檔案館模擬音頻資源的數字化技術保護

[摘 要] 通過了解人類聽力范圍，并選擇將模擬音頻信號轉化為數字音頻信號的兩個重要參數的技術指標，設計符合檔案館音頻資源保護的音頻數字化模塊系統。從而實現音頻檔案的長久保存，有利于用戶的下載使用。

[關鍵詞] 檔案；模擬音頻轉化；數字音頻

[中圖分類號] TN931.2 [文獻標識碼] A

檔案作為一種不可再生資源，它的最大特點是原始性和唯一性！

隨著社會的飛速發展和進步，檔案資源的開發力度越來越大，檔案利用的頻度越來越高，檔案需求的開放性越來越強，因此檔案如何被及時、有效的安全保護以及如何最大限度地延長檔案的壽命等問題，也相應地凸顯出來。

由于時間的流逝，和存儲歷史的原因，博物館、圖書館和檔案館有許多具有歷史意義的音頻收藏（非物質文化遺產中的一部分）由于所處的環境條件越來越差而受到損壞。因此將原格式音頻記錄轉化成數字格式，將保護原本的模擬信號音頻記錄，并且降低由于音頻存儲介質的退化造成的檔案保護風險；另外，作為一個保護過程，它還能夠提供模擬信號音頻記錄以外所不能提供的訪問方式，如客戶通過互聯網收聽館內數字音頻。

在數字轉化過程中，對大部分模擬音頻信號損失微小，并且可以隨時安全訪問數字音頻，不必擔心對原始資料的破壞。

如果設計合理，將使整個轉換系統更易于使用，更易于控制成本，這對大多數檔案館是具有歷史意義的。

1 模擬音頻信號轉化指標

實際上我們聽到的“聲音”是一些連續的空氣壓力波，這些波震動耳鼓，刺激耳內神經，傳入大腦。

最早聲音記錄方式是在石蠟圓柱體上的凹槽中，撥動它，就能模擬空氣壓力波的高低幅度。同樣，存儲在磁帶上的也是模擬信號。

在數字化過程中，電子設備播放模擬信號音頻，設備所生成的電流變化值以非常高的頻率進行采樣。

1.1 音頻信號采樣速率

第一個影響因素，如圖1，當以較低的采樣速率進行模擬信號轉化時，不能準確再現原始聲波形狀；高采樣速率時更能再現原聲波。

1.2 音頻信號位深

第二個影響因素，“位深”數字范圍表達每次測量時的音頻振幅。如圖2，高位深能表達更寬音域，擁有更大的“動態范圍”更高的位深會使音頻資料聽力來更“柔和”、更真實、擁有更大的“動態范圍”。所有的音頻CD都采用16位深記錄。

1.3 人類聽力范圍

圖3中顯示了一些聲音源的頻率范圍[1]，藍色部分為人類聽力范圍。請注意，圖中的頻率范圍只是一些基礎源聲音的相對值，不含對我們完全（實際）聽到的聲音的高頻泛音部分。

2 模擬音頻信號轉化實施

在確定好轉化時的技術方法后，要解決準備轉化的音頻源的法律及版權問題，為了進行可靠、長期保存數字文件，關鍵是創建高質量元數據，其結構及相應內容一般依照表1所述分為4個部分。

圖4是整個音頻數字化模塊化系統組成圖。數字信號轉化過程基本上包含4個設備：模擬信號回放設備、數 / 模轉換器（AD conventer）、處理數字信號的工作站、以及數字文件存儲器。如果利用混響設備，例如音頻混響板，則可將多個模擬音頻信號回放裝置與AD轉化器進行連接置，提高轉化效率。但是，實際應用時不提倡這樣，是因為音頻信號鏈中任何附加的設備會影響音頻信號質量。

很多音頻軟件程序，例如Pro Tools、Sound Forge、Adobe Audition，允許用戶在轉換過程中設置音頻文件的音量、跟蹤、均衡、降噪、壓縮等技術指標，使用多種方法來增強原始聲音并創建替代文件。但是，即使這些軟件有這些功能，也盡量在保存數字文件時盡少使用。

所轉換成的數字音頻文件雖然可以選擇多種格式，而且首選一些開放的、非私有權格式，還要保持非壓縮格式來最大化保證音頻保真度。這里要提到的是：日常使用的WAV、AIF和MP3格式并不是開放源文件格式，它們分別屬于微軟公司、蘋果公司和弗勞恩霍夫研究所。

最后，將數字音頻文件寫入數字存儲介質中。一般常見的有，DC/DVD，外接硬盤（RAID硬盤存儲系統），以及磁帶庫備份。

3 結語

音頻數字化是完好延續保存“社會記憶”的良藥[2]，珍貴的音頻檔案不但可以無衰減復制，具有高信噪比的特點，而且實現了長久穩定保存，同時滿足利用者檢索的需求，實現網絡授權下載、使用。

參考文獻

[1]Digital Audio Best Practices.

網頁地址：http：//www.mndigital.org/digitizing/standards/audio.pdf

[2]中外音頻檔案數字化的現狀及啟示.丁子涵.北京檔案[J].2011（2）：42～44.

作者簡介：黃鶴鳴（1955.11-），男，本科，副研究館員，研究方向：檔案學。