声音采集论文（精选6篇）
声音采集论文 篇1
摘要：利用声卡数字信号处理 (Digital Signal Processing, 简称DSP) 技术和虚拟仪器 (Virtual Instruments, 简种VI) 技术, 通过在Lab View环境下提出了一种基于声卡的数据采集与分析的方案, 具有实现简单、界面友好、性能稳定, 驱动程序升级方便等优点。
关键词：声卡,数据采集,虚拟仪器,Lab View
随着DSP技术的发展, 商用的数据采集卡在某些教学具体的应用场合功能可能并不实用。而作为多媒体计算机的一个标准配置的音频信号采集系统——声卡, 本身就算是一个优秀的数据采集系统, 它同时具有A/D和D/A转换功能, 不仅价格低廉, 而且兼容性好、性能稳定、灵活通用。利用虚拟仪器开发软件Lab View作为软件平台来实现各种信号处理, 同学将大大提高工作效率和学习效率。
1、声卡简介
声卡是多媒体计算机中最常用一个标准配置的组件。声音的采样位数 (量化精度) 决定了声音的动态范围, 采样位数有8位和16位两种。这样就把声卡分为两种:8位声卡的声音从最低音道最高音只有256个级别, 16位声卡有65536个高低音级别。在采样声音时, 将其音量大小转换为一个二进制数, 播放时按此二进制数还原。声卡信号采集通常用总谐波失真 (THD) 和信噪比 (SNR) 来衡量信号质量, 显然, 在Lab VIEW软件中, 对于声卡的声道可以分为单声道8位和16位, 立体声8位和16位。从处理声音的效果来看, 由于16位声道能处理64K的数据而8位声道仅能处理256位的数据, 因此16位声卡采样的信号质量好;另外立体声 (stereo) 要比单声道 (mono) 采样信号好, 采样干扰小且波形稳定。不仅如此双声道采样可同时采样两路信号, 互不干扰, 同时采集信号幅值与原信号相同, 而采用单声道采样就不具上述优点。
声卡的采样频率有4种选择, 即8000Hz、11025 Hz、22050 Hz、44100 Hz, 采样频率不同, 采到波形的质量也不同, 应该根据具体情况而采用合适的频率。
声音的本质是一种波, 是振幅、频率、相位等不断变化的物理量。模拟声音信号经过声卡DSP及A/D转换后变成数字信号, 送入输入缓冲区, 完成声音消噪、音效处理、声音合成等功能, 最后把处理好的数据把保存到存储设备, 这就是声音信号的录制过程。相应的声音信号回放过程为:把处理好的数据送到输出缓冲区, 再由声卡的D/A转换, 将数字音频转换为模拟信号, 进而通过功率放大器或线路输出 (Line Out) 送到音箱等设备转换为声波。
依照声音信号输入的方法将所需采集的信号进行处理, 即可实现对信号的采集和存储, 图1。
2、音频信号采集与分析的硬件设计
声卡提供两个信号输入插孔Mic In和Line In, 分别支持麦克风声音源输入和其他设备的声音源输入 (如DVD、VCD、CD等) , 在本实验中使用麦克风作为声音传感器, 通过这两个插孔连接到声卡。如果声音由Mic In输入, 会对采集到的数据放大, 同时容易引入噪声且会导致信号过负荷, 而使用Line In, 噪声干扰小且适时动态特性良好。为降低噪声干扰, 宜采用音频电缆或屏蔽电缆来接入声卡测量信号。为匹配输入信号电平与声卡规定的最大输入电平, 特在在声卡输入插孔和被测信号之间配置一个衰减器以达到相均衡的目的。信号记录仪器采用计算机, 内置声卡作为A/D转换设置。其硬件结构如图2所示。
被测信号经传感器后转变为电荷, 信号调整器把电荷转变为电压并放大给数据采集卡, 计算机通过LabView编写的数据采集程序完成对振动信号的采集、分析并显示。虚拟仪器对信号测试流程如图3所示。
3、音频信号采集与分析的软件设计
Labview虚拟仪器软件中支持提供了通过Windows底层函数构造与声卡连接的函数。正因为其使用的是底层函数, 与硬件最接近, 直接与硬件交互, 可以访问和处理处于缓存区中的数据, 因此效率高, 符合不间断采集数据的需求。
本系统包括波形声卡设置、信号采集、信号处理和分析三个部分。据采集模块根据用户设置的声音格式从声卡获得数据。采集到的数据及其频谱特性以直观的图形方式呈现于用户面前。
3.1 声卡设置
数据采集前, 首先要对声卡进行参数设置。如设备ID、采样模式、通道采样数、采样率、通道数以及比特率进行设置。
3.2 信号采集
信号采集模块根据用户设置的声音格式从声卡获得数据, 采集到的数据及其频谱特性以直观的图形方式呈现于用户面前。该模块还提供保存所有或部分数据以及转到信号分析模块的功能。由于PCM波形音频格式输出的信号质量最好, 所以本文使用该格式对信号进行数字化处理。数据采集过程分三步:配置声卡、采样、释放声卡。本文根据主流声卡的性能指标, 默认设置采样频率为44.1khz, 采样位数为16位, 采样方式为单声道。
3.3 信号处理和分析
信号分析模块从信号采集模块获得数据, 对全部数据进行时域和频域分析并显示相应的时域图和频域图。通常情况下, 在获取到一个信号后, 往往要对信号进行一系列的分析, 从而获得信号中的有用的信息。分析一个信号, 一般也是从输入信号中提取有用信息开始的, 再对信号进行时域或频域上的分心。为达到这一目的, 本模块包含了信号时域参数的测量, 信号幅度相位、功率等参数。重新做增强的数据保存工作, 以便做进一步的数据分析。使用LabView打开一个新的前面板窗口, 选择两个波形图, 在后面板功能模块中选择如图4所示信号分析模块对象并进行设计。
4、结语
这次设计是利用计算机声卡代替昂贵的数据采集卡采集数据, 采用了LabView进行G语言图形化编程, 极大的提高了编程效率, 使一些设计思想很方便快捷地实现。充分利用计算机强大的信息处理能力和LabView模块化编程技术, 实现了常见的音频信号的实时采集、显示、存储、回放及分析等功能。其有效的利用了计算机资源, 节约了数据采集成本, 易于构建和升级, 并且界面友好, 操作简单, 成本较低, 易于实现, 不仅可以应用于科研试验, 而且可以应用于检测交通等方面, 具有比较广阔的应用前景。
参考文献
[1]黄松岭.虚拟仪器设计基础教程[M].北京:清华大学出版社, 2008.10.
[2]李念强.数据采集技术与系统设计[M].北京:机械工业出版社, 2009.5.
声音采集论文 篇2
吾家有女初长成
人赞颜美家境优
4月23日，海外华文媒体高层考察团一行汇聚金陵，开启了一场友谊之旅。
今年1月16日，江苏南京“侨梦苑”正式揭牌，标志着全国第8个“侨梦苑”建立。然而，刚刚建立几个月的南京“侨梦苑”已广交天下朋友。國侨办主任裘援平、全国各兄弟省（市）侨办负责人、各“侨梦苑”所属园区负责人等多次前来考察；海外专业协会、海外侨商代表、归国创业华侨华人代表、重量级侨领等也纷纷慕名而来，寻求投资合作；园区还将启动“海外路演计划”等活动，为进一步“走出去”交友积聚人气。据江苏省侨办副主任杜伟介绍，“南京‘侨梦苑’几乎每天有侨商来洽谈项目，现在想要入驻侨梦苑甚至得排队！”火热程度可想而知。
23日下午，考察团一行走进南京“侨梦苑”麒麟科技创新园，听取了关于“侨梦苑”建设情况的汇报，观看了宣传片，参观了园区华侨华人创新中心、创业基地和生态园区，并与省、市侨办领导、园区领导和企业高管代表就江苏暨南京“侨梦苑”的未来发展进行座谈交流。
据麒麟科创园管委会常务副主任金政权介绍，麒麟科技创新园作为南京“侨梦苑”的核心区，初步规划面积20平方公里，重点发展信息与大数据、智能装备、集成电路、节能环保、文创与服务等产业，建设1个华侨华人创新中心，布局科技人才创业园、低碳智能创业园、信息与大数据产业园、智能制造产业园、智慧园、国际文商园6大产业园，建造7大服务平台，形成集高端人才引进、科技机构设置、项目落地培育孵化加速的“一站式”服务体系。
海外华文媒体高层考察团的成员对南京“侨梦苑”的发展给予好评，赞叹园区“平台高、环境美、资金政策优”。平台高，高在“高起点规划设计、高目标定位配置、高强度投入建设、高效率操作运营”。环境美，美在不仅周围生态环境得天独厚，而且创业环境优良。麒麟科技创新园将与全市21个紫金科创特别社区、3个国家级开发区、9个省级以上开发区，形成网格化布局，相互呼应发展。资金政策优，优在江苏省侨办募集了超200亿元的“侨梦苑”专项扶持资金和侨商产业投资基金，并出台多项创新创业政策，为侨商创新创业、产业转型升级插上腾飞的翅膀。
四海华媒来牵线
海归海燕“侨梦圆”
侨梦苑，顾名思义是侨胞圆梦的地方。
座谈会上，李国红副司长说，侨务工作离不开海外华文媒体朋友们的大力支持和帮助，希望江苏南京“侨梦苑”与海外华文媒体和文化机构加强联系，做好“侨梦苑”的宣传与推广，共同向世界讲好中国故事、江苏故事和侨胞参与国家建设的故事。
江苏省侨办主任王华感谢考察团成员对江苏南京“侨梦苑”的关心和支持，希望海外媒体朋友们常来江苏走走看看，推介园区的优良投资环境，提升南京“侨梦苑”的国际知名度。王华还介绍，江苏已于今年3月1日起实施了户籍新政，原江苏户籍的华侨可以无条件在江苏省内恢复户口；并将于5月1日起正式施行《江苏省保护和促进华侨投资条例》，侨商来江苏创新创业又增添了法治保障。
法国《欧洲时报》社长张晓贝、美国中文电视董事长岑工、美国《侨报》董事长谢一宁、澳大利亚南海文化传媒有限公司董事长李冰等海外华文媒体和文化机构代表，就“侨梦苑”的海外推广以及未来发展积极提出意见和建议，表示将把江苏经济发展、社会和谐、生态文明的优秀成果和美好前景推介给世界；在世界华侨华人和南京“侨梦苑”之间搭建桥梁，帮助更多的海归海燕来江苏投资发展、创新创业！
侨资企业代表沈鹏说：“作为早期进入园区的企业，我们和园区共同成长，也深刻感受到了省市侨办对园区的高度重视，园区零距离为侨商服务。‘侨梦苑’是我们侨商共同的家园，我们不仅要用好资源，也要为园区贡献资源。”
扬镇苏亮点纷呈
代表团惊喜连连
代表团离开南京后，前往扬州、镇江、苏州考察。
据崔佳明、乔云等报道，24日，代表团一行抵江苏扬州参访，考察了“海外惠侨工程中餐繁荣基地”。此基地是国务院侨办今年1月16日在扬州大学旅游烹饪学院设立的，该学院代表了国内最高的餐饮教学和科研水平，可以教授国内所有重要菜系的制作，具有较高的专业培训水准。今年春节期间，由国侨办组织，该基地的中餐名师们带着自己的绝活手艺和正宗的中国菜式到美洲三国五地开展为期15天的“春节送年饭”活动，以食为桥向海外华侨华人送去新春的祝福和家的味道。海外惠侨工程中餐繁荣基地负责人、扬州大学旅游烹饪学院书记蔡丽娅汇报了基地的建设。客人表示，“中餐繁荣是我们共同的目标和责任。”扬州市委副书记张爱军会见了考察团一行。
据邱江祥报道，25日，代表团一行走进镇江，参观考察了镇江醋文化博物馆、西津渡古街、镇江博物馆、金山湖风景区，对镇江市悠久的历史文化底蕴、独具特色的风土人情及社会发展有了更全面的认识。他们将通过自己的所见所闻，向世界展示镇江新形象，拓展镇江在海外的知名度。近几年来，镇江市侨办通过海外华文媒体为镇江市及辖市区刊发专版20余个，向海外广泛介绍镇江经济社会发展的最新动态、产业布局、项目及人才需求信息，有效提升镇江在海外的影响。镇江市委常委、宣传部长曹当凌当天下午会见了考察团一行。
据黄志勇报道，26日-27日，代表团到访苏州。市政府副市长俞杏楠等会见了访问团一行。26日上午，访问团一行来到了留园街道考察社区侨务工作。成立于2006年的观景社区的“红豆侨屋”，是留园街道为侨界及留学生家属创建的“心灵港湾”。下午，考察团来到位于山塘街的昆曲馆，近距离接触这一“人类口述和非物质遗产代表作”。访问团印象深刻，赞许有加。近年来，市侨办一方面热情接待来苏访问考察的海外华侨华人，一方面认真布局海外宣传。2015年全年共发布海外专版15个，重点介绍苏州经济社会发展情况。还努力创新宣传载体，以电子期刊的形式定期向海外和新侨推送。
（责编 冯春富）
《声音的采集与加工》教学设计 篇3
《声音的采集与加工》是粤教版《多媒体技术应用》 (选修模块) 第五章第一节的内容。本课内容主要是处理音频信息的基本技能和方法, 以实例展开, 培养学生解决日常生活中有关音频信息采集、编辑和加工实际问题的实践能力。
●学情分析
高二的学生对音频已经有了初步了解。随着信息社会数字音乐的流行, 很多学生都会下载音乐;对于使用录音机软件进行录音采集, 学生通过练习操作即可掌握;声音加工的内容相对难度大一些, 主要是由于学生对于GoldWave软件比较陌生, 声音的合成是重点学习内容;而对于声音的淡入、淡出等特殊效果技能不做全体要求。
●教学目标
知识与能力目标:熟练掌握获取音频文件的方法;掌握录音机软件工具;学会使用Gold Wave进行声音合成、声音特效处理等操作技能。
过程与方法目标:通过制作声音合作的初级作品, 学会声音合成技能和体验音频信息加工的一般方法。
情感态度与价值观目标:培养学生应用音乐软件处理声音的兴趣;培养学生协作学习的意识和研究探索的精神。●教学重、难点
重点:声音的采集——录制声音、获取现成的音乐文件;声音的加工——录音与背景音乐的合成、声音的剪辑、添加特殊效果。
难点:声音采集过程中有关模拟/数转换的原理;利用Gold Wave对音频文件进行基本设置 (如音频的合成、降噪、淡入淡出特效等) 。
●教学过程
1. 创设学习情境, 导入新课 (3分钟)
师:同学们, 大家已经在十中学习生活一年多了, 我们正在创造十中的现在与未来!作为十中人, 我们是否了解母校的过去、现在与未来呢?
学生热烈回应。
师:下面我就给大家说说我眼中的十中吧。
教师播放配有背景音乐及《我们美丽的十中》解说词的一组幻灯片。
师:大家听出来幻灯片里的声音是谁的声音了吗? (生答)
师:老师的声音是怎么采集到计算机上的呢?
学生根据日常经验回答, 如用录音笔、MP3播放器进行录音, 然后导入计算机中。
师:很好, 同学们有录音的经历, 但都是通过间接的方式。我们能不能直接利用计算机进行录音采集呢?这就是本节课学习的内容。
教师使用课件展示本节课题:声音的采集与加工。出示本节知识点。
2. 学习新知 (34分钟)
(1) 了解音频处理系统
师:同学们想一想, 录音需要什么样的系统环境条件呢?
学生思考并阅读教材。
生:录制声音需要的设备, 包括计算机、麦克风、音箱和声卡等, 且这些设备必须正确连接, 需要有录音软件等。
教师拿出一片声卡。
师:同学们, 我手中拿的就是声卡, 把它安装到计算机上, 它就可以进行录音及播放声音了, 为什么呢? (学生思考)
教师课件展示, 介绍声卡工作原理。
师:请同学们观察一下, 声卡后面的插孔有很多, 这些插孔之间有什么区别呢?
学生小组讨论, 上网查资料, 并把耳麦插到机箱后面的声卡上。
(2) 声音的采集
师:常用的录音软件有Windows系统的录音机和Gold Wave等, 你们想不想了解怎样进行录音呢?
师生共同打开录音机软件。教师演示录音过程并保存声音文件。学生自己练习, 相互交流探究。
教师找出几个具有代表性的作品进行播放, 有个人简介, 有学生唱歌, 有学生进行的互相对话。
师:这些作品都很好, 但是我们能不能进一步完善呢?
学生彼此进行交流探讨, 有的说缺少背景音乐, 有的说录音噪音很大… …
师:说得好, 那么接下来我们就一起解决缺少背景音乐这个问题。加入背景音乐的方法很多, 其中效果较理想的是先找到合适的音乐和音效, 然后合成。我们大家日常的MP3等音乐是怎么获得的呀?
生:网上下载或买音乐CD。
师:好, 那就赶快动手下载适合自己作品的音乐吧, 遇到困难的同学可以互相求助。
学生上网下载音乐。
师:当然, 音乐的获取还有更多的途径, 如从CD唱片上抓取音轨、自己动手制作MIDI音乐、从视频剪辑中抽取背景声音等, 希望有兴趣的同学课下尝试一下。
(3) 声音的加工
师:现在每位同学手里都有两个音频文件, 一个是录音, 一个是从网上或其他途径获取的音乐, 那么接下来如何合成呢?
学生简短讨论。
教师演示GoldWave软件合成录音及音乐两个文件的操作步骤: (1) 打开《我们美丽的十中》背景音乐和解说录音文件; (2) 选取解说录音文件的整段录音, 单击复制按钮; (3) 在背景音乐准备合成的起始位置点击“Mix” (混音) 按钮, 然后保存; (4) 播放合成后的声音文件。
学生模仿教师的操作, 练习声音的合成。教师指导答疑。
师:在前面有的同学提出录音的噪音过大的问题, 大家试着用Gold Wave这个软件解决它。
有能力的学生参照学案进行声音的降噪及淡入淡出等特效练习。
3. 任务反馈 (5分钟)
学生提交作品。教师组织学生展示交流自己的作品, 进行肯定性的评价。学生谈创意及制作过程中遇到的技术问题, 师生共同解决。
4. 课程延深 (3分钟)
教师推荐一本新书《Gold Wave音频视频信息处理技术应用指南》, 课件介绍Gold Wave的强大功能。
●教学反思
在《声音的采集与加工》这堂课中, 我首先为学生创设了一个主动探究、积极进取、自主学习的良好氛围, 使原本单调的学习过程变成了一个充满乐趣、充满想象、不断创新的过程, 一个科学的、有计划的动手实践过程。其次, 设计的任务具有很大的想象空间, 使学生敢于独立思考, 敢于大胆想象, 并通过实践探索实现了自己的想法, 这为学生的创造性提供了展示的舞台。在教学实践中, 学习环境变得宽松了、民主了, 师生间有着融洽的沟通、启发、交流、互动, 整个教学过程成为师生交往、积极互动、共同发展的过程。
但是, 这堂课还存在不足的地方——没有完全照顾到学生学习能力的个体差异性, 学生完成任务的时间长短不一, 他们的这种差异是由主客观原因造成的, 光靠教师一人的力量, 难以面面俱到。在课堂中, 对于很快完成任务的学生, 教师应引导他们依照自己的兴趣或疑惑, 继续进行与任务相关的深入探究, 当然还可以请他们作为教师的助手, 去帮助学习困难的学生, 这样, 速度慢的学生也能得到更多的帮助。另外, 虽然有自主探究内容, 但大部分学生的积极性不够, 今后还需多注意分层次教学的探索。
点评
这是高中多媒体选修模块的教学课例, 教师针对学情, 精心设计, 灵活教学, 春风化雨般地落实了信息技术课程教学目标。
1.教学内容适宜
声音的采集与加工是高中生日常生活中经常会遇到的技术问题, 虽然有使用录音笔等进行录音的体验, 但直接用计算机进行声音采集以及更进一步的处理还显生疏。使用录音机软件进行简单的录音以及使用Gold Wave进行声音的加工处理是高中生应该掌握的基本技能, 也是多媒体选修模块要求的新知。基于对教学内容的理解和对学情的把握, 教师将本节课的学习内容确定为录音、收集背景音乐、录音与背景音乐的合成;对于学习能力强的学生, 引导他们自主学习声音降噪、淡入淡出等特效。
2.体现主体, 兼顾效率
课例从学生的生活入手, 以校园生活为教学活动的载体, 有效地调动了学生的学习兴趣与积极性。教学中, 教师准备了声卡、学案、网络学习资料等资源, 支持学生的学习。体现教学主体性原则, 还表现在教师教学方法的灵活和综合应用, 整个教学过程中, 教师面向全体学生, 综合运用演示讲解、技能训练、学生示范、集体评价、自主尝试体验、合作探究、共享交流、任务分层等教学方法, 以学设教, 以教导学。效率是高中信息技术优质课堂教学的主要特征, 在有限的45分钟里, 教师合理组织, 对于学生作品只作形式上的要求, 需要有录音和背景音乐两要素, 没有设置具体内容的要求, 让每个学生从自己的实际出发, 尽情发挥创造力, 完成教学任务, 使不同层次的学生都能高效地习得技能。
3.注重全面发展
声音采集论文 篇4
1 基于matlab的图形界面设计
本文设计的图形用户界面包括以下主要功能:声音的采集与储存;录入声音时实时显示声音波形图像;声音波形图像的存储;声音文档的读出;声音波形图像的读出。该文利用matlab自带的GUIDE设计声音采集图形界面。该界面包括两个坐标轴,分别用于显示录入时实时声音波形和显示打开储存声音的波形。该界面有5个菜单按钮,分别为:开始采集声音、停止采集声音、声音数据的保存、时域波形的保存、打开声音数据。以上按钮能够比较好地实现用户对该界面的人机互动和对该系统的功能需求。该界面的功能按钮如图1所示。下面内容将详细介绍该界面功能的实现。
2 matlab驱动声卡实现对语音信号的采集
本小节主要简单介绍matlab实现声音信号采集的主要库函数的用法。Matlab的库函数analoginput可实现对模拟信号的采集。可以定义AI=analoginput('ADAPTOR'),其中'ADAPTOR'是设备的名称。函数analoginput的输入参数选项中的’winsound’表示是微软Windows操作系统下的计算机声卡对声音的采集。为此,在GUI“开始采集声音”按钮的句柄要设置一个模拟信号变量AI=analoginput('winsound')。matlab软件支持多通道音频输入,但是必须要有支持多声道输入的声卡支持,该文使用单声道声卡,所以调用matlab的库函数addchannel(AI,1),其中addchannel的第二个参数1表示增加一个通道。set(AI,′Sample Rate′,value)是设置声音信号采样率。Value取值根据实际需求来确定,必须满足奈奎斯特采样定理。set(AI,'Samples Per Trigger',value)是设置采集声音的长度,可以用秒作为单位也可以用采集的样本个数作为单位。Start(AI)函数打开声音采集的对象,一旦触发立即开始采集声音。而stop(AI)则是停止采集声音信号,即用户干预声音采集的过程,已经得到想要的声音信号,功能按钮“停止采集声音”就是通过stop(AI)实现的。通过主要运用以上函数就可以实现声音信号的采集。
3 声音数据的保存和播放以及声音信号时域波形图的保存
声音数据保存按钮的功能由uiputfile函数以及wavwrite函数实现。uiputfile函数是个标准保存文件对话框函数。其第一个参数是默认当前文件夹的默认文件名称,用户只需要点击“确定”按钮文件就会按照默认当前文件夹的默认文件名称存储,第二个参数'Save file name'表示可以由用户选择文件的存储名称和存储路径。wavwrite(y,Fs,nbits,wavefile)函数的功能是写入Microsoft的wave(”.wav”)声音文件。其中参数”y”是声音信号的数据,”Fs”是采样率默认值为11025Hz,参数”nbits”表示声音信号数据的位数类型,而根据声音信号数据是整型或浮点型又有所区别。参数”wavefile”表示文件的名称和路径。
同样“时域波形的保存”功能按钮需要用到uiputfile函数。由于是画波形图,用到plot函数,如图2所示。具体为plot(handles.t,handles.data),其中handles.t是句柄返回的时间参数,handles.data是句柄返回的声音信号幅值参数。波形图像的保存用saveas(h,name,format)函数,该函数可以将图像以用户需要的格式保存某个路径上,其中“h”是GUI返回的句柄。
“打开声音数据”功能按钮实现的是播放以及存储的声音文件的功能。该按钮的功能主要通过uigetfile函数和sound函数实现。Uigetfile函数与uiputfile函数类似,只不过Uigetfile函数是个标准的打开文件的一个对话框函数。sound函数的功能则是把已经以向量形式存储起来的声音数据以声音的形式播放出来,其还有采样率和比特率的参数可供用户选择。
4 总结
本文介绍了基于matlab的声音采集图形界面的设计,该系统在声音采集播放等方面利用matlab的库函数,加快了研究的进程,避免了应用其他工具的繁琐性。Matlab库函数提供了丰富的输入参数,可以灵活地对参数进行修改,以适应不同的测试条件,达到最佳实验结果。
利用matlab编写程序实现对声音信号的采集、存储、声音时域波形图的存储、声音的读取等功能。构建这个数据采集系统具有高精度、实时性能好、人机交互界面友好等优点。
参考文献
[1]陈璇,李启海,朱万彬,等.基于声卡和MATLAB的音频信号的采集和处理[J].2010,33(3):71-74.
[2]李亚微,郭敏.基于MATLAB的音频数据采集系统[J].电声技术,2007,31(3):57-58.
[3]付俊庆,李凤玲.MATLAB环境下的实时数据采集方法[J].测控技术,2004,23(1):30-32.
[4]姜占才,袁海良.基于声卡和MATLAB的数据采集和分析系统[J].青海大学学报,2006,24(6):67-69.
[5]常春,倪铭.基于MATLAB和声卡的虚拟仪器设计[J].自动化与仪器仪表,2005(3):23-25.
声音采集论文 篇5
关键词：多媒体课件,声音素材,Audition
随着计算机技术的快速发展, 全国各中小学、大学现代教育技术越来越多地采用多媒体技术进行辅助教学。设计和制作一个优秀的教学课件在整个现代教育活动中尤为重要, 广大教育工作者基本上都能设计和制作自己所属专业的教学课件, 要设计制作一个更专业、更科学、更适合自己所属专业的高质量多媒体教学课件, 必须具备以下三个方面的能力:首先, 必须对该课程的教学大纲、教学内容相当熟练和了解, 吃透大纲和内容, 只有这样, 在制作课件时才知道如何下手, 制做出的多媒体课件才符合教学的需要, 同时紧贴教学主题, 这是做好课件的前提。其次, 必须具备较强的计算机专业技术能力。有一定的艺术性功底, 采用的计算机技术含量的高低, 决定了制做出的课件水准高低, 只有采用最新、最权威、最标准化的软件才能设计制做出符合时代需要的高标准多媒体课件, 这是制作多媒体课件的技术保证。最后, 多媒体课件中需要大量的多媒体素材, 如文本、图形图像、声音、二维动画、三维动画、视频等多种多媒体素材。这些多媒体素材是制作多媒体教学课件的重要组成部分, 充分使用各种媒体素材是多媒体技术的基本特点。以上六大素材, 在对其进行采集、处理、使用时都要采用不同的计算机软件进行处理, 本文重点论述如何采用Audition软件对多媒体课件中的声音素材进行采集与处理。
Adobe Audition (前Cool Edit Pro) 是美国Adobe Systems公司开发的一款功能强大、效果出色的数字音乐多轨录音和声音处理软件。可以运行在Windows平台下, 具有丰富的声音处理效果, 能进行实时预览和多轨声音的混缩合成, 能高质量地进行录音, 并且能对录制的声音和其他渠道获得的声音素材进行编辑、合成处理, 能同时处理多个声音文件, 在几个声音文件中进行剪切、粘贴、合并、重叠声音操作。可以对不同声音文件格式进行转换, 如果觉得这些格式都不能满足需求的话, 可以将Audition和格式工厂配合使用, 可以保证格式的问题得到解决。Audition最大的特点是在采集录音当中可以最大限度地自动消除声音采集录音的环境噪音, 对声音采集的环境要求比较宽松, 克服了传统声音采集录音对环境的苛刻要求, 正好适合于多媒体声音采集录音中的环境要求。
一、声音素材的获取
在多媒体课件中, 适当地运用声音能起到文字、图像等媒体形式无法代替的作用, 如活跃课堂的学习氛围、激发学生的学习兴趣、引起使用者的注意等。声音作为一种信息载体, 其主要的作用是直接、清晰地表达语意。因此, 声音能给多媒体课件带来令人惊奇的效果。在多媒体课件中, 合理地加入一些符合教材需要的解说、音乐背景等声音素材, 使得多媒体课件中的声音清晰, 优美, 可以较好地表达教学内容, 吸引学生的注意力, 以起到增强教学效果的作用。
声音素材主要包括背景音乐课文朗诵、效果声音以及评语分析等。获取声音素材的方法多种多样, 多媒体课件中声音素材的采集和制作有以下几种方法:
(1) 通过互联网搜索声音素材。
(2) 从CD或VCDD中直接捕获:使用专门的软件抓取CD或VCD光盘中的音轨, 生成声源素材, 再利用Audition声音编辑软件对声源素材进行剪辑、合成, 最终生成所需要的声音素材。
(3) 从已有的光盘中寻找声音素材:一些CD-ROM教学光盘或声音素材光盘中往往提供许多声音素材, 可以通过文件搜索的办法找出来并加以利用。
(4) 录音:借助Audition软件采集声音生成的wav、mp3等文件。
前三种声音的获得一般比较容易实现, 但是获得的素材不能恰如其分地满足课件的需求, 好多课件下载的伴音听起来很别扭, 甚至没有起到增强教学效果的作用, 要做到与课件内容完全一致的声音素材, 还得根据课件内容的需要进行录音。
利用Audition软件进行声音录音采集的程序:
(1) 准备好麦克风, 正确接好麦克风与计算机的接线, 在Windows界面音量控制属性中设置为录音状态, 调整合适的输入音量。注意:不同Windows版本所显示的界面可能略有不同。
(2) 以上设置结束以后, 打开Audition工作界面, 请按Audition工作窗口中的音轨1、红色R, 右下角红色录音键开始录音。
在录音过程中, 始终观察Audition工作窗口最下方的电平指示栏, 确保电平强度在70%附近伸缩, 不能超越最右边界限, 同时观察Audition工作窗口音轨中波形的幅度, 保持波形的最高峰不要超过上下两条白线, 也要注意波形幅度不要过小, 以波峰的峰值接触到上下两条白线为宜。录制中随时监控随时调整。另外要注意的是麦克风不可离嘴唇太近, 正常的呼吸气流最好不要被录入声音中去, 录音中尽可能避免外界的一切噪声, 任何不正确的操作都会导致录音失败。
录音是所有后期制作加工的基础, 这个环节出问题, 是无法靠后期加工来补救的, 所以, 完成录音后, 点击Audition主窗口左下部的“停止”按钮, 然后可以点其左下方的“播放”按钮, 必须现场试听一遍, 如果是原始的录音有较大问题, 就马上找出存在的问题, 排除存在的问题, 进行重新录音。
(3) 保存录音。录制结束以后, 保存录音数据。操作如下:点击主菜单【文件】下的【导出】【混缩音频】选项。自动弹出下一对话框, 保存格式, 正确命名后保存即可。
二、声音素材的处理
通过以上几种方法采集的声音文件, 往往由于各种环境因素的影响, 导致采集的声音电平过低或者过高失真, 声音中存在噪音、音响效果不佳、文件格式不标准等, 需要后期进行处理。
(一) 声音的降噪处理
由于采集来的声音素材受环境和设备的影响, 声音信息中包含了一些噪音, 要获得比较准确真实的声音素材资料, 必须借助Audition软件进行降噪处理。
利用Audition进行声音信息降噪处理的具体步骤为:打开Audition软件, 按菜单栏【文件】下的【导入】, 选择所需要降噪的声音文件然后按打开。
用鼠标左键在Audition左侧文件工作区拖动打开需要降噪的声音文件到音轨1中, 单击菜单栏下的编辑, 把多音轨状态窗口变为单音轨状态窗口。
降噪时必须指定噪声样本, 才能进行实质的降噪处理。其中噪声样本的指定有两种方式:一是从已保存的噪声样本中选择;另一种是从选择的波形范围获取样本。这里采用的是从波形范围获取样本。
调整横轴显示比例使得声音波形图观察起来清晰, 选择轴线上无波形的部分, 这部分虽然无波形但中轴线比较粗, 粗线说明有噪音存在, 选择部分无波形中轴属于噪音采样, 按菜单栏上的菜单栏【效果】下的【修复】【降噪器】, 在降噪器对话框中选【获取特性】再按【确定】, 已经获得了噪音样本。然后回到工作窗口, 鼠标放到波形区域, 按CTRL+A全选所有波形, 按菜单栏【效果】下的【修复】【降噪器】, 在降噪器对话框中直接按【确定】。经过噪音消除后声音图形中轴变细, 说明把声音中包含的噪音全部消除, 经过降噪处理后的声音听起来明显没有噪音, 很清晰。
(二) 声音素材的剪辑、合成处理
多媒体声音素材获取有不同途径, 有些声音素材需要剪辑、合成处理, Audition软件具有强大的剪辑、合成处理能力。打开Audition软件, 按菜单栏【文件】下的【导入】选择所需要编辑的声音文件然后按打开。根据需要用鼠标左键拖动声音文件到音轨上, Audition对声音文件可以像文本文件那样进行删除、剪切、复制、粘贴等操作。根据多媒体课件对声音素材的要求进行编辑、合成等操作, 可以把整个声音素材处理得完美无瑕。
(三) 声音素材的格式转换
多媒体声音素材获取有不同途径, 会有不同的声音素材格式文件, 常见的有wav、wma、raw、mp3等格式, mp3同其他声音文件格式比较, 其兼容性、压缩比、音质等都是比较好的, 在多媒体课件制作中我们全部采用mp3格式标准。也就是说必须要把通过不同设备录音采集来的声音素材文件转换成mp3格式的文件。
利用Audition进行声音文件格式的转换。如果需要批量声音文件格式的转换, Audition软件就不太理想了, 可以采用格式工厂软件来进行批量格式转换。
Audition软件还可以对声音素材文件进行振幅、音色、音效、变速、变调等处理, 通过Audition软件处理后的声音素材文件完全能满足多媒体课件制作的要求, 起到增强教学效果的作用。
参考文献
[1]李普涛.中小学教师多媒体课件制作培训初级教程[M].河南大学出版社, 2009.
[2]代成杰.多媒体教学素材的采集与制作[J].中国现代教育装备, 2012 (4) .
[3]王发科.利用COOL EDIT处理陕西关中方言语音信息[J].宝鸡文理学院学报 (自然科学版) , 2014 (12) .
声音采集论文 篇6
(一) 信息技术学科课堂教学存在的问题
1. 学校、家长对信息技术教学不重视。
在初中阶段, 信息技术并非一门主修课程, 不是衡量学校教学质量的标准, 因此往往得不到学校的重视, 也忽视了对该门课程的教学效果的考察;大多数学生家长认为信息技术课是用来缓解学生的紧张学习, 这样一来, 难免导致了任课教师不重视其教学绩效而随便应付, 严重影响信息技术课程教学效果。
2. 学生兴趣低、积极性不高。
在信息技术课程实施过程中, 由于课程设计不合理, 往往出现课程呆板、课堂缺乏趣味、忽视学生的主体性地位、学生主动参与课堂的积极性不高等现象, 导致信息技术课程教学效果无法得到保证。
3. 教师专业素养不能满足教学发展的需要。
信息技术的发展速度是惊人的, 这就要求信息技术任课教师能够及时更新自己的知识体系, 并且根据教学实际情况调整教学内容、教学方法、教学手段以适应学生发展的需要。然而, 在实际教学中, 这一点往往无法实现。
信息技术学科课堂教学存在的问题严重影响了信息技术课程的教学效果, 必须引起广大信息技术课教师的关注。
(二) 绩效技术在信息技术教学中的作用
绩效技术是为了达到提高效益或效率, 通过评价的系统方法来评判个人或团体的业绩, 为达到目的所采取的措施和方法[1]。1992年国际绩效促进协会 (international society for performance improvement, 简称ISPI) 提出了绩效技术模型, 将绩效改进为五个环节:绩效分析、原因分析、干预措施选择设计、干预措施实施、调整和评价[2]。这五个环节能够有效地针对信息技术学科课堂教学存在的问题, 为解决这些问题提供实际可行的措施和方法, 从而提高信息技术课堂教学效益。
二、绩效技术的模型
为了将绩效技术合理地运用到信息技术学科教学中, 使教学效果达到最优化, 笔者根据信息技术教学的要求, 模仿ISPI绩效模型制定了如下的信息技术学科教学绩效模型:
1.教学前期绩效分析。在教学开始之前的备课阶段, 教师必须对教学对象做全面的分析, 包括知识技能状况分析、技能差异分析、学习目的分析、学习环境分析、学习结果与预期目标的差异分析等部分, 这样有利于充分了解学生的情况, 为找出影响学生信息技术科学习绩效原因做好准备。同时根据前面的各项分析确定本次教学的绩效目标, 即本次教学所要达到的教学目标。
2.原因分析。根据教学前期绩效分析, 找出影响学生信息技术学科学习绩效的外在原因和内在原因, 有利于从根本问题入手, 确定行之有效的干预措施。
3.干预措施的设计。干预措施也就是解决问题的计划和方法, 它包括教学干预和非教学干预。教学干预就是在教师的讲授、指导下使学生获得知识和技能, 而非教学干预则是教师激励学生利用现有环境条件进行互相帮助, 自主探究, 最终使所学的知识、技能得到更深层次的升华。教师在明确了形成绩效问题的原因后, 便可综合以上分析, 对如何开展有目的性、有针对性的教学活动作出计划和设计。
4.干预措施的实施。在设计好措施之后, 就是措施的实行阶段了, 这个阶段是最终能否实现教学绩效的关键阶段。因为在这个阶段教师、学生都有可能有意或无意地对整个实施的过程产生不良影响, 所以教师在这个阶段应按照设计的干预措施, 有条不紊地展开教学, 既要关注集体的学习效果又要照顾到个别人的学习绩效;既要保证课堂的严肃性又要充分调动学生学习的兴趣和积极性。
5.评价。评价是一节课成功与否的总结, 学生的学习效果是教学效果的最好评价。在信息技术科教学中, 让学生掌握知识技能并不是最终目的, 能够让学生在拥有技能的基础上对获得的信息作分析、处理、筛选和运用才是信息技术教学的目的所在。因此, 在结果的评价时, 要通过多种方式进行综合评价, 如课内练习、学生点评、课后作业、听课老师点评等形式, 这样才能准确地掌握教学绩效, 从而进行反思、调整, 达到教学的最优化。
三、绩效技术在初中信息技术科教学中应用
下文以八年级信息技术《声音的采集和处理》的教学过程为例, 详细分析绩效技术在教学中的应用。
(一) 教学前期绩效分析
在教学开始前, 笔者对教学对象做了如下的教学前期绩效分析:
1. 知识技能状况分析:
本节课的教学对象是初二级学生, 学生曾在初一时学过利用系统自带的录音软件——录音机来录制声音文件, 他们对声音的录制已有一定的基础。而且他们都能熟练地登陆因特网并从网上下载自己所需的文件。
2. 技能差异分析:
对于初二级的学生, 他们的信息技术技能存在一定的差异现象, 这种现象表现在男生的操作技能比女生的操作技能强;文化科学习成绩高的同学比文化科学习成绩低的同学信息技术操作技能差;各班都有3-5个信息技术能力特别突出的同学。
3. 学习目的分析:
在初二级学生中, 他们大部分人上信息技术课的目的就是上网和玩游戏, 只有少数人是把提高自身信息处理能力作为上信息技术课的目的。
4. 学习环境分析:
笔者所教学的学生大部分是来自农村, 他们的家庭情况普通, 有接近半数的学生家里仍然没有计算机。而在学校的信息技术课堂上, 他们可以每人一台计算机, 练习所学的内容。
5. 学习的结果与预期目标的差异分析:
分析以往学生学习的结果与教师教学的预期目标, 都存在一定的差异性, 这些差异主要有:大部分男生的学习可以达到预期效果而只有小部分的女生能达到预期的学习效果;基础好的学生可以很轻松地掌握所学内容并很好地运用, 而基础差的同学却学习得很吃力而且无法完成相应的操作。
6. 确定绩效目标:
根据以上分析, 确定本节课的绩效目标即教学目标如下: (1) 知识与技能:了解录音机、mp3、CD光盘采集声音文件;掌握声音的简单剪辑和混音方法以及声音文件格式的转换。 (2) 过程与方法: (1) 研究把已有的相似功能软件使用经验迁移到新的软件使用上来。 (2) 亲身操作尝试。 (3) 情感态度与价值观:培养学生动手探究问题、发现和解决问题的能力, 创造性地应用信息技术在已有的音乐上进行再次创作, 制作富有个性的音效。 (4) 教学重点、难点:声音的剪辑和混音, 声音格式的转换。
(二) 原因分析
从以上对教学前期的绩效分析可以清楚地知道, 影响学生信息技术学科教学绩效主要有以下三方面原因:
1. 学生方面:
学生的学习目的不正确, 他们错误地认为信息技术科上课时间是娱乐、放松自我的时间。
2. 教师方面:
教师没有正确处理学生的个体差异性, 使得学生的学习两极化、两性化;教师没有充分利用学校的环境条件, 为学生争得更多的自主动手操作时间。
3. 环境方面:
由于家庭经济原因, 学生在家里接触计算机的时间比较少, 这也是抑制学生信息技术技能发展的一个重要原因。
(三) 干预措施的设计
笔者通过以上分析, 确定本节课的教学采用教学干预和非教学干预相结合的方式, 力求突出“学生为主体, 教师为主导”的特色, 让学生通过动手探究并把解决问题贯穿整个教学过程, 把课堂真正还给学生。本课的教学目的主要是形成学生技能、技巧, 因此, 可采用“任务驱动”结合“主动探究”的教学方式。同时, 以“提出任务——自主探究——合作交流——评价总结”的基本环节展开教学, 授课时, 教师先出示明确、可操作性强的任务, 接着将总任务细化成小任务。在学生自主探索、合作交流过程中, 激励学生以小组的形式相互讨论、相互帮助。教师对于难点内容, 作适当的指导并让学生实践操作, 教师接着巡回指导学生操作, 当巡回指导过程中发现学生碰到问题无法解决, 则进行个别指导。整个教学在轻松、和谐、民主气氛下进行, 体现课堂学习的自主性、开放性、合作性。
(四) 干预措施的实施 (教学过程)
1. 播放乐曲, 创设情景, 引入课题。
播放已录制好的童声歌曲《小薇》, 通过歌曲中童声的稚嫩和吐字不清, 引起学生的大笑并提高他们对录制歌曲的兴趣, 从而端正学生的学习目的, 调动学生学习积极性。
2. 细化任务, 复习回顾, 逐步引导学生进行自主探究。
将“为自己录制歌曲”的目标细化为两个小任务, 即学生分别用录音机和wave CN录制歌曲。两个任务的目的是让学生复习旧知识, 同时使其在复习的过程中发现以前所学软件的不足, 进一步激发学生的学习欲望。教师紧接着再逐步引导学生动手将一种软件的操作方法运用到另一种软件的操作上来, 培养学生自主学习的能力, 为学生提供更多的自主学习时间, 体现了学生在课堂中的主体性。
3. 下载伴奏, 合成歌曲, 使学生在动听的音乐中体验学习的乐趣。
完成录制清唱歌曲之后, 教师再通过演示操作完成本节课重点、难点的教学, 同时设置“如何实现格式转换?”这一问题, 引导学生进行思考, 这样既能提高学生的学习效果, 又可以培养学生进一步探究问题的能力。教师首先介绍wave CN的几个常用工具, 即“复制”“粘贴成新文件”“混合粘贴 (叠加、首尾相接) , 然后用已准备好的童声歌曲《小薇》和《寂寞沙洲冷》为例演示声音片段的剪辑处理方法。并用准备好的歌曲《一生有你》的清唱和伴奏为学生演示合成为一首完整歌曲的操作, 演示过程中提醒学生注意在合成歌曲过程中两个声音文件必须保持格式一致。最后, 在让学生自己动手操作之后, 教师小结格式转换的步骤:“导入声音”——“调整声音文件格式”——“转换”, 并通过课件展示音频格式转换的步骤。
4. 欣赏作品, 学生评价, 培养学生的审美能力。
教师在学生完成“合成歌曲”任务后, 通过随机播放学生制作的歌曲, 让学生欣赏后作出点评, 同时老师对学生的作品进行相应的点评和肯定。这样不但培养了学生的审美能力, 而且教师也可以在这个过程中得到一定程度的教学绩效结果评价。
5. 课堂总结, 布置作业, 促使学生进一步巩固学习成果。
通过教师提出问题学生回答问题的总结方式, 使学生进一步巩固课堂学习成果, 即“如何录制声音”、“如何转换声音格式”、“如何实现声音的合成”。布置课堂作业, 让学生以小组的形式动手探究, 从网上下载歌曲, 探究是否可以做到消除一首歌曲中的原唱歌手声音, 保留音乐效果。学生在完成作业的过程中做到了学以致用, 这样他们的自学能力和小组协作能力得到进一步的提高。同时教师可以根据学生作业的完成情况, 更深入地对教学的绩效作出评价。
四、成效与反思
(一) 教学成效
1.学生能够从以前所学的相近软件举一反三, 很好地利用wave CN进行录音, 大部分学生能在课堂上开展探究式学习并发现问题、解决问题, 并能通过小组协作的形式, 在小组长的带领下, 对所学软件展开更深入的探究, 提高了各自的信息处理能力。个别基础比较差的学生也能在这样的探究式学习下掌握了本节课学习的主要内容。这样, 信息技术课堂教学效果在不知不觉中得到质的提高, 很好地弥补了学校、家长对信息技术课堂不重视这一严重问题。
2.本节课抓住了学生对于为自己制作歌曲比较感兴趣的心理, 充分调动了学生学习的积极性, 提高了课堂的趣味性。课堂通过提出任务、学生自主探究、教师为学生做适当的指导和小结的形式展开教学, 充分体现了学生的主体地位, 学生主动参与课堂教学中来, 使整个教学在有序、和谐的氛围下顺利开展, 取得良好的效果。
(二) 教学反思
绩效评价的目的不仅是评价过去的绩效, 更重要的是在评价过程中对存在的问题不断做出正确的调整[3]。因此教师在对教学结果做出客观评价之后, 必须认真做好反思记录, 特别是对教学过程中存在问题的反思, 在今后的教学中扬长避短, 力争在每一节课的上课之前对教学内容、教学对象做出更全面的分析, 把每一个隐藏的问题都分析透彻, 这样才能使信息技术科教学绩效达到最优化。因此, 在将绩效技术运用于信息技术科教学中时, 应特别注意以下三个问题: (1) 学生对完成任务过程中存在的一些细节问题是否引起注意和重视, 如本课中的“如何减少录音中的噪音”; (2) 课堂内容设置是否合理, 学生是否有充足的时间进行相应操作; (3) 学生作为课堂的主人, 如何在课堂中体现学生的主体地位, 从而解决当前普遍存在的学校、家长对“非考试”科目不重视这一严重问题。
综上所述, 将绩效技术运用于信息技术科教学中, 通过建立“信息技术学科教学绩效模型”, 逐步展开分析和教学, 能更好地体现课程标准的要求。在基于绩效技术的信息技术科教学模式下, 教师能在做出全面的绩效和原因分析后, 有效避开传统课堂中存在的问题, 更有针对性地开展教学, 不但提高学生集体学习效果, 而且使基础较好的学生得到更好的发展。当然, 绩效技术仍处在发展阶段, 要将绩效技术运用在信息技术科的教学中, 教师就必须通过不断的探索、实验, 不断地提高自身能力, 做到与时俱进, 才能真正实现绩效技术在信息技术科教学中的运用。
摘要：为达到《中小学信息技术课程指导纲要 (试行) 》的要求, 实现信息技术学科教学的最优化, 本文通过建立信息技术学科教学绩效模型, 并结合自身运用该模型进行教学的案例, 分析说明绩效技术在信息技术学科教学中的运用。
关键词：绩效技术,信息技术
参考文献
[1]陈丽霞.基于绩效技术的中小学教师信息技术培训的探讨[J].继续教育研究, 2007, (6) :87-89.
[2]陈小薇孙祯祥舒慧东.用绩效管理的思想看信息技术与课程整合问题[J].现代教育技术, 2007, (9) :5-9.