数字音频技术的现状和未来发展趋势——评《数字音频技术及应用》

三诺声智联股份有限公司 梁立修

1 引言

数字音频在多媒体业务中占有很重要的地位，数字音频技术被广泛应用于音频广播、电视电影、多媒体通信等领域之中。数字音频技术是通过仪器和特定的编码系统将采集到的声音转化为数字信号，然后将信息存储，在将数字信号转化为原声的一种技术。数字音频技术远没有到达其发展上限，仍有很大的发展空间。

2 数字音频技术的发展

要想了解数字音频技术的现状和发展，首先必须需要了解数字音频的技术原理。众所周知，计算机的机器语言是二进制的，只能处理0和1两种信号。而音频信号是一种模拟信号，计算机无法直接处理。数字音频技术的出现就是将音频的模拟信号转化为由0、1编码的数字信号，再经由各种编码系统，由计算机进行编辑、存储和传播。

在数字音频技术发展之初，工作的重点在于无损压缩。如何将所采集的模拟音频信号样本通过各种编码系统实现高效的无损压缩，在不影响原有信息的前提下，降低其码率，减少其内存占有量，这是当时工作的重难点。在八十年代末与九十年代出，出现了AC-2、AC-3等压缩系统。九十年代后发展了一些有损的音频压缩技术，虽然拥有极高的音频压缩率，但音频的质量、保真度下降明显。一直到现在这个问题依然存在。本书还指出了其他的编码方式。

3 数字音频的技术指标与评判

对于音频技术优劣的衡量大体有五种指标：采样频率、量化位数、声道数、编码算法和数据率及文件格式。采样频率指的是单位时间内采集样品的次数，一般采样频率越高代表音质越好。激光唱片就是因为高达44KHz的采样频率才拥有超级高保真音质。量化位数决定了数字信号的动态调节范围，越高的量化位数也代表着越大的动态范围，通过数字信号还原出来的模拟音频也就越接近原声品质。声道数代表声音的空间感，双声道的立体感明显优于单声道，电影院就是通过高达八声道的立体环绕声来打造一种身临其境的观影体验。编码算法就是上文中编码数字信号、减少存储空间的算法系统，好的算法需要兼顾压缩率和还原度。至于文件格式，同等条件下，一般占有存储空间越大的音频质量越好，对于原生的还原性也越高。

4 数字音频技术的优缺点

如同现在的大多数技术一样，数字音频技术也有其优缺点。

4.1 数字音频技术的优点

4.1.1 数字音频相关的外接设备发展成熟

因为数字音频技术的目的就是转化、传播模拟音频，所以数字信号在经过转化后越接近模拟音质越好。然而，音频的处理并不仅仅依靠于数字化技术，还需要其它电子设备、元器件的支持。想要得到舒适、悦耳的模拟音需要话筒、压缩器和放大器等器材的帮助。在专业领域，所需要的外设更是丰富多样。数字音频发展到了现在，专业的音频外设已经可以很好的配合数字化系统将模拟音极大程度上还原出来。专业级耳机、话筒的更是能够配合数字算法对声音进行美化，使之更悦耳。在《数字音频技术及应用》的四至六章，很好的介绍了各种音频设备，并且提出下文中的数字音频工作站。

4.1.2 数字音频标准高度统一

能够量化是数字化技术的一个亮点，可量化使得数字音频技术更容易被规定、被统一标准，现在国际上大多数的专业音频设备生产商都遵循1982年制定1992年修订的数字音频接口标准，规范数据传输格式和音频相关硬件的配置参数。国际通用的技术标准极大地增大了数字化音频在全球范围内的流通性。这些都使得数字化技术更容易在世界范围内传播。在广播方面，数字化技术还能提供AM/FM提供不了的新业务，能够拓展新的市场，吸引更多的消费者。

4.1.3 数字音频信号稳定

无论是在广播还是电视电影方面，数字化技术由于其工作稳定性，被广泛应用。模拟信号的传输局限于距离，需要人操控，故障率高、稳定性差，数字音频技术的稳定性和相对并不差的音质体验，能够较好地把控成本，卓越性显而易见。而且数字音频信号可无视距离传输、抗干扰性强，可再生。

4.2 数字音频技术的缺点

数字音频毕竟是通过数字信号来记录模拟音频的，在记录过程中的失真、在压缩传播过程中的损失、在从数字信号还原过程中的损伤都会给数字信号所表达的音质带来种种损伤。并且，数字信号往往无法同时兼顾控制文件大小和保证音质优良。

5 数字音频技术的未来发展趋势

从上文看来，数字音频技术貌似已经发展地很好、很成熟了，但是时代在不断变化，特别是进入互联网时代的当下，面对着消费者对音频性质越来越高的要求，不能放松对于现有技术的发展与革新。

5.1 优化原有编码系统

现在的编码系统在压缩率和保真度两个问题上往往都顾此失彼，不能做到很好的平衡。未来的数字化技术，应该朝着优化前进，提升通用音频的质量，提供更好的大众化音频解决方案。但是在优化的同时也要针对小众用户考虑一下不考虑存储大小情况下的最佳原声还原满足小众化或专业化需求。并且，在优化编码的同时，也要对音频处理的其他环节的系统进行配套优化，整体提升还原音质。在优化系统的同时也要考虑到功耗，减少对其他设备的依赖，增强数字技术的核心竞争力。

5.2 发展数字音频配套硬件，发展数字音频工作站

配套硬件诸如功放、放大器、压缩器等，对音质的优化、处理作用不可忽视。原来的模拟传输信号被数字信号替代，对于外设的要求就更加高。而且，硬件与硬件组合，在数字化的控制之下就成为了一个数字音频工作站。在录音行业内，原来多轨模拟录音技术风靡一时，很快被一个多种硬件结合的新型数字化多媒体设备所替代。这个新型设备就是一个数字音频工作站。相对于传统硬件归硬件，计算机归计算机的模式，工作站的优势已经在过往的经验里得到了验证。将硬件外设与计算机的数字化控制有机的整合在一起，这就是数字音频技术的发展趋势。

6 结语

总而言之，在数字化音频技术成熟的现在我们依然要拓展它的发展空间。《数字音频技术及应用》明确的指出了音频技术的发展倾向：把握原有优势，优化数字处理系统，建立数字化与电子管硬件高度融合的数字化音频工作站。

[1]徐静.现代广播电视工程建设中的数字音频技术应用研究[J].智富时代,2015(S2).

[2]张锡林.关于数字音频技术在广播电视工程中的优势和应用探索[J].科技传播,2015(24).