音頻編碼技術在數字化傳輸中的應用探究

摘 要：音頻編碼技術隨著數字化技術的發展而在廣電行業中得到了廣泛地應用。作者從簡述音頻編碼技術的三大類型入手，研究音頻編碼的相關標準規定，重點探討音頻編碼技術在數字化傳輸過程中的具體應用問題。

關鍵詞：音頻編碼技術；應用探究；數字化傳輸

引言

廣播電視的數字化技術的飛速發展，使得以往的模擬信號傳輸無法達到廣播電視的實際發展要求。而信號數字音頻傳輸的廣泛應用，為信號存儲以及數據化傳輸等帶來了巨大的壓力。在音頻數字化傳輸系統中，不僅要利用電纜和光纜進行多路信號傳送，還要進行編碼壓縮，從而降低存儲以及傳輸的費用。所以研究音頻編碼技術在數字化傳輸過程中的具體應用情況尤為重要。

1 音頻編碼技術的類型

音頻編碼技術可以分為：波形編碼、混合編碼以及參數編碼這三類。其一：波形編碼。這是指把時間域信號轉化成數字代碼，以此保證重建的語音波形能夠保持在原語音信號波形的形狀下。波形編碼的工作原理是在按照一定速率，在時間軸中對模擬語音進行抽樣處理，再把幅度樣本進行分層量化，最后利用代碼來表示。波形編碼具備了語音質量高、適應能力強、壓縮比低等特征。但是所利用的實際編碼速率要高。其二，混合編碼。混合編碼指的是利用兩種或是多種編碼方式進音頻編碼的一種技術。其工作原理在于：利用合成分析法，把綜合濾波器置入編碼器中，并和分析器結合，通過編碼器輸出合成語言，把合成語言和原語音進行對比，按照誤差最小化原則，輸出最佳信號，將該輸出信號和綜合濾波器編碼輸送到解碼端。混合編碼結合了參數編碼方式以及波形編碼方式，集成了兩者的優點特征。現階段，在數字化傳輸過程中，混合編碼技術得到了較為廣泛的應用。其三，參數編碼。參數編碼是提取以及編碼信號特征參數，在解碼端，重建原語言信號。參數編碼具有：效率高、壓縮率高、廉價、壓縮比大等特點。但是算法較為復雜，抗背景噪音的能力較低，所合成的語言自然度偏低，音質不高。目前的參數編碼器主要有線性預測聲碼器、同態編碼器以及共振峰聲碼器等。

2 音頻編碼的相關標準規定

為保證編碼后的所有音頻信息能夠得到充分地利用。作者認為在信息編碼的過程中，要遵循相應的標準算法要求，使得音頻編碼的標準化。制定音頻編碼的標準是由MPEG以及ISO組來完成的。其中MPEG-1是全球首項高保真音頻的數據壓縮標準。我國調幅廣播質量的實際音頻信號頻率要控制在50Hz到7KHz的范圍內；聲頻編碼利用的是MUSICAM的編碼方式。

壓縮數字化音頻信號編碼的目的在于，在不影響信息使用的前提下，使得數字化音頻信息的實際數據量能夠達到最少化要求。一般情況下，利用：主觀/客觀語音質量、比特率、計算復雜度、儲器要求、通道誤碼靈敏度以及信號帶寬等屬性來判斷數字化音頻信息編碼的壓縮是否達到要求。因為應用情況不同，使得數字化音頻信息要求也不相同。在數字化音頻編碼的過程中，結合聽眾對音頻信號的使用要求來選擇所利用的處理技術。現階段，數字化音頻信息的處理技術在：廣播節目的制作系統、通行系統、廣播電視的數字化傳輸、電子消費型音響設備、多媒體等諸多方面得到了廣泛地應用。

3 音頻編碼技術在數字化傳輸過程中的應用

3.1 音頻編碼器的具體功能及其應用

我國廣播數字化音頻信號的編碼技術，指的是利用音頻編碼器完成信號輸送任務。現階段，在研究我國廣播電臺的整體設備現狀以及今后的發展前景的基礎上，要求所應用的音頻編碼技術能夠達到以下八項基本功能要求。（1）達到MPEG1/DVB的標準要求，并能夠提供一路到多路的模擬信號和AES/EBU的數字化信號的輸入接口，還能夠提供ASI碼流的輸出接口。（2）取樣率為48KHz。（3）不加全信噪比在76dB以上。（4）幅頻響應在20Hz到20KHz的范圍之內，增益差在0.3dB以下。（5）碼率可以為：384Kbps、256 Kbps、192 Kbps、128Kbps、64Kbps、32Kbps。（6）編碼格式為：Layer1/Layer2，MPEG1。（7）左右聲道的電平差在0.05dB以下。（8）諧波失真在76dB以上。

3.2 音頻編碼的具體應用

現階段，我國廣播電視傳輸骨干網基本完成了數字化改造任務，同時也完成了數字化傳輸的改造任務。作者從數字化改造前以及數字化改造后這兩個階段，對音頻編碼在數字化傳輸中的具體應用情況進行分析探究。

（1）數字化改造前的傳輸模式中，音頻編碼技術的應用。一般而言，一些廣播電視傳輸骨干網的播出機房內配有九套以上的自辦節目，利用音頻編碼技術，將九路AES/EBU的數字音頻信息要求傳輸至監視機房、中波發射臺以及微波首站機房內，所使用的光端機較多，光纜較多。

（2）數字化改造后的傳輸模式中，音頻編碼技術的應用。按照傳輸網絡的具體改造要求，對電視臺播控中心信號傳輸模式進行改進，從以往的向外輸送AES/EBU的數字音頻信息和模擬信號，轉變成從ASI的光端機將碼流輸送至微微首站機房中，并從收端解復用，復用到廣電傳輸網絡，而調頻發射臺、中波發射站以及衛星地球站等從廣電傳輸網絡中收解碼流，以此簡化兩端的設備配置。此外，ASI的光端機采取的是雙向傳輸方式。因此由微波首站將主備兩路的ASI碼流輸送回來，從而便于監測AES/EBU的數字音頻信息和模擬信號的具體傳輸情況。而ASI編碼器則利用的是混合編碼，在應用過程中受到了上星寬帶的制約，每套節目的實際碼率設定為192Kbps，在實際的運行過程中，本系統運行較為可靠、穩定，且安全性較高，使得播出質量有所提高。

4 結束語

科技水平的顯著提升，人們的生活水平也在不斷地提高，對信息的要求提高，人們需要利用各種渠道來獲取大量的實用信息。和電視節目中的各類廣告相比，廣播節目中的各類廣告的靈活性較強。因此通過廣播電臺所播出的節目受到了人們的歡迎，在日常的移動工具中，人們能夠聽到各種廣播節目。利用音頻編碼技術在數字化傳輸中的應用，運用廣電傳輸網絡，將我國省級的廣播節目傳輸到各個地區，并發射覆蓋至更多的聽眾，在廣電數字化平臺的基礎上進行傳輸，以此滿足更多聽眾的喜好和要求，為廣播節目數字化發展開拓新的市場。

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作者簡介：楊可歆，女，北京人，工作單位：國家新聞出版廣電總局573臺，職務：助理工程師，研究方向：通信、計算機。