數(shù)字音頻技術(shù)的兼容與發(fā)展探究

李 寅

遼寧廣播電視臺，遼寧 沈陽 110004

1 數(shù)字音頻基本參數(shù)及接口標(biāo)準(zhǔn)

1.1 基本參數(shù)

首先，數(shù)字音頻的聲道數(shù)，在演播室的實際應(yīng)用過程中通常為無壓縮音頻技術(shù)，其預(yù)留2路或者4路或者8路聲音聲道數(shù)；其次為取樣頻率，一般優(yōu)選48kHz，或者32kHz也可，低頻增強聲取樣頻率為主聲道的1/96；然后看頻率范圍，如果取樣頻率為48kHz ，LFE聲道的頻率范圍通常在15Hz～120Hz范圍內(nèi)，其它聲道則在20Hz到20kHz之間；最后看量化比特，如果音頻編碼的方式為PCM，則優(yōu)選20比特線性量化，也可以選擇16或者18或者24。

1.2 接口標(biāo)準(zhǔn)

要想深入的了解數(shù)字音頻技術(shù)，就不可避免的要接觸不同的音頻設(shè)備，而這些不同的設(shè)備間要能實現(xiàn)在數(shù)字域內(nèi)的互相連接。數(shù)字音頻設(shè)備包括數(shù)字錄像機(jī)的音頻系統(tǒng)及調(diào)音臺和數(shù)字錄音機(jī)等等。而與數(shù)字音頻設(shè)備接口相關(guān)的數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)也比較多，目前比較常用戶的包括AES/EBU標(biāo)準(zhǔn)，即音頻工程師協(xié)會/歐洲廣播聯(lián)盟；S/PDIF標(biāo)準(zhǔn)，即S/PDIF的數(shù)字音頻接口；還有MADI多通路音頻數(shù)字串行接口等。

2 數(shù)字音頻系統(tǒng)的同步

兩個數(shù)字音頻信號的幀頻率必須完全相同，其在限定的時間周期內(nèi)其幀數(shù)量相等。如果要實現(xiàn)兩個數(shù)字音頻設(shè)備的成功連接，還要將兩個信號每個樣點的時差控制在允許的范圍內(nèi)，如果時間超出這一范圍不管其頻率是否相同，均要對其中的一個信號進(jìn)行調(diào)整同步。所謂同步即是指相位與頻率相同。設(shè)備保持同步采取的方式也有多種，普遍常用是的數(shù)字音頻參考信號的方法，以保證所有的輸入及輸出設(shè)備取樣時鐘均被鎖定在參考信號上。如果全部為數(shù)字設(shè)備則比較適用連續(xù)同步，這種方法是每個設(shè)備的字時鐘端口由字時鐘發(fā)生器發(fā)生的字時鐘信號連接起來，從而實現(xiàn)其回放、錄音的同步同速。不過在使用數(shù)字設(shè)備時，也會存在每個數(shù)字音頻設(shè)備采樣頻率出現(xiàn)差異的問題，此時可以在兩臺設(shè)備上連接同一個字時鐘發(fā)生器，同樣可以保證多部數(shù)字設(shè)備實現(xiàn)同步。實現(xiàn)數(shù)字音頻參考信號的方式不僅只有利用時鐘信號一種，其它諸如MIDI時碼、黑場信號以及SMPTE/EBU時碼等也是比較常用的。此外，還可以將取樣時鐘嵌入到數(shù)字音頻輸入信號中，可對該時鐘進(jìn)行編程鎖定輸入及輸出取樣時鐘，從而實現(xiàn)同步；通過主視頻參考信號驅(qū)動數(shù)字音頻參考信號，將視頻及音頻信號鎖定于精度相同的取樣頻率上；通過GPS接收機(jī)驅(qū)動數(shù)字音頻參考信號，向被鎖定設(shè)備提供精確的頻率及相位以備其用。

3 數(shù)字音頻基準(zhǔn)電平

所謂的數(shù)字基準(zhǔn)電平其實是一系列的編碼，其按照二進(jìn)制的補碼原理來確定、按照時間排列記錄在磁帶上。當(dāng)確定了數(shù)字系統(tǒng)動態(tài)范圍被量化的精度后，系統(tǒng)的信噪比以及峰值儲備均由基準(zhǔn)電平來決定，假如其準(zhǔn)電平的選值不合理、不恰當(dāng)，則對系統(tǒng)工作電平會產(chǎn)生較大的影響，甚至?xí)p小信噪比、增大失真，相應(yīng)的系統(tǒng)性能也會隨之變差，并且對不同廣播電視系統(tǒng)的節(jié)目交換產(chǎn)生影響。為了防止此類問題的發(fā)生，我國制訂并頒布了相應(yīng)的數(shù)字音頻設(shè)備基準(zhǔn)電平的標(biāo)準(zhǔn)，在現(xiàn)在模擬音頻與數(shù)字音頻混合的階段，為了可以將模擬設(shè)備與數(shù)字系統(tǒng)準(zhǔn)確的連接，要求數(shù)字基準(zhǔn)電平的設(shè)置要嚴(yán)格參照標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行。

4 數(shù)字音頻站在廣播電臺節(jié)目制作中的應(yīng)用

與傳統(tǒng)的模擬技術(shù)相比，數(shù)字音頻技術(shù)所能解決的問題更多，而原本繁復(fù)的影視聲間的后期制作，也由于采用的數(shù)字音頻工作站而變得更為簡單了。傳統(tǒng)的聲音后期制作是基于模擬機(jī)編輯完成的，而編輯機(jī)的聲音制作又僅限于調(diào)整聲音電平和處理特殊的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。受到技術(shù)條件的局限，制作者在進(jìn)行聲音細(xì)節(jié)的把握與處理時只能忽略或者簡單的一筆帶過。而數(shù)字音頻工作站可以為聲音的編輯、處理以及合成等帶來廣闊的擴(kuò)展空間。在廣播電臺的新聞節(jié)目是制作中，數(shù)字音頻工作站對其聲音質(zhì)量的提高起到十分積極的作用?，F(xiàn)在數(shù)字音頻工作站的種類也越來越多，例如Satellite就是一種新型的數(shù)字音頻設(shè)備，它可以完全將傳統(tǒng)的模擬機(jī)或者數(shù)字多軌錄音機(jī)取而代之。它最多可以實現(xiàn)48軌的同步實時錄音，時音碼將錄放音鎖定，而且還具備所有經(jīng)常用到的編輯功能。在軌跡上可以實現(xiàn)音頻段的前后移動、復(fù)制，還可以以時間碼為基準(zhǔn)移動音頻段做出重新定位。屏幕的顯示界面也是非常友好的，理解起來比較容易，滾動音頻波形的顯示就像可以直觀的看到音頻波形在磁頭前走過。此外，Satellite的主機(jī)內(nèi)部還包含一系列的用于內(nèi)部聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲的裝置，其包括DSP、波形發(fā)生器以及高速的64比特的視頻母線。Satellite通過其自身內(nèi)部的D/A轉(zhuǎn)換器，在錄音過程中把聲音同頻的輸出。并且在顯示器上可以清楚的看到各種用于實現(xiàn)編輯功能的數(shù)據(jù)。顯示器可以將48軌的內(nèi)容同步顯示出來，實時的音頻波形由顯示器左端向右端流動，而用戶可以聽到位于中央位置的光標(biāo)下正在通過的聲音，并且可以看到實時的時間碼。

總之，在廣播節(jié)目制作過程中引入數(shù)字音頻工作站，為其聲音的后期制作帶來了非常大的便利。數(shù)字音頻工作站將其在前期采錄過程中的先進(jìn)性及科學(xué)性充分的發(fā)揮出來，并且在后期制作方面其功能也非常強大，使得錄制進(jìn)程真正的實現(xiàn)全數(shù)字化，這也是計算機(jī)產(chǎn)業(yè)革命推動下的必然結(jié)果。數(shù)字化音頻工作站實現(xiàn)了由模擬到數(shù)字化、再從數(shù)字化向數(shù)據(jù)化轉(zhuǎn)變、由設(shè)備孤島轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)的技術(shù)革命。

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