數字音頻技術的兼容與發展探究

李 寅

遼寧廣播電視臺，遼寧 沈陽 110004

1 數字音頻基本參數及接口標準

1.1 基本參數

首先，數字音頻的聲道數，在演播室的實際應用過程中通常為無壓縮音頻技術，其預留2路或者4路或者8路聲音聲道數；其次為取樣頻率，一般優選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，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 接口標準

要想深入的了解數字音頻技術，就不可避免的要接觸不同的音頻設備，而這些不同的設備間要能實現在數字域內的互相連接。數字音頻設備包括數字錄像機的音頻系統及調音臺和數字錄音機等等。而與數字音頻設備接口相關的數據格式標準也比較多，目前比較常用戶的包括AES/EBU標準，即音頻工程師協會/歐洲廣播聯盟；S/PDIF標準，即S/PDIF的數字音頻接口；還有MADI多通路音頻數字串行接口等。

2 數字音頻系統的同步

兩個數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其幀數量相等。如果要實現兩個數字音頻設備的成功連接，還要將兩個信號每個樣點的時差控制在允許的范圍內，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行調整同步。所謂同步即是指相位與頻率相同。設備保持同步采取的方式也有多種，普遍常用是的數字音頻參考信號的方法，以保證所有的輸入及輸出設備取樣時鐘均被鎖定在參考信號上。如果全部為數字設備則比較適用連續同步，這種方法是每個設備的字時鐘端口由字時鐘發生器發生的字時鐘信號連接起來，從而實現其回放、錄音的同步同速。不過在使用數字設備時，也會存在每個數字音頻設備采樣頻率出現差異的問題，此時可以在兩臺設備上連接同一個字時鐘發生器，同樣可以保證多部數字設備實現同步。實現數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字音頻輸入信號中，可對該時鐘進行編程鎖定輸入及輸出取樣時鐘，從而實現同步；通過主視頻參考信號驅動數字音頻參考信號，將視頻及音頻信號鎖定于精度相同的取樣頻率上；通過GPS接收機驅動數字音頻參考信號，向被鎖定設備提供精確的頻率及相位以備其用。

3 數字音頻基準電平

所謂的數字基準電平其實是一系列的編碼，其按照二進制的補碼原理來確定、按照時間排列記錄在磁帶上。當確定了數字系統動態范圍被量化的精度后，系統的信噪比以及峰值儲備均由基準電平來決定，假如其準電平的選值不合理、不恰當，則對系統工作電平會產生較大的影響，甚至會減小信噪比、增大失真，相應的系統性能也會隨之變差，并且對不同廣播電視系統的節目交換產生影響。為了防止此類問題的發生，我國制訂并頒布了相應的數字音頻設備基準電平的標準，在現在模擬音頻與數字音頻混合的階段，為了可以將模擬設備與數字系統準確的連接，要求數字基準電平的設置要嚴格參照標準來進行。

4 數字音頻站在廣播電臺節目制作中的應用

與傳統的模擬技術相比，數字音頻技術所能解決的問題更多，而原本繁復的影視聲間的后期制作，也由于采用的數字音頻工作站而變得更為簡單了。傳統的聲音后期制作是基于模擬機編輯完成的，而編輯機的聲音制作又僅限于調整聲音電平和處理特殊的關鍵環節。受到技術條件的局限，制作者在進行聲音細節的把握與處理時只能忽略或者簡單的一筆帶過。而數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展空間。在廣播電臺的新聞節目是制作中，數字音頻工作站對其聲音質量的提高起到十分積極的作用。現在數字音頻工作站的種類也越來越多，例如Satellite就是一種新型的數字音頻設備，它可以完全將傳統的模擬機或者數字多軌錄音機取而代之。它最多可以實現48軌的同步實時錄音，時音碼將錄放音鎖定，而且還具備所有經常用到的編輯功能。在軌跡上可以實現音頻段的前后移動、復制，還可以以時間碼為基準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的主機內部還包含一系列的用于內部聯網數據存儲的裝置，其包括DSP、波形發生器以及高速的64比特的視頻母線。Satellite通過其自身內部的D/A轉換器，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編輯功能的數據。顯示器可以將48軌的內容同步顯示出來，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，在廣播節目制作過程中引入數字音頻工作站，為其聲音的后期制作帶來了非常大的便利。數字音頻工作站將其在前期采錄過程中的先進性及科學性充分的發揮出來，并且在后期制作方面其功能也非常強大，使得錄制進程真正的實現全數字化，這也是計算機產業革命推動下的必然結果。數字化音頻工作站實現了由模擬到數字化、再從數字化向數據化轉變、由設備孤島轉變為網絡的技術革命。

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