廣播電視工程領(lǐng)域中的數(shù)字音頻技術(shù)

文/張宗健

廣播電視工程領(lǐng)域中的數(shù)字音頻技術(shù)

文/張宗健

隨著人們物質(zhì)生活的不斷提升，我國(guó)傳媒行業(yè)得到了迅速的發(fā)展。廣播電視成為當(dāng)今社會(huì)中最具影響力和競(jìng)爭(zhēng)力的現(xiàn)代化大眾傳播媒體，因其豐富的信息資源和龐大的受眾群體而成為具有深遠(yuǎn)社會(huì)影響的和巨大經(jīng)濟(jì)價(jià)值的重要信息行業(yè)。信息科技在生活各個(gè)領(lǐng)域的滲透，也給廣播電視行業(yè)帶來一場(chǎng)技術(shù)革命。數(shù)字技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的加入沖擊了傳統(tǒng)的廣播電視行業(yè)，并極大的提升了各個(gè)環(huán)節(jié)的效率和節(jié)目質(zhì)量。本文就廣播電視領(lǐng)域中數(shù)字音頻技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用展開論述，以供參考。

廣播電視工程 數(shù)字音頻技術(shù) 電視音頻技術(shù)

1 音頻信號(hào)的數(shù)字化轉(zhuǎn)換基本原理

信號(hào)的數(shù)字化就是指將連續(xù)變化的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號(hào)，這個(gè)過程一般需要采樣、量化和編碼三個(gè)步驟，被稱為“數(shù)字化的三部曲”。首先，采樣是以適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔觀測(cè)模擬信號(hào)波形幅值變化的過程，也就是在時(shí)間上將模擬信號(hào)離散化，只要滿足一定的采樣條件，那么由這些時(shí)間上離散的樣本值序列便可以恢復(fù)到原來的模擬信號(hào)，所以在采樣過程中不會(huì)造成模擬信號(hào)信息的損傷和丟失。其次，量化是用有限個(gè)幅度值近似原來連續(xù)變化的幅度值，把模擬信號(hào)的連續(xù)幅度變?yōu)橛邢迶?shù)量、有一定時(shí)間間隔的離散值，通俗點(diǎn)的理解就是對(duì)信號(hào)幅值歸整到與其接近的整數(shù)標(biāo)度。需要明確的是，量化既然是通過四舍五入的方式對(duì)幅值進(jìn)行歸整，那么就一定會(huì)產(chǎn)生誤差，由此產(chǎn)生的失真即為量化失真，也叫做量化噪聲并用信噪比進(jìn)行衡量。最后是編碼，要知道采樣、量化之后的信號(hào)還不是規(guī)定意義上的數(shù)字信號(hào)，還需要將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字編碼脈沖，將已經(jīng)歸整之后的信號(hào)幅值以二進(jìn)制數(shù)碼序列表示出來。這個(gè)數(shù)字化的過程又叫做脈沖編碼調(diào)制技術(shù)，通常通過模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)化器實(shí)現(xiàn)，對(duì)于音頻來說，A/D轉(zhuǎn)化器是最重要的電路之一，對(duì)音質(zhì)具有決定性的影響，在數(shù)字音頻的發(fā)展過程中具有極其重要的意義。廣播電視工程的不斷完善，與數(shù)字音頻的發(fā)展密切相關(guān)，作為廣播電視工程的重要組成部分，認(rèn)識(shí)數(shù)字音頻技術(shù)的基本原理使對(duì)每一位廣播電視工作者的要求。

2 數(shù)字音頻的壓縮編碼設(shè)置

廣播電視工程的發(fā)展壯大，聲音作為三要素之一，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，所以認(rèn)識(shí)和了解數(shù)字音頻壓縮編碼的工作機(jī)理，對(duì)于從本質(zhì)上提高廣播電視工程質(zhì)量具有深刻的意義。自然界中的音頻信號(hào)是模擬信號(hào)，所以經(jīng)過數(shù)字化處理后的音頻信號(hào)必須依然還原成為模擬信號(hào)，最終才能轉(zhuǎn)換為聲音被人們獲知。現(xiàn)階段常見的數(shù)字音頻編碼技術(shù)可以分為以下幾類。

2.1 波形編碼

直接對(duì)音頻信號(hào)的波形采樣值進(jìn)行處理，通過靜音檢測(cè)、預(yù)測(cè)等手段進(jìn)行壓縮編碼，這種方法保留了信號(hào)原始值的細(xì)節(jié)變化，從而可以詳盡的記錄信號(hào)各種過渡特征，具有極大的兼容性，可以適用于任意類型的數(shù)字聲音，并且算法簡(jiǎn)單，較為容易實(shí)現(xiàn)，是一項(xiàng)很成熟的編碼技術(shù)。

2.2 參數(shù)編碼

這種編碼技術(shù)最初主要在語音編碼和音樂作品的合成中使用，近幾年隨著編碼技術(shù)的不斷提升，參數(shù)編碼逐漸擴(kuò)展到整個(gè)音頻信號(hào)的編碼，主要應(yīng)用在低數(shù)碼率的音頻編碼中，這是因?yàn)樗梢詰?yīng)用感知模型把音頻信號(hào)分解成不同的信號(hào)部分，然后在對(duì)每個(gè)部分的內(nèi)容用適當(dāng)?shù)哪Ｐ蛥?shù)描述出來，并不要求原波形與重建波形形狀一致。

2.3 混合編碼

兼具波形編碼和參數(shù)編碼的特征，一方面對(duì)聲音信號(hào)建立描述模型并對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行計(jì)算和編碼，另一方面也對(duì)音頻信號(hào)的原始波形與重建波形之間的誤差進(jìn)行編碼，修飾二者之間的波形形狀。

在廣播電視工程中，由于音頻信號(hào)數(shù)字化后可以避免模擬信號(hào)容易受噪聲和干擾的影響，所以工作人員可以適當(dāng)?shù)臄U(kuò)大音頻的動(dòng)態(tài)范圍，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，在聲音不失真的條件下實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸，并配合圖像、視頻等其他媒體信息進(jìn)行多路使用。

3 數(shù)字音頻技術(shù)在廣播電視工程中的實(shí)際應(yīng)用

3.1 數(shù)字音頻工作站的基本概述和作用

簡(jiǎn)單來說，數(shù)字音頻工作站是指可以輸入、輸出音頻信號(hào)并能實(shí)現(xiàn)加工處理的計(jì)算機(jī)。但從專業(yè)角度來說，數(shù)字音頻工作站是一種集計(jì)算機(jī)、多軌道錄音機(jī)、非線性編輯、調(diào)音臺(tái)、效果器等功能為一體的全面數(shù)字音頻錄播設(shè)備。廣播節(jié)目制作是廣播電視工程中的重要環(huán)節(jié)，數(shù)字音頻工作站的出現(xiàn)和使用，改變了傳統(tǒng)的錄制與播出分離的模式，使錄播實(shí)現(xiàn)一體化，即節(jié)目錄制、編輯、方音和播出控制融為一體，從而大大簡(jiǎn)化了錄播系統(tǒng)。目前，數(shù)字音頻工作站已經(jīng)逐步應(yīng)用到廣播節(jié)目制作、播出、管理以及系統(tǒng)的控制等各個(gè)環(huán)節(jié)，極大的節(jié)省了人力物力，提高了廣播電視節(jié)目的質(zhì)量，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了資源共享化，具有操作簡(jiǎn)單、編輯方便、播出及時(shí)安全等等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為廣播電視工程數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的關(guān)鍵性設(shè)備之一。

3.2 數(shù)字音頻工作站的主要功能

（1）具有專業(yè)水準(zhǔn)的音質(zhì)錄入和播放功用，由于數(shù)字音頻工作站的設(shè)備齊全，功能強(qiáng)大，所以具備錄入專業(yè)級(jí)要求的音樂作品。這對(duì)于廣播電視工程中提高音質(zhì)來說是極其便捷的方式，大大提高廣播電視節(jié)目的音頻質(zhì)量。

（2）錄音、放音與聲音合成，數(shù)字音頻工作站是數(shù)字音頻技術(shù)的整合統(tǒng)一，在音頻工作站中進(jìn)行錄音放音與合成，和制作普通多軌道節(jié)目的工作流程一樣，甚至大大減少了節(jié)目制作的時(shí)間。而且，數(shù)字音頻工作站可以直接聽到多軌道的聲音，并且直觀的反應(yīng)在DAW屏幕上的彩色信號(hào)波形中，操作簡(jiǎn)單直接。記憶功能還能自動(dòng)編號(hào)和存儲(chǔ)，為后期的節(jié)目制作留出極大的余地，是廣播電視節(jié)目工程中必不可少的重要設(shè)備。

（3）先進(jìn)的音頻剪輯功能，對(duì)于錄制好的聲音素材，音頻工作站能夠進(jìn)行刪除、復(fù)制、移位、拼接、效果等等操作。而在這類操作的進(jìn)行時(shí)，還可以準(zhǔn)確、細(xì)致和快速的完成，大大提高了編輯工作的質(zhì)量和效率。并且在廣播節(jié)目剪輯中，音頻工作站在操作者直接找到剪輯點(diǎn)之后，便會(huì)自動(dòng)化的進(jìn)行電平調(diào)整和剪輯預(yù)放，使操作者得心應(yīng)手。

4 總結(jié)

利用數(shù)字技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)變革廣播電視行業(yè)，不但使信道資源利用率大大提高，并且在根本上改變了廣播電視媒體的形態(tài)、內(nèi)容和服務(wù)方式。數(shù)字音頻技術(shù)身為多媒體行業(yè)的重要組成部分，研究人員應(yīng)該不斷探索不斷創(chuàng)新，為促進(jìn)廣播電視領(lǐng)域的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

[1]許海嬰.淺析廣播電視工程中數(shù)字音頻技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用[J].電子世界,2017(06).

[2]梁磊.廣播電視工程中數(shù)字音頻技術(shù)的優(yōu)勢(shì)極其應(yīng)用[J].環(huán)球市場(chǎng)信息導(dǎo)報(bào),2016(34).

[3]楊潔明.廣播電視工程中數(shù)字音頻技術(shù)的優(yōu)勢(shì)極其應(yīng)用分析[J].西部廣播電視,2016(19).

作者單位 霸州電視臺(tái) 河北省霸州市 065700