廣播慢速錄音系統(tǒng)的設(shè)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(dāng)前，互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速，已經(jīng)成為人們生活的重要組成部分。人們利用高效便捷的互聯(lián)網(wǎng)豐富自己的生活。廣播同樣可以利用互聯(lián)網(wǎng)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(shù)手段進(jìn)行錄制存儲，存儲格式可根據(jù)實際需求進(jìn)行選擇，方便以后的素材提取、使用及播后節(jié)目審查。各個電臺可以根據(jù)系統(tǒng)架構(gòu)的差異選擇符合自身架構(gòu)的慢錄系統(tǒng)。傳統(tǒng)的通過模擬/數(shù)字音頻線連接聲卡進(jìn)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(shè)計了幾種符合當(dāng)前主流技術(shù)、架構(gòu)簡潔、穩(wěn)定高效的系統(tǒng)并進(jìn)行分析。

1 基于MADI的內(nèi)網(wǎng)慢錄系統(tǒng)

1.1 系統(tǒng)原理

各個直播間的PGM數(shù)字信號通過調(diào)音臺串行多通道音頻數(shù)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(wù)器。音頻經(jīng)編碼流化處理后，利用錄音軟件進(jìn)行慢速錄音。各頻率頻道在接入交換機后，可以利用Web網(wǎng)頁或客戶端軟件登錄錄音服務(wù)器，查看下載已 播內(nèi)容。

1.2 系統(tǒng)架構(gòu)

基于MADI的內(nèi)網(wǎng)慢錄系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 基于MADI的內(nèi)網(wǎng)慢錄系統(tǒng)簡圖

1.3 系統(tǒng)分析

1.3.1 音頻傳輸

當(dāng)前主流調(diào)音臺都具備MADI接口，即多通道音頻數(shù)字接口。它是依托數(shù)字調(diào)音臺通信接口所建立的AES標(biāo)準(zhǔn)接口，采用了時分多路技術(shù)，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(jìn)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(jiān)看監(jiān)聽、音頻錄制、信號返送及內(nèi)部信號調(diào)度等。正常狀況下，總控音頻矩陣除了配備模擬/數(shù)字I/O板卡外，MADI卡幾乎成為標(biāo)配。相比傳統(tǒng)模擬/數(shù)字接口，MADI接口具有通道數(shù)量多、布線簡單、成本低廉等優(yōu)點，已被普遍應(yīng)用。大多數(shù)字音頻設(shè)備，如調(diào)音臺、數(shù)字矩陣、多軌錄音機、音頻工作站及音頻處理器等設(shè)備基本也都配備了MADI接口，用戶無需申請認(rèn)證或另外購買硬件、軟件，便可在各種音頻設(shè)備和系統(tǒng)之間完成多路通道形式的連接，簡單方便。

調(diào)音臺的MADI信號進(jìn)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(shù)量和狀態(tài)，根據(jù)實際需求進(jìn)行信號的選擇調(diào)用。選擇將10個直播間的PGM MADI信號調(diào)用到MADI輸出的1-20數(shù)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(wù)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(shù)字音頻的MADI信號送入慢錄服務(wù)器，服務(wù)器端需要安裝相應(yīng)的系統(tǒng)支持軟件、驅(qū)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(nèi)置Web服務(wù)器，方便用戶對工作站錄制內(nèi)容進(jìn)行訪問查看下載。

圖2 矩陣MADI信號調(diào)度原理圖

圖3 利用MADI接口完成多軌音頻的錄制

在內(nèi)容設(shè)置選項中，工作人員可以根據(jù)節(jié)目單情況選擇特定時間段錄制，保存時間由服務(wù)器硬盤容量大小決定，一般設(shè)置為3個月左右。文件格式選擇S48，這是大多數(shù)電臺內(nèi)網(wǎng)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(fù)雜程度較高，但聲音質(zhì)量優(yōu)秀，高質(zhì)量的壓縮和高效的編輯性能已被各個電臺廣泛應(yīng)用于節(jié)目制作、交換、存儲及傳輸中。

1.3.3 音頻提取

慢錄服務(wù)器可以設(shè)置用戶使用權(quán)限，對不同用戶限定不同的功能。內(nèi)網(wǎng)工作站用戶可以通過Web頁面或者客戶端軟件Audio Client進(jìn)行登錄，按照需求在頁面菜單進(jìn)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(jìn)行線上選聽[1]。

2 AOIP內(nèi)網(wǎng)慢錄系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)原理

基于IP的內(nèi)網(wǎng)慢錄系統(tǒng)主要將各個直播間PGM數(shù)字信號通過Dante接口接入Dante交換機。交換機接入錄音服務(wù)器的網(wǎng)卡1，工作站使用Dante虛擬聲卡完成音頻錄制，網(wǎng)卡2接入內(nèi)網(wǎng)交換機，各頻率頻道可以利用Web或客戶端軟件通過局域網(wǎng)交換機查看下載已播內(nèi)容。

2.2 系統(tǒng)架構(gòu)

AOIP內(nèi)網(wǎng)慢錄系統(tǒng)架構(gòu)如圖4所示。

圖4 AOIP內(nèi)網(wǎng)慢錄系統(tǒng)簡圖

2.3 系統(tǒng)分析

2.3.1 信號傳輸

網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的快速發(fā)展推進(jìn)了電臺的IP化進(jìn)程，Dante便是電臺網(wǎng)絡(luò)進(jìn)程的產(chǎn)物。Dante是一種基于千兆以太網(wǎng)傳輸?shù)臒o壓縮、專業(yè)級的數(shù)字音頻傳輸技術(shù)（AOIP），基于以太網(wǎng)物理鏈接架構(gòu)，采用精密時間協(xié)議（Precision Time Synchronization Protocol，PTP）作為同步時鐘，精度可達(dá)微秒級別。當(dāng)前主流廠家的調(diào)音臺都支持Dante協(xié)議的擴展，只需要將Dante卡插入調(diào)音臺主機的I/O插槽，即可使用DANTE，無需任何驅(qū)動安裝或固件升級，簡單便捷。Dante誕生已長達(dá)10多年，它滿足了大規(guī)模、遠(yuǎn)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(yīng)性，因此已被廣泛應(yīng)用于全球2 000多種專業(yè)音頻產(chǎn)品中[2]。

Dante技術(shù)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(wù)器端安裝DVS，就可以識別到Dante通道及音頻狀態(tài)。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(diào)用，也就是說一路Dante接口就可以實現(xiàn)廣播音頻32×32矩陣的功能。

Dante的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置相當(dāng)簡單。獨立Dante網(wǎng)絡(luò)采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，交換機上連接的所有Dante設(shè)備都可見。工作人員可以通過Dante Controller對系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置和邏輯連接。設(shè)備通道調(diào)度連接可以用鼠標(biāo)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(wǎng)絡(luò)，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(wǎng)絡(luò)，可在任何地點的設(shè)備上調(diào)整設(shè)置而不被線纜所限制，簡單方便。使用Dante Controller進(jìn)行調(diào)度如圖5所示。

圖5 Dante Controller調(diào)度圖

由圖5可見，所有Dante設(shè)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(fā)送通道，Dante Controller中顯示設(shè)備的所有通道都可以自由調(diào)用，這是實現(xiàn)音頻錄制的關(guān)鍵條件。圖5中顯示的設(shè)備名稱Xmanlu即為Controller中的Dante虛擬聲卡，設(shè)備名稱可由Controller自動獲取，也可更改。Controller設(shè)置參數(shù)內(nèi)容如表1所示。

表1 Dante Controller設(shè)置界面描述

2.3.2 音頻錄制

打開DVS，進(jìn)行錄音相關(guān)設(shè)置，如設(shè)置采樣率為48 kHz，編碼方式為MP3等。對于音頻驅(qū)動類型，專業(yè)級別使用ASIO音頻驅(qū)動，個人級別使用WDM。現(xiàn)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(zhì)更好。通過Dante Controller將各個直播間的PGM信號調(diào)用給錄音服務(wù)器DVS后，通過Web界面登錄服務(wù)器進(jìn)行錄音設(shè)置，包括站點設(shè)置、格式參數(shù)、多軌設(shè)置等，也具有按照節(jié)目單編排進(jìn)行錄音的頻率個性化設(shè)置等功能。16×16通道的DVS設(shè)置如圖6所示。

圖6 16×16通道的DVS

在DVS設(shè)置中，最為重要的是錄音設(shè)置中的通道設(shè)置，所選頻率應(yīng)該與Dante DVS通道對應(yīng)，將Controller中所選頻率的通道與Audio logger中所顯示的通道進(jìn)行核對，也可以在錄制一段時間后進(jìn)行節(jié)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(jié) 語

廣播音頻慢錄方案隨著新技術(shù)、新設(shè)備的大量應(yīng)用，傳統(tǒng)模擬/數(shù)字音頻連接多通道聲卡進(jìn)行音頻錄制的方案逐漸退出歷史舞臺。在新技術(shù)引領(lǐng)下，MADI、AOIP等技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用為廣播系統(tǒng)架構(gòu)提供了更加廣闊的技術(shù)思路[3]。在網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的推進(jìn)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(shù)字技術(shù)伴隨計算機信息技術(shù)快速發(fā)展的今天，廣播也會不斷采用新思想、新技術(shù)架構(gòu)完善自身系統(tǒng)和平臺。因此，先進(jìn)、高效、簡潔、開放將會成為未來廣播系統(tǒng)的重要特點。