音频基本概念

1.音频信号

音频信号是一种连续变化的模拟信号，但计算机只能处理和记录二进制的数字信号，由自然音源得到的音频信号必须经过一定的变换，成为数字音频信号之后，才能送到计算机中作进一步的处理。

     数字音频系统通过将声波的波型转换成一系列二进制数据，来实现对原始声音的重现，实现这一步骤的设备常被称为（A/D）。

    A/D转换器以每秒钟上万次的速率对声波进行采样，每个采样点都记录下了原始模拟声波在某一时刻的状态，通常称之为样本（sample），而每一秒钟所采样的数目则称为采样频率。

2.采样频率

 采样频率是指将模拟声音波形进行数字化时，每秒钟抽取声波幅度样本的次数。

 如上图所示 用40KHz的频率去采样20KHz的信号可以正确捕捉到原始信号。用30KHz的频率去采样20KHz的信号会出现混淆信号。（采样率设置不对会引入杂音）

系统	采样频率
电话	8000Hz
CD	44100Hz
专业音频	48000Hz
DVD音频	96000Hz

3.Linein和Micin

我们的电脑声卡上，一般都会有Line in和Mic in两个接口，翻译成中文就是“线性输入”和“麦克风输入”，这两个都是输入端口。

Line in端口：该端口主要用于连接电吉他、电子琴、合成器等外界设备的音频信号输出的录音，由于这些设备本身输出功率就比较大，因此需要连接到Line in端口录音，当然使用它们录音从某种程度上也可以被称为外部设备的“内录”。一般您使用的声卡越好，Line in里的噪音就会越低，录制效果也会比较好。

Mic in端口：这要是连接麦克风录音使用的。但是这个端口和Line in的区别在于它有前置放大器，换言之麦克风本身输出功率小，因此必须要有一个外部的放大设备来放大音频信号。这个端口就是起到这个作用。有兴趣的朋友可以尝试一下把你的麦克风直接连接到Line in端口录音……没有声音或者声音很小对吧？！道理很简单，麦克风的信号没有被放大，自然效果就不好了。

 MICIN和LINEIN在框图中的差别是：MICIN比LINEIN多了一级放大。

4.ALSA架构

ALSA 是Linux内核2.6后续版本中支持音频系统的标准接口程序，由ALSA库、内核驱动和相关测 试开发工具组成。

相较于OSS的编程接口,ALSA的函数库更加便于使用。

​ 对应用程序而言ALSA无疑是一个更佳的选择,因为它具有更加友好的编程接口,并且完全兼容于OSS。

alsa-lib：用户空间函数库, 封装驱动提供的抽象接口, 通过文件libasound.so提供API给应用程序使用。

alsa-utils：实用工具包,通过调用alsa-lib实现播放音频(aplay)、录音(arecord) 等工具。

Alsa的代码文件结构如下：

 

core               该目录包含了ALSA驱动的中间层，它是整个ALSA驱动的核心部分
core/oss        包含模拟旧的OSS架构的PCM和Mixer模块
core/seq        有关音序器相关的代码
include          ALSA驱动的公共头文件目录，该目录的头文件需要导出给用户空间的应用程序使用，通常，驱动模块私有的头文件不应放置在这里
 drivers           放置一些与CPU、BUS架构无关的公用代码
i2c                 ALSA自己的I2C控制代码
pci                 pci声卡的顶层目录，子目录包含各种pci声卡的代码
isa                 isa声卡的顶层目录，子目录包含各种isa声卡的代码
soc                针对system-on-chip体系的中间层代码
soc/codecs    针对soc体系的各种codec的代码，与平台无关