第4章 声音素材的采集与处理

第4章 声音素材的采集与处理

第4章 声音素材的采集与处理 自从1927年10月6日华纳兄弟公司在拍摄的影片《爵士歌王》中使 用大量的管弦配乐，并且其中四场戏还有歌舞明星阿尔-乔森唱歌 及简短的对白，而成为第一部有声电影之后，人们对声音在影视 艺术中的作用进行了深入的研究。研究表明：声音和画面具有同 样的再现现实、再现生活的能力；能够通过不同地点的声源形成 混响及残响；能够提供一个纵深感的立体世界；能够通过声源的 运动获得不同的景别；通过把音响推到背景上，或者单独存在而 形成特写，这与生活中集中注意力，周围环境音响消失，只存在 被注意的声音相似。由于声音在影视艺术中起着重要的补充作用、 起着高度抽象概括和情感气氛的烘托作用，因此在电影电视中如 何使用声音被引起广泛关注。 作为教学的网络电视节目也是一样，一部网络教学电视节目中声 音处理的水平如何，会直接影响教学效果和教学质量。 目前，在网络教学电视节目中的声音主要有人声(包括解说声或 旁白、人物对话等)、音乐、音效等几种类型。

4.1 声音的基本特性 声音是由物体振动产生的，任何物体振动都会产生声 音，这些振动的物体称为声源。声源发声后不是都能 够被人耳听到，它必须具备两个条件：一是信号的频 率必须在20Hz~20KHz范围之内，低于20Hz的是次声波， 高于20KHz的是超声波；二是必须通过一定的介质才 能传播，这种介质可以是气体、液体或固体。在受到 声源振动的干扰后，介质的分子也随之发生振动，从 而使能量向外传播，介质分子的振动传到人耳时通过 耳廓和外耳道到达鼓膜后使鼓膜产生振动，骨膜的震 动经过三块听小骨放大后，传递到耳蜗的卵形窗，并 传递给淋巴液，最后发送信号到大脑而形成声音。

实际上，耳壳的凹凸不平形成了直射声和反射声进入外耳道的时 间差和相位差，大脑的听觉区可以对此微小的差别做出方位上的 判断，形成“耳壳效应”。由耳壳效应可以引出人耳的许多相关 的效应：首先是“颅骨效应”,一个声音传入人耳有两条途径， 一是通过空间送入人耳，再由听觉器官将感受到的声音信息传入 到大脑的听觉中枢；另外一种是音源通过人体的组织颅骨传到听 觉器官进入大脑。其次是“鸡尾酒会效应”,也就是人耳可以选 择性地集中听取某一单独的声音；第三是“回音壁效应”,即生 活中，在某一声场中看不到的声源而听觉却能够听到声音，这是 声波传播的特殊反射作用的结果；第四是“多普勒效应”,即高 音在声源和观察者本身位臵有变动时，会产生

表面变化现象，当 声源与观察者位臵移近时，人听到的声音比实际声源发出的声音 频率高，相反，当声源与观察着二者之间距离增大时则表面音高 低于实际音源的音高。第四是“掩蔽效应”,在一个寂静的环境 下，人耳能够分辨出轻微的声音，但是在嘈杂的环境下，轻微的 声音完全被淹没掉了，要想听到原来轻微的声音就必须使它增强。

另外一方面，由于声音是一种波，任何一个声音都是 不同频率不同幅度的正弦波的叠加，因此，理论上讲， 正弦波是声音的最基本的描述。我们知道，确定一个 正弦波的三要素是：幅度、频率、相位。其中，幅度 的大小代表声音的强弱，幅度越大，声音的音量越大； 频率的高低表示声音的音高，频率越高，表示音高越 高，而相位则与音质的改变影响比较大，比如，两个 或者多个相同频率和幅度的正弦波的叠加，则波形的 结果是频率和相位不变，振幅值是原来的两倍或者几 倍；如果两个信号完全相反180°,那么它们就会完全 抵消，如果存在120°的相位差，则最终信号会与原始 信号中任何一个的幅度相同，如果相位差为 120°~240°,则最终信号的幅度始终是小于任何一个 原始信号的幅度。目前许多环绕声处理器就是通过一 系列的处理过程，对声音的相位进行了相应的改变， 最后进行合成而形成的。

4.1.1声音的感知特性 1. 对响度的感知 2. 对音高的感知 3. 音色

1. 对响度的感知 物理上，声音的响度使用客观测量单位来度量，即 dyn/cm2(达因/平方厘米)(声压)或W/cm2(瓦特/ 平方厘米)(声强)。在心理上，主观感觉的声音强 弱使用响度级“方”或者“宋”来度量。这两种感知 声音强弱的计量单位是完全不同的两种概念，但是它 们之间又有一定的联系。

图4.1 听阈-频率曲线

2. 对音高的感知 客观上，用频率来表示声音的音 高，其单位是Hz,而主观感觉 的音高则是“Mel”,主观音高与 客观音高的关系是：Mel=1000log2(1+f) – 其中，f的单位为Hz,这也是两个 既不相同又有联系的单位。

人耳对响度的感觉有一个范围， 即从听阈到痛阈。同 样，人而 对频率的感觉也是有一个范围。 人而可以听到的最低频率约为 20Hz,最高频率约为20KHz,在 测量音高时是以40dB声强为基 准，并且同样由主观感觉来确定。 图4.2 音高-频率曲线

图4.2 音高-频率曲线

3. 音色 音色是听觉上区别具有同样响度和音调的两个声音的 主观感受，也称音品。 音色主要由声音的频谱结构决定，即由声音的基频和 谐波的数目以及他们之间的相互关系来决定。 由于各种发声体的材料和形状结构不同，发

生机理也 不尽相同，即使发出相同音调、相同响度的声音，在 基频相同的情况下，谐波的成分和幅度也会有所区别， 人耳听到的主观感受也就是音色不同。

4.1.2音质的主观评价分析 音质的主观评价称作音感，它是一种描述声场主观听觉效果的术 语，一般与频率关系较大。前面谈到，人耳的听觉范围约20Hz20kHz之间。 在这些频率关系中，各种频率与音感的对应关系有以下几种情形：– (1)60Hz以下的频段，人们对它的感觉要比听觉灵敏。因而，它给 人的更深印象是空气的振动感。此段的发音如果没有相当大的响度， 人耳是感觉不到的。 – (2)80Hz附近的频段，人对其听觉的灵敏度与感觉一样，因而它可 以给人以强烈的声场刺激作用。 – (3)500Hz以下的频段，很容易由其“嗡嗡”的声响而引起人的烦 闷心理。 – (4)800Hz附近的频段，是噪声集中的频段，使人产生厌烦感，提 升后会产生嘈杂狭窄的感觉。 – (5)2.8kHz附近频段，对音响的明亮度影响最大。 – (6)3.4kHz附近的频段，人耳对它的灵敏度最大，也最易产生疲劳 感。 – (7)6.8kHz是3.4kHz的二次谐波，因此也易于使人产生疲劳感，只 是会更尖啸刺耳。 – (8)7.5kHz以上的频段，使人感觉清澈纤细。

信号波形变化情况 谐波及互调畸变严重，有“噗噗”声，应切削平顶，畸变>10%

声音现象 声音发破(劈) 声音发硬 声音发炸 声音发沙 声音发燥 声音发闷 声音发混 声音宽厚 有层次 声音扎实 声音发散 声音狭窄

4.1.3 信号波形变化与 声音的主观感受之间的 关系 尽管每个乐器的频率范围 不完全相同，但是仍然有 一些通用的均衡器调整准 则。为了更好地描述频率 产生的声音效果，我们需 要先定义听音的评价术语。 如表4.1所示：

有谐波及互调畸变，被仪器明显看出，畸变3%~5% 高频或者中高频过多，存在两种畸变 中高频畸变有瞬态互调畸变 有畸变，中高频过多，有瞬态互调畸变 高频或者中高频过少，或者指向性太尖，而偏离轴线 瞬态不好，扬声器谐振峰突出，低频或中低频过多 频带宽，中低频、低频好，混响适度 瞬态好，频率特性平坦。混响适度 中低频好，混响适度，响应足够 中频欠缺，中频瞬态不好或混响过度 频率特性狭窄(只有150Hz~4KHz)

中高频个别频点突出，畸变严重频率特性及畸变指标均好，混响 …… 此处隐藏：3183字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……