計(jì)算機(jī)數(shù)字視頻與音頻處理技術(shù)研究

摘? 要：近年來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)極大地推動(dòng)了數(shù)字視頻與音頻技術(shù)的快速發(fā)展，視頻和音頻質(zhì)量大幅度提升，給人們帶來(lái)了眾多高品質(zhì)的影音作品。文章論述了處理數(shù)字視頻與音頻的編輯方法，首先介紹了非線性編輯方式以及所需要的軟硬件，其次是處理數(shù)字視頻的一些技巧、特效編輯制作技術(shù)、輸出類型的選擇，最后是處理數(shù)字音頻的方式方法、單軌編輯器及多軌混音的處理技術(shù)、音頻輸出類型的選擇。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù);數(shù)字視頻;數(shù)字音頻;編輯制作技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP3? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2096-4706（2021）20-0087-05

Research on Computer Digital Video and Audio Processing Technology

ZHAO Mengmeng

（School of Design and Art， Shandong Huayu University of Technology， Dezhou? 253034， China）

Abstract： In recent years， computer technology and internet technology have greatly promoted the rapid development of digital video and audio technology， greatly improved the quality of video and audio， and brought many high-quality video and audio works for people. This paper discusses the editing methods of dealing with digital video and audio. Firstly， it introduces the non-linear editing methods and the required software and hardware， followed by some skills of dealing with digital video， special effect editing and production technology， the selection of output type; finally， it introduces the method of dealing with digital audio， the processing technology of single track editor and multi-track audio mixing， and the selection of audio output type.

Keywords： computer technology; digital video; digital audio; editing and production technology

0? 引? 言

如今，在計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)字媒體技術(shù)的推動(dòng)下，以短視頻為代表的融媒體行業(yè)蓬勃發(fā)展（例如：抖音、快手、火山小視頻等），促使視頻與音頻制作應(yīng)用技術(shù)大幅提升。一個(gè)好的影視作品，在給觀眾帶來(lái)愉悅、快樂(lè)的背后離不開精湛的制作技術(shù)。在影視后期的編輯制作中，要分別對(duì)視頻與音頻進(jìn)行處理，向原始素材中加入生動(dòng)的特效、轉(zhuǎn)場(chǎng)，將畫面、聲音、字幕等因素有機(jī)地融合在一起，制作出來(lái)的視音頻更加美觀、生動(dòng)，滿足人們視覺、聽覺上不同層次的審美需要和精神追求。

采用數(shù)字化的視頻與音頻處理技術(shù)，再利用無(wú)線傳輸系統(tǒng)，一邊拍攝一邊制作，極大地提高了效率，節(jié)約了時(shí)間和成本，在保證作品質(zhì)量的同時(shí)使畫面元素更加豐富，更好地實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化資源共享與調(diào)用。這種數(shù)字化處理技術(shù)可以應(yīng)用于很多領(lǐng)域，例如：電視欄目、電視劇、電影、廣告、短視頻、預(yù)告片、宣傳片的制作。為了使人們深入了解數(shù)字視頻與音頻處理技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，文章重點(diǎn)闡述了基于計(jì)算機(jī)技術(shù)編輯數(shù)字視頻與音頻的一些技巧和操作流程。數(shù)字視頻與音頻處理技術(shù)可以滿足自媒體、新媒體、影視行業(yè)眾多工作者的需求，使這種處理技術(shù)的應(yīng)用趨于大眾化、普遍化。

1? 數(shù)字視頻與音頻處理技術(shù)

1.1? 數(shù)字視頻與音頻處理技術(shù)概述

數(shù)字視頻與音頻處理技術(shù)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟硬件對(duì)數(shù)字化的視音頻信號(hào)進(jìn)行處理，即在數(shù)字化的環(huán)境中完成對(duì)視音頻信號(hào)的處理。對(duì)數(shù)字視頻、音頻的處理，是一個(gè)綜合性的過(guò)程，它要求制作者熟練掌握視頻與音頻制作硬件和軟件等工具的操作方法，同時(shí)在掌握基本操作技能的基礎(chǔ)上，還應(yīng)具備相應(yīng)的審美能力。對(duì)視音頻信號(hào)的處理采用的是非線性編輯方式，借助計(jì)算機(jī)來(lái)完成數(shù)字化制作，可以在任意位置對(duì)素材進(jìn)行剪切、復(fù)制、粘貼，也可以在素材的存儲(chǔ)介質(zhì)上重新編排。這種處理方式突破了以單一時(shí)間順序進(jìn)行編輯的限制，可以按照主觀意愿進(jìn)行各種順序排列，可以進(jìn)行數(shù)次的編輯，并且信號(hào)質(zhì)量始終不會(huì)降低。

1.2? 處理數(shù)字視頻與音頻技術(shù)的軟硬件

基于計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字視頻與音頻的處理，需要借助一些專門的軟件。用于音頻編輯處理的軟件有Cool Edit、Adobe Audition、Vegas、Total-Recorder等。Adobe Audition是專門用來(lái)處理音頻的軟件，其多軌會(huì)話功能和波形編輯器是其他軟件所無(wú)法比擬的。用于視頻編輯處理的軟件有Adobe Premiere、Pinnacle系列、Edius、Moviemaker、After Effects、Boris Effects等。Adobe Premiere和Edius既可以處理視頻也可以處理音頻，After Effects是專門用來(lái)制作視頻動(dòng)畫的一個(gè)軟件。對(duì)數(shù)字視頻和音頻的處理雖然在很大程度上依賴于計(jì)算機(jī)軟件，但也離不開計(jì)算機(jī)硬件的支持。一般來(lái)說(shuō)，需要64位系統(tǒng)的多核處理器;運(yùn)行內(nèi)存最低4 GB，推薦8 GB或者更高;顯卡要求OpenGL 2.0以上;主板盡量選擇主流成熟芯片組主板;聲卡符合與Windows Driver Model兼容。因此，若要完成對(duì)數(shù)字視頻、音頻的編輯處理，至少需要一臺(tái)以上配置的計(jì)算機(jī)。

2? 數(shù)字視頻處理技術(shù)在計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用

2.1? 數(shù)字視頻處理過(guò)程的技巧

對(duì)數(shù)字視頻的處理，首先就是采集錄像機(jī)、攝像機(jī)或者其他信號(hào)源上的數(shù)字信號(hào)，再將所采集的數(shù)字信號(hào)存入計(jì)算機(jī)硬盤中，最后通過(guò)非編軟件對(duì)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)硬盤上的視頻、圖像等各種數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯、做特效等綜合處理。在Adobe Premiere軟件中，對(duì)視頻的編輯制作處理就是對(duì)視頻素材進(jìn)行重新裁切、組合。啟動(dòng)Premiere，新建項(xiàng)目和序列，導(dǎo)入要編輯的視頻素材，把所需的單個(gè)或多個(gè)片段拖動(dòng)到時(shí)間軸窗口上，確定所需的一段視頻素材，選擇剃刀工具在需要分割的位置單擊，可以對(duì)分割出來(lái)的素材進(jìn)行移動(dòng)、修剪或刪除等操作，按照劇情和剪輯思路對(duì)需要保留的片段進(jìn)行重新排列，預(yù)覽剪輯效果，導(dǎo)出最終的視頻，如圖1所示。

在處理視頻素材的過(guò)程中，需要掌握一些編輯技巧。插入素材：可以通過(guò)快捷鍵I和O，也可以利用節(jié)目窗口下面的“插入”按鈕，直接插入到時(shí)間軸上所需的位置;復(fù)制素材：用到的快捷鍵就是Alt，在按住Alt鍵的同時(shí)把素材直接拖到另外的軌道上就可以了;移動(dòng)素材：可以用快捷鍵Ctrl+Alt，也可以利用鼠標(biāo)把視頻素材放到想要的時(shí)間和位置上。當(dāng)時(shí)間線上有1、2、3、4、5、6、7、8這八個(gè)素材的時(shí)候，按住Shift鍵再剪輯，就完成了對(duì)選中素材的一次性剪輯。有些時(shí)候需要針對(duì)某素材修改播放的時(shí)間和速度，可以通過(guò)三種方式來(lái)完成：一是執(zhí)行“‘剪輯—速度/持續(xù)時(shí)間命令，或者點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的命令菜單中選擇‘速度/持續(xù)時(shí)間命令”，在彈出的對(duì)話框中修改速度或持續(xù)時(shí)間即可，如圖2所示;二是在時(shí)間軸窗口中，選中素材上的“fx—時(shí)間重映射→速度”，素材上將出現(xiàn)一條速度關(guān)鍵幀線，往上拖動(dòng)是加快速度，往下拖動(dòng)則是放慢速度;三是利用“比率拉伸工具”，拉長(zhǎng)就是放慢速度，拉短就是加快速度，通過(guò)以上任意一種方式即可實(shí)現(xiàn)慢動(dòng)作或快動(dòng)作的效果，如圖3所示。

2.2? 數(shù)字視頻特效編輯制作技術(shù)

利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)數(shù)字視頻特效的處理，核心在于對(duì)非線性編輯系統(tǒng)的運(yùn)用，這也是廣泛運(yùn)用的一種技術(shù)手段。利用非線性編輯技術(shù)，可以保證視頻編輯的質(zhì)量，視頻清晰度高，易于傳播，這就需要用到一些非線性編輯軟件。在Adobe Premiere軟件中，提供了十分強(qiáng)大的視頻過(guò)渡效果和視頻效果，視頻過(guò)渡效果共有10大類，視頻效果共有16大類。在運(yùn)用這些效果的時(shí)候，重點(diǎn)是對(duì)效果控件的應(yīng)用。例如，在“效果”面板中選擇“視頻過(guò)渡效果—?jiǎng)澫瘛徊鎰澫瘛焙?，直接將效果拖?dòng)到時(shí)間軸窗口中的兩個(gè)素材中間即可，再在效果控件面板（快捷鍵shift+5）中修改效果的相關(guān)參數(shù)，一般選擇中心切入的對(duì)齊方式，如圖4所示。對(duì)于效果在素材中間持續(xù)的時(shí)間，還可以根據(jù)自己的需求通過(guò)選擇“編輯—首選項(xiàng)—時(shí)間軸”來(lái)重新修改“視頻過(guò)渡默認(rèn)持續(xù)時(shí)間”，要注意時(shí)間后面的單位幀和秒的換算，如圖5所示。

對(duì)于數(shù)字視頻特效的處理技術(shù)，除了加入視頻過(guò)渡效果和視頻效果外，還要注重視頻的技巧性剪輯，根據(jù)劇情的需要和音樂(lè)的節(jié)奏點(diǎn)，尋找最佳的剪輯點(diǎn)，添加幀定格、網(wǎng)格、邊角定位、變換等特效。如果對(duì)自己所拍攝的視頻畫面不滿意，還可以進(jìn)行調(diào)色和圖像的增強(qiáng)、復(fù)原。在Premiere中，選擇“Lumetri顏色—曲線—色相飽和度曲線—色相與色相”，選取里面的吸管工具，吸取畫面中的任意一種顏色，色相與色相的線上會(huì)出現(xiàn)三個(gè)點(diǎn)，選中中間的一個(gè)點(diǎn)，往上拖動(dòng)或者往下拖動(dòng)，就會(huì)呈現(xiàn)出春夏秋冬四種顏色的變化，如圖6所示。為了使畫面中物體的輪廓更清晰，細(xì)節(jié)更具體，就要增強(qiáng)畫面的高頻部分。為了減少畫面中的噪點(diǎn)和噪聲，就要增強(qiáng)畫面中的低頻部分。有些時(shí)候，我們需要恢復(fù)原來(lái)圖像的質(zhì)量，此時(shí)就要用到“降質(zhì)模型”，再利用某種濾波方法就完成目標(biāo)了。

2.3? 數(shù)字視頻輸出類型的選擇

利用計(jì)算機(jī)的數(shù)字視頻編輯制作技術(shù)處理視頻，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)視頻全方位、科學(xué)性的處理，使編輯好的視頻達(dá)到最理想的效果，需要注意的是編輯好的視頻導(dǎo)出時(shí)的編碼方式。在計(jì)算機(jī)中可以播放的視頻格式有MP4、AVI、FLV、MOV、MPEG、RMVB等，所以在編輯制作視頻時(shí)，要導(dǎo)出符合計(jì)算機(jī)播放的視頻格式。在Premiere中，選擇“文件—導(dǎo)出—媒體”命令或按快捷鍵Ctrl+M，在彈出的對(duì)話框中，可以修改視頻的格式（MP4、AVI、MPEG、MOV等）、預(yù)設(shè)（高比特率、中比特率、PAL DV等）、輸出的名稱和位置、視頻設(shè)置選項(xiàng)等，但要注意，在導(dǎo)出視頻時(shí)要勾選導(dǎo)出視頻、導(dǎo)出音頻兩個(gè)選項(xiàng)。在用Premiere軟件導(dǎo)出視頻時(shí)，應(yīng)選擇H.264的編碼方式，預(yù)設(shè)選項(xiàng)下選擇高比特率，這是應(yīng)用最廣泛的視頻格式，如圖7所示，這種編碼格式視頻質(zhì)量高，大小合適、清晰度高、極大地提高了視頻編輯制作的效率。

3? 數(shù)字音頻處理技術(shù)在計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用

3.1? 單軌編輯器的處理技術(shù)

為了有效提高音質(zhì)和音效，需要使用音頻軟件對(duì)采集到的音頻進(jìn)行處理，單軌編輯器的功能就能滿足這種需求。其主要功能就是處理聲音上出現(xiàn)的各種問(wèn)題，如聲音的大小、振幅、節(jié)奏，還防止聲音的突然加速或減速，這也是處理數(shù)字音頻的基礎(chǔ)。在使用單軌音頻處理技術(shù)時(shí)，要先分析聲音的類型、音量的大小。處理人聲或音樂(lè)時(shí)，要先找到它們的特點(diǎn)，再根據(jù)它們?cè)诰庉嬈魃咸鴦?dòng)的幅度、頻率，音量大小進(jìn)行調(diào)節(jié)。對(duì)整個(gè)軌道的音頻進(jìn)行修正后，根據(jù)需求轉(zhuǎn)換音頻的格式，再通過(guò)多媒體計(jì)算機(jī)進(jìn)行播放。如果需要再次對(duì)單軌音頻進(jìn)行調(diào)整，可以通過(guò)音頻軌道上的“fx—音量—級(jí)別”進(jìn)行音量大小的調(diào)整，還可以通過(guò)“剪輯—音頻選項(xiàng)—音頻增益”命令，改變聲音的波譜，從而改變音量的大小。

單軌編輯器除了可以處理聲音的大小、節(jié)奏和節(jié)拍以外，還可以改變聲音的左右聲道，實(shí)現(xiàn)單聲道與立體聲道的轉(zhuǎn)化。如果一段音頻素材有兩個(gè)聲道，編輯器的最右側(cè)會(huì)顯示“L”“R”兩個(gè)聲道按鈕，關(guān)閉“L”聲道按鈕，再進(jìn)行播放，會(huì)發(fā)現(xiàn)左聲道沒(méi)有聲音了，只有右聲道有聲音，這樣就完成了單聲道的轉(zhuǎn)換。在編輯器的左上角有一個(gè)“淡入”按鈕，通過(guò)鼠標(biāo)的左右操作可以控制淡入素材的時(shí)間長(zhǎng)短，通過(guò)鼠標(biāo)輪的上下滑動(dòng)可以控制淡入素材的聲音大小。在編輯器的右上角還有一個(gè)“淡出”按鈕，操控原理和“淡入”按鈕一樣，如圖8所示。有一點(diǎn)需要注意，在處理音頻的過(guò)程中必須一邊播放一邊修改，以保證編輯的質(zhì)量，利用單軌音頻處理技術(shù)，能大大提升音頻中聲音銜接的柔和度和自然度，使音頻的音效得以增強(qiáng)。

3.2? 多軌混音的處理技術(shù)

對(duì)數(shù)字音頻進(jìn)行處理時(shí)，很多時(shí)候不僅需要采用單軌編輯器的處理技術(shù)，還需要借助多軌混音的處理技術(shù)。多軌混音提供了多個(gè)軌道處理聲音的功能，可以把不同類型的聲音疊加在一起，以提高整個(gè)音頻的層次性和豐富性，讓人們?cè)谛蕾p音頻的同時(shí)感受到快樂(lè)。首先要在多媒體計(jì)算機(jī)中添加所需的多種聲音素材，然后再結(jié)合數(shù)字音頻處理技術(shù)和多軌混音技術(shù)對(duì)這些聲音素材進(jìn)行處理，這是處理疊加多種聲音的基礎(chǔ)。在Audition軟件中，“多軌會(huì)話”功能提供了可以將多種聲音進(jìn)行混合的方式，導(dǎo)入所需的音樂(lè)、音效和人聲素材，就可以完成各種音頻效果的編輯處理。一般來(lái)說(shuō)，把旁白放在第一個(gè)軌道上，背景音樂(lè)放在第二個(gè)軌道上，人物主體的聲音放在第三、第四個(gè)軌道上，再根據(jù)需要，設(shè)置每一個(gè)軌道上素材呈現(xiàn)的位置以及時(shí)間長(zhǎng)短，再通過(guò)“波形編輯器”進(jìn)行更精致的編輯處理，可以再次調(diào)整音量、聲調(diào)、淡入聲音、淡出聲音、節(jié)奏以及聲音的振幅等。

Audition軟件提供了強(qiáng)大的多軌混音功能，在導(dǎo)入所需的聲音素材后，根據(jù)不同聲音的特點(diǎn)進(jìn)行不同的調(diào)節(jié)，再進(jìn)行混合和調(diào)配，形成不同風(fēng)格的聲音作品。例如多軌自動(dòng)剪輯混合人聲和音樂(lè)，如圖9所示。首先定義音頻的屬性，把音樂(lè)的屬性定義為音樂(lè)，人聲的屬性定義為對(duì)話;再次選中音樂(lè)軌道，這個(gè)時(shí)候就需要用到“回避”功能，它可以自動(dòng)根據(jù)人聲調(diào)配音樂(lè)音量的大小;如果想要再次調(diào)整音樂(lè)和人聲的匹配度，選擇“回避”下面的“降噪幅度”和“淡化”進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整就可以了，如圖10所示。在多媒體計(jì)算機(jī)播放制作好的多軌混音的基礎(chǔ)上，根據(jù)制作好的音頻效果決定要不要進(jìn)行二次調(diào)整，這是檢查多軌混音效果的有效性途徑之一?？傊?，采用多軌混音的處理技術(shù)可以提升多種聲音融合的有效性，提高了混音的效果并呈現(xiàn)出理想的音頻播放效果。

3.3? 數(shù)字音頻輸出類型的選擇

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字音頻處理制作技術(shù)取得了很大的進(jìn)步，但想要聽到高品質(zhì)的聲音不僅需要高端的音頻編輯技術(shù)，還需要導(dǎo)出高質(zhì)量的作品。在計(jì)算機(jī)中可以播放的音頻格式有MP3、WAV、MIDI、WMA、AAC、CD等，所以在編輯制作音頻時(shí)，要導(dǎo)出符合計(jì)算機(jī)播放的音頻格式。WAV格式數(shù)字音頻的特點(diǎn)是高品質(zhì)，可以記錄多種聲音，但存儲(chǔ)空間大，不易于傳播。在WAV格式基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的MP3格式，音質(zhì)略低，但人耳幾乎分辨不出這細(xì)微的差別，成為現(xiàn)在比較流行的一種音頻編碼方式。在Premiere中，彈出的導(dǎo)出對(duì)話框中，格式改為MP3，預(yù)設(shè)下面有三種方式可以選擇，MP3 128 kbps、MP3 192 kbps高品質(zhì)、MP3 256 kbps高品質(zhì)，根據(jù)個(gè)人需求選擇即可。在Audition中，導(dǎo)出的對(duì)話框中，選擇子菜單的“多軌混音”—“整個(gè)會(huì)話”，選擇保存的位置和格式即可，如圖11所示。采用這種編碼方式處理的音頻品質(zhì)高，損壞小，存儲(chǔ)空間小，極大地提高了音頻編輯制作的效率。

4? 結(jié)? 論

在計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、數(shù)字媒體技術(shù)快速發(fā)展的大環(huán)境下，數(shù)字視頻與音頻處理技術(shù)得到了廣泛的運(yùn)用，帶給人們眾多精彩的影視和音樂(lè)作品，讓人們?cè)诿β档墓ぷ魃钪蝎@得了視覺和聽覺上的雙重享受。在實(shí)際操作中，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字視音頻處理技術(shù)可以處理多種類型的視音頻文件，主要體現(xiàn)在處理數(shù)字視頻與音頻的編輯技巧上，比如對(duì)數(shù)字特效編輯制作技術(shù)、單軌編輯器處理技術(shù)、多軌混音處理技術(shù)的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李延周，王小飛.《新印象 Premiere Pro CC 短視頻剪輯/拍攝/特效制作實(shí)戰(zhàn)教程》 [M].北京：人民郵電出版社，2020：262-263.

[2] 尹小港.Premiere Pro CC 入門教程：中文版 [M].北京：人民郵電出版社，2020：61.

[3] 蔡聶奎.多媒體計(jì)算機(jī)的數(shù)字音頻處理技術(shù)研究 [J].信息與電腦（理論版），2018（20）：124-125.

[4] 裴仁杰，毛齊鑫.基于5G在廣播電視技術(shù)領(lǐng)域的運(yùn)用探析 [J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2021，17（20）：197-198+201.

[5] 高璿.非線性編輯技術(shù)在電視節(jié)目后期制作中的應(yīng)用研究 [J].電視技術(shù)，2019，43（9）：35-36+49.

[6] 朱江毅，文叢.芻議數(shù)字音頻處理技術(shù)在多媒體計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用 [J].信息記錄材料，2020，21（12）：213-214.

作者簡(jiǎn)介：趙萌萌（1994—），女，漢族，山東臨清人，教師，藝術(shù)學(xué)碩士，研究方向：視頻與音頻處理技術(shù)、影視批評(píng)。