廣播電視工程中的數字音頻及嵌入技術

康 娟

（山西應用科技學院，山西 太原 030062）

0 引言

廣播電視工程作為信息時代的重要組成部分，其技術發展對于信息傳遞和接收質量具有重要影響。尤其在數字化和網絡化的背景下，數字音頻技術的應用成為提升廣播電視節目質量的關鍵因素。數字音頻技術不僅能夠實現音頻文件的高效處理和存儲，還能通過多軌音頻處理和錄制技術提升音頻的處理效率和質量。音頻嵌入技術在廣播電視工程中的應用，為節目制作和傳播提供了新的可能性。本文旨在探討數字音頻及其嵌入技術在廣播電視工程中的應用優勢、原理以及具體應用要點，以期為行業提供參考和借鑒，促進廣播電視工程技術的發展和創新。

1 數字音頻技術在廣播電視工程中的應用優勢

1.1 準確處理音頻文件

隨著數字音頻技術的進步，音頻編輯軟件如Adobe Audition 等變得更加高效，使得音頻處理更加精確和個性化。這些軟件通過展示音頻波形，使用戶能夠深入分析和編輯音頻，提升最終的音質。在編輯過程中，精確控制音頻信號至關重要，以確保音頻與視頻的同步和音頻品質的優化。數字音頻技術在保持音頻高保真度方面起著關鍵作用，不僅適用于個性化處理，還可以根據不同的業務需求和應用場景進行調整。此外，它在音樂混音、數據壓縮等多個場景也顯示出強大的應用價值。通過這些技術的應用，可以極大地提升聽眾的聽覺體驗，充分顯示了數字音頻技術在現代廣播電視工程中的重要性和廣泛應用。

1.2 高效的多軌音頻處理與錄制

數字音頻技術在多軌音頻處理和錄制方面表現出色，能夠處理和編輯多達64 個音軌，顯著提升音頻效果[1]。這一技術通過虛擬數字存儲實現復雜的多軌處理，每個音頻文件在各自音軌中被有效管理和合并。此技術不僅注重與計算機硬件的兼容性，以確保音頻的高效處理和傳輸，也可以通過專業軟件功能修正錄音問題，提升音質。在廣播電視工程中，數字音頻技術對提升音效和音質、滿足觀眾需求至關重要。它的靈活性適用于多種場景，如軟件錄音、電話會議，允許用戶靈活配置數字設備，屏蔽干擾信號，確保錄音清晰。音軌可根據需求調整，保持最佳音質。此外，在傳媒行業，數字音頻技術的應用還可以實現節目制作的降本增效。

1.3 高效的數字音頻存儲與共享

數字化技術在音頻存儲方面的應用，使得音頻資料的管理更為高效和方便。利用硬盤等存儲媒介，結合專業的數字音頻軟件，可實現集中化的音頻數據處理和管理。對不同的音頻文件設置不同的標簽進行分類，便于根據需求進行快速檢索和修改，大大簡化了音頻的合成和編輯工作[2]。

數字音頻技術的進步極大地促進了音頻文件的網絡共享和遠程處理能力，提高了音頻處理的靈活性和效率。這種技術不僅使音頻文件的共享變得更為便捷，還增強了對音頻內容的安全管理，有效避免了音頻的非法分發和偽造風險。通過高效的存儲和共享機制，數字音頻技術為提供優質的視聽服務打下了堅實的基礎，同時推動了廣播電視領域的技術發展，為用戶帶來更加豐富和便利的音頻體驗。

2 數字音頻及嵌入技術的應用原理

2.1 音頻數據包

音頻數據包是數字音頻系統中用于傳輸和處理音頻數據的基本單位，將音頻信號劃分為固定長度的數據塊，便于傳輸和處理[3]。音頻數據包的大小根據具體的系統和應用而有所不同。它通常由多個音頻幀組成，每個音頻幀包含了一段時間的音頻樣本。音頻幀的大小取決于采樣率、量化位數和聲道數等參數。

2.2 擴展數據包

在數字音頻傳輸和處理系統中，擴展數據包充當了數據包流的指示器，提供了用于驗證和管理音頻數據流的關鍵元數據。數據標識（DID）表示數據的類型，數據塊序號（DBN）標記數據包的順序，用于檢測數據連續性；數據計數（DC）指示數據包含的數據量。在音頻傳輸中，若發生數據丟失，擴展數據包所提供的這些信息至關重要。通過比對DID、DBN 和DC 的值，可以識別丟失的數據包，并采取措施恢復或重新請求丟失的部分，從而保證音頻流的完整性和質量。

3 數字音頻的嵌入與解嵌要點

3.1 數字音頻的嵌入

數字音頻的嵌入流程如圖1 所示。在整合數字視頻和音頻至多路復用器的過程中，可實現一個視頻信號與多個音頻信號的同步。以某節目為例，其音頻分為4 個通道：兩個聲道組成立體聲，第3 通道用于對話，第4 通道播放環境音效。傳統同步設備在處理能力上有限，難以應對多音軌同步。但隨著先進數字技術的應用，實現多視頻和音軌同步成為可能，可滿足不同音質和語言需求。在這一系統中，音頻分配至4 個獨立通道進行編碼。多路復用器負責檢查音頻數據包的時鐘信息，使用錯誤檢查和糾正機制修正數據錯誤。處理后的音視頻共享相同的時鐘信息，經過音頻緩沖區處理后輸出，通過多路復用器形成同步輸出文件。為保證音頻質量，音頻緩沖區參數設為固定值。實際操作中，如遇到音視頻不同步，技術人員可在數字混音臺使用數字同步信號發生器手動調整，通過設定合適的延遲參數確保音視頻同步。

圖1 數字音頻嵌入流程

3.2 數字音頻的解嵌

數字音頻的解嵌流程如圖2 所示，圖中各參數的含義與圖1 相同。

圖2 數字音頻解嵌流程

數字音頻的解嵌過程是嵌入過程的反向操作。接收到音頻資料后，如果廣播和電視技術工作人員在審聽過程中識別出音質不達標準要求，需要對音頻執行解嵌操作并進行必要的處理[4]。在嵌入式系統環境下，技術人員可以利用解碼器裝置來提取所需的音頻信號。在數字視頻處理領域，技術人員能夠同步捕獲視頻內容及其相關的時鐘信號和參考信號。通過對音頻信號的復用分析，可以提取關于音頻的關鍵信息，并記錄下與之對應的時鐘信號數據。當數字音頻經過解嵌處理后，技術團隊會根據需求對其進行深入的后期編輯和調整。

4 數字音頻及嵌入技術在廣播電視工程中的具體應用要點

應用數字音頻及其嵌入技術時，關鍵在于提升調音臺的操作性能，增強音質處理能力，并通過這些改進來提高客戶滿意度。調音臺的數字化升級應基于對市場需求的深入理解，創新適應環境，實現環境與技術的協調。數字調音臺能夠針對項目的不同階段靈活調整，從而推動廣播電視產業的發展。規劃數字化調音臺使用時，廣電技術人員需要全面分析用戶需求，為數字調音臺的高效應用提供重要依據。在實施新調音方案之前，應進行詳細的試驗，確保方案的有效性，避免不必要的負面影響。

對于各種廣播內容，重點在于優化信息處理流程和傳輸方法。數字音頻技術的適當應用能夠在保證節目質量的同時解決多種挑戰，提高數據傳輸的效率。在執行音頻嵌入過程中，精確地選擇嵌入點至關重要，以確保整個過程的科學性。技術團隊應不斷提升專業技能和實踐經驗，防止無效操作和資源浪費，同時確保傳輸的高效率和高質量。

根據長期的實踐觀察，在復雜的信號傳播環境下，多路徑效應導致的信號衰落和時延擴散、建筑物遮擋引起的接收質量降低等都是常見的挑戰[5]。對此，采用恰當的技術策略來優化數字音頻傳輸尤為重要。在構建數字音頻廣播系統的過程中，應重點考慮信道編碼和調制技術的有效應用。廣泛使用的技術如正交頻分復用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）和前向糾錯（Forward Error Correction，FEC）編碼，有助于處理高速數據流，減少延遲和信號衰減，進而增強信號的穩定性和清晰度。

在數字音頻技術的應用中，合理安排和使用音頻資源是關鍵，以避免廣播系統運行中可能出現的沖突。廣播電臺需要對載波頻率、參考頻率間隔和調制方式進行精確規劃，以確保節目內容的同步和連貫性。通過建立統一的頻率網絡，可以保證廣播信號的均勻分布，減輕其他覆蓋區域的壓力，有效地利用頻率資源，從而提升技術應用的成效。

5 結語

廣播電視行業的發展需緊跟時代腳步，不斷融入前沿技術，以提升技術的現代化水平。在運用數字音頻及其嵌入技術的過程中，應注重發現并改善技術的不足之處，并探索其在廣播電視工程中的高效應用途徑，充分發揮技術優勢，推動廣播電視工程的持續進步。未來，廣播電視工程的發展要進一步深化對數字音頻技術和音頻嵌入技術的探索，充分挖掘其價值，為用戶提供更優質的視音頻服務。