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I2S音频总线学习
文章来源:永阜康科技 更新时间:2020/7/7 10:27:00
I2S(Inter-IC Sound)是飞利浦公司针对数字音频设备(如CD播放器、数码音效处理器、数字电视音响系统)之间的音频数据传输而制定的一种总线标准。它采用了独立的导线传输时钟与数据信号的设计,通过将数据和时钟信号分离,避免了因时差诱发的失真,为用户节省了购买抵抗音频抖动的专业设备的费用。标准的I2S总线电缆是由3根串行导线组成的:1根是时分多路复用(简称TDM)数据线;1根是字选择线;1根是时钟线。

一、声音的基本概念

声音是通过一定介质传播的连续的波。

图1 声波

重要指标:

振幅:音量的大小

周期:重复出现的时间间隔

频率:指信号每秒钟变化的次数

声音按频率分类:

图2 声音的频率(语音信号频率范围:300Hz-3kHz)

声音的传播携带了信息,它是人类传播信息的一种主要媒体。 声音的三种类型:

波形声音:包含了所有声音形式

语音:不仅是波形声音,而且还有丰富的语言内涵(抽象→提取特征→意义理解)

音乐:与语音相比,形式更规范。音乐是符号化的声音。

二、声音的数字化

1.声音信号的类型

模拟信号(自然界、物理)

数字信号(计算机)

2.声音数字化过程

图3 声音数字化过程

3.声音数字化过程示意图

图4 声音数字化过程示意图

4.声音数字化三要素

5.声音数字化的数据量

音频数据量=采样频率&TImes;量化位数&TImes;声道数/8(字节/秒)

三、音频的文件格式

1.WAV文件

WAV是Microsoft/IBM共同开发的PC波形文件。因未经压缩,文件数据量很大。

特点:声音层次丰富,还原音质好

2.MP3文件

MP3(MPEG Audio layer3)是一种按MPEG标准的音频压缩技术制作的音频文件。

特点:高压缩比(11:1),优美音质

3.WMA文件

WMA(Windows Media Audio)是Windows Media格式中的一个子集(音频格式)。

特点:压缩到MP3一半

4.MIDI文件

MIDI(乐器数字接口)是由一组声音或乐器符号的集合。

特点:数据量很小,缺乏重现自然音

四、数字音频压缩标准

1.音频压缩方法概述

图5

压缩编码技术是指用某种方法使数字化信息的编码率降低的技术

音频信号能压缩的基本依据:

①声音信号中存在大量的冗余度;

②人的听觉具有强音能抑制同时存在的弱音现象。

音频信号压缩编码的分类:

①无损压缩(熵编码)

霍夫曼编码、算术编码、行程编码

②有损压缩

波形编码--PCM、DPCM、ADPCM 、子带编码、矢量量化

参数编码--LPC

混合编码--MPLPC、CELP

2.音频压缩技术标准

五、声卡

1.声卡的主要功能

声卡是负责录音、播音和声音合成的一种多媒体板卡。其功能包括:

①录制、编辑和回放数字音频文件

②控制和混合各声源的音量

③记录和回放时进行压缩和解压缩

④语音合成技术(朗读文本)

⑤具有MIDI接口(乐器数字接口)

2.芯片类型

CODEC芯片(依赖CPU,价格便宜)

数字信号处理器DSP(不依赖CPU)

 
 
 
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