廣播慢速錄音系統的設計與分析

穆克亞提·熱木扎提

（天山電影制片廠，新疆 烏魯木齊 830044）

0 引 言

當前，互聯網發展迅速，已經成為人們生活的重要組成部分。人們利用高效便捷的互聯網豐富自己的生活。廣播同樣可以利用互聯網獲取多種多樣的特色素材。這些素材在正式播出后可以通過技術手段進行錄制存儲，存儲格式可根據實際需求進行選擇，方便以后的素材提取、使用及播后節目審查。各個電臺可以根據系統架構的差異選擇符合自身架構的慢錄系統。傳統的通過模擬/數字音頻線連接聲卡進行慢錄的方式由于通道固化、施工需要消耗較多線材等缺點已逐漸被淘汰。本文設計了幾種符合當前主流技術、架構簡潔、穩定高效的系統并進行分析。

1 基于MADI的內網慢錄系統

1.1 系統原理

各個直播間的PGM數字信號通過調音臺串行多通道音頻數字接口（serial Multi-channel Audio Digital Interface，MADI）送入總控矩陣MADI卡，矩陣MADI輸出接入含有MADI聲卡的慢錄服務器。音頻經編碼流化處理后，利用錄音軟件進行慢速錄音。各頻率頻道在接入交換機后，可以利用Web網頁或客戶端軟件登錄錄音服務器，查看下載已 播內容。

1.2 系統架構

基于MADI的內網慢錄系統架構如圖1所示。

圖1 基于MADI的內網慢錄系統簡圖

1.3 系統分析

1.3.1 音頻傳輸

當前主流調音臺都具備MADI接口，即多通道音頻數字接口。它是依托數字調音臺通信接口所建立的AES標準接口，采用了時分多路技術，在采用48 kHz取樣時可以支持最大64個通道（32個AES）信號的傳輸。電臺直播間常用此接口與總控進行信號傳輸。在總控矩陣硬件支持的條件下，該接口可以用于監看監聽、音頻錄制、信號返送及內部信號調度等。正常狀況下，總控音頻矩陣除了配備模擬/數字I/O板卡外，MADI卡幾乎成為標配。相比傳統模擬/數字接口，MADI接口具有通道數量多、布線簡單、成本低廉等優點，已被普遍應用。大多數字音頻設備，如調音臺、數字矩陣、多軌錄音機、音頻工作站及音頻處理器等設備基本也都配備了MADI接口，用戶無需申請認證或另外購買硬件、軟件，便可在各種音頻設備和系統之間完成多路通道形式的連接，簡單方便。

調音臺的MADI信號進入音頻矩陣后，工作人員可以通過矩陣控制軟件查看MADI信號的數量和狀態，根據實際需求進行信號的選擇調用。選擇將10個直播間的PGM MADI信號調用到MADI輸出的1-20數字通道上，就可以完成10個直播間PGM信號MADI輸出，再將輸出的MADI信號接入錄音服務器的MADI聲卡中，完成MADI信號的傳輸。

1.3.2 音頻錄制

包含10路數字音頻的MADI信號送入慢錄服務器，服務器端需要安裝相應的系統支持軟件、驅動軟件、錄制軟件及播放軟件，如Netframe work、音頻采集、音頻流化、音頻錄制、音頻播放器等，軟件內置Web服務器，方便用戶對工作站錄制內容進行訪問查看下載。

圖2 矩陣MADI信號調度原理圖

圖3 利用MADI接口完成多軌音頻的錄制

在內容設置選項中，工作人員可以根據節目單情況選擇特定時間段錄制，保存時間由服務器硬盤容量大小決定，一般設置為3個月左右。文件格式選擇S48，這是大多數電臺內網慢錄采用的格式。S48采樣率為48 kHz，16 bit量化，采用MPEG-1 layer 2壓縮編碼方案，復雜程度較高，但聲音質量優秀，高質量的壓縮和高效的編輯性能已被各個電臺廣泛應用于節目制作、交換、存儲及傳輸中。

1.3.3 音頻提取

慢錄服務器可以設置用戶使用權限，對不同用戶限定不同的功能。內網工作站用戶可以通過Web頁面或者客戶端軟件Audio Client進行登錄，按照需求在頁面菜單進行選擇、查看或下載特定日期和時間段的音頻，安裝有Audio player播放器的用戶可以進行線上選聽[1]。

2 AOIP內網慢錄系統

2.1 系統原理

基于IP的內網慢錄系統主要將各個直播間PGM數字信號通過Dante接口接入Dante交換機。交換機接入錄音服務器的網卡1，工作站使用Dante虛擬聲卡完成音頻錄制，網卡2接入內網交換機，各頻率頻道可以利用Web或客戶端軟件通過局域網交換機查看下載已播內容。

2.2 系統架構

AOIP內網慢錄系統架構如圖4所示。

圖4 AOIP內網慢錄系統簡圖

2.3 系統分析

2.3.1 信號傳輸

網絡信息技術的快速發展推進了電臺的IP化進程，Dante便是電臺網絡進程的產物。Dante是一種基于千兆以太網傳輸的無壓縮、專業級的數字音頻傳輸技術（AOIP），基于以太網物理鏈接架構，采用精密時間協議（Precision Time Synchronization Protocol，PTP）作為同步時鐘，精度可達微秒級別。當前主流廠家的調音臺都支持Dante協議的擴展，只需要將Dante卡插入調音臺主機的I/O插槽，即可使用DANTE，無需任何驅動安裝或固件升級，簡單便捷。Dante誕生已長達10多年，它滿足了大規模、遠距離的信號傳輸需求，具有安全可靠的信號同步功能和良好的自適應性，因此已被廣泛應用于全球2 000多種專業音頻產品中[2]。

Dante技術主要依靠Dante虛擬聲卡軟件（Dante Virtual Soundcard，DVS）完成音頻的錄音。錄音服務器端安裝DVS，就可以識別到Dante通道及音頻狀態。DVS最大可支持64×64信號通道，加上Dante Controller控制軟件，可以完成信號通道的分配調用，也就是說一路Dante接口就可以實現廣播音頻32×32矩陣的功能。

Dante的網絡設置相當簡單。獨立Dante網絡采用星型拓撲結構，交換機上連接的所有Dante設備都可見。工作人員可以通過Dante Controller對系統進行設置和邏輯連接。設備通道調度連接可以用鼠標輕松完成，直觀顯示效果很好。最新版本的Dante Controller甚至支持無線網絡，用戶可以利用筆記本通過連接一個無線接入點連接到DANTE網絡，可在任何地點的設備上調整設置而不被線纜所限制，簡單方便。使用Dante Controller進行調度如圖5所示。

圖5 Dante Controller調度圖

由圖5可見，所有Dante設備均可在Dante Controller中顯示，Routing選項中的Dante Receivers和Dante Transmitters分別代表接收通道和發送通道，Dante Controller中顯示設備的所有通道都可以自由調用，這是實現音頻錄制的關鍵條件。圖5中顯示的設備名稱Xmanlu即為Controller中的Dante虛擬聲卡，設備名稱可由Controller自動獲取，也可更改。Controller設置參數內容如表1所示。

表1 Dante Controller設置界面描述

2.3.2 音頻錄制

打開DVS，進行錄音相關設置，如設置采樣率為48 kHz，編碼方式為MP3等。對于音頻驅動類型，專業級別使用ASIO音頻驅動，個人級別使用WDM。現場直播采用低延時4 ms，錄音采用高延時10 ms降低噪音，音質更好。通過Dante Controller將各個直播間的PGM信號調用給錄音服務器DVS后，通過Web界面登錄服務器進行錄音設置，包括站點設置、格式參數、多軌設置等，也具有按照節目單編排進行錄音的頻率個性化設置等功能。16×16通道的DVS設置如圖6所示。

圖6 16×16通道的DVS

在DVS設置中，最為重要的是錄音設置中的通道設置，所選頻率應該與Dante DVS通道對應，將Controller中所選頻率的通道與Audio logger中所顯示的通道進行核對，也可以在錄制一段時間后進行節目比對核實。

2.3.3 音頻提取

利用DVS錄制的音頻的查看下載方式與前面MADI方法相同，這里不再贅述。

3 結 語

廣播音頻慢錄方案隨著新技術、新設備的大量應用，傳統模擬/數字音頻連接多通道聲卡進行音頻錄制的方案逐漸退出歷史舞臺。在新技術引領下，MADI、AOIP等技術的發展和應用為廣播系統架構提供了更加廣闊的技術思路[3]。在網絡信息技術的推進下，廣播電臺也在時代的潮流中不斷變革，其自身在運營過程中提出的功能要求也在不斷提高，在數字技術伴隨計算機信息技術快速發展的今天，廣播也會不斷采用新思想、新技術架構完善自身系統和平臺。因此，先進、高效、簡潔、開放將會成為未來廣播系統的重要特點。