芻議廣播電視工程中數(shù)字音頻技術的應用

李慶華 林德仁

【摘要】本文對數(shù)字音頻技術的原理作了簡要的概述，分析了在廣播電視工程之中數(shù)字音頻的應用優(yōu)勢，主要有拓展音頻軌道、進行準確剪輯、高效存儲，重點介紹了該技術在嵌入環(huán)節(jié)、接口協(xié)議環(huán)節(jié)、編碼技術環(huán)節(jié)以及云端技術環(huán)節(jié)中的具體應用。

【關鍵詞】數(shù)字微波;廣播電視;信號輸出

中圖分類號：TN929? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2022.02.011

在各類科學技術迅猛發(fā)展的形勢下，數(shù)字技術在各行各業(yè)的應用中變得更加廣泛，同時各個領域也逐步提升了對該技術的要求，尤其對于廣播電視工程而言，由于該技術可以拓展音頻軌道、進行準確剪輯、高效存儲，使得該技術在廣播電視工程中得到了更好的應用。

1. 數(shù)字音頻概述

電視廣播工程的早期運用了數(shù)字音頻傳輸技術，但由于其傳輸形式相對復雜，同時音質上存在一定問題，造價也偏高，難以在廣播電視工程中獲得廣泛的應用，而以該技術為基礎，數(shù)字音頻技術對其進行了升級和改善，在進行數(shù)字信號的傳輸工作時，利用無壓縮的手段簡化傳輸?shù)男问剑箓鬏斝盘柅@得更優(yōu)質的音質。隨著網(wǎng)絡技術發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)能夠與數(shù)字音頻建立良好的銜接，幫助數(shù)字音頻技術更便捷地操作。數(shù)字音頻技術具備的主要原理有三點，第一，采樣。該過程是對廣播信號進行模擬然后將該信號傳遞出去，整個過程之中以指令對信號發(fā)生的波形變化進行捕捉，捕捉后利用內(nèi)部運算對其進行計算，獲得音頻信號的信息以及在各不相同的信號之下出現(xiàn)的聲音頻率。第二，量化。采樣之后的信號能夠通過量化的形式獲得轉化，轉化的過程中能夠將連續(xù)取值變更為離散取值，其取值結果更加可靠。通過信號的量化處理，信號發(fā)生丟失的概率大大降低，同時其獲得的音頻質量有效提高，主要體現(xiàn)在音頻的清晰度上。第三，編碼。該環(huán)節(jié)的主要工作為將廣播電視工程中產(chǎn)生的傳輸信號進行分解，再利用信號處理器實現(xiàn)信號的識別轉化，使其能夠被快速識別。編碼的過程中需要對采樣和量化的參數(shù)進行非常精準地計算，確保參數(shù)的完整性，才能獲得較好的編碼效果。

2. 數(shù)字音頻在廣播電視工程中的應用優(yōu)勢

2.1 拓展音頻軌道

通常來說廣播電視工程節(jié)目實際的播出質量和音頻軌道具有的穩(wěn)定性存在直接關系，因此由于數(shù)字音頻技術能夠有效拓展音頻軌道，將數(shù)字音頻合理應用于廣播電視工程能夠將播出的廣播電視節(jié)目質量大大提高，對于需要進行高頻音頻采樣的廣播節(jié)目而言，該技術能夠將其錄制效率快速改善，使其獲得更高的工作效率。并且該技術在硬盤儲存方面具有較大的容量，可以快速實現(xiàn)廣播電視節(jié)目中的調整和修正音頻工作，同時其調整與修正也更加靈活，降低了節(jié)目的出錯率，使用戶獲得更豐富的聽覺感受，同時獲得更多節(jié)目滿足。

2.2 準確剪輯音頻

一般而言廣播電視中運用的音頻素材在被提取后都應當進行適當剪輯并對素材實施科學管理，使電視節(jié)目的播出效果達到最佳。剪輯管理上數(shù)字音頻技術擁有較大優(yōu)勢。進行剪輯時，數(shù)字音頻技術通常利用電腦終端，結合波形技術，細致地劃定各個剪輯點，使其音畫達到高度匹配的效果，因此其音頻剪輯往往能夠保持準確，而修補電視畫面時，也可以利用該技術將修復的概率大大提高。

2.3 高效存儲信息

數(shù)字音頻技術相較于其他音頻處理技術而言，儲存信息的能力更強大，而隨著結合不斷更新的網(wǎng)絡技術，網(wǎng)絡系統(tǒng)中海量的數(shù)據(jù)都能夠被該技術應用，同時實現(xiàn)信息共享，由此還可以體現(xiàn)出數(shù)字音頻技術的便捷性，信息的高效利用正是廣播電視節(jié)目急需的功能，因此能夠進行高效、便捷信息存儲的數(shù)字音頻技術在廣播電視中具有更突出的優(yōu)勢。除了以上優(yōu)勢之外，此類技術還具有個性化的特點，可以讓技術人員實現(xiàn)因地制宜的按需操作。

3. 數(shù)字音頻在廣播電視工程中的具體應用

3.1 嵌入環(huán)節(jié)

應用于廣播電視工程之中的數(shù)字音頻技術能夠調整補充節(jié)目中特定的位置出現(xiàn)的音頻，通過適當?shù)厍度胪晟埔纛l信息，該過程通常被稱為音頻嵌入。該技術作為數(shù)字音頻技術重要的分支之一，其能夠幫助廣播電視節(jié)目中的音頻持續(xù)穩(wěn)定地輸出，確保音頻的高質量，音頻嵌入技術在實際應用時需要保證其流程正確，首先對需要進行處理的相關音頻文件進行明顯的標記，選擇合適的節(jié)點插入音頻，實現(xiàn)音頻鑲嵌，再有目的性地進行鑲嵌音頻的有效傳輸，直至其融入原節(jié)目有，獲得一定的修飾原節(jié)目的效果，使修飾后的節(jié)目滿足廣播電視的相關要求，滿足觀眾或聽眾的需求。從編排廣播電視節(jié)目的角度而言，音頻嵌入技術具有相當大的應用范圍，其作為數(shù)字音頻的重要手段，能夠將廣播電視節(jié)目整體的技術性大大提高，同時確保了節(jié)目的藝術性，通過提高音頻質量還保障了節(jié)目的表現(xiàn)力。除了在節(jié)目的整段音頻之中嵌入擬添加的某段音頻修飾原節(jié)目音頻之外，數(shù)字音頻的嵌入技術還具有另一種較為重要的作用，即監(jiān)控音頻狀況，規(guī)避音頻效果模糊或丟失的情況。通常技術人員可以通過該音頻嵌入技術對節(jié)目錄制中出現(xiàn)的音頻錯誤或音頻偏差進行查找，確保節(jié)目的質量，使廣播電視節(jié)目具有可看性，在觀看節(jié)目的過程中不會出現(xiàn)節(jié)目播出故障，無論是節(jié)目的錄制前期還是節(jié)目的后期都可以使用該技術對節(jié)目音頻進行修飾和保障。

3.2 接口協(xié)議環(huán)節(jié)

在廣播電視工程之中應用數(shù)字音頻技術離不開接口協(xié)議的結合，廣播電視行業(yè)中應用較普遍的接口協(xié)議為AES/EBU。該協(xié)議中的AES指代音頻工程師協(xié)會，而EBU則指代歐洲廣播聯(lián)盟。兩者接口協(xié)議擁有統(tǒng)一的技術標準，其同時也是數(shù)字音頻在廣播電視行業(yè)中的標準，在統(tǒng)一接口協(xié)議的支持下，DAT、CD等數(shù)字音頻技術能夠保持技術均衡狀態(tài)，使電視廣播的音頻信息更穩(wěn)定地發(fā)揮其遠距離傳輸音頻信號的作用，讓數(shù)字音頻技術在整個廣播電視行業(yè)獲得更加廣泛的應用。應用數(shù)字音頻技術之后為了保證數(shù)字音頻在廣播電視系統(tǒng)中正常地運行，還需要做好監(jiān)控系統(tǒng)的配置。監(jiān)控系統(tǒng)能夠通過監(jiān)測電視信號的具體碼流以及相應的設備參數(shù)，實時關注數(shù)字音頻的傳輸狀態(tài)。為了將數(shù)字音頻系統(tǒng)運行的質量進行進一步提高，需要建立具備較高性能的監(jiān)控系統(tǒng)自動對其監(jiān)控。由于廣播電視蘊含的音頻信息量比較大，僅僅依靠人工的監(jiān)控和管理非常容易出現(xiàn)工作失誤，導致發(fā)生意外事故。為了盡量避免此類現(xiàn)象，需要配置好自動化監(jiān)控系統(tǒng)，實時嚴格地監(jiān)控設備運行過程中的各項參數(shù)、機房的溫度以及濕度等等，保證發(fā)現(xiàn)問題之后能夠在第一時間對其進行處理。同時監(jiān)控系統(tǒng)中還需要具備自動報警的功能，在監(jiān)控發(fā)現(xiàn)問題后，需要依賴自動報警的功能向工作人員發(fā)出警告，將檢測出的異常信息傳輸給工作人員。

3.3 編碼技術環(huán)節(jié)

在廣播電視中運用的編碼技術主要以波形音頻、CD音頻以及MIDI音頻三種形式實現(xiàn)。波形音頻的聲音狀態(tài)以電子化的形式呈現(xiàn)，其能夠存儲波形聲音，但在實際存儲的過程中必須要確保應用空間保持充足，通常其被應用于短時間存儲廣播電視工程的聲音信息。CD音頻則是以計算機網(wǎng)絡技術為主要依托，此類技術下實現(xiàn)的音頻擁有突出的優(yōu)秀品質，但所需存儲空間較大也是其與波形音頻同樣的缺陷。MIDI音頻被歸屬在多媒體范疇之中，其不僅能夠匹配電子樂器，同時還可以對其進行混合。對廣播電視中出現(xiàn)的音樂段落進行處理時應用電音合成的手段并利用好編碼記錄的方式獲得更好的播出效果，實際應用時為了確保信息存儲的空間，可以在進行編碼的過程中以頻譜掩蔽效應為參考及時去除電視廣播中冗余的聲音信號，在保障觀眾獲得較好聽覺感受的基礎上合理壓縮音頻數(shù)據(jù)。

3.4 云端電視環(huán)節(jié)

廣播電視工程中運用的技術形式隨著技術的發(fā)展不斷精細化，其專業(yè)程度也在不斷提高，使廣播電視實現(xiàn)了模式的轉化，從之前傳統(tǒng)的模式逐漸轉變?yōu)檩^為現(xiàn)代的工作模式，其模式的更新為數(shù)字音頻技術提供了更大的應用空間。由于廣播電視中較為傳統(tǒng)的技術延展性并不強，節(jié)目的技術同時代表著信號傳輸?shù)慕Y束，并不會給觀眾帶來延伸信息不具備較強的延展性，節(jié)目缺乏黏性。而數(shù)字技術的發(fā)展則使廣播電視節(jié)目獲得了新的開拓，數(shù)字音頻技術作為廣播電視技術中新興技術的代表，催生了新的廣播電視節(jié)目形式，例如云端電視。該技術能夠利用電視云具備的存儲功能，將節(jié)目畫面與節(jié)目聲音具體的信息保存于互聯(lián)網(wǎng)中，讓觀眾隨時隨地選擇自身感興趣的電視節(jié)目進行觀看，該技術的應用突破了電視節(jié)目在時間與空間上的不足，滿足觀眾的個性化需求，使觀眾在觀看或收聽電視廣播時能夠獲得更好的體驗。

4.結論

綜上所述，數(shù)字音頻技術在廣播電視工程中的應用較為成熟，該技術在廣播電視的工作中擁有眾多優(yōu)勢，讓電視廣播能夠較好地進行工作。目前，數(shù)字音頻技術在嵌入環(huán)節(jié)、接口協(xié)議環(huán)節(jié)、編碼技術環(huán)節(jié)以及云端技術環(huán)節(jié)都被大力應用，將廣播電視的節(jié)目質量進行了最大化提高，有效地推進了廣播電視行業(yè)的大力發(fā)展。

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作者簡介：李慶華（，副高級工程師，研究生學歷，研究方向：廣播電視網(wǎng)絡工程設計，電視節(jié)目制作視音頻技術。