廣播電視工程中數(shù)字音頻技術(shù)的優(yōu)勢與應(yīng)用

劉麗

【摘要】信息化時代背景下，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等高端技術(shù)得到快速發(fā)展，尤其是數(shù)字音頻技術(shù)的出現(xiàn)，不僅僅給人們的日常生活提供了諸多便捷服務(wù)，而且在廣播電視工程中的應(yīng)用優(yōu)勢也逐步突顯出來，一方面增加了音頻信息的存儲量，擴展了音頻軌道，另一方面也改善了廣播電視媒體的音質(zhì)效果，進而提高了廣播電視節(jié)目的播出質(zhì)量。因此，本文將針對廣播電視工程中數(shù)字音頻技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢以及實際應(yīng)用效果展開全面論述。

【關(guān)鍵詞】廣播電視工程;數(shù)字音頻;優(yōu)勢;應(yīng)用效果

中圖分類號：TN92 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2022.01.008

數(shù)字音頻技術(shù)實際上是通過對模擬音頻的取樣、量化以及編碼過程，實現(xiàn)對音頻信號的模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換，進而形成數(shù)字音頻信號，由于該技術(shù)具有抗干擾能力強、無噪音積累、長距離傳送不失真等特點，因此，被普遍應(yīng)用于廣播電視工程領(lǐng)域。尤其在融媒體時代到來以后，傳統(tǒng)的廣播電視媒體受到嚴重沖擊，在這一背景下，數(shù)字音頻技術(shù)在廣播電視工程中的應(yīng)用給傳統(tǒng)媒體提供了強大的技術(shù)支撐，使傳統(tǒng)媒體的受眾度與關(guān)注度再一次提升到一個新的高度。

1. 數(shù)字音頻技術(shù)概述

顧名思義，數(shù)字音頻技術(shù)即是利用數(shù)字技術(shù)對音頻信號進行轉(zhuǎn)換和處理，進而輸出一個音質(zhì)更好、聲強更加適中的聲音信號，其技術(shù)原理主要是將模擬的音頻信號轉(zhuǎn)化成為數(shù)字音頻信號的工作過程，主要包括三個階段，即采樣階段、量化階段以及編碼階段。采樣階段是采集和獲取幅度樣本的過程，這一過程需要在一個特定的時間軸上面完成，在時間軸上傳輸?shù)倪B續(xù)信號，每隔一段時間將提取出一個信號的幅度樣本，并利用一個個離散的點將這些模擬量表示出來，而這些離散點實際上就是采樣頻率，采樣頻率越高，音質(zhì)越好，采樣頻率越低，音質(zhì)越差，聲音失真越大。因此，采樣頻率的選擇應(yīng)當視應(yīng)用范圍而定，目前，最為常用的采樣頻率有低品質(zhì)頻率即11.025KHz，中等品質(zhì)頻率即22.05KHz，以及高品質(zhì)頻率即44.1KHz，采樣頻率波形如圖1。

量化是將采樣階段形成的離散的脈沖樣品序列量化成為數(shù)字信號，在量化過程中，每一個幅度值都將用最為接近的量化電平進行采樣，因此這一量化電平也稱之為量化等級，量化等級越大，說明量化效果越好，誤差越小，量化的音頻信號與原信號越加接近，相反，則與原信號越加疏遠。而編碼則是將量化信號轉(zhuǎn)化成指定代碼的過程，這一代碼通常用二進制數(shù)碼來表示，即每一組二進制數(shù)碼代表一個采樣的量化等級。其中，采樣頻率越高，量化比特數(shù)就越大，數(shù)碼率也越高，在這種情況下，所需的帶寬也越寬。比如以AM廣播音頻為例，采樣頻率為16KHz，量化比特數(shù)為14b，則數(shù)碼率為224kbps。

2. 廣播電視工程中數(shù)字音頻技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢分析

2.1 音質(zhì)效果顯著提升

過去，廣播電視媒體所采用的電子設(shè)備內(nèi)部多為電子管器件，尤其對支持音頻播放的設(shè)備來說，一般由電子管前置放大器與壓縮器、電子管話筒以及功率放大器這三種組件構(gòu)成，隨著數(shù)字技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子設(shè)備的更新?lián)Q代速度逐年加快，在這一形勢之下，廣播電視媒體中的傳統(tǒng)電子設(shè)備已經(jīng)無法與先進的數(shù)字技術(shù)相匹配，尤其對于一些新型的音頻電子產(chǎn)品來說，接口形式已經(jīng)轉(zhuǎn)化成為數(shù)字式接口，因此，傳統(tǒng)的模擬音頻逐步與數(shù)字音頻技術(shù)相融合。該技術(shù)將原有的模擬音頻信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字音頻信號，這不僅提高音頻信號的傳輸速度，而且音質(zhì)與音色也得到切實改善，人們在收聽或者觀看廣播電視節(jié)目時，對聲音的辨識度也變得更加清晰，這就使廣大用戶能夠產(chǎn)生一種更加舒適的視聽體驗。

2.2 音頻制作精度高

對音頻剪輯人員來說，如果采用過去的模擬音頻，不僅剪輯量大，而且需要處理的音頻信號較為分散，幀數(shù)分段較為粗糙，導(dǎo)致剪輯效率大幅下滑，而數(shù)字音頻技術(shù)的出現(xiàn)則有效彌補了這一缺陷。首先，在對音頻文件進行剪輯與制作時，技術(shù)人員完全可以利用圖形剪輯的方法來開展實際工作，即把音頻文件轉(zhuǎn)化為波形圖，在這種編輯狀態(tài)下，技術(shù)人員可以清晰直觀的觀察到采樣頻率以及幀數(shù)分段等指標，這就使得整個剪輯制作過程變得更加輕松，同時，音頻制作精度也將顯著提升。其次，由于幀數(shù)分段剪輯過程變得更加細化，因此，音頻在傳輸過程中也不會受到損傷，這就使音頻質(zhì)量得到切實保障。

2.3 音頻與節(jié)目匹配度高

與傳統(tǒng)的模擬音頻技術(shù)相比，數(shù)字音頻技術(shù)具有多軌錄音的功能，即將處于不同軌道的音頻信號統(tǒng)一收集存儲在一個系統(tǒng)當中，這不僅便于后期的音頻文件制作與剪輯工作的開展，同時，也能夠快速生成一個完整的廣播電視節(jié)目。這主要是基于數(shù)字音頻技術(shù)可以對64軌盤音頻進行處理，一旦在處理過程中發(fā)現(xiàn)問題，技術(shù)人員可以隨時進行搬軌與補錄工作，進而使音頻質(zhì)量得到切實改善。另外，運用數(shù)字音頻技術(shù)，其音頻質(zhì)量能夠與廣播電視節(jié)目內(nèi)容高度契合，在這種情況之下，無論是廣播節(jié)目還是電視節(jié)目，其聲音辨識度都能夠達到最佳狀態(tài)。

3. 數(shù)字音頻技術(shù)在廣播電視工程中的具體應(yīng)用

3.1 數(shù)字音頻嵌入技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)字音頻嵌入技術(shù)是指在數(shù)字信號傳輸過程中，數(shù)字音頻當中存在的空隙能夠攜帶一部分數(shù)字信息，將這些數(shù)據(jù)信息以及數(shù)字音頻按照一定的方式鑲嵌在空隙當中，使其形成一個統(tǒng)一的整體，進而實現(xiàn)信息同步的一種技術(shù)類型。目前，在廣播電視媒體領(lǐng)域，數(shù)字音頻嵌入技術(shù)得到普遍推廣和應(yīng)用，而且取得了較為理想的應(yīng)用效果。以電視媒體為例，當電視視頻信號的模數(shù)發(fā)生改變時，不同的模擬信號，其模數(shù)的改變量也有所不同，這時，數(shù)據(jù)傳輸方式也將相對應(yīng)的發(fā)生改變。比如電視的視頻數(shù)字信號消音時，利用嵌入技術(shù)只能在空余的空間當中實現(xiàn)數(shù)字信息的攜帶，而同處于一個空間當中的數(shù)字信息，根據(jù)不同的嵌入方式，也只能對相應(yīng)的數(shù)字音頻與數(shù)據(jù)信息進行傳輸。另外，對于數(shù)字音頻信號來說，數(shù)字音頻與其它輔助數(shù)據(jù)的鑲嵌位置也是由相對應(yīng)的規(guī)定來決定的。由此可以看出，數(shù)字音頻嵌入技術(shù)在廣播電視工程中的應(yīng)用，能夠省掉音頻切換矩陣、音頻處理設(shè)備系統(tǒng)以及大量的音頻連接電纜，這不僅簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，而且系統(tǒng)出現(xiàn)故障的概率也將大幅下降。

3.2 數(shù)字調(diào)音臺的應(yīng)用

數(shù)字調(diào)音臺作為電視節(jié)目錄制過程中的一種音頻設(shè)備，具有存儲能力強、信噪比高、故障自診斷功能強大等特點，而在廣播電視媒體領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。與傳統(tǒng)的模擬調(diào)音臺相比，數(shù)字調(diào)音臺主要由三部分組成，即主控制模塊、音頻處理模塊以及通道模塊。其中，主控制模塊作為整個系統(tǒng)的核心模塊，主要負責(zé)調(diào)試與調(diào)度，音頻處理模塊主要負責(zé)音頻的輸入與輸出，而通道模塊主要是對各個參數(shù)進行交換，進而使各個指令能夠順暢傳遞。數(shù)字調(diào)音臺由于運用先進的數(shù)字技術(shù)，因此，可用來處理的通道相對較多，并且通道卡可以同時接入多種數(shù)字接口，進而能夠有效改善音質(zhì)，保證音效。在廣播電視工程中，如果采用傳統(tǒng)的模擬調(diào)音臺，廣播電視節(jié)目經(jīng)常出現(xiàn)串音或者噪音，這就很大程度上影響了人們的視聽效果，但是，數(shù)字調(diào)音臺在廣播電視媒體中的應(yīng)用，不僅有效改善了這一狀況，而且能夠滿足人們對廣播電視節(jié)目質(zhì)量的個性化需求，這就使得廣播電視這些傳統(tǒng)媒體的受眾度與滿意度得到大幅提升。

3.3 音視頻傳輸速度的轉(zhuǎn)化技術(shù)的應(yīng)用

通過采樣分析數(shù)據(jù)表明，數(shù)字化音頻與數(shù)字化視頻的傳輸速度存在明顯差異，數(shù)字化音頻的傳輸速度為32bit，而數(shù)字化視頻的傳輸速度僅為10bit，通過對兩個數(shù)據(jù)的比對發(fā)現(xiàn)，數(shù)字音頻的傳輸效果遠遠高于數(shù)字視頻。但是，在廣播電視節(jié)目制作過程中，技術(shù)人員不僅僅需要完成對音頻文件的剪輯與制作，同樣也需要對視頻文件進行處理，然后使二者能夠同時同步播出，這樣才能保證節(jié)目質(zhì)量與效果。因此，技術(shù)人員在處理視頻數(shù)據(jù)時，往往省略了視頻前后的空隙作為視頻接入點，在這種情況下，視頻的傳播速度能夠達到20bit，然后，技術(shù)人員可以將音頻傳輸速度與視頻傳輸速度進行轉(zhuǎn)化，使音頻與視頻能夠同步呈現(xiàn)在觀眾面前。

3.4 數(shù)字音頻AES/EBU接口的應(yīng)用

AES/EBU是目前較為流行的專業(yè)數(shù)字音頻標準，這一標準主要是通過單根絞合線對數(shù)字音頻數(shù)據(jù)進行傳輸，而且可以在長達100米的距離上傳輸數(shù)據(jù)，如果均衡傳輸，其傳輸距離將更遠。在廣播電視媒體領(lǐng)域，AES/EBU接口屬于一種大型的專業(yè)性器材，尤其在一些大型工作站或者數(shù)字調(diào)音臺當中，這種接口協(xié)議的應(yīng)用頻率相對較高，由于在連相對應(yīng)的硬件設(shè)備時，只需要通過絞合線即可完成連接工作，因此，與該接口相連的多種音頻設(shè)備在安全性與穩(wěn)定性方面能夠得到可靠保障，進而可以為終端用戶提供更加優(yōu)質(zhì)和人性化的服務(wù)。

4. 結(jié)束語

綜上，數(shù)字音頻技術(shù)與廣播電視媒體的深度融合，不僅推進了廣播電視媒體數(shù)字化與智能化發(fā)展進程，而且也使廣播電視節(jié)目的質(zhì)量得到大幅提升。因此，廣播電視臺在應(yīng)用數(shù)字音頻技術(shù)時，應(yīng)當不斷提升自身的專業(yè)技術(shù)水準，積極借鑒先進與成功的應(yīng)用經(jīng)驗，進而為傳統(tǒng)廣播電視媒體受眾群體數(shù)量的持續(xù)增長做出積極貢獻。

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