數(shù)字音頻質(zhì)量檢測(cè)方法研究

李佳霄

摘 要 數(shù)字音頻技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到社會(huì)生活和生產(chǎn)的各個(gè)部門，具有編輯和處理方便的優(yōu)點(diǎn)。特別是在電視節(jié)目制作過程中，音頻起到了對(duì)節(jié)目中聲音傳遞載體的作用，對(duì)電視節(jié)目的制作質(zhì)量有較強(qiáng)的影響。但是通過調(diào)查我們發(fā)現(xiàn)，很多電視節(jié)目中音頻出現(xiàn)了失真現(xiàn)象，影響了節(jié)目播出的整體質(zhì)量。為此本文通過對(duì)數(shù)字音頻信號(hào)的研究，介紹了數(shù)字音頻制作的技術(shù)以及制作過程中能夠采用的技術(shù)，給出了音頻信號(hào)錄制過程中和后期處理過程中可以采取的措施，同時(shí)就數(shù)字音頻質(zhì)量的監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹。

關(guān)鍵詞 數(shù)字音頻；真實(shí)性；檢測(cè)方法

中圖分類號(hào)G2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2015）136-0070-02

數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，極大的擴(kuò)大了數(shù)字化音頻的使用范圍，跟傳統(tǒng)的模擬音頻信號(hào)相比，它具有存儲(chǔ)、編輯和傳輸方便的特點(diǎn)，同時(shí)具備較高的抗干擾能力。如常用的Coo Edit Pro軟件能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)音頻信號(hào)的多次操作，如刪除、插入或者增加等，雖然給數(shù)字音頻信號(hào)的使用帶來了很大的便利。但是數(shù)字音頻信號(hào)質(zhì)量的保證不能夠只依靠音頻信號(hào)的后期處理，如果前期信號(hào)采集質(zhì)量較差，即便進(jìn)行再好的后期處理，都難以保證音頻信號(hào)質(zhì)量能夠達(dá)到國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。特別是近些年來，高清電視信號(hào)的發(fā)展，對(duì)音頻數(shù)據(jù)信號(hào)質(zhì)量的要求較高，由于音頻資料錄制環(huán)境和設(shè)備的復(fù)雜性，信號(hào)采集過程中音頻信息可能會(huì)出現(xiàn)不可預(yù)測(cè)的變化，因此必須要加強(qiáng)對(duì)數(shù)字音頻信號(hào)的檢測(cè)。

1 數(shù)字音頻概述

數(shù)字音頻技術(shù)在信號(hào)采集過程中通過取樣和量化兩種不同的方式將音頻信息中的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并且將其存儲(chǔ)在磁盤上。但是由于模擬音頻信號(hào)中信號(hào)的幅值和時(shí)間是連續(xù)的，如果調(diào)整其幅值的大小，其聲音質(zhì)量會(huì)受到較大的影響。數(shù)字音頻技術(shù)則是將傳統(tǒng)的電壓信息進(jìn)行離散化處理，將其時(shí)間和幅值進(jìn)行量化，然后在對(duì)其進(jìn)行處理的技術(shù)。由于模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)在進(jìn)行轉(zhuǎn)換的過程中信號(hào)的能量損失較小，不會(huì)引起音頻信號(hào)質(zhì)量的變化，這是由于這種原因數(shù)字音頻信號(hào)正在逐步取代傳統(tǒng)的模擬音頻信號(hào)。另外由于數(shù)字音頻的存儲(chǔ)介質(zhì)和采用的運(yùn)算方法有了較大的進(jìn)步，使得數(shù)字音頻技術(shù)的推廣更加方便和容易。

2 數(shù)字音頻的制作過程中擴(kuò)音和錄制的操作

流程

數(shù)字音頻制作過程中通常將聲音的處理分成了現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)音和錄制兩個(gè)部分，具體的操作流程如下。

首先要將話筒采集到的聲音信號(hào)和現(xiàn)場(chǎng)的伴奏信號(hào)，傳送到調(diào)音臺(tái)和現(xiàn)場(chǎng)音響。其中話筒采集到的人聲信號(hào)傳送到調(diào)音臺(tái)的1路和2路中，伴奏信號(hào)則傳送到3路和4路中，然后分別對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)音處理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)人聲信號(hào)和伴奏信號(hào)不同比例的調(diào)整。為了確保聲音信號(hào)的質(zhì)量，可以采用均衡器實(shí)現(xiàn)對(duì)人聲信號(hào)飽滿度的調(diào)整。同樣也可以采用壓限器，對(duì)聲音信號(hào)的幅度進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)聲音大小的適當(dāng)調(diào)整。

其次要注意揚(yáng)聲器的擺放和吊掛，確保設(shè)計(jì)完成后兩只音響放置在舞臺(tái)左右口1/3處，面向觀眾席，并且盡量增加音響跟地面之間的距離，避免產(chǎn)生界面干擾

現(xiàn)象。

最后對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)伴奏可以采用傳聲器拾取相關(guān)樂器的聲音信號(hào)，為了提高聲音采集的效果，建議采用心形指向性動(dòng)圈傳聲器。如果現(xiàn)場(chǎng)只有一個(gè)電聲樂器的音響，在聲音采集過程中可適當(dāng)減少拾音的距離，并且將傳感器跟音響的角度設(shè)置成（25°，-40°），以保證聲音拾取的圓潤(rùn)性。

3 數(shù)字音頻信號(hào)的失真及對(duì)策

音頻失真是指電視節(jié)目中存在的音頻信號(hào)發(fā)生了改變，包括其幅度和頻率的變化，最終導(dǎo)致節(jié)目播放過程中，聲音信息不能正常播放，嚴(yán)重影響人們對(duì)電視節(jié)目的收聽質(zhì)量。電視節(jié)目中音頻信號(hào)的質(zhì)量受多種因素的影響，導(dǎo)致音頻信號(hào)出現(xiàn)失真的情況非常多，但是通過對(duì)失真原因的分析，大部分是由于音頻信息在采集過程中其特性曲線較高，甚至超過了整個(gè)音頻錄制設(shè)備的負(fù)荷。通常情況下，電視節(jié)目中的音頻信號(hào)，其音量不應(yīng)該超過0dB，否則就會(huì)發(fā)生音頻信號(hào)失真的情況。

一般情況下，電視節(jié)目中的音頻信號(hào)在輸出過程中其波形發(fā)生變化，產(chǎn)生音頻信息失真現(xiàn)象，這主要是由于音頻信號(hào)在輸入過程中采用的電平信號(hào)較高，超過了錄音設(shè)備的正常工作范圍，致使音頻信號(hào)的幅度產(chǎn)生了變形。為了避免聲音音頻信號(hào)的失真，在節(jié)目錄制過程中可以采取以下幾個(gè)對(duì)策。

1）音頻信號(hào)錄制過程中如何避免聲音信號(hào)的失真。

首先在音頻信號(hào)采集過程中要正確使用話筒，一般情況下，不同型號(hào)的話筒其靈敏度不同，在使用過程中如果人說話離話筒特別近，就會(huì)出現(xiàn)聲音音頻被提升的現(xiàn)象，導(dǎo)致音頻信號(hào)在采集過程中出現(xiàn)不同程度的失真。同時(shí)話筒具有較強(qiáng)的方向性，要根據(jù)其使用環(huán)境和場(chǎng)合的不同進(jìn)行正確的選擇，避免環(huán)境中各種噪聲對(duì)聲音采集質(zhì)量的影響。另外，在節(jié)目錄制時(shí)，不同人員聲音大小不同，話筒獲得的音頻信號(hào)的高低不同，因此必須采用合適的聲音處理設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)音頻中不同高低聲音信號(hào)的調(diào)節(jié)，得到質(zhì)量最優(yōu)的音頻數(shù)據(jù)信息。話筒在聲音采集時(shí)，不同的形狀其采集到的聲音不同，常見的話筒有心型、八字型或者銳心形，在使用過程中用戶需要根據(jù)其采集聲音方向的不同進(jìn)行選擇，話筒合理的選擇，能夠突出不同方向中聲音的大小和噪音的影響。其次在錄制聲音信號(hào)時(shí)要注重對(duì)音量的，因此在進(jìn)行音頻數(shù)據(jù)信息采集之前，必須要將話筒的音量調(diào)整到正常范圍，以獲得最佳的音頻錄制質(zhì)量。

2）后期制作過程中如何避免聲音信號(hào)的失真。

音頻信號(hào)的失真也可以通過對(duì)聲音信號(hào)的后期編輯消除。一般情況下，音頻系統(tǒng)中1-20kHz的噪聲數(shù)量較大，幾乎占到了整個(gè)音頻信號(hào)中數(shù)據(jù)的一般以上，為了確保節(jié)目播出過程中聲音的質(zhì)量，我們需要采用相應(yīng)的濾波器對(duì)電視節(jié)目中音頻數(shù)據(jù)信息進(jìn)行預(yù)處理操作，一方面去除音頻信息中攜帶的噪聲信號(hào)，另一方面調(diào)整信號(hào)中噪聲門的狀態(tài)，確保采集到聲音信號(hào)后能夠立即打開，否則就將其置于關(guān)閉狀態(tài)。在進(jìn)行噪聲信號(hào)濾除過程中，要盡可能選擇低通濾波器，避免濾波器工作過程中產(chǎn)生的熱噪聲信號(hào)對(duì)電視節(jié)目中音頻信號(hào)的干擾。另外還可以采用各種先進(jìn)的聲音制作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)聲音響度的調(diào)整。

音頻失真是一個(gè)常見的音頻制作問題，也是影響電視節(jié)目質(zhì)量的關(guān)鍵因素，所以在聲音采集之前要選擇合適的設(shè)備，并且將所有設(shè)備的參數(shù)調(diào)整到最佳，確保各個(gè)設(shè)備功能的相互協(xié)調(diào)。音頻數(shù)據(jù)采集完成后還要對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行正確的后期處理，最大限度的實(shí)現(xiàn)對(duì)音頻信號(hào)質(zhì)量的調(diào)整，為用戶呈現(xiàn)最優(yōu)的音頻信號(hào)。

4 音頻信號(hào)質(zhì)量監(jiān)測(cè)

一般數(shù)字節(jié)目制作系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)聲音信號(hào)電平的監(jiān)測(cè)，使節(jié)目制作人員既能充分地利用電聲系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍，并且確保節(jié)目中錄制的聲音能夠具有較好的響度參數(shù)，避免聲音信號(hào)的失真，同時(shí)還要保證音頻信號(hào)處于國(guó)家規(guī)定的正常范圍內(nèi)。目前常用的音頻信號(hào)檢測(cè)裝置主要有三種：音量表、即音量單位表（VU表）、峰值節(jié)目表（PPM表）和數(shù)字峰值電平表，來實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)目中聲音信號(hào)電平高低的監(jiān)測(cè)。而對(duì)于高質(zhì)量的音頻制作過程中，常采用聲音信號(hào)電平或者多聲道環(huán)繞立體聲實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)目中聲音信號(hào)相位關(guān)系和效果的準(zhǔn)確檢測(cè)，即采用帶有聲場(chǎng)和相位監(jiān)測(cè)功能的多功能監(jiān)測(cè)儀。下面我們就高質(zhì)量音頻信號(hào)中多功能監(jiān)測(cè)儀的特性進(jìn)行介紹。

一般情況下高清節(jié)目中采用5.1聲道的立體聲設(shè)備，所以在監(jiān)測(cè)過程中，除了要保證音頻信號(hào)的質(zhì)量是否能夠滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，同時(shí)還要監(jiān)測(cè)各個(gè)聲道的相位是否正確，即采用多功能監(jiān)測(cè)儀。在使用過程中，監(jiān)測(cè)儀的左側(cè)用來顯示音頻信號(hào)中聲音的大小，右側(cè)則用來監(jiān)測(cè)音頻信號(hào)的相位關(guān)系。操作人員可以通過觀察監(jiān)測(cè)儀上幻象生源指示器和幻象聲源定位指針以及中心音量指示器上，指示燈顏色和指針位置的變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)聲音信號(hào)中相位和效果的監(jiān)測(cè)。一般情況下，幻象指示器線的顏色為黃色時(shí)，表明兩個(gè)聲道中的信號(hào)不相關(guān)；如果幻象指示器線的顏色為綠色，則表明兩個(gè)聲道中聲音信號(hào)為正相關(guān)；如果顏色為紅色，則表示兩個(gè)聲道中信號(hào)是負(fù)相關(guān)，即信號(hào)的相位相反。指針跟聲音信號(hào)電平的高低相關(guān)，如果兩個(gè)聲道中電平信號(hào)仙童，則指針處于中間位置；否則就會(huì)偏向聲道電平信號(hào)較高的

方向。

中心音量指示器中左右聲道之間通過豎直的黃色線條顯示不同聲道中音量的大小，并且利用直線實(shí)現(xiàn)了L、C和R中電平指示器的連接。當(dāng)電平指示器中，中心聲道電平較高時(shí)，白聲居于主要地位；當(dāng)中心聲道電平信號(hào)較低時(shí)，音樂聲居于主要地位。通常情況下，要求節(jié)目音頻信號(hào)中白聲信號(hào)要高于音樂聲，避免出現(xiàn)音樂聲信號(hào)超過白聲信號(hào)的現(xiàn)象，否則就會(huì)影響人們對(duì)音頻信號(hào)的收聽質(zhì)量。

數(shù)字音頻質(zhì)量檢測(cè)在社會(huì)生活和生產(chǎn)中的很多領(lǐng)域具有非常重要的應(yīng)用，它為人們提供了一個(gè)進(jìn)行音頻信號(hào)質(zhì)量監(jiān)測(cè)的有效方法，具有使用方便的特點(diǎn)。因此研究數(shù)字音頻質(zhì)量的檢測(cè)方法具有非常高的理論價(jià)值和實(shí)際價(jià)值，需要人們不斷研究更加先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)。

5 結(jié)論

數(shù)字音頻的發(fā)展帶動(dòng)了數(shù)字音頻編輯軟件技術(shù)的發(fā)展，使得數(shù)字音頻信息的編輯更加方便和隱蔽。為了確保音頻信號(hào)的播出效果，必須對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。本文主要分析了音頻信號(hào)在制作過程中，如果擴(kuò)音和錄音同時(shí)進(jìn)行應(yīng)該采用的操作流程以及提高音頻信號(hào)質(zhì)量的措施。失效是影響音頻信號(hào)質(zhì)量的又一個(gè)因素，文中從音頻信號(hào)的制作和后期處理兩個(gè)角度給出了避免音頻信號(hào)實(shí)效的措施。最后文章中對(duì)數(shù)字信號(hào)質(zhì)量監(jiān)測(cè)的儀器進(jìn)行了闡述，介紹了多功能監(jiān)測(cè)儀在音頻信號(hào)質(zhì)量檢測(cè)中的使用方法，操作人員可以方便的通過對(duì)儀器指針位置和顏色的變化判斷音頻信號(hào)的質(zhì)量。論文的研究為音頻信號(hào)質(zhì)量的檢測(cè)提供了可以參考的依據(jù)，具有非常重要的價(jià)值。

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