数字音频原理及应用——高等院校通信与信息专业规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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卢官明，宗昉著 著

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111155416

商品编码：29699049532

包装：平装

出版时间：2005-01-01

基本信息

书名:数字音频原理及应用——高等院校通信与信息专业规划教材

定价：24.00元

售价：16.3元,便宜7.7元,折扣67

作者:卢官明,宗昉著

出版社：机械工业出版社

出版日期：2005-01-01

ISBN：9787111155416

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版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.4kg

编辑推荐

内容提要

本书使用通俗易懂的语言，系统全面地介绍了数字音频技术的基础理论，数字音频设备的工作原理、性能指标及操作方法，数字声音广播的系统组成及关键技术。全书共分11章，主要介绍了音频信号的数字化、数字音频压缩编码的基本原理及相关标准、信道编码与调制技术、数字音频记录重放系统、电子乐器数字接口、数字音频文件格式与接口标准、音频处理与控制设备、数字音频工作站、数字声音广播、音频测量与分析等内容。每章都附有小结与习题，以指导读者深对本书主要内容的理解。
本书注重选材，内容丰富，层次分明。在加强基本概念、基本原理的同时，注重理论与实验应用相结合，有很强的实用性。
本书可作为高等院校广播电视工程、现代教育技术、电子信息和通信类专业的本科生教材或教学参考书，也可作为数字音响工程、影视节目制作、多媒体应用与开发等领域的技术人员的岗位培训和自学用书。

目录

出版说明
前言
章 绪论
第2音 音频信号的数字化
2.1 声音的频率范围
2.2 音频信号的数字化
2.2.1 采样
2.2.2 量化
2.2.3 编码
2.3 A/D转换器
2.3.1 逐次比较式A/D转换器
2.3.2 级联积分式A/D转换器
3.3.3 A/D转换器的主要技术指标
2.4 D/A转换器
2.4.1 转换器的基本原理
2.4.2 权电阻式D/A转换器
2.4.3 R-2R梯形网络式D/A转换器
2.4.4 级联积分式D/A转换器
2.4.5 D/A转换器的主要技术指标
2.5 过采样△-E调制A/D转换器和D/A转换器
2.6 小结
2.7 习题
第3章 音频压缩编码原理及标准
3.1 音频压缩编码的基本原理
3.1.1 音频压缩编码的必要性和可能性
3.1.2 音频压缩编码方法的分类及典型代表
3.1.3 人耳的听觉感知特性
3.1.4 感知音频编码原理
3.2 MPEG-1 音频压缩编码标准
3.2.1 MPEG-1 音频压缩算法的特点
3.2.2 MPEG-1 音频压缩编码的基本原理
3.3 杜比AC-3 音频压缩算法
3.3.1 概述
3.3.2 杜比AC-3 编码器
3.3.3 杜比AC-3 解码顺
3.4 MPEG-2 音频压缩编码标准
3.4.1 MPEG-2BC
3.4.2 MPEG-2AAC
3.5 MPEG-4音频压缩编码标准
3.5.1 自然音频编码
3.5.2 合成音频编码
3.5.3 合成/自然音频混合编码
3.6 小结
3.7 习题
第4章 信道编码与调制技术
4.1 数字音频信号的处理流程
4.2 差错控制的基本概念
4.2.1 差错控制的基本方式
4.2.2 差错控制基本原理
4.2.3 差错控制编码的分类
4.2.4 常用术语
4.3 信道编码技术
4.3.1 奇偶校验码
4.3.2 线性分组码
4.3.3 循环码
4.3.4 RS码
4.3.5 CIRC纠错技术
4.3.6 RSPC码
4.3.7 卷积码
4.4 差错掩盖技术
4.4.1 插值
4.4.2 静音
4.5 数字基带信号的码型变换
4.5.1 8-10调制
4.5.2 EFM调制
……
第5章 数字音频记录重放系统
第6章 电子乐器数字接口
第7章 数字音频文件格式与接口
第8章 音频处理与控制设备
第9章 数字音频工作站
0章 数字声音广播
1章 音频测量与分析
附录 缩略语英汉对照
参考文献

作者介绍

文摘

序言

《数字音频原理与实践：探索声音的数字化世界》 内容简介 本书是一部系统阐述数字音频技术核心原理、关键技术及其广泛应用的专业著作。本书旨在为读者，特别是高等院校通信与信息工程、电子工程、计算机科学及相关专业的研究生和高年级本科生，提供一个坚实的理论基础和丰富的实践指导。我们力求深入浅出，将复杂的数字信号处理概念以清晰易懂的方式呈现，同时紧密结合当前数字音频技术的最新发展趋势和实际应用场景，帮助读者构建起对数字音频全貌的深刻认知。 第一部分：数字音频的基础理论 本部分将引领读者踏入数字音频的迷人世界，从最基本的声音物理学概念出发，逐步深入到数字信号处理的核心。 声音的物理本质与感知： 我们首先探讨声音作为一种物理现象的本质，包括声波的产生、传播机制，如频率、振幅、相位等基本属性。在此基础上，我们将深入分析人耳的听觉系统如何接收、处理和感知声音，介绍听觉的频率响应、响度感知、掩蔽效应等生理学原理。理解这些基础，是理解后续数字信号处理为何如此设计的重要前提。我们将解释频率如何对应音高，振幅如何对应响度，以及人耳对不同频率和响度具有非线性的感知特点，这些都将影响到数字音频的编码和处理策略。 模拟信号与数字信号的转换： 声音在现实世界中是以模拟信号的形式存在的，本书将详细讲解模拟信号如何被转化为数字信号。这包括采样（Sampling）和量化（Quantization）这两个核心过程。我们将深入剖析采样定理（Nyquist-Shannon sampling theorem）的原理及其重要性，阐述为何需要以至少两倍于最高可听频率的速率进行采样，以避免混叠（Aliasing）失真。同时，我们将详细介绍量化过程，包括量化深度（Bit-depth）对动态范围和信噪比的影响，以及不同量化方式（如均匀量化、非均匀量化）的优劣。本书还将探讨过采样（Oversampling）和抗混叠滤波器（Anti-aliasing filter）在实际采样过程中的作用。 数字信号处理的基本工具： 为了有效地处理数字音频信号，掌握一些基本的信号处理工具是必不可少的。本部分将介绍傅里叶变换（Fourier Transform）及其在音频分析中的应用，特别是离散傅里叶变换（DFT）和快速傅里叶变换（FFT）。读者将了解如何利用傅里叶变换分析音频信号的频谱特性，识别音色、基频等重要信息。此外，我们还将介绍滤波器（Filters）的概念，包括低通、高通、带通和带阻滤波器，以及它们在音频信号的去噪、均衡和效果处理中的作用。有限脉冲响应（FIR）和无限脉冲响应（IIR）滤波器设计的基本原理也将被提及。 第二部分：数字音频的核心编码与压缩技术 数字音频的广泛应用离不开高效的编码和压缩技术，它们能够显著减小音频数据的存储和传输开销，同时尽可能地保持音质。 无损音频编码： 对于追求最高音质的应用场景，无损音频编码是首选。本书将深入介绍几种主流的无损音频编码格式，如FLAC（Free Lossless Audio Codec）、ALAC（Apple Lossless Audio Codec）等。我们将详细解析它们的编码原理，例如预测编码、霍夫曼编码、游程编码等技术如何实现数据的压缩而不丢失任何原始信息。读者将了解到这些格式在保留音频细节、实现高保真回放方面的优势，以及它们在专业录音、母带处理等领域的应用。 有损音频编码： 为了在存储和传输效率与音质之间取得平衡，有损音频编码被广泛应用于流媒体、数字广播和便携式播放设备中。本书将重点解析如MP3（MPEG-1 Audio Layer III）、AAC（Advanced Audio Coding）、Opus等主流有损音频编码格式。我们将深入探讨它们的编码思想，特别是基于心理声学模型（Psychoacoustic Model）的原理。读者将理解编码器如何利用人耳的听觉特性，如遮蔽效应，去除人耳难以察觉的声音信息，从而实现高压缩比。我们将详细分析感知编码（Perceptual Coding）的过程，包括时域到频域的转换、量化、编码等步骤。对于Opus这类现代编码器，我们将介绍其在可变比特率、宽带语音和音乐编码方面的先进特性。 音频特征提取与分析： 在许多音频应用中，仅仅存储和传输音频数据是不够的，还需要对音频内容进行理解和分析。本书将介绍一些常用的音频特征提取方法，如梅尔频率倒谱系数（MFCC）、色度特征（Chroma Features）、零交叉率（Zero Crossing Rate）、能量（Energy）等。我们将解释这些特征如何反映音频信号的时域、频域和音色特性，并讨论它们在语音识别、音乐信息检索、音频事件检测等领域的应用。 第三部分：数字音频的应用与进阶技术 掌握了数字音频的基础原理和编码技术后，我们将进一步探索其在各个领域的实际应用，以及一些更高级的数字音频处理技术。 数字音频信号处理算法： 本部分将介绍一些在数字音频处理中至关重要的算法。包括数字滤波器设计与实现（如IIR和FIR滤波器的设计实例），以及各种音频效果（如混响 Reverberation、延迟 Delay、合唱 Chorus、镶边 Flanger 等）的数字实现原理。我们将探讨如何通过数字信号处理技术模拟物理空间中的声音传播，或者创造出独特的听觉效果。此外，本书还将涉及混音（Mixing）、母带处理（Mastering）等专业音频制作流程中常用的技术。 音频编解码器的实现与优化： 对于希望深入理解音频编解码器内部工作原理的读者，本部分将提供更深入的探讨。我们将分析典型编解码器的软件和硬件架构，讨论实时音频处理的挑战，以及如何进行性能优化。这可能包括对特定算法的硬件加速，或者在嵌入式系统上进行高效实现。 数字音频在通信与信息工程中的应用： 紧密结合专业背景，本书将重点阐述数字音频在通信与信息工程中的核心应用。 语音通信： 从传统的电话系统到现代的VoIP（Voice over IP），数字音频技术是实现高质量语音通信的基础。我们将探讨窄带、宽带和超宽带语音编码（如G.711, G.729, AMR, Opus）在不同网络环境下的选择与优化。 多媒体通信： 在视频会议、在线教育、流媒体服务等领域，数字音频与视频的同步、高质量音频传输以及音频内容的分发是关键。我们将讨论如何有效地处理和传输多通道音频，以及如何适应不同网络带宽的挑战。 音频信号的采集、传输与存储： 介绍数字音频采集设备（如麦克风、ADCs）和回放设备（如DACs、扬声器）的工作原理，以及在数字音频传输过程中可能遇到的问题（如丢包、抖动）和相应的解决方案。 音频安全与版权保护： 探讨数字水印（Digital Watermarking）和内容加密技术在保护数字音频版权方面的应用。 其他相关领域： 简要介绍数字音频在声学测量、噪声控制、音频信号增强（如语音去噪、回声消除）等信息工程相关领域中的应用。 未来发展趋势与挑战： 最后，本书将展望数字音频技术的未来发展方向，例如面向沉浸式体验的3D音频（如Dolby Atmos, DTS:X）、人工智能在音频处理中的应用（如AI驱动的音频生成、音频修复）、以及更高效、更高保真的音频编码标准等。同时，也将探讨当前数字音频技术面临的挑战，如如何在日益复杂多变的听音环境中实现最佳的音频体验，以及如何平衡技术发展与用户需求。 总结 《数字音频原理与实践：探索声音的数字化世界》是一本集理论深度、技术广度与实践指导于一体的著作。本书结构清晰，逻辑严谨，语言生动，配以丰富的图例和实例，力求帮助读者全面理解数字音频的奥秘。通过本书的学习，读者不仅能掌握扎实的理论知识，更能培养解决实际问题的能力，为未来在数字音频相关领域的深入研究和创新实践奠定坚实的基础。无论您是希望入门数字音频技术，还是希望深化专业知识，本书都将是您不可多得的良师益友。

评分☆☆☆☆☆

这本书的讲解深度，对于我们这种在校的通信专业学生来说，简直是量身定做，它在平衡理论深度和实际应用之间拿捏得恰到好处。我特别喜欢它在介绍音频编码标准（比如MP3的心理声学模型）时，不再是简单地罗列标准参数，而是深入剖析了人耳听觉掩蔽效应的数学模型是如何映射到比特流压缩的。书中用了好几个具体的例子，比如在嘈杂背景下高频信息的丢失如何被算法巧妙地掩盖，这些细节的阐述，让原本枯燥的压缩算法变得像侦探小说一样引人入胜。更重要的是，书中的习题设计极富挑战性，它们不仅仅是简单的公式代入，很多都需要结合实际的系统框图进行分析。比如有一道关于延迟和相位失真计算的题目，它要求我们考虑一个多级数字滤波器组在处理音乐信号时的累积效应，这迫使我们必须跳出单一章节的知识框架，进行跨模块的综合思考。完成这些习题的过程，就像进行一场小型的工程设计，极大地锻炼了我的系统思维能力。这本书绝不是那种只看不做的“花架子”，它真正要求读者动手去“算”和去“想”。

评分☆☆☆☆☆

这本书在“应用”部分的广度和深度令人印象深刻。许多理论教材往往止步于理论推导，但这本书明显更贴近工业界的需求。它不仅涵盖了传统的PCM、ADPCM等编码方式，还专门辟出一章详细解析了新兴的基于感知模型的音频编码技术，这一点非常加分。我尤其欣赏它对音频硬件接口标准的介绍，比如SPDIF和AES3的电气特性和时钟同步机制。这些内容在很多其他教材中被视为“外围知识”而略写，但这本书却给予了详尽的篇幅，甚至包括了阻抗匹配和串扰抑制的一些基础建议。这使得我们不仅仅停留在软件层面的理解，还能对实际的硬件实现层面有一个概念性的认识。当我后来接触到一些音频设备调试项目时，书中关于时钟抖动对DAC输出影响的描述，立即在我脑海中浮现，这证明了书中知识的实用性和前瞻性。它成功地搭建起了纯粹的数字信号处理理论和实际的音频系统工程之间的桥梁。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书的语言风格和一些西方经典教材截然不同，它带有一种更加务实和直接的东方教育体系下的严谨性，但又不失启发性。在讨论到现代音频技术，比如杜比全景声或DTS编码的底层逻辑时，它并没有回避复杂的矩阵运算和变换，但每一次引入新概念，作者都会非常耐心地铺垫其背后的物理意义。比如，在介绍如何利用离散小波变换（DWT）进行音频去噪时，它先花了一整个小节来解释小波基函数的选择对时频分辨率的影响，而不是直接给出公式。这种“知其所以然”的教学方法，对我这种偏向理解底层机制的人来说，简直是福音。我在使用这本书自学过程中，发现它对一些容易混淆的概念区分得特别到位，比如“采样率”与“奈奎斯特速率”在实际应用中的细微差异，书中会用加粗的字体和独立的注释框进行强调，使得重点一目了然，极大地减少了我在查阅资料时产生的认知偏差。这本书读起来，总有一种被领路人带着走的踏实感。

评分☆☆☆☆☆

这本书在资料的组织和索引方面做得非常出色，体现了编辑的专业水准。对于一本内容如此密集的专业教材而言，清晰的导航至关重要。书的后面附带了非常详尽的术语表和符号说明，这在查阅特定公式推导或者回顾某个名词定义时，效率极高，避免了频繁翻回前文去寻找上下文的麻烦。此外，作者在章节末尾推荐的进阶阅读文献列表也很有参考价值，这些推荐往往是对应章节内容的经典论文或权威著作，为有志于深入研究的学生提供了明确的下一步方向。这本书的纸质厚重，耐用性很好，我经常带着它去实验室或者图书馆，它的装帧结构经受住了多次挤压，书脊依然保持得不错，没有出现明显的松动或脱页现象。总的来说，这是一本集理论严谨性、应用指导性和结构清晰度于一体的优秀教材，物超所值，是通信或电子信息领域学生案头必备的工具书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计初看平平无奇，那种略带灰调的深蓝和白色标题搭配，是典型的理工科教材风格，没有太多花哨的元素，让人一眼就能感受到它的严肃性。我是在课程要求下购入的，坦白说，一开始我对它并没有抱太高期望，总觉得这类教材无非是公式堆砌和理论复述。然而，当我翻开第一章，那种预期就被打破了。它在介绍数字信号处理的基础概念时，并没有直接跳到复杂的傅里叶变换或者Z变换，而是先用了一段非常生动的小插曲，描述了模拟信号如何被量化和编码成数字信息的“痛苦”过程，这种拟人化的叙述方式，瞬间拉近了我和这个相对抽象概念的距离。后面的章节在处理采样定理和量化误差时，插图和图表制作得极为精良，很多示意图的细节处理得非常到位，比如展示抖动误差时，那条波动的曲线边缘处理得干净利落，让人能清晰地分辨出理论上的理想状态与实际中的失真边界。特别是它在讲解滤波器的特性时，对比了时域和频域的图形，那种清晰度和精确度，远超我之前见过的任何教材。这本书的排版也值得称赞，行距和字号的组合让长时间阅读眼睛不易疲劳，书页的纸质也相对厚实，可以承受频繁翻阅和标记的“摧残”。整体感觉，这是一本用心打磨过的，真正服务于学习者的工具书，而不是一份应付了事的教案。