浅析广播电视工程领域中的数字音频技术

摘 要：数字音频技术是以采样、量化、编码为功能实现原理的，文章将数字音频广播与其他广播技术进行对比，整理出数字化信号传递的优势。并结合广播电视工程领域中应用的数字音频技术做出探讨，重点介绍编码以及信息传递方式，为广播电视用户提供更优质的服务。

关键词：广播电视；数字；音频

1 数字音频技术的基本原理

1.1 采样

数字音频技术是通过模拟信号形式来进行信息传递的，读取传输信号中的功能指令需要采集波形变化。这一环节在技术应用中被称之为采样，相同时间间隔下波形变化会被采集装置捕捉到，通过内部运算对表述信息进行读取，间隔时间发生变化后其频率会有明显变化。声音信号传播频率为32千赫兹，MP3格式下为44.1千赫兹，少数声音信号传输频率为48千赫兹。采样环节中会根据不同频率传输特点对信道做出调整，以便满足使用需求，避免信号在传递过程中丢失。

1.2 量化

量化是将连续取值向可靠性离散取值转化的过程。音频传输过程中会存在大量离散信号，不经处理会引发信号丢失，读取环节不能正常进行。将其转化为数字信号，可以提高音频的清晰程度，降低干扰与噪声。信号产生时会伴随着干扰共同存在，信道进入到接收模块时会经过干扰过滤器，而离散信号常规状态下并不需要量化处理，一旦值域出现异常对降噪滤波都会造成影响，量化是针对此类问题进行的。

1.3 编码

编码是数字音频传输的关键环节，将传输信号转换为接受装置可以识别的信号形式之一，基于采样流程之后进行。现阶段使用最频繁的编码方式为二进制计算，转换离散波形后数字信号处理器会进行编码，这两部分任务有时也会同时进行。编码环节需要将采样与量化环节的参数频率作为计算对象，因此要求信号传递到这一环节具有极强的准确度，一旦有缺失、干扰现象发生都会影响到编码正常进展。

2 数字音频广播（DAB）与其它广播方式的比较

2.1 与世广（world-space）卫星多媒体广播方式的比较

世广广播是采用才可卫星环绕统一轨道进行信号接收与输出的。具有覆盖面积广，可实现在偏远地区普及广播的目标，传输信号稳定。但只能应用在声音信号传输过程中，并不能完成音频转变的任务。虽然在偏远地区具有极强的稳定性，但城市高楼林立，传递信号遇到遮挡物后会强度会降低，甚至出现频率丢失。数字音频技术出现后解决了这一问题，可以同时传递声音与图像，在建筑群复杂的失去内信号强度也不会受到影响，为使用客户提供更优质的服务。

2.2 与数字AM系统的比较

数字AM系统的传输容量有限，而且只能传输声音和部分数据，并且AM系统的使用需要全球统一标准。此外，由于它的使用会涉及现有的模拟广播系统，所以启动会比较慢。而数字音频广播技术已经比较成熟，传输容量比数字AM大得多，传输内容更加多样化，能够进行多媒体广播，而且通过频率划分可以使启动时间非常短。另外，数字音频广播在本地范围内优势突出，更为实用。

2.3 与数字地面电视（DVBT）的比较

数字地面电视的有效传输距离有限，而且对来自电机的脉冲干扰比较敏感，对发射机的功率要求高，保护间隔降低了频谱的效率和带宽的比特率。而数字音频广播则有效解决了这些问题，比数字地面技术有更大优势。

2.4 与第三代移动通讯系统的比较

第三代移动通信系统是基于点对点的通信，和数字音频技术完全不同。移动通信系统的传输速率要比数字音频系统低很多，手机WAP的速率也很低，传输容量也比不上数字音频广播系统。另外，投资移动通讯系统的成本要比数字音频广播大得多。

2.5 与网上音频广播的比较

网上音频广播分为流媒体播放技术和下载播放技术，前者可以实现即时播放，可以直播或多播，但是当网络带宽低于流媒体带宽或出现网络拥塞时都会造成声音播放不正常，后者可以实现反复播放，能够分段多次续传下载，但是下载时间较长，而且不能够实况直播和多播。与数字音频广播相比，网上音频广播的音质和便捷性都不太理想。

3 数字音频关键技术及其在广播电视领域的应用

3.1 AES/EBU接口协议

AES/EBU是指音频工程师协会/欧洲广播联盟，现在已经成为专业数字音频的普遍标准，许多专业的广播电台设备，如CD机、DAT、数字调音台等都支持该协议。AES/EBU接口协议无需在均衡的状态下就能传输100米的距离，如果在均衡模式下就能够传输得更远。专业的模式状态位格式包含的内容很多，比如采样点数和字节长度等，而消费模式里的内容就很少，但是它具有相关的拷贝保护信息。

3.2 数字音频编码技术

3.2.1 波形音频。它是一种电子化的声音，是音频中非常重要的一种形式，它因为存储波形的信息声音而得名，波形音频的文件大都以.wav作为文件的扩展名。由于存储波形音频文件需要的空间比较大，所以一般只适用于较短时间的声音存储。采样频率、信息量和通道数是影响波形音频质量的三个主要因素。

3.2.2 MIDI音频。它是一种重要的多媒体音频，实现了与电子乐器的连接。在进行音乐的处理过程中，把音乐设备上产生的相关编码记录下来，然后把这些数据传送到MIDI合成器上，就能够进行演奏了。MIDI有状态字节和数字字节两种消息类型，前者描述发送的类别，后者跟在状态字节后，展现发送消息的数值，而数字字节的个数与状态字节的消息类型息息相关。

3.2.3 CD音频。它是通过计算机上面的驱动器进行播放的一种音频格式，由于它的音频质量比较高，所以需要的存储空间也大。

3.2.4 AC-3音频。这是美国杜比实验室开发的一种比较好的音频压缩技术，它在AC-1和AC-2的基础上得以发展，改善和提高了扬声器的重现能力，传输速率也得到提高，现在主要用于DVD等的伴音方面。

3.3 数字音频嵌入技术

在电视信号的模数转换和传送的过程中，由于视频和音频的处理方式不同导致视频的进度跟不上音频，因此，我们可以利用音频嵌入技术，使二者可以达到同步。电视音视频的时差可以通过测量加以确定，然后通过在系统中加入数字音频延时器，对音视频进行调节，达到音视频的协调一致；或者通过多工复用技术，把数字音频和其他辅助数据进行传送，然后把它们嵌入相关位置实现音视频的统一。数字音频嵌入技术是一个划时代的技术，解决了电视广播的一个重要难题，在电视广播历史上的地位不可替代。

结束语

在进行广播节目的制作过程中进行数字音频技术的引用，对于声音在录制、后期制作的过程中都带来了非常多的方便。数字音频技术将前期录制工作中的科学性展现出来，并且在后期制作的过程中也显示出了非常大的功能，使得广播节目中的音频真正实现了数字化。虽然数字音频技术还有着缺点，但是从长远的角度来说，数字音频技术是发展的必然趋势，在广播电视中必然会起着重要的作用。

参考文献

[1]王文丽.现代广播电视工程建设中的数字音频技术应用研究[J].计算机光盘软件与应用，2013（11）.

[2]狄柏涛，陶瑞.广播电视工程中数字音频技术的优势与应用发展[J].中国传媒科技，2013（9）.

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