数字音频技术基础
声音是携带信息的重要媒体之一，是多媒体技术研究中的一个重要内容，而数字音
频技术是多媒体技术的一个重要分支，在多媒体系统中，声音信息是通过声卡来表达和
传递的。
1.音频数字化
数字音频是指音频信号用一系列的数字表示，其特点是保真度好，动态范围大。计
算机内的音频必须是数字形式的，因此必须把模拟音频信号转换成有限个数字表示的离
散序列，即实现音频数字化。音频数字化技术是整个数字音频领域中最基本和最主要的
技术，主要包括采样、量化和编码3个步骤，由声卡及相关软件完成的。
2.影响数字音频质量的因紫
对声音的处理，主要是编辑声音以及声音不同存储格式之间的转换。计算机音频技
术主要包括声音的采集、数字化、压缩/解压缩以及声音的播放影响数字声音音频质
量的因素主要有以下3个。
（1）采样频率
采样频率是指将模拟声音波形数字化时，每秒钟所抽取声波幅度样本的次数，采样
频率的计量单位是kIIz（千赫兹）。一般来讲，采样频率越高，声音失真小，声音的
质量也就越好，但用于存储音频的数据量也越大。
通用的采样频率有3个，分别是11.025Hz、22.05kHz和44.1khz11.025khz
采样频率获得的是一种语音效果，称为电话音质，基本上能分辨出通话人的声音。22.05kHz获得的是音乐效果，称为广播音质。44.1kHz获得的是高保真效果，常见的
CD唱片采样频率就采用44.1kHz，音质比较好，通常称为CD音质。
（2）量化位数
量化位数又称量化精度，是每个采样点能够表示的数据范围量化位数的大小决定
了声音的动态范围，即被记录和重放的声音最高与最低之间的差值。常用的量化位数为
8位、12位及16位。量化位数越高，声音还原的层次就越丰富，表现力越强，音质越好，
但数据量也越大。例如，16位量化位数可表示216（即65536）个不同的量化值。
（3）声道数
声道数即声音通道的个数，表明声音产生的波形数，一般分为单声道和立体声道。
单声道产生一个波形，立体声道则产生两个波形。采用立体声道声音丰富，但占用更多
的存储空间。
3.常用音频文件格式
数字音的文件格式主要有WAVE、MIDI、MP、WMA等，专业数字音乐工作者
一般都使用非压缩的WAVE格式，而普通用户更乐于接受压缩率高、文件容量相对较
小的MP3或WMA格式。
（1）WAVE文件
 Windows操作系统专用的数字音频文件格式，扩展名为WAV，即波形文件。其特
点是:声音层次丰富、还原性好、表现力强，若使用足够高的采样频率，其音质极佳
几乎所有的播放器都能播放波形文件。但由于其数据未经过压缩，所以数据量很大，不
适合在网络上传播。
（2）MID1文件
m（ musical instrument digital interface）是乐器数字接口英文首写字母的缩写，
是一套有关数字合成音乐的国际标准。MID文件主要用于记录乐器的声音，制作方法。
类似于记谱，其最大的优点是数据量小，缺点是不能用来表现人声和自然界中的声音。
大多数多媒体集成软件都支持MIDI音乐，其文件扩展名为MID
（3）MP3文件
MP3是一种数据音频压缩标准方法，全称mpeg-1 Audio Layer3.mp3可以将高
保真的CD声音以12倍的比率压缩，并基本保持CD出众的音质。因此，MP3音乐已
成为目前传播音乐的一种重要形式，其文件扩展名为MP3播放MP3时要将压缩文件
还原，比较出色的MP3播放软件有 Winamp、千千静听等。目前，大多数这些格式基本被淘汰。