廣電工程中數(shù)字音頻技術(shù)的應(yīng)用分析

廖鵬程

【摘要】如今我國的廣播電視行業(yè)飛速發(fā)展，滿足了人們的收視與收聽需要，豐富著人們的精神世界。在廣播與電視的節(jié)目播出與播放過程中，重點關(guān)注聲音的輸入與輸出效果，以往在信號的傳輸過程中可能由于技術(shù)問題存在聲音質(zhì)量下降情況，而如今的節(jié)目制作過程中開始對信息技術(shù)與音頻技術(shù)加以利用，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的電視制作播出模式，節(jié)目的整體質(zhì)量也得到了提升?；诖耍疚膹臄?shù)字音頻技術(shù)的概述入手，討論數(shù)字音頻技術(shù)在廣電工程中的發(fā)展現(xiàn)狀，闡述數(shù)字音頻技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢，最后提出數(shù)字音頻技術(shù)在電視制作播出中的應(yīng)用，希望繼續(xù)促進(jìn)我國廣播電視行業(yè)的健康發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】廣電工程;數(shù)字音頻技術(shù);應(yīng)用

中圖分類號：TN92? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2022.011.007

隨著信息技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，讓諸多行業(yè)發(fā)展面貌煥然一新，同樣與對廣播電視行業(yè)帶來了幫助，計算機技術(shù)與音頻處理技術(shù)的結(jié)合讓音頻處理效率大大提升，而數(shù)字化技術(shù)更是提升了廣播電視單位的管理效率，以下就廣電工程的數(shù)字音頻技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行相關(guān)分析。

1. 數(shù)字音頻技術(shù)的概述

當(dāng)前數(shù)字音頻技術(shù)在廣播電視節(jié)目的制作中應(yīng)用程度逐漸加深，可以達(dá)到數(shù)字化處理效果。在早期利用數(shù)字音頻技術(shù)時主要是通過集成電路和晶體管進(jìn)行信號傳輸，不過在應(yīng)用中存在一些不足，后期我國研發(fā)出了新型音頻技術(shù)，并且相關(guān)技術(shù)不斷完善，不僅提升了傳輸?shù)木_性與準(zhǔn)確性，還降低了制作成本。整體來看，數(shù)字音頻技術(shù)的優(yōu)勢在于可以模擬與轉(zhuǎn)化數(shù)字信號。

1.1 原理分析

對于數(shù)字音頻技術(shù)來說，主要的原理就是采集與應(yīng)用數(shù)字信息，也就是對電子信號和模擬數(shù)字信號傳輸。通過傳輸電子信息數(shù)據(jù)并且下發(fā)指令，讓數(shù)字信息波形產(chǎn)生變化。在采集數(shù)字化信息的過程中需要處理時間間隔問題，確保信息的一致性與準(zhǔn)確性。波形的變化和數(shù)字信號的頻率變化相同，而不同數(shù)字信號所傳輸?shù)念l率也不同。為了在數(shù)字化的采集過程中滿足信息傳輸需要，技術(shù)人員要分析信號調(diào)頻和傳輸特性。數(shù)字化音頻技術(shù)利用數(shù)字信息的轉(zhuǎn)換，將連續(xù)數(shù)字轉(zhuǎn)換為精確的參照值，這一過程中需要對音頻數(shù)字傳輸實時監(jiān)控并且在量化處理的過程中避免處理不及時問題。此外，數(shù)字信息編碼可以編碼和分解音頻文件中的數(shù)字信息，該系統(tǒng)通過數(shù)字信號有效轉(zhuǎn)換，識別數(shù)據(jù)類型。技術(shù)人員要對數(shù)字信息編碼和量化，進(jìn)而形成音頻文件，之后對量化的數(shù)據(jù)參數(shù)計算，為高質(zhì)量的數(shù)據(jù)信息完整編碼打下基礎(chǔ)。

1.2 技術(shù)要點

其一，采樣率。對于數(shù)字音頻技術(shù)來說，一般采樣率越高說明信號的穩(wěn)定性越強，進(jìn)而聲音的質(zhì)量更有保障，比如CD的采樣率為44.1KHz，而數(shù)字音頻的采樣率可以達(dá)到48KHz;其二，聲音壓縮率。壓縮率高說明壓縮的過程中存在較多的數(shù)字音頻信號損失，進(jìn)而造成聲音的品質(zhì)受到影響;其三，聲音比特率。這是電腦中最小的數(shù)據(jù)單位，比如MP3數(shù)字音樂比特率為128Kbps，CD數(shù)字音樂比特率為1411.2Kbps，這就說明CD的比特率比MP3高，不過記錄音頻數(shù)據(jù)的比特值偏小;其四，數(shù)字量化級。判斷音頻質(zhì)量的主要標(biāo)準(zhǔn)就是聲音資源的量化級，比如CD量化級為16bit，數(shù)字聲音質(zhì)量為24bit，這就說明數(shù)字音頻技術(shù)好于CD。

2. 數(shù)字音頻技術(shù)在廣電工程中的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 傳統(tǒng)技術(shù)

以往的音頻傳輸技術(shù)應(yīng)用中壓縮功能還存在問題，在廣電工程中引入Dante傳輸技術(shù)能夠提升傳輸效率，這種全新的數(shù)據(jù)傳輸方法具有較強的壓縮性，能夠改變以往的傳輸復(fù)雜性，并且降低操作難度和投資。

2.2 編碼技術(shù)

當(dāng)前編碼技術(shù)應(yīng)用也逐漸廣泛，在廣播電視項目當(dāng)中利用DRA編碼技術(shù)具有重要作用，隨著我國音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的提升，DRA數(shù)字音頻編碼技術(shù)也將得到更加廣泛的應(yīng)用，其主要優(yōu)勢在于實現(xiàn)立體聲和多路環(huán)繞聲的同步編碼，由此解決了由于編碼技術(shù)復(fù)雜性導(dǎo)致工作效率偏低問題，提升了音頻文件的整體質(zhì)量。

2.3 信源解碼

在實際操作中主要是通過信源解碼技術(shù)實現(xiàn)，由此消除節(jié)目冗余的信息，避免節(jié)目出現(xiàn)重復(fù)信息而導(dǎo)致觀眾審美疲勞，對于信源解碼技術(shù)來講，主要是通過壓縮協(xié)調(diào)源解碼速率以及信道容量，進(jìn)而增強參數(shù)效率。語音解碼期間會產(chǎn)生大量錯誤信息，通過信源解碼能夠糾正錯誤，對原始數(shù)據(jù)信道編碼并增加符號數(shù)量。

2.4 復(fù)用技術(shù)

相比傳統(tǒng)數(shù)字電視，電視節(jié)目中的圖像以及聲音信息通過多種渠道傳輸，在復(fù)用技術(shù)支持下可以統(tǒng)一調(diào)制，在一個頻道當(dāng)中穩(wěn)定傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)字化音頻技術(shù)可以對數(shù)據(jù)信息分類與拓展，這也是在系統(tǒng)價值的主要體現(xiàn)。

3. 數(shù)字音頻技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢

改革開放以來我國的科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，尤其是計算機技術(shù)更是進(jìn)入世界前列，這也為我國的現(xiàn)代多媒體技術(shù)發(fā)展帶來了幫助，而音頻技術(shù)就是其中的一項技術(shù)，用于廣播電視節(jié)目中可以準(zhǔn)確還原音效，提升人們的收視效果，并且在廣電工程中應(yīng)用數(shù)字音頻技術(shù)可以更加高效的進(jìn)行信息與數(shù)據(jù)存儲，由此提升處理效果，保證節(jié)目制作效率，降低技術(shù)人員工作量，該技術(shù)的具體優(yōu)勢如下：

3.1 提升音頻剪輯精準(zhǔn)性

在電視節(jié)目播出過程中，為了在指定時間內(nèi)將節(jié)目聲音與圖像呈現(xiàn)出來，需要利用音頻處理技術(shù)，也就是通過計算機技術(shù)剪輯數(shù)字音頻，提升音頻數(shù)據(jù)的修復(fù)能力，比如波形技術(shù)修復(fù)后的音頻精準(zhǔn)度顯著提升。

3.2 音頻軌道擴展

在節(jié)目錄制與數(shù)字音頻播出過程中，數(shù)字音頻技術(shù)都具有重要作用，主要是在電視音頻軌道擴展過程中增強聲音的質(zhì)量，進(jìn)而為觀眾帶來良好的聲音體驗。如今我國的數(shù)字音頻技術(shù)實現(xiàn)了64軌硬盤錄音，如果在錄制聲音的過程中出現(xiàn)問題可以及時修補，提升控制音軌軌道效果，操作也更加便捷，節(jié)目播出的整體質(zhì)量也更有保證。

3.3 提升音頻質(zhì)量

通過數(shù)字音頻技術(shù)的編碼可以滿足無線傳輸，之后壓縮處理，由此提升音頻數(shù)據(jù)的實時傳輸效率。同時，應(yīng)用解碼技術(shù)和壓縮技術(shù)能夠分析人們對聲音的接受能力，之后編碼音頻，避免了人耳不能區(qū)分強弱信號音頻，這也是保證人們收視體驗的技術(shù)措施。

3.4 快速存儲信息

數(shù)字音頻技術(shù)的優(yōu)勢諸多，不僅可以快速存儲信息，還具有及時性、交互性特點，進(jìn)而保證資源的共享效率。同時，信息存儲與電腦存儲接近，使得用戶可以直接存儲信息，快速、精準(zhǔn)的查找數(shù)據(jù)，讓節(jié)目的制作質(zhì)量更高。

3.5 保證音頻信息存儲安全

在音頻信息的存儲方面，數(shù)字音頻技術(shù)與計算機技術(shù)較為接近，二者都是在計算機中模擬信號，并且在硬盤中存儲信息，這一過程中音頻的資料分類可以規(guī)劃硬盤，之后通過數(shù)字信號轉(zhuǎn)化的方法實現(xiàn)，讓廣播電視單位節(jié)目的制作效率有保障。

3.6 功能更加完善

以往的廣播電視節(jié)目音頻處理效果不佳，其中主要原因在于語音編輯技術(shù)缺乏。利用數(shù)字音頻技術(shù)可以改善節(jié)目效果，能夠在不同軌道中采集聲音之后輸入計算機系統(tǒng)，在過程中如果技術(shù)人員存在錯誤可以修復(fù)音頻文件，并且節(jié)目編輯前提無需重新錄制，由此節(jié)約了制作成本。從信息庫功能來看，廣播電視數(shù)字化工程當(dāng)中應(yīng)用音頻技術(shù)還顯著增強了信息庫質(zhì)量，技術(shù)人員可以在計算機系統(tǒng)中利用處理器共享信息和資源，便于進(jìn)行音頻信息的交換與提取，并且技術(shù)人員可以精確查找相關(guān)數(shù)字音頻信息。

3.7 優(yōu)化廣播電視組網(wǎng)價值

廣播電視平臺依據(jù)的不同服務(wù)對象科學(xué)選擇組網(wǎng)使用模式，比如在電視節(jié)目的播出記者采訪過程中，人們首先關(guān)注的是聲音與畫面同步性，這就對視頻的質(zhì)量提出了高要求，采用強度較低的音頻軟件由于辨別效率低，需要借助數(shù)字音頻技術(shù)壓縮編碼數(shù)字，視頻制作之后可以滿足人們的觀賞需要。音頻的精細(xì)化處理過程較為復(fù)雜，在數(shù)字化技術(shù)的支持下可以實現(xiàn)廣播電視組網(wǎng)，進(jìn)而提升廣播電視單位的管理質(zhì)量。

4. 數(shù)字音頻技術(shù)在電視制作播出中的應(yīng)用

某地方電視臺在電視制作播出中的應(yīng)用了冠標(biāo)科技的UHF數(shù)字無線音視頻傳輸技術(shù)，在部分處理難度大的音效中增加數(shù)字音頻駐波處理器后，層次感、解析度明顯提高，而且播放的聲音更柔和，主控制室監(jiān)聽使用DynaudioAIR-6數(shù)字有源音箱，還引進(jìn)了兩臺AudioToy8MX28CH模擬調(diào)音臺作為備用調(diào)音臺，其中主要利用的技術(shù)如下：

4.1 音頻嵌入技術(shù)

以往的音頻嵌入工藝存在不足，容易出現(xiàn)控制意外情況，之后光比電視單位需要再次進(jìn)行節(jié)目的錄制，導(dǎo)致節(jié)目錄制成本加大。當(dāng)前的廣播電視工程對音頻嵌入技術(shù)應(yīng)用越來越多，使得節(jié)目整體播出質(zhì)量得到了提升，在保證節(jié)目制作效率的同時降低了制作與播出成本。該電視臺利用了音頻嵌入技術(shù)，這是一種在視頻傳輸?shù)倪^程中對固定范圍的視頻進(jìn)行傳輸處理，部分電視節(jié)目在播出期間會由于音頻與視頻的傳輸路徑不同出現(xiàn)畫面聲音不同步問題，所以造成了信號延遲，可以利用嵌入數(shù)字音頻解決，比如補救節(jié)目錄制的問題，讓數(shù)字音頻技術(shù)的嵌入穩(wěn)定性得到提升。

4.2 音頻對比技術(shù)

為了發(fā)揮數(shù)字音頻技術(shù)在于音頻嵌入的作用，需要廣電單位重視音頻技術(shù)在音頻數(shù)據(jù)的控制作用，而要點在于調(diào)整音頻軌道。當(dāng)前應(yīng)用數(shù)字音頻技術(shù)的過程中主要采用64軌道，這樣在節(jié)目的錄制過程中出現(xiàn)失誤后通過軌道彌補與調(diào)控，保證音頻質(zhì)量與節(jié)目播出的順暢性，該電視臺在44.1kHz/16bit、96kHz/24bit、192kHz/24bit等采樣率參數(shù)分析中利用了PCM波形規(guī)格，將flac、ape這種無損格式解壓。

4.3 數(shù)字調(diào)音臺

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與信息技術(shù)的利用讓廣播電視節(jié)目制作效果提升，加快了行業(yè)的數(shù)字化和智能化發(fā)展，而數(shù)字音頻技術(shù)起到了關(guān)鍵作用。將數(shù)字音頻技術(shù)用于數(shù)字調(diào)音臺可以對聲音進(jìn)行藝術(shù)化處理，這是由于數(shù)字調(diào)音臺可以多路輸入，比如通過高音補償和聲音放大單獨處理每路的聲音信號，也可以通過數(shù)字混合器具有模塊切換功能混合輸出控制聲音，再如進(jìn)行電視節(jié)目的播出時應(yīng)用數(shù)字調(diào)音臺也可以藝術(shù)化處理聲音。在實際應(yīng)用的過程中需要滿足技術(shù)性能，遵循混合器工作的既定原則，讓聲音穩(wěn)定在20Hz-20kHz，并且音均勻性至少達(dá)到-1eb，數(shù)字音頻技術(shù)還具有調(diào)節(jié)音色、放大音頻等功能，在降噪處理之后可以增強節(jié)目的聲音品質(zhì)，減少制作與播出過程的噪音。此外，可以把網(wǎng)絡(luò)技術(shù)用于數(shù)字調(diào)音臺中，進(jìn)而建立網(wǎng)絡(luò)數(shù)字調(diào)音臺，比如德國DHD系列的網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字調(diào)音臺的節(jié)目資源對資源的共享能力更強，并且在光纖信號的支持下畫面與聲音質(zhì)量更高，滿足了人們的觀看需求。該電視臺引進(jìn)的數(shù)字有源音箱與模擬調(diào)音臺發(fā)揮了重要作用。

4.4 云端存儲技術(shù)

以往的電視節(jié)目需要在指定時間播出，難以滿足人們的個性化收視需要，如今的廣播電視單位對多種技術(shù)加以利用，并且數(shù)字化內(nèi)體技術(shù)實現(xiàn)了數(shù)字電視存儲電視節(jié)目，為人們點播、回放網(wǎng)絡(luò)電視提供了巨大的便利，比如小米智能電視、樂視超級電視都可以通過數(shù)字音頻技術(shù)提供個性化的觀看服務(wù)。

4.5 數(shù)字水印技術(shù)

該技術(shù)的框架為水印嵌入音頻文件，主要包括原始水印、水印預(yù)處理算法、原始音頻數(shù)據(jù)以及密鑰。具體說來，技術(shù)人員需要先進(jìn)行音頻數(shù)據(jù)的處理和轉(zhuǎn)換，對音頻水印技術(shù)運行期間出現(xiàn)的不可抗力攻擊問題需要重新采樣，降低噪聲干擾，還要分析統(tǒng)計攻擊以及數(shù)據(jù)壓縮問題。與此同時，技術(shù)人員需要關(guān)注和聽覺相近的音頻水印技術(shù)，嵌入期間要避免聽覺變化并合理選擇嵌入方法，這樣才能保證數(shù)字音頻聽覺相似度。該電視臺將數(shù)字水印技術(shù)用于版權(quán)保護(hù)、指紋跟蹤、內(nèi)容認(rèn)證與電視節(jié)目監(jiān)視等方面。

4.6 Dante傳輸應(yīng)用

這種傳輸應(yīng)用就是廣電工程項目中處理傳統(tǒng)音頻文件處理期間增強壓縮性，通過該方法可以減少傳統(tǒng)音頻文件處理中的不足，幫助廣電單位減少資源浪費，Dante傳輸方法將工作人員所需的處理音頻文件通過發(fā)發(fā)網(wǎng)絡(luò)方式傳輸信息，并且能夠擴展音頻文件傳輸?shù)男畔⒋鎯α?，保證音頻文件傳輸效率，達(dá)到隨時傳輸隨時使用的目標(biāo)，為此該技術(shù)在廣電單位中得到了廣泛應(yīng)用。

4.7 信源解碼應(yīng)用

隨著人們生活水平的提升，當(dāng)前數(shù)字電視走進(jìn)千家萬戶，為了增強音頻文件解碼效率，工作人員需要應(yīng)用數(shù)字音頻技術(shù)，這種技術(shù)可以降低廣播電視節(jié)目復(fù)雜性較強音頻文件的解碼難度，還能實現(xiàn)數(shù)字電視信源和音頻文件的契合，由此大大提升音頻文件信源解碼工作效率。信源解碼能夠快速找到音頻文件存在的錯誤代碼，并加以改正，最終提升音頻文件質(zhì)量水平與價值。該電視臺采用ST公司的信源解碼器芯片STi5518，達(dá)到將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的目標(biāo)。

4.8 后期制作應(yīng)用

廣電工程中每一份音頻文件都需要前期錄制以及后期制作，其中前期錄制主要是通過音頻文件剪輯提供豐富素材，后期制作要實現(xiàn)精益求精，這樣才能在整體上提升音頻文件制作質(zhì)量。數(shù)字音頻技術(shù)在后期制作中同樣發(fā)揮了巨大作用，減少了技術(shù)人員編輯音頻文件過程中可能出現(xiàn)的問題，最終提升廣電工程音頻后期制作水平。

5. 數(shù)字音頻技術(shù)在廣電工程中的應(yīng)用要點

5.1 做好前期調(diào)試

為了在廣電工程中發(fā)揮出數(shù)字音頻技術(shù)的作用，需要開展調(diào)試與測試工作，控制電纜的質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)，為了讓測試工作順利實施還需要控制電纜的長度。技術(shù)人員需要在測試視頻中顯示電纜的阻抗性，設(shè)置為50-70歐姆，進(jìn)而讓檢測工作順利完成。

5.2 重視定期檢查

為了排除故障與安全隱患，需要完善管理措施，不管是檢查還是調(diào)試都需要完善措施，仔細(xì)檢查，控制好駐波比的取值范圍。通過定期的檢查改變音頻設(shè)備內(nèi)阻抗變換器系數(shù)，減小駐波比之后根據(jù)不同的數(shù)值匹配數(shù)字音頻技術(shù)。在廣播電視播控技術(shù)實際應(yīng)用電纜時往往較大，而數(shù)字音頻技術(shù)匹配也存在難度，這更加凸顯出定期檢查的必要性。

6. 數(shù)字音頻技術(shù)發(fā)展方向

在廣播電視工程中，嵌入式技術(shù)是一項重要技術(shù)，由于廣播電視系統(tǒng)信號的產(chǎn)生，傳輸以及聯(lián)機都需要采取數(shù)字技術(shù)，所以在信號產(chǎn)生傳輸在整個過程中需要利用設(shè)置信號并預(yù)留傳輸接口，然后將數(shù)字音頻技術(shù)用于廣播電視工程。今后需要繼續(xù)對數(shù)字監(jiān)控技術(shù)加強研究，提升其制作傳輸以及連接處理能力。在社會不斷發(fā)展的背景下，需要切實加強媒體和受眾的互動，并且實現(xiàn)傳播信號從原有單向傳輸轉(zhuǎn)變?yōu)殡p向傳遞，通過數(shù)字音頻技術(shù)能夠與觀眾加強聯(lián)系。在廣播電視工程中，通過全新的音頻傳輸模式可以增強廣播電視工程文化普及率，讓更多受眾參與到信息傳播過程中。與此同時，數(shù)字化音頻技術(shù)基于數(shù)字化和智能化網(wǎng)絡(luò)考慮電纜損耗控制主礦特點，需要選用聚乙烯絕緣螺旋電纜。此外UHF與VHF的駐波比要低于1.06，這樣才能降低電纜損耗以及供貨損耗。

7. 結(jié)束語

綜上所述，在廣電工程的發(fā)展中，對數(shù)字音頻這種全新的技術(shù)利用有著重要性與必要性，該技術(shù)可以提升信息的傳輸速度、增強編碼質(zhì)量，減少雜音或者串音，還可以對大量的音頻文件存儲，最終提升數(shù)字信號處理質(zhì)量。如今，廣電單位引入的數(shù)字音頻技術(shù)中，數(shù)字調(diào)音臺、數(shù)字音頻嵌入、Dante傳輸技術(shù)、DRA編碼技術(shù)、信源解碼技術(shù)、后期制作應(yīng)用都有著廣泛應(yīng)用，所以在今后的發(fā)展中需要繼續(xù)對數(shù)字音頻技術(shù)加強利用與研究，推動廣電工程節(jié)目制作的數(shù)字化發(fā)展，進(jìn)而為人們提供更加優(yōu)質(zhì)的電視節(jié)目。

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