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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(jì)算機(jī)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(hào)是隨時(shí)間變化的連續(xù)媒體，對(duì)音頻信號(hào)的處理要求有比較強(qiáng)的時(shí)序性，即較小的延時(shí)和時(shí)延抖動(dòng)。對(duì)音頻信號(hào)的處理涉及音頻信號(hào)的獲取、編解碼、傳輸、語音的識(shí)別與理解、語音與音樂的合成等內(nèi)容。

視頻信息即活動(dòng)或運(yùn)動(dòng)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牡匚唬驗(yàn)槿祟惤邮艿男畔⒓s有70%來自視覺，視頻信息具有準(zhǔn)確、直觀、具體生動(dòng)、高效、應(yīng)用廣泛、信息容量大等特點(diǎn)。

一、聽覺特性與音頻信號(hào)

1.人的聽覺特性

（1）人對(duì)聲音強(qiáng)弱的感覺

通過對(duì)大量人群的測(cè)量發(fā)現(xiàn)，當(dāng)聲音信號(hào)的強(qiáng)度按指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)時(shí)，人會(huì)大體上感到聲音在均勻地增強(qiáng)，即將聲音聲強(qiáng)取對(duì)數(shù)后，才與人對(duì)聲音的強(qiáng)弱感相對(duì)應(yīng)。根據(jù)人類聽覺的這一特點(diǎn)，通常用聲強(qiáng)值或聲壓有效值的對(duì)數(shù)來表示聲音的強(qiáng)弱，稱為聲強(qiáng)級(jí)LI或聲壓級(jí)LP單位為分貝（dB）。

（2）人對(duì)聲音頻率的感覺

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

為了適應(yīng)人類聽覺的音高感規(guī)律，在聲學(xué)和音樂當(dāng)中表示頻率的坐標(biāo)經(jīng)常采用對(duì)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(duì)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(duì)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(qiáng)度相同條件下聲音主觀感覺的強(qiáng)弱也是不同的，即人類聽覺的頻率響應(yīng)不是平坦的。此外，人的聽覺頻響還隨聲壓級(jí)的變化而變化。人類聽覺頻響的特點(diǎn)是：聲壓級(jí)越高，聽覺頻響越平直；隨聲音聲壓級(jí)的降低，聽覺頻響變壞，低頻響應(yīng)下降明顯。對(duì)于高于20kHz和低于20Hz的聲音信號(hào)，不論聲壓級(jí)多高，一般人也不會(huì)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(jí)高低，人對(duì)3kHz~5kHz頻率的聲音最敏感。

（4）人類聽覺的掩蔽效應(yīng)

在人類聽覺系統(tǒng)中的另一個(gè)現(xiàn)象是一個(gè)聲音的存在會(huì)影響人們對(duì)其他聲音的聽覺能力，使一個(gè)聲音在聽覺上掩蔽了另一個(gè)聲音，即所謂的“掩蔽效應(yīng)”。掩蔽效應(yīng)常在電聲系統(tǒng)中被加以利用，使有用聲音信號(hào)掩蔽掉那些不需要的聲音信號(hào)，并根據(jù)有用信號(hào)的強(qiáng)度來規(guī)定允許的最大噪聲強(qiáng)度。此外，在音頻信號(hào)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(yīng)實(shí)現(xiàn)高效率的壓縮編碼。

2.音頻信號(hào)特性

對(duì)于不同類型的發(fā)聲體來說，其聲音信號(hào)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(jì)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(hào)中的大部分能量發(fā)送出去，同時(shí)保持一定的可懂度和聲色的平衡。相對(duì)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(gè)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(shí)際聲音信號(hào)的強(qiáng)度在一個(gè)范圍內(nèi)隨時(shí)隨刻發(fā)生著改變，一個(gè)聲音信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍是指它的最大聲強(qiáng)與最小聲強(qiáng)之差，并用dB表示。當(dāng)用有效聲壓級(jí)表示時(shí)，一般語音信號(hào)大概有20~40dB的動(dòng)態(tài)范圍；交響樂、戲劇等聲音的動(dòng)態(tài)范圍可高達(dá)60~80dB。當(dāng)按峰值聲壓級(jí)表示時(shí)，有些交響樂的動(dòng)態(tài)范圍可達(dá)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(xué)圖像轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行記錄或遠(yuǎn)距離傳輸，然后還原為光圖像的一門技術(shù)。

1.視頻信號(hào)與圖像掃描

視頻技術(shù)中實(shí)現(xiàn)光學(xué)圖像到視頻圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換的過程通常是在攝像機(jī)中完成的。當(dāng)被攝景物通過攝像機(jī)鏡頭成像在攝像器件的光電導(dǎo)層時(shí)，光電靶上不同點(diǎn)隨照度不同激勵(lì)出數(shù)目不等的光電子，從而引起不同的附加光電導(dǎo)產(chǎn)生不同的電位起伏，形成與光像相對(duì)應(yīng)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(hào)。