數字音頻原理及應用——高等院校通信與信息專業規劃教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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盧官明，宗昉著 著

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• 音頻工程
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齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111155416

商品編碼：29699049532

包裝：平裝

齣版時間：2005-01-01

基本信息

書名:數字音頻原理及應用——高等院校通信與信息專業規劃教材

定價：24.00元

售價：16.3元,便宜7.7元,摺扣67

作者:盧官明,宗昉著

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2005-01-01

ISBN：9787111155416

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版次：1

裝幀：平裝

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編輯推薦

內容提要

本書使用通俗易懂的語言，係統全麵地介紹瞭數字音頻技術的基礎理論，數字音頻設備的工作原理、性能指標及操作方法，數字聲音廣播的係統組成及關鍵技術。全書共分11章，主要介紹瞭音頻信號的數字化、數字音頻壓縮編碼的基本原理及相關標準、信道編碼與調製技術、數字音頻記錄重放係統、電子樂器數字接口、數字音頻文件格式與接口標準、音頻處理與控製設備、數字音頻工作站、數字聲音廣播、音頻測量與分析等內容。每章都附有小結與習題，以指導讀者深對本書主要內容的理解。
本書注重選材，內容豐富，層次分明。在加強基本概念、基本原理的同時，注重理論與實驗應用相結閤，有很強的實用性。
本書可作為高等院校廣播電視工程、現代教育技術、電子信息和通信類專業的本科生教材或教學參考書，也可作為數字音響工程、影視節目製作、多媒體應用與開發等領域的技術人員的崗位培訓和自學用書。

目錄

齣版說明
前言
章 緒論
第2音 音頻信號的數字化
2.1 聲音的頻率範圍
2.2 音頻信號的數字化
2.2.1 采樣
2.2.2 量化
2.2.3 編碼
2.3 A/D轉換器
2.3.1 逐次比較式A/D轉換器
2.3.2 級聯積分式A/D轉換器
3.3.3 A/D轉換器的主要技術指標
2.4 D/A轉換器
2.4.1 轉換器的基本原理
2.4.2 權電阻式D/A轉換器
2.4.3 R-2R梯形網絡式D/A轉換器
2.4.4 級聯積分式D/A轉換器
2.4.5 D/A轉換器的主要技術指標
2.5 過采樣△-E調製A/D轉換器和D/A轉換器
2.6 小結
2.7 習題
第3章 音頻壓縮編碼原理及標準
3.1 音頻壓縮編碼的基本原理
3.1.1 音頻壓縮編碼的必要性和可能性
3.1.2 音頻壓縮編碼方法的分類及典型代錶
3.1.3 人耳的聽覺感知特性
3.1.4 感知音頻編碼原理
3.2 MPEG-1 音頻壓縮編碼標準
3.2.1 MPEG-1 音頻壓縮算法的特點
3.2.2 MPEG-1 音頻壓縮編碼的基本原理
3.3 杜比AC-3 音頻壓縮算法
3.3.1 概述
3.3.2 杜比AC-3 編碼器
3.3.3 杜比AC-3 解碼順
3.4 MPEG-2 音頻壓縮編碼標準
3.4.1 MPEG-2BC
3.4.2 MPEG-2AAC
3.5 MPEG-4音頻壓縮編碼標準
3.5.1 自然音頻編碼
3.5.2 閤成音頻編碼
3.5.3 閤成/自然音頻混閤編碼
3.6 小結
3.7 習題
第4章 信道編碼與調製技術
4.1 數字音頻信號的處理流程
4.2 差錯控製的基本概念
4.2.1 差錯控製的基本方式
4.2.2 差錯控製基本原理
4.2.3 差錯控製編碼的分類
4.2.4 常用術語
4.3 信道編碼技術
4.3.1 奇偶校驗碼
4.3.2 綫性分組碼
4.3.3 循環碼
4.3.4 RS碼
4.3.5 CIRC糾錯技術
4.3.6 RSPC碼
4.3.7 捲積碼
4.4 差錯掩蓋技術
4.4.1 插值
4.4.2 靜音
4.5 數字基帶信號的碼型變換
4.5.1 8-10調製
4.5.2 EFM調製
……
第5章 數字音頻記錄重放係統
第6章 電子樂器數字接口
第7章 數字音頻文件格式與接口
第8章 音頻處理與控製設備
第9章 數字音頻工作站
0章 數字聲音廣播
1章 音頻測量與分析
附錄 縮略語英漢對照
參考文獻

作者介紹

文摘

序言

《數字音頻原理與實踐：探索聲音的數字化世界》 內容簡介 本書是一部係統闡述數字音頻技術核心原理、關鍵技術及其廣泛應用的專業著作。本書旨在為讀者，特彆是高等院校通信與信息工程、電子工程、計算機科學及相關專業的研究生和高年級本科生，提供一個堅實的理論基礎和豐富的實踐指導。我們力求深入淺齣，將復雜的數字信號處理概念以清晰易懂的方式呈現，同時緊密結閤當前數字音頻技術的最新發展趨勢和實際應用場景，幫助讀者構建起對數字音頻全貌的深刻認知。 第一部分：數字音頻的基礎理論 本部分將引領讀者踏入數字音頻的迷人世界，從最基本的聲音物理學概念齣發，逐步深入到數字信號處理的核心。 聲音的物理本質與感知： 我們首先探討聲音作為一種物理現象的本質，包括聲波的産生、傳播機製，如頻率、振幅、相位等基本屬性。在此基礎上，我們將深入分析人耳的聽覺係統如何接收、處理和感知聲音，介紹聽覺的頻率響應、響度感知、掩蔽效應等生理學原理。理解這些基礎，是理解後續數字信號處理為何如此設計的重要前提。我們將解釋頻率如何對應音高，振幅如何對應響度，以及人耳對不同頻率和響度具有非綫性的感知特點，這些都將影響到數字音頻的編碼和處理策略。 模擬信號與數字信號的轉換： 聲音在現實世界中是以模擬信號的形式存在的，本書將詳細講解模擬信號如何被轉化為數字信號。這包括采樣（Sampling）和量化（Quantization）這兩個核心過程。我們將深入剖析采樣定理（Nyquist-Shannon sampling theorem）的原理及其重要性，闡述為何需要以至少兩倍於最高可聽頻率的速率進行采樣，以避免混疊（Aliasing）失真。同時，我們將詳細介紹量化過程，包括量化深度（Bit-depth）對動態範圍和信噪比的影響，以及不同量化方式（如均勻量化、非均勻量化）的優劣。本書還將探討過采樣（Oversampling）和抗混疊濾波器（Anti-aliasing filter）在實際采樣過程中的作用。 數字信號處理的基本工具： 為瞭有效地處理數字音頻信號，掌握一些基本的信號處理工具是必不可少的。本部分將介紹傅裏葉變換（Fourier Transform）及其在音頻分析中的應用，特彆是離散傅裏葉變換（DFT）和快速傅裏葉變換（FFT）。讀者將瞭解如何利用傅裏葉變換分析音頻信號的頻譜特性，識彆音色、基頻等重要信息。此外，我們還將介紹濾波器（Filters）的概念，包括低通、高通、帶通和帶阻濾波器，以及它們在音頻信號的去噪、均衡和效果處理中的作用。有限脈衝響應（FIR）和無限脈衝響應（IIR）濾波器設計的基本原理也將被提及。 第二部分：數字音頻的核心編碼與壓縮技術 數字音頻的廣泛應用離不開高效的編碼和壓縮技術，它們能夠顯著減小音頻數據的存儲和傳輸開銷，同時盡可能地保持音質。 無損音頻編碼： 對於追求最高音質的應用場景，無損音頻編碼是首選。本書將深入介紹幾種主流的無損音頻編碼格式，如FLAC（Free Lossless Audio Codec）、ALAC（Apple Lossless Audio Codec）等。我們將詳細解析它們的編碼原理，例如預測編碼、霍夫曼編碼、遊程編碼等技術如何實現數據的壓縮而不丟失任何原始信息。讀者將瞭解到這些格式在保留音頻細節、實現高保真迴放方麵的優勢，以及它們在專業錄音、母帶處理等領域的應用。 有損音頻編碼： 為瞭在存儲和傳輸效率與音質之間取得平衡，有損音頻編碼被廣泛應用於流媒體、數字廣播和便攜式播放設備中。本書將重點解析如MP3（MPEG-1 Audio Layer III）、AAC（Advanced Audio Coding）、Opus等主流有損音頻編碼格式。我們將深入探討它們的編碼思想，特彆是基於心理聲學模型（Psychoacoustic Model）的原理。讀者將理解編碼器如何利用人耳的聽覺特性，如遮蔽效應，去除人耳難以察覺的聲音信息，從而實現高壓縮比。我們將詳細分析感知編碼（Perceptual Coding）的過程，包括時域到頻域的轉換、量化、編碼等步驟。對於Opus這類現代編碼器，我們將介紹其在可變比特率、寬帶語音和音樂編碼方麵的先進特性。 音頻特徵提取與分析： 在許多音頻應用中，僅僅存儲和傳輸音頻數據是不夠的，還需要對音頻內容進行理解和分析。本書將介紹一些常用的音頻特徵提取方法，如梅爾頻率倒譜係數（MFCC）、色度特徵（Chroma Features）、零交叉率（Zero Crossing Rate）、能量（Energy）等。我們將解釋這些特徵如何反映音頻信號的時域、頻域和音色特性，並討論它們在語音識彆、音樂信息檢索、音頻事件檢測等領域的應用。 第三部分：數字音頻的應用與進階技術 掌握瞭數字音頻的基礎原理和編碼技術後，我們將進一步探索其在各個領域的實際應用，以及一些更高級的數字音頻處理技術。 數字音頻信號處理算法： 本部分將介紹一些在數字音頻處理中至關重要的算法。包括數字濾波器設計與實現（如IIR和FIR濾波器的設計實例），以及各種音頻效果（如混響 Reverberation、延遲 Delay、閤唱 Chorus、鑲邊 Flanger 等）的數字實現原理。我們將探討如何通過數字信號處理技術模擬物理空間中的聲音傳播，或者創造齣獨特的聽覺效果。此外，本書還將涉及混音（Mixing）、母帶處理（Mastering）等專業音頻製作流程中常用的技術。 音頻編解碼器的實現與優化： 對於希望深入理解音頻編解碼器內部工作原理的讀者，本部分將提供更深入的探討。我們將分析典型編解碼器的軟件和硬件架構，討論實時音頻處理的挑戰，以及如何進行性能優化。這可能包括對特定算法的硬件加速，或者在嵌入式係統上進行高效實現。 數字音頻在通信與信息工程中的應用： 緊密結閤專業背景，本書將重點闡述數字音頻在通信與信息工程中的核心應用。 語音通信： 從傳統的電話係統到現代的VoIP（Voice over IP），數字音頻技術是實現高質量語音通信的基礎。我們將探討窄帶、寬帶和超寬帶語音編碼（如G.711, G.729, AMR, Opus）在不同網絡環境下的選擇與優化。 多媒體通信： 在視頻會議、在綫教育、流媒體服務等領域，數字音頻與視頻的同步、高質量音頻傳輸以及音頻內容的分發是關鍵。我們將討論如何有效地處理和傳輸多通道音頻，以及如何適應不同網絡帶寬的挑戰。 音頻信號的采集、傳輸與存儲： 介紹數字音頻采集設備（如麥剋風、ADCs）和迴放設備（如DACs、揚聲器）的工作原理，以及在數字音頻傳輸過程中可能遇到的問題（如丟包、抖動）和相應的解決方案。 音頻安全與版權保護： 探討數字水印（Digital Watermarking）和內容加密技術在保護數字音頻版權方麵的應用。 其他相關領域： 簡要介紹數字音頻在聲學測量、噪聲控製、音頻信號增強（如語音去噪、迴聲消除）等信息工程相關領域中的應用。 未來發展趨勢與挑戰： 最後，本書將展望數字音頻技術的未來發展方嚮，例如麵嚮沉浸式體驗的3D音頻（如Dolby Atmos, DTS:X）、人工智能在音頻處理中的應用（如AI驅動的音頻生成、音頻修復）、以及更高效、更高保真的音頻編碼標準等。同時，也將探討當前數字音頻技術麵臨的挑戰，如如何在日益復雜多變的聽音環境中實現最佳的音頻體驗，以及如何平衡技術發展與用戶需求。 總結 《數字音頻原理與實踐：探索聲音的數字化世界》是一本集理論深度、技術廣度與實踐指導於一體的著作。本書結構清晰，邏輯嚴謹，語言生動，配以豐富的圖例和實例，力求幫助讀者全麵理解數字音頻的奧秘。通過本書的學習，讀者不僅能掌握紮實的理論知識，更能培養解決實際問題的能力，為未來在數字音頻相關領域的深入研究和創新實踐奠定堅實的基礎。無論您是希望入門數字音頻技術，還是希望深化專業知識，本書都將是您不可多得的良師益友。

評分☆☆☆☆☆

這本書在“應用”部分的廣度和深度令人印象深刻。許多理論教材往往止步於理論推導，但這本書明顯更貼近工業界的需求。它不僅涵蓋瞭傳統的PCM、ADPCM等編碼方式，還專門闢齣一章詳細解析瞭新興的基於感知模型的音頻編碼技術，這一點非常加分。我尤其欣賞它對音頻硬件接口標準的介紹，比如SPDIF和AES3的電氣特性和時鍾同步機製。這些內容在很多其他教材中被視為“外圍知識”而略寫，但這本書卻給予瞭詳盡的篇幅，甚至包括瞭阻抗匹配和串擾抑製的一些基礎建議。這使得我們不僅僅停留在軟件層麵的理解，還能對實際的硬件實現層麵有一個概念性的認識。當我後來接觸到一些音頻設備調試項目時，書中關於時鍾抖動對DAC輸齣影響的描述，立即在我腦海中浮現，這證明瞭書中知識的實用性和前瞻性。它成功地搭建起瞭純粹的數字信號處理理論和實際的音頻係統工程之間的橋梁。

評分☆☆☆☆☆

這本書的講解深度，對於我們這種在校的通信專業學生來說，簡直是量身定做，它在平衡理論深度和實際應用之間拿捏得恰到好處。我特彆喜歡它在介紹音頻編碼標準（比如MP3的心理聲學模型）時，不再是簡單地羅列標準參數，而是深入剖析瞭人耳聽覺掩蔽效應的數學模型是如何映射到比特流壓縮的。書中用瞭好幾個具體的例子，比如在嘈雜背景下高頻信息的丟失如何被算法巧妙地掩蓋，這些細節的闡述，讓原本枯燥的壓縮算法變得像偵探小說一樣引人入勝。更重要的是，書中的習題設計極富挑戰性，它們不僅僅是簡單的公式代入，很多都需要結閤實際的係統框圖進行分析。比如有一道關於延遲和相位失真計算的題目，它要求我們考慮一個多級數字濾波器組在處理音樂信號時的纍積效應，這迫使我們必須跳齣單一章節的知識框架，進行跨模塊的綜閤思考。完成這些習題的過程，就像進行一場小型的工程設計，極大地鍛煉瞭我的係統思維能力。這本書絕不是那種隻看不做的“花架子”，它真正要求讀者動手去“算”和去“想”。

評分☆☆☆☆☆

說實話，這本書的語言風格和一些西方經典教材截然不同，它帶有一種更加務實和直接的東方教育體係下的嚴謹性，但又不失啓發性。在討論到現代音頻技術，比如杜比全景聲或DTS編碼的底層邏輯時，它並沒有迴避復雜的矩陣運算和變換，但每一次引入新概念，作者都會非常耐心地鋪墊其背後的物理意義。比如，在介紹如何利用離散小波變換（DWT）進行音頻去噪時，它先花瞭一整個小節來解釋小波基函數的選擇對時頻分辨率的影響，而不是直接給齣公式。這種“知其所以然”的教學方法，對我這種偏嚮理解底層機製的人來說，簡直是福音。我在使用這本書自學過程中，發現它對一些容易混淆的概念區分得特彆到位，比如“采樣率”與“奈奎斯特速率”在實際應用中的細微差異，書中會用加粗的字體和獨立的注釋框進行強調，使得重點一目瞭然，極大地減少瞭我在查閱資料時産生的認知偏差。這本書讀起來，總有一種被領路人帶著走的踏實感。

評分☆☆☆☆☆

這本書在資料的組織和索引方麵做得非常齣色，體現瞭編輯的專業水準。對於一本內容如此密集的專業教材而言，清晰的導航至關重要。書的後麵附帶瞭非常詳盡的術語錶和符號說明，這在查閱特定公式推導或者迴顧某個名詞定義時，效率極高，避免瞭頻繁翻迴前文去尋找上下文的麻煩。此外，作者在章節末尾推薦的進階閱讀文獻列錶也很有參考價值，這些推薦往往是對應章節內容的經典論文或權威著作，為有誌於深入研究的學生提供瞭明確的下一步方嚮。這本書的紙質厚重，耐用性很好，我經常帶著它去實驗室或者圖書館，它的裝幀結構經受住瞭多次擠壓，書脊依然保持得不錯，沒有齣現明顯的鬆動或脫頁現象。總的來說，這是一本集理論嚴謹性、應用指導性和結構清晰度於一體的優秀教材，物超所值，是通信或電子信息領域學生案頭必備的工具書。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計初看平平無奇，那種略帶灰調的深藍和白色標題搭配，是典型的理工科教材風格，沒有太多花哨的元素，讓人一眼就能感受到它的嚴肅性。我是在課程要求下購入的，坦白說，一開始我對它並沒有抱太高期望，總覺得這類教材無非是公式堆砌和理論復述。然而，當我翻開第一章，那種預期就被打破瞭。它在介紹數字信號處理的基礎概念時，並沒有直接跳到復雜的傅裏葉變換或者Z變換，而是先用瞭一段非常生動的小插麯，描述瞭模擬信號如何被量化和編碼成數字信息的“痛苦”過程，這種擬人化的敘述方式，瞬間拉近瞭我和這個相對抽象概念的距離。後麵的章節在處理采樣定理和量化誤差時，插圖和圖錶製作得極為精良，很多示意圖的細節處理得非常到位，比如展示抖動誤差時，那條波動的麯綫邊緣處理得乾淨利落，讓人能清晰地分辨齣理論上的理想狀態與實際中的失真邊界。特彆是它在講解濾波器的特性時，對比瞭時域和頻域的圖形，那種清晰度和精確度，遠超我之前見過的任何教材。這本書的排版也值得稱贊，行距和字號的組閤讓長時間閱讀眼睛不易疲勞，書頁的紙質也相對厚實，可以承受頻繁翻閱和標記的“摧殘”。整體感覺，這是一本用心打磨過的，真正服務於學習者的工具書，而不是一份應付瞭事的教案。