa đầy chất lỏng, • Áp lực nước truyền vào ống dẫn ốc tai đễn vỏ não. § Các ống bán nguyệt: 7/1/24 13 • Cơ chế cân bằng cơ thể,
2.1- Các đặc trưng cơ bản của âm thanh 2.1.2- Các đặc điểm của thính giác con người Hệ thống thính giác của con người: (Tai người) ü Nghe ở các tần số khác nhau: § Áp lực sóng lên màng nhĩ gây sức ép từ cửa sổ oval dừng đột ngột tại màng nhĩ che cửa sổ hình tròn, § Áp lực này truyền lên tất cả các bộ phận của màng nhĩ, § Bề mặt bên trong của màng nhĩ có khoảng hơn 20000 tế bào thần kinh hình sợi gọi là stereocilia, § Màng nhĩ chặt ở một đầu và lỏng ở đầu kia: • Âm thanh tần số cao cực đại ở đầu chặt, • Âm thanh tần số thấp ở đầu lỏng, 7/1/24 14
2.1- Các đặc trưng cơ bản của âm thanh 2.1.2- Các đặc điểm của thính giác con người Hệ thống thính giác của con người: (Tai người) ü Nghe ở các tần số khác nhau: § Âm thanh nén chặt di chuyển vào tai giữa từ màng nhĩ, § Stereocilia chuyển động, § Mỗi stereolicia cảm nhận một tần số khác nhau, § Tế bào stereocilia cộng hưởng với biên độ lớn của rung động § Biên độ rung động tăng lên dẫn đến tế bào stereocilia giải phóng xung điện từ dọc theo các tế bào thần kinh thính giác lên não, § Não cảm nhận âm thanh nhận được nhờ những xung điện từ này. 7/1/24 15
2.1- Các đặc trưng cơ bản của âm thanh 2.1.2- Các đặc điểm của thính giác con người Hệ thống thính giác của con người: (Sơ đồ chức năng tai) 7/1/24 16
2.1- Các đặc trưng cơ bản của âm thanh 2.1.2- Các đặc điểm của thính giác con người Hệ thống thính giác của con người: (Sơ đồ chức năng tai) ü Lựa chọn tần số của màng nền: - Các thành phần tần số khác nhau được sắp xếp khi lan truyền dọc theo màng nền. (Giảm dần từ phải sang trái) - Xử lý tín hiệu: quá trình xử lý chọn lọc tần số = lọc băng con, màng nền=dải các bộ lọc thính giác thông dải. 7/1/24 17
2.1- Các đặc trưng cơ bản của âm thanh 2.1.2- Các đặc điểm của thính giác con người Hệ thống thính giác của con người: (Sơ đồ chức năng tai) ü Màng nền=Dải bộ lọc: Tần số cao Tần số trung bình Tần số thấp Ốc tai 7/1/24 18
2.1- Các đặc trưng cơ bản của âm thanh 2.1.2- Các đặc điểm của thính giác con người a) Ngưỡng nghe tuyệt đối (AHT- Absolute Theshold of Hearing) ü Ngưỡng nghe: cường độ âm MIN mà tai còn cảm nhận được âm ü Cách đo: Cho 1 người ở trong phòng kín yên tĩnh, phát âm kiểm tra 7/1/24 (test tone) với tần số xác định (1kHz), tăng mức âm thanh cho đến 19
2.1- Các đặc trưng cơ bản của âm thanh 2.1.2- Các đặc điểm của thính giác con người a) Ngưỡng nghe tuyệt đối (AHT- Absolute Theshold of Hearing) (3) 7/1/24 20