廣播電視工程中數(shù)字音頻技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及其應(yīng)用

韓雪梅

摘 要：隨著我國(guó)數(shù)字化進(jìn)程的加快以及近年來(lái)科技發(fā)展水平、廣播電視工程整體發(fā)展水平的不斷提高，數(shù)字化音頻技術(shù)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于廣播電視事業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。本文以數(shù)字音頻技術(shù)的含義以及工作原理作為切入點(diǎn)，對(duì)其技術(shù)的優(yōu)勢(shì)以及應(yīng)用尤其是數(shù)字音頻嵌入技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：廣播電視工程；數(shù)字音頻；優(yōu)勢(shì)

當(dāng)前數(shù)字化演播室的音頻系統(tǒng)的整體解決方案以及設(shè)計(jì)在應(yīng)對(duì)直播節(jié)目的設(shè)備管理、功能拓展運(yùn)用以及安全播控等方面已經(jīng)形成了較為完備的體系，數(shù)字音頻技術(shù)的優(yōu)勢(shì)得到充分 體現(xiàn)。

一、數(shù)字音頻技術(shù)的具體含義及工作原理

以數(shù)字廣播電視技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展的數(shù)字音頻信號(hào)方式，在經(jīng)過(guò)模擬處理、數(shù)字化處理的發(fā)展過(guò)程之后，已經(jīng)逐步在廣播電視領(lǐng)域（無(wú)論是節(jié)目的前期或者后期制作，還是在節(jié)目的播出過(guò)程中）被廣泛使用，使用數(shù)字音頻設(shè)備不僅可以使廣播電視節(jié)目對(duì)于音頻技術(shù)的要求得到滿足，而且其對(duì)原有的模擬音頻信號(hào)的輸出輸入方式進(jìn)行了保留，直接取代了原有的模擬音頻系統(tǒng)，使其在功能更具兼容性，可以在模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的環(huán)境中都可以進(jìn)行工作。數(shù)字音頻技術(shù)對(duì)于音質(zhì)非常重視，其可以高質(zhì)量的還原音質(zhì)。

數(shù)字音頻廣播系統(tǒng)通常的工作方式是一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)，其最關(guān)鍵的技術(shù)通常有組網(wǎng)技術(shù)、對(duì)于高速信號(hào)的無(wú)線傳輸技術(shù)以及對(duì)于數(shù)字音頻信號(hào)的壓縮編碼技術(shù)等三個(gè)方面。在數(shù)字廣播中同時(shí)存在著多種多樣音頻壓縮編碼技術(shù)，這些技術(shù)的共同點(diǎn)是以基于人耳的感覺(jué)特性來(lái)對(duì)碼率進(jìn)行適當(dāng)降低，例如，在對(duì)音頻進(jìn)行編碼時(shí)，通常從人對(duì)聲音的特性、時(shí)間的屏蔽效應(yīng)以及人聽(tīng)覺(jué)頻率三個(gè)方面加以利用。頻率遮蔽效應(yīng)是指如果同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)音頻信號(hào)，其頻率相近但是強(qiáng)度相差非常大，人耳常常只能感受到強(qiáng)度比較大的音頻信號(hào)，而遮蔽了低強(qiáng)度的音頻信號(hào)，在對(duì)頻率屏蔽效應(yīng)運(yùn)用時(shí)，通常是在將頻率相近強(qiáng)度較低的信號(hào)直接舍棄，不在系統(tǒng)中進(jìn)行傳輸，同一時(shí)間只傳輸高強(qiáng)度的音頻信號(hào)，從而使碼率的到有效降低。人的聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)對(duì)于聲音源頭進(jìn)行定位處理時(shí)，通常對(duì)于頻率較低的信號(hào)不太敏感，反應(yīng)較遲鈍，而判斷高頻信號(hào)時(shí)，則主要是通過(guò)包絡(luò)進(jìn)行，這種特性也被在數(shù)字音頻的傳輸系統(tǒng)中成功應(yīng)用。

二、數(shù)字音頻技術(shù)在廣播電視工程中的優(yōu)勢(shì)

在計(jì)算機(jī)多媒體廣泛應(yīng)用與電子技術(shù)的飛速發(fā)展下，廣播電臺(tái)在計(jì)算機(jī)應(yīng)用音頻技術(shù)的推動(dòng)下，取得了重大的突破?，F(xiàn)代的數(shù)字音頻工作站通常由數(shù)字播出音頻工作站、節(jié)目管理工作站以及數(shù)字錄制音頻工作站。數(shù)字音頻技術(shù)應(yīng)用于廣播電視工程中主要的優(yōu)勢(shì)有以下幾點(diǎn)。

（1）錄音時(shí)可以使用多軌數(shù)字硬盤(pán)。數(shù)字音頻擁有六十四軌，可以為音樂(lè)及語(yǔ)言類(lèi)提供有效保障，于此同時(shí)，對(duì)于錄音過(guò)程中的并軌、搬軌、補(bǔ)錄等方面工作也可以實(shí)現(xiàn)，從而可以滿足用戶在對(duì)其使用中對(duì)軌道擴(kuò)充的需求。

（2）通過(guò)數(shù)字編輯可以提高音頻的精密性，通過(guò)高解像度的電子計(jì)算機(jī)屏幕，可以對(duì)聲音采用波形的方式進(jìn)行顯示，從而使編輯剪接的工作更加方便，而利用圖像波形的方式進(jìn)行音頻顯示，可以有效提高剪輯精確性。

（3）數(shù)字信號(hào)和傳統(tǒng)模擬信號(hào)相比，其處理能力很強(qiáng)。

（4）數(shù)字信號(hào)的存儲(chǔ)能力強(qiáng)大。數(shù)字音頻技術(shù)擁有電子計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，對(duì)相關(guān)的設(shè)備信息以及音頻程序進(jìn)行存儲(chǔ)。

三、數(shù)字音頻技術(shù)在廣播電視工程中應(yīng)用

（1）在廣播電臺(tái)數(shù)字調(diào)音臺(tái)的應(yīng)用。數(shù)字調(diào)音臺(tái)在廣播電臺(tái)系統(tǒng)的應(yīng)用主要是為了對(duì)調(diào)音臺(tái)進(jìn)行處理，使其具有不僅具有原有的傳統(tǒng)調(diào)音臺(tái)的大部分功能，如使串音、失真、噪音的功能質(zhì)量得到提高），而且還擁有數(shù)字切換矩陣的能力。針對(duì)以上情況，能夠利用形式不同的控制面，使用戶在不同的環(huán)境中得以進(jìn)行不同的操作方式，從而最大程度滿足方式不同的新聞編輯和制作的過(guò)程，其具有體積小、通路多的優(yōu)點(diǎn)。

（2）數(shù)字音頻嵌入技術(shù)在廣播電視工程的應(yīng)用。當(dāng)前，在對(duì)節(jié)目的處理、傳輸以及制作時(shí)，采用的是數(shù)字音頻嵌入技術(shù)與數(shù)字分量串行的接口，來(lái)制作數(shù)學(xué)化電視節(jié)目。因此，對(duì)于數(shù)字音頻嵌入技術(shù)與數(shù)字分量串行接口的深入理解的關(guān)鍵，就是對(duì)數(shù)字化節(jié)目基于現(xiàn)場(chǎng)直播體制中心搭建，構(gòu)想，設(shè)想的解決方案。由于模擬信號(hào)中的符合方法及分量不同，在電視的視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換過(guò)程中，即模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換中會(huì)出現(xiàn)一些差異，在數(shù)字拾取以后，數(shù)據(jù)的傳輸方式通常會(huì)出現(xiàn)串行以及并行的區(qū)分，但其卻具有相同的一個(gè)共性，就是共同部位。比如，按照不同的方法，在數(shù)字信號(hào)的進(jìn)行消隱時(shí)，將數(shù)字音頻以及其他的輔助數(shù)據(jù)攜帶的傳送的空間，稱為多出的空間。而在這空間中，輔助數(shù)據(jù)和數(shù)字音頻進(jìn)行的互相相嵌，也就稱之為音頻潛入；在視頻信號(hào)的場(chǎng)、行同步脈沖（場(chǎng)、行消隱）期間插進(jìn)數(shù)字音頻信號(hào)，也就是將SDI信號(hào)中嵌入數(shù)字音頻信號(hào)的和數(shù)字的分量視頻信號(hào)進(jìn)行的共同傳輸。在4比2比2的串行數(shù)字分流中，視頻場(chǎng)效消隱以及行消隱期間的信息并不是需要的，因此可以不對(duì)其進(jìn)行取樣。由于數(shù)字音頻與視頻的子帳取樣不同，分別為三十二比特，十比特，在音頻數(shù)據(jù)以輔助數(shù)據(jù)的方式插進(jìn)數(shù)字視頻分量時(shí)，就要求不能在兩個(gè)空隙之中。其中將音頻取樣數(shù)據(jù)按二十特進(jìn)行傳播，用奇偶校驗(yàn)碼、AES/EBU通道的狀態(tài)信息、CH信息進(jìn)行傳輸?shù)倪^(guò)程，就是將三十特變成十比特的過(guò)程。為了保證伴音一直隨視頻同步傳輸，而不將伴音進(jìn)行單獨(dú)處理，就可以采用嵌入音頻的方式，能夠做到音頻，視頻的同步，也不影響數(shù)字音頻采用不同的取樣的頻率的數(shù)據(jù)嵌入。在播出領(lǐng)域，視頻與音頻分切的情況較為少見(jiàn)，嵌入音頻可以減少矩陣的一個(gè)層面，將AES/EBU標(biāo)準(zhǔn)視頻嵌入SDI數(shù)字信號(hào)中，因?yàn)椴捎昧藬?shù)字音頻嵌入技術(shù)，使信號(hào)的傳輸質(zhì)量得到有效提高，同時(shí)使系統(tǒng)內(nèi)部的復(fù)雜走線得到很大簡(jiǎn)化，使不少的音頻處理設(shè)備得以省去，從而降低了設(shè)備故障的概率，最終使播控系統(tǒng)的安全性得到較大提高。在實(shí)際播出工作中，對(duì)視頻與音頻要求同步的情況較為多見(jiàn)，可采用嵌入音頻可以減少矩陣一個(gè)層面，將AES/EBU標(biāo)準(zhǔn)視頻嵌入SDI數(shù)字信號(hào)中，因?yàn)椴捎昧藬?shù)字音頻嵌入技術(shù)，確保了提高信號(hào)的傳輸質(zhì)量，同時(shí)大在減化了系統(tǒng)內(nèi)部的復(fù)雜走線，省去了很多音頻處理設(shè)備，也大大降低了設(shè)備故障的機(jī)率，非常有效的提高了播控系統(tǒng)的安全性。

數(shù)字音頻作為數(shù)字化電視制作的重要功能手段，其基本理論、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、音頻格式、接口方式等也已逐漸成為廣播電視系統(tǒng)的重大課題。因此，積極開(kāi)發(fā)完善數(shù)字音頻技術(shù)，拓展其功能應(yīng)用具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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