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在現(xiàn)代通信技術(shù)中音頻信息主要是指由自然界中各種音源發(fā)出的可聞聲和由計算機通過專門設(shè)備合成的語音或音樂。按表示媒體的不同，此類聲音主要有三類，即語音、音樂聲和效果聲等。音頻信號是隨時間變化的連續(xù)媒體，對音頻信號的處理要求有比較強的時序性，即較小的延時和時延抖動。對音頻信號的處理涉及音頻信號的獲取、編解碼、傳輸、語音的識別與理解、語音與音樂的合成等內(nèi)容。

視頻信息即活動或運動的圖像信息，它由一系列周期呈現(xiàn)的畫面所組成，每幅畫面稱為一幀，幀是構(gòu)成視頻信息的最基本單元。視頻信息在現(xiàn)代通信系統(tǒng)所傳輸?shù)男畔⒅姓加兄匾牡匚?，因為人類接受的信息約有70%來自視覺，視頻信息具有準確、直觀、具體生動、高效、應用廣泛、信息容量大等特點。

一、聽覺特性與音頻信號

1.人的聽覺特性

（1）人對聲音強弱的感覺

通過對大量人群的測量發(fā)現(xiàn)，當聲音信號的強度按指數(shù)規(guī)律增長時，人會大體上感到聲音在均勻地增強，即將聲音聲強取對數(shù)后，才與人對聲音的強弱感相對應。根據(jù)人類聽覺的這一特點，通常用聲強值或聲壓有效值的對數(shù)來表示聲音的強弱，稱為聲強級LI或聲壓級LP單位為分貝（dB）。

（2）人對聲音頻率的感覺

人對聲音頻率的感覺表現(xiàn)為音調(diào)的高低，且當聲音的頻率按指數(shù)規(guī)律上升時，音調(diào)的感覺線性升高。這意味著只有對聲音信號的頻率取對數(shù)，才會與人的音高感覺成線性關(guān)系。 

為了適應人類聽覺的音高感規(guī)律，在聲學和音樂當中表示頻率的坐標經(jīng)常采用對數(shù)刻度。音樂里為了使音階的排列使聽起來音高的變化是均勻的，音階的劃分是在頻率的對數(shù)刻度上取等分得到的。

（3）人類聽覺的頻響特性

人類聽覺對聲音頻率的感覺不僅表現(xiàn)為音調(diào)的高低，而且在聲音強度相同條件下聲音主觀感覺的強弱也是不同的，即人類聽覺的頻率響應不是平坦的。此外，人的聽覺頻響還隨聲壓級的變化而變化。人類聽覺頻響的特點是：聲壓級越高，聽覺頻響越平直；隨聲音聲壓級的降低，聽覺頻響變壞，低頻響應下降明顯。對于高于20kHz和低于20Hz的聲音信號，不論聲壓級多高，一般人也不會聽到，即人的聽覺頻帶為20Hz~20kHz，在此頻率范圍內(nèi)的聲音稱為“可聞聲氣高于20kHz的聲音稱為“超聲”，低于20Hz的聲音的稱為“次聲”。不論聲壓級高低，人對3kHz~5kHz頻率的聲音最敏感。

（4）人類聽覺的掩蔽效應

在人類聽覺系統(tǒng)中的另一個現(xiàn)象是一個聲音的存在會影響人們對其他聲音的聽覺能力，使一個聲音在聽覺上掩蔽了另一個聲音，即所謂的“掩蔽效應”。掩蔽效應常在電聲系統(tǒng)中被加以利用，使有用聲音信號掩蔽掉那些不需要的聲音信號，并根據(jù)有用信號的強度來規(guī)定允許的最大噪聲強度。此外，在音頻信號數(shù)字編碼技術(shù)中，還可利用人類聽覺系統(tǒng)的掩蔽效應實現(xiàn)高效率的壓縮編碼。

2.音頻信號特性

對于不同類型的發(fā)聲體來說，其聲音信號的頻譜分布各不相同。一般人講話聲音的主要能量分布較窄，以頻帶下降25dB計大概為100Hz~5kHz，因此在電話通信中每一話路的頻帶一般限制在300Hz~3.4kHz即可將語聲信號中的大部分能量發(fā)送出去，同時保持一定的可懂度和聲色的平衡。相對于語音頻譜，歌唱聲的頻譜要寬得多，一般男低音可唱到比中央C低十三度的E音，其基頻為82.407Hz，而女高音可唱到比中央C高兩個八度的C音或更高，其基頻為1046.5Hz，它的第十次諧波已經(jīng)超過10kHz。與人的發(fā)聲器官相比，各種樂器發(fā)聲的頻譜范圍則明顯要寬的多，從完美傳送和記錄音樂的角度，電聲設(shè)備的頻帶下限一般要到20Hz以下，而其頻帶上限一般要到20kHz以上。

實際聲音信號的強度在一個范圍內(nèi)隨時隨刻發(fā)生著改變，一個聲音信號的動態(tài)范圍是指它的最大聲強與最小聲強之差，并用dB表示。當用有效聲壓級表示時，一般語音信號大概有20~40dB的動態(tài)范圍；交響樂、戲劇等聲音的動態(tài)范圍可高達60~80dB。當按峰值聲壓級表示時，有些交響樂的動態(tài)范圍可達100dB或更高。

二、視頻技術(shù)基礎(chǔ)

視頻技術(shù)是利用光電和電光轉(zhuǎn)換原理，將光學圖像轉(zhuǎn)換為電信號進行記錄或遠距離傳輸，然后還原為光圖像的一門技術(shù)。

1.視頻信號與圖像掃描

視頻技術(shù)中實現(xiàn)光學圖像到視頻圖像信號轉(zhuǎn)換的過程通常是在攝像機中完成的。當被攝景物通過攝像機鏡頭成像在攝像器件的光電導層時，光電靶上不同點隨照度不同激勵出數(shù)目不等的光電子，從而引起不同的附加光電導產(chǎn)生不同的電位起伏，形成與光像相對應的電圖像。該電圖像必須經(jīng)過掃描才能形成可以被處理和傳輸?shù)囊曨l信號。