聲音和視頻的數字化設備分別是什麼

⑴ 什麼是音頻數字化，圖像數字化，請詳細講解

從字面上來說，數字化 (Digital) 就是以數字來表示，例如用數字去記錄一張桌子的長寬尺寸，各木料間的角度，這就是一種數字化。跟數位常常一起被提到的字是模擬 (Analog/Analogue) ，模擬的意思就是用一種相似的東西去表達，例如將桌子用傳統相機將三視圖拍下來，就是一種模擬的記錄方式。

兩個概念：

1、分貝(dB):聲波振幅的度量單位，非絕對、非線性、對數式度量方式。以人耳所能聽到的最靜的聲音為1dB,那麼會造成人耳聽覺損傷的最大聲音為100dB。人們正常語音交談大約為20dB。10dB意味著音量放大10倍，而20dB卻不是20倍，而是100倍（10的2次方）。

2、頻率（Hz）:人們能感知的聲音音高。男性語音為180Hz，女性歌聲為600Hz，鋼琴上C調至A調間為440Hz,電視機發出人所能聽到的聲音是17kHz，人耳能夠感知的最高聲音頻率為20kHz。

將音頻數字化，其實就是將聲音數字化。最常見的方式是透過脈沖編碼調制PCM(Pulse Code Molation) 。運作原理如下。首先我們考慮聲音經過麥克風，轉換成一連串電壓變化的信號，如圖一所示。這張圖的橫座標為秒，縱座標為電壓大小。要將這樣的信號轉為 PCM 格式的方法，是先以等時距分割。我們假設用每 0.01 秒分割，則得到圖二。

我們把分割線與信號圖形交叉處的座標位置記錄下來，可以得到如下資料，(0.01,11.65) 、(0.02,14.00) 、 (0.03,16.00) 、 (0.04,17.74) … ..(0.18,15.94) 、 (0.19,17.7) 、 (0.20,20) 。好了，我們現在已經把這個波形以數字記錄下來了。由於我們已經知道時間間隔是固定的 0.01 秒，因此我們只要把縱座標記錄下來就可以了，得到的結果就是 11.65 14.00 16.00 17.74 19.00 19.89 20.34 20.07 19.44 18.59 17.47 16.31 15.23 14.43 13.89 13.71 14.49 15.94 17.70 20.00 這一數列。這一串數字就是將以上信號數字化的結果。看吧，我們確實用數字記錄了事物。在以上的範例中，我們的采樣頻率是 100Hz(1/0.01 秒 ) 。其實電腦中的 .WAV 檔的內容就是類似這個樣子，文件頭中記錄了采樣頻率和可容許最大記錄振幅，後面就是一連串表示振幅大小的數字，有正有負。常見CD唱盤是以PCM格式記錄，而它的采樣頻率 (Sample Rate) 是 44100Hz ，振幅采樣精度/數位是 16Bits ，也就是說振幅最小可達 -32768(-2^16/2) ，最大可達 +32767(2^16/2-1) 。CD唱盤是以螺旋狀由內到外儲存資料，可以存儲74分鍾的音樂。CD唱盤的規格為什麼是 44.1kHz、16Bits呢？關於 44.1kHz 這個數字的選取分為兩個層面。首先人耳的聆聽范圍是 20Hz 到 20kHz ，根據 Nyquist Functions ，理論上只要用 40kHz 以上的采樣頻率就可以完整記錄 20kHz 以下的信號。那麼為什麼要用 44.1kHz 這個數字呢？那是因為在 CD 發明前硬碟還很貴，所以主要將數字音頻信號儲存媒體是錄像帶，用黑白來記錄 0 與 1 。而當時的錄像帶格式為每秒 30 張，而一張圖又可以分為 490 條線，每一條線又可以儲存三個取樣信號，因此每秒有 30*490*3=44100 個取樣點，而為了研發的方便， CD唱盤也繼承了這個規格，這就是 44.1kHz 的由來。在這里我們可以發現無論使用多麼高的采樣精度/數位，記錄的數字跟實際的信號大小總是有誤差，因此數字化無法完全記錄原始信號。我們稱這個數字化造成失真稱為量化失真。

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數字化的最大好處是資料傳輸與保存的不易失真。記錄的資料只要數字大小不改變，記錄的資料內容就不會改變。如果我們用傳統類比的方式記錄以上信號，例如使用錄音帶表面的磁場強度來表達振幅大小，我們在復制資料時，無論電路設計多麼嚴謹，總是無法避免雜訊的介入。這些雜訊會變成復制後資料的一部份，造成失真，且復制越多次信噪比 ( 信號大小與噪音大小的比值 ) 會越來越低，資料的細節也越來越少。如果多次復制過錄音帶，對以上的經驗應該不陌生。在數字化的世界裡，這串數字轉換為二進制，以電壓的高低來判讀1與0，還可以加上各種檢查碼，使得出錯機率很低，因此在一般的情況下無論復制多少次，資料的內容都是相同，達到不失真的目的。
那麼，數字化的資料如何轉換成原來的音頻信號呢？在計算機的音效卡中一塊晶元叫做 DAC(Digital to Analog Converter) ，中文稱數模轉換器。DAC的功能如其名是把數字信號轉換回模擬信號。我們可以把DAC想像成 16 個小電阻，各個電阻值是以二的倍數增大。當 DAC 接受到來自計算機中的二進制 PCM 信號，遇到 0 時相對應的電阻就開啟，遇到 1 相對應的電阻不作用，如此每一批 16Bits 數字信號都可以轉換回相對應的電壓大小。我們可以想像這個電壓大小看起來似乎會像階梯一樣一格一格，跟原來平滑的信號有些差異，因此再輸出前還要通過一個低通濾波器，將高次諧波濾除，這樣聲音就會變得比較平滑了。

從前面的內容可以看出，音頻數字化就是將模擬的(連續的)聲音波形數字化(離散化)，以便利用數字計算機進行處理的過程，主要包參數括采樣頻率（Sample Rate）和采樣數位/采樣精度（Quantizing，也稱量化級）兩個方面，這二者決定了數字化音頻的質量。采樣頻率是對聲音波形每秒鍾進采樣的次數。根據這種采樣方法，采樣頻率是能夠再現聲音頻率的一倍。人耳聽覺的頻率上限在2OkHz左右，為了保證聲音不失真，采樣頻率應在4OkHz左右。經常使用的采樣頻率有11.025kHz、22.05kHz和44.lkHz等。采樣頻率越高，聲音失真越小、音頻數據量越大。采樣數位是每個采樣點的振幅動態響應數據范圍，經常採用的有8位、12位和16位。例如，8位量化級表示每個采樣點可以表示256個(0-255)不同量化值，而16位量化級則可表示65536個不同量化值。采樣量化位數越高音質越好，數據量也越大。

反映音頻數字化質量的另一個因素是通道(或聲道)個數。記錄聲音時，如果每次生成一個聲波數據，稱為單聲道；每次生成二個聲波數據，稱為立體聲(雙聲道)，立體聲更能反映人的聽覺感受。

除了上述因素外，數字化音頻的質量還受其它一些因素(如揚聲器質量，麥克風優劣，計算機音效卡A/D與D/A（模/數、數/模）轉換晶元品質，各個設備連接線屏蔽效果好壞等)的影響。

綜上所述，聲音數字化的采樣頻率和量化級越高，結果越接近原始聲音，但記錄數字聲音所需存儲空間也隨之增加。可以用下面的公式估算聲音數字化後每秒所需的存儲量(假定不經壓縮):

存儲量=(采樣頻率*采樣數位)/8(位元組數)

若採用雙聲道錄音，存儲量再增加一倍。例如，數字激光唱盤(CD－DA，紅皮書標准)的標准采樣頻率為44.lkHz，采樣數位為16位，立體聲，可以幾乎無失真地播出頻率高達22kHz的聲音，這也是人類所能聽到的最高頻率聲音。激光唱盤一分鍾音樂需要的存儲量為:

44.1*1000*l6*2*60/8=10，584，000(位元組)=10.584MBytes

這個數值就是微軟Windows系統中WAVE(.WAV)聲音文件在硬碟中所佔磁碟空間的存儲量。由MICROSOFT公司開發的WAV聲音文件格式，是如今計算機中最為常見的聲音文件類型之一，它符合RIFF文件規范，用於保存WINDOWS平台的音頻信息資源，被WINDOWS平台機器應用程序所廣泛支持。另外，WAVE格式支持MSADPCM、CCIPTALAW、CCIPT-LAW和其他壓縮演算法，支持多種音頻位數，采樣頻率和聲道，但其缺點是文件體積較大，所以不適合長時間記錄。因此，才會出現各種音頻壓縮編/解碼技術的出現，例如，MP3，RM，WMA,VQF,ASF等等它們各自有自己的應用領域，並且不斷在競爭中求得發展。

⑵ 下列設備中能將模擬視頻信號數字化的是

B和D
A是可以將聲音數字化的設備；
C是可以將圖像轉換成為數字信息的設備；

數碼相機和視頻卡都是需要把視頻經過AD轉換 變成數字信號的設備。

⑶ 音效卡術視頻卡數據照相機數碼錄音機手寫板掃描儀等設備屬於什麼數字化工具

你說的這些東西分別是處理聲音，視頻，圖像，音頻以及圖像轉文字資料的。
他們並不屬於一個分類，如果硬要籠統分在一起的話，應該是屬於數字化輸入設備。

⑷ 常用的多媒體設備有哪些

一般的多媒體系統主要由如下四個部分的內容組成：多媒體硬體系統、回多媒體操作系統、媒體答處理系統工具和用戶應用軟體。
多媒體操作系統： 也稱為多媒體核心系統（Multimedia kernel system），具有實時任務調度、多媒體數據轉換和同步控制對多媒體設備的驅動和控制，以及圖形用戶界面管理等。

多媒體硬體系統： 包括計算機硬體、聲音/視頻處理器、多種媒體輸入/輸出設備及信號轉換裝置、通信傳輸設備及介面裝置等。其中，最重要的是根據多媒體技術標准而研製生成的多媒體信息處理晶元、光碟驅動器等。

媒體處理系統工具：或稱為多媒體系統開發工具軟體，是多媒體系統重要組成部分。

用戶應用軟體：根據多媒體系統終端用戶要求而定製的應用軟體或面向某一領域的用戶應用軟體系統，它是面向大規模用戶的系統產品。

⑸ 視頻和音頻在數字化上有什麼不同

在電腦上面存儲的音頻與視頻文件就是數字化的；所謂數字化就是以數據的形式存在而非模擬，數字化的最終目的就是可以永久保存和無損復制；數字化的音頻與原始聲音相比是有缺失的，不過現代數字技術可以盡最大努力把對於人耳朵敏感的部分采樣處理後形成數據打包成音頻文件，對於我們的耳朵來說基本可以認為就是當時聲音的再現，雖然它不是。
視頻也是一樣，現代電腦可以用R、G、B三個顏色來表示自然界的色彩，理論上R、G、B三原色可以調制出任何一種色彩，但是實際上在數字領域這三原色只是每種色從最深到最淺分為256個色階，是有限的顏色，對於自然界實際顏色而言是有損的，目的與結果和上面一樣，人的眼睛實際上分辨不了這么多的顏色，所以對於人眼睛來說可以認為就是原景再現。

⑹ 什麼是一種採集聲音和活動圖像的視頻設備

數字攝像機。數字攝像機是一種採集聲音和活動圖像的視頻設備，實際上指的是數字信號處理攝像機，也就是說，由光電轉換器件得到的三基色電信號仍然為模擬信號，只不過在後續的處理中將其轉換成數字信號，並進行一系列的數字處理技術。

⑺ hdmi是什麼設備與計算機連接

hdmi是顯示設備與計算機連接的介面類型。

HDMI介面是一種全數字化視頻和聲音發送介面，可以發送未壓縮的音頻及視頻信號。電腦顯示器帶有HDMI介面，可以使用HDMI線纜連接到具有HDMI輸出的設備上，實現顯示功能。

電腦顯示器HDMI介面是指高清晰度多媒體介面是一種數字化視頻／音頻介面技術，是適合影像傳輸的專用型數字化介面，其可同時傳送音頻和影像信號，最高數據傳輸速度為2.25GB/s。

HDMI常見的5種類型：

1、HDMI A Type

HDMI A是使用最廣泛的HDMI線纜，採用19針，寬度和厚度分別為13.9毫米、4.45毫米（TypeA），它類似於DVI Single-Link傳輸。在我們日常生活使用中，絕大部分的影音設備都具備這個介面。

2、HDMI B Type

此類型的HDMI比較少見。它主要用於專業級的場合。在尺寸上，它採用29pin，寬度有21毫米。在傳輸速率上，HDMI B Type具備有兩倍的HDMI A type數據傳輸能力，相當於DVI Dual-Link。

3、HDMI C Type

HDMI C Type一般我們稱為Mini HDMI，它主要為小型設備設計。尺寸上，同樣採用19pin，但是寬度只有10.42毫米，厚度有2.4毫米，比較小巧。它主要應用在攜帶型設備上。

4、HDMI D Type

HDMI D Type俗稱Micro HDMI。在尺寸上，它基於Mini HDMI的基礎進一步縮小。同樣採用19pin，寬度只有6.4毫米，厚度2.8毫米，類似於Mini USB介面。

5、HDMI E Type

HDMI E Type主要用於車載娛樂系統的音視頻傳輸。由於車內環境的不穩定性，HDMI E Type在設計上具備抗震性、防潮、耐高強度、溫差承受范圍大等特性。

⑻ 聲音的數字化是什麼

聲音是一種連續的波動信號，要把這種模擬量變為數字量，通常採用PCM（脈沖編碼調制）方式。它同樣要經歷取樣、量化、編碼三個步驟。

通常每秒鍾進行8000次取樣，於是連續的聲波便變成每秒8000個脈沖。每一脈沖的幅值便是取樣當時的聲波幅值。一般用8位二進制數，也就是用一個位元組對其進行量化。這樣，把聲音由模擬量變為數字量傳輸時，需要的傳輸速度為64千比特/秒。比特表示二進制數一個位的信息量，8個比特為1個位元組。

需要指出，1937年英國人裡布斯便發明了PCM方式，由於當時還沒有半導體集成電路技術，因此數字化在經濟上是不合理的。直到七八十年代，出現了大規模集成電路、超大規模集成電路，PCM方式才得到廣泛應用。可見，一種好的想法還需要適當的技術支持，否則也只能束之高閣。