PDF《Mp3 音乐文件播放实验》

中国科学技术大学电子工程与信息科学系 多媒体通信实验室(Copyright 2002) Mp3 音乐文件播放实验

一、实验目的

1、 了解 mp3 音乐文件格式;

2、 了解 mp3 音乐文件播放的基本原理;

3、 熟悉 mp3 音乐文件的播放技术;

4、 熟悉 mp3 网络音乐播放技术.

二、实验原理

1、声音文件的格式 在Windows 操作系统下, 常见的音乐文件格式包括 MIDI、 CD 声、 WAV 以及其他格式. MIDI 序列 MIDI 声的声音样本以波形文件(WAV)储存于声卡中,人称波表,波表越大,音色越多, 音质越好.电脑在演奏 MIDI 时,向声卡发出一控制信号,其中包含音色、音阶、音强等信 息(均用序列号码表示) ,声卡从自身的音色库中按照标准序列号找到对应的波形,然后播 放.所以,在MIDI 文件中只包含有声音的类型,强度,音阶等信息,体积小巧. 根据 MIDI 的原理,不同的声卡演奏的 MIDI 乐曲的效果是不一样的,而且同一曲目的 MIDI 文件因其包含的控制信息的丰富程度不同,在同一块声卡上播放的效果也不一样. CD 碟片 CD 碟片上载有取样精度为 44.1KHZ 的声音信号, 这些信号已是无压缩的, 直接将波形 采样而成,这些声音的播放可是与 CPU、硬盘、播放软件没一点关系.播放软件向光驱发 出一个控制信号,光驱读碟,碟上信号由光头读出,送光驱内置解码电路 DAC 解码,然后 流向光驱内置前级放大电路放大, 由光驱背板上的音频输出口输出往声卡, 声卡将此信号分 作两路,一路直接送线路输出口(LINE OUT)输出,推有源音箱.一路送卡载后级放大电路 进行后级放大,送扬声器输出口(SPEAK OUT)作功率输出,推动无源音箱. 电脑播放 CD 之音质与 CPU,软件毫无关系.在前级中,关键在于光驱中内置解码模 块(DAC)的解码能力,以及光驱内置前级放大模块之电气性能;

在后级中,关键在于声卡之 直通效果与卡载之后级放大电路的性能, 如果使用有源音箱, 亦取决于音箱中之内置后级放 大电路的效果. 如果您在阅读过程中发现疏漏和错误,请您尽快和编者取得联系 network@ustc.edu.cn cxh@ustc.edu.cn 中国科学技术大学电子工程与信息科学系 多媒体通信实验室(Copyright 2002) WAV、MP3 文件 WAV 即波形文件,是将声音直接取样,转变为数字,不加压缩的声音文件,体积庞大. 电脑在播放 WAV 时,从硬盘中提取 WAV 中之数据,由CPU 控制播放软件进行解码,送声 卡前级放大,然后送音箱发声.MP3 等文件则是在 WAV 将声音数字化的基础上,进一步压 缩、编码而成的文件格式.播放时,由CPU 控制播放软件进行解码,解压,送声卡前级放 大,后送音箱发声. WAV,MP3 这类文件的播放完全依赖电脑的软件环境,对CPU 等控制器也相当倚重,所以,我们可以通过软件来编辑,处理这类文件,电脑在播放这类声音时的效果与播放软件, 处理器能力,声卡的前级放大性能有极大关系.

2、MP3 编码技术 MP3 的全称应为 MPEG1 Layer-3 音频文件,MPEG 音频文件是 MPEG1 标准中的声音 部分, 也叫 MPEG 音频层, 它根据压缩质量和编码复杂程度划分为三层, 即Layer-

1、 Layer

2、 Layer3,且分别对应 MP

1、MP

2、MP3 这三种声音文件,并根据不同的用途,使用不同层 次的编码.MPEG 音频编码的层次越高,编码器越复杂,压缩率也越高,MP1 和MP2 的压 缩率分别为 4:1 和6:1-8:1,而MP3 的压缩率则高达 10:1 至12:1.不过 MP3 对音频 信号采用的是有损压缩方式,为了降低声音失真度,MP3 采取了"感官编码技术",即编码 时先对音频文件进行频谱分析, 然后用过滤器滤掉噪音电平, 接着通过量化的方式将剩下的 每一位打散排列,最后形成具有较高压缩比的 MP3 文件,并使压缩后的文件在回放时能够 达到比较接近原音源的声音效果. 虽然它是一种有损压缩方式, 但它以极小的声音失真换来 较高的压缩比,因此得以在因特网上广泛传播.