计算机数字视频与音频处理技术研究

摘  要：近年来，计算机技术和互联网技术极大地推动了数字视频与音频技术的快速发展，视频和音频质量大幅度提升，给人们带来了众多高品质的影音作品。文章论述了处理数字视频与音频的编辑方法，首先介绍了非线性编辑方式以及所需要的软硬件，其次是处理数字视频的一些技巧、特效编辑制作技术、输出类型的选择，最后是处理数字音频的方式方法、单轨编辑器及多轨混音的处理技术、音频输出类型的选择。

关键词：计算机技术;数字视频;数字音频;编辑制作技术

中图分类号：TP3                 文献标识码：A文章编号：2096-4706（2021）20-0087-05

Research on Computer Digital Video and Audio Processing Technology

ZHAO Mengmeng

（School of Design and Art， Shandong Huayu University of Technology， Dezhou  253034， China）

Abstract： In recent years， computer technology and internet technology have greatly promoted the rapid development of digital video and audio technology， greatly improved the quality of video and audio， and brought many high-quality video and audio works for people. This paper discusses the editing methods of dealing with digital video and audio. Firstly， it introduces the non-linear editing methods and the required software and hardware， followed by some skills of dealing with digital video， special effect editing and production technology， the selection of output type; finally， it introduces the method of dealing with digital audio， the processing technology of single track editor and multi-track audio mixing， and the selection of audio output type.

Keywords： computer technology; digital video; digital audio; editing and production technology

0  引  言

如今，在計算机技术、网络技术和数字媒体技术的推动下，以短视频为代表的融媒体行业蓬勃发展（例如：抖音、快手、火山小视频等），促使视频与音频制作应用技术大幅提升。一个好的影视作品，在给观众带来愉悦、快乐的背后离不开精湛的制作技术。在影视后期的编辑制作中，要分别对视频与音频进行处理，向原始素材中加入生动的特效、转场，将画面、声音、字幕等因素有机地融合在一起，制作出来的视音频更加美观、生动，满足人们视觉、听觉上不同层次的审美需要和精神追求。

采用数字化的视频与音频处理技术，再利用无线传输系统，一边拍摄一边制作，极大地提高了效率，节约了时间和成本，在保证作品质量的同时使画面元素更加丰富，更好地实现了网络化资源共享与调用。这种数字化处理技术可以应用于很多领域，例如：电视栏目、电视剧、电影、广告、短视频、预告片、宣传片的制作。为了使人们深入了解数字视频与音频处理技术的发展和应用，文章重点阐述了基于计算机技术编辑数字视频与音频的一些技巧和操作流程。数字视频与音频处理技术可以满足自媒体、新媒体、影视行业众多工作者的需求，使这种处理技术的应用趋于大众化、普遍化。

1  数字视频与音频处理技术

1.1  数字视频与音频处理技术概述

数字视频与音频处理技术，简单来说，就是运用计算机软硬件对数字化的视音频信号进行处理，即在数字化的环境中完成对视音频信号的处理。对数字视频、音频的处理，是一个综合性的过程，它要求制作者熟练掌握视频与音频制作硬件和软件等工具的操作方法，同时在掌握基本操作技能的基础上，还应具备相应的审美能力。对视音频信号的处理采用的是非线性编辑方式，借助计算机来完成数字化制作，可以在任意位置对素材进行剪切、复制、粘贴，也可以在素材的存储介质上重新编排。这种处理方式突破了以单一时间顺序进行编辑的限制，可以按照主观意愿进行各种顺序排列，可以进行数次的编辑，并且信号质量始终不会降低。

1.2  处理数字视频与音频技术的软硬件

基于计算机进行数字视频与音频的处理，需要借助一些专门的软件。用于音频编辑处理的软件有Cool Edit、Adobe Audition、Vegas、Total-Recorder等。Adobe Audition是专门用来处理音频的软件，其多轨会话功能和波形编辑器是其他软件所无法比拟的。用于视频编辑处理的软件有Adobe Premiere、Pinnacle系列、Edius、Moviemaker、After Effects、Boris Effects等。Adobe Premiere和Edius既可以处理视频也可以处理音频，After Effects是专门用来制作视频动画的一个软件。对数字视频和音频的处理虽然在很大程度上依赖于计算机软件，但也离不开计算机硬件的支持。一般来说，需要64位系统的多核处理器;运行内存最低4 GB，推荐8 GB或者更高;显卡要求OpenGL 2.0以上;主板尽量选择主流成熟芯片组主板;声卡符合与Windows Driver Model兼容。因此，若要完成对数字视频、音频的编辑处理，至少需要一台以上配置的计算机。

2  数字视频处理技术在计算机中的应用

2.1  数字视频处理过程的技巧

对数字视频的处理，首先就是采集录像机、摄像机或者其他信号源上的数字信号，再将所采集的数字信号存入计算机硬盘中，最后通过非编软件对存储在计算机硬盘上的视频、图像等各种数据进行编辑、做特效等综合处理。在Adobe Premiere软件中，对视频的编辑制作处理就是对视频素材进行重新裁切、组合。启动Premiere，新建项目和序列，导入要编辑的视频素材，把所需的单个或多个片段拖动到时间轴窗口上，确定所需的一段视频素材，选择剃刀工具在需要分割的位置单击，可以对分割出来的素材进行移动、修剪或删除等操作，按照剧情和剪辑思路对需要保留的片段进行重新排列，预览剪辑效果，导出最终的视频，如图1所示。

在处理视频素材的过程中，需要掌握一些编辑技巧。插入素材：可以通过快捷键I和O，也可以利用节目窗口下面的“插入”按钮，直接插入到时间轴上所需的位置;复制素材：用到的快捷键就是Alt，在按住Alt键的同时把素材直接拖到另外的轨道上就可以了;移动素材：可以用快捷键Ctrl+Alt，也可以利用鼠标把视频素材放到想要的时间和位置上。当时间线上有1、2、3、4、5、6、7、8这八个素材的时候，按住Shift键再剪辑，就完成了对选中素材的一次性剪辑。有些时候需要针对某素材修改播放的时间和速度，可以通过三种方式来完成：一是执行“‘剪辑—速度/持续时间命令，或者点击鼠标右键，在弹出的命令菜单中选择‘速度/持续时间命令”，在弹出的对话框中修改速度或持续时间即可，如图2所示;二是在时间轴窗口中，选中素材上的“fx—时间重映射→速度”，素材上将出现一条速度关键帧线，往上拖动是加快速度，往下拖动则是放慢速度;三是利用“比率拉伸工具”，拉长就是放慢速度，拉短就是加快速度，通过以上任意一种方式即可实现慢动作或快动作的效果，如图3所示。

2.2  数字视频特效编辑制作技术

利用计算机技术对数字视频特效的处理，核心在于对非线性编辑系统的运用，这也是广泛运用的一种技术手段。利用非线性编辑技术，可以保证视频编辑的质量，视频清晰度高，易于传播，这就需要用到一些非线性编辑软件。在Adobe Premiere软件中，提供了十分强大的视频过渡效果和视频效果，视频过渡效果共有10大类，视频效果共有16大类。在运用这些效果的时候，重点是对效果控件的应用。例如，在“效果”面板中选择“视频过渡效果—划像—交叉划像”后，直接将效果拖动到时间轴窗口中的两个素材中间即可，再在效果控件面板（快捷键shift+5）中修改效果的相关参数，一般选择中心切入的对齐方式，如图4所示。对于效果在素材中间持续的时间，还可以根据自己的需求通过选择“编辑—首选项—时间轴”来重新修改“视频过渡默认持续时间”，要注意时间后面的单位帧和秒的换算，如图5所示。

对于数字视频特效的处理技术，除了加入视频过渡效果和视频效果外，还要注重视频的技巧性剪辑，根据剧情的需要和音乐的节奏点，寻找最佳的剪辑点，添加帧定格、网格、边角定位、变换等特效。如果对自己所拍摄的视频画面不满意，还可以进行调色和图像的增强、复原。在Premiere中，选择“Lumetri颜色—曲线—色相饱和度曲线—色相与色相”，选取里面的吸管工具，吸取画面中的任意一种颜色，色相与色相的线上会出现三个点，选中中间的一个点，往上拖动或者往下拖动，就会呈现出春夏秋冬四种颜色的变化，如图6所示。为了使画面中物体的轮廓更清晰，细节更具体，就要增强画面的高频部分。为了减少画面中的噪点和噪声，就要增强画面中的低频部分。有些时候，我们需要恢复原来图像的质量，此时就要用到“降质模型”，再利用某种滤波方法就完成目标了。

2.3  数字视频输出类型的选择

利用计算机的数字视频编辑制作技术处理视频，能够实现对视频全方位、科学性的处理，使编辑好的视频达到最理想的效果，需要注意的是编辑好的视频导出时的编码方式。在计算机中可以播放的视频格式有MP4、AVI、FLV、MOV、MPEG、RMVB等，所以在编辑制作视频时，要导出符合计算机播放的视频格式。在Premiere中，选择“文件—导出—媒体”命令或按快捷键Ctrl+M，在弹出的对话框中，可以修改视频的格式（MP4、AVI、MPEG、MOV等）、预设（高比特率、中比特率、PAL DV等）、输出的名称和位置、视频设置选项等，但要注意，在导出视频时要勾选导出视频、导出音频两个选项。在用Premiere软件导出视频时，应选择H.264的编码方式，预设选项下选择高比特率，这是应用最广泛的视频格式，如图7所示，这种编码格式视频质量高，大小合适、清晰度高、极大地提高了视频编辑制作的效率。

3  数字音频处理技术在计算机中的应用

3.1  单轨编辑器的处理技术

为了有效提高音质和音效，需要使用音频软件对采集到的音频进行处理，单轨编辑器的功能就能满足这种需求。其主要功能就是处理声音上出现的各种问题，如声音的大小、振幅、节奏，还防止声音的突然加速或减速，这也是处理数字音频的基础。在使用单轨音频处理技术时，要先分析声音的类型、音量的大小。处理人声或音乐时，要先找到它们的特点，再根据它们在编辑器上跳动的幅度、频率，音量大小进行调节。对整个轨道的音频进行修正后，根据需求转换音频的格式，再通过多媒体计算机进行播放。如果需要再次对单轨音频进行调整，可以通過音频轨道上的“fx—音量—级别”进行音量大小的调整，还可以通过“剪辑—音频选项—音频增益”命令，改变声音的波谱，从而改变音量的大小。

单轨编辑器除了可以处理声音的大小、节奏和节拍以外，还可以改变声音的左右声道，实现单声道与立体声道的转化。如果一段音频素材有两个声道，编辑器的最右侧会显示“L”“R”两个声道按钮，关闭“L”声道按钮，再进行播放，会发现左声道没有声音了，只有右声道有声音，这样就完成了单声道的转换。在编辑器的左上角有一个“淡入”按钮，通过鼠标的左右操作可以控制淡入素材的时间长短，通过鼠标轮的上下滑动可以控制淡入素材的声音大小。在编辑器的右上角还有一个“淡出”按钮，操控原理和“淡入”按钮一样，如图8所示。有一点需要注意，在处理音频的过程中必须一边播放一边修改，以保证编辑的质量，利用单轨音频处理技术，能大大提升音频中声音衔接的柔和度和自然度，使音频的音效得以增强。

3.2  多轨混音的处理技术

对数字音频进行处理时，很多时候不仅需要采用单轨编辑器的处理技术，还需要借助多轨混音的处理技术。多轨混音提供了多个轨道处理声音的功能，可以把不同类型的声音叠加在一起，以提高整个音频的层次性和丰富性，让人们在欣赏音频的同时感受到快乐。首先要在多媒体计算机中添加所需的多种声音素材，然后再结合数字音频处理技术和多轨混音技术对这些声音素材进行处理，这是处理叠加多种声音的基础。在Audition软件中，“多轨会话”功能提供了可以将多种声音进行混合的方式，导入所需的音乐、音效和人声素材，就可以完成各种音频效果的编辑处理。一般来说，把旁白放在第一个轨道上，背景音乐放在第二个轨道上，人物主体的声音放在第三、第四个轨道上，再根据需要，设置每一个轨道上素材呈现的位置以及时间长短，再通过“波形编辑器”进行更精致的编辑处理，可以再次调整音量、声调、淡入声音、淡出声音、节奏以及声音的振幅等。

Audition軟件提供了强大的多轨混音功能，在导入所需的声音素材后，根据不同声音的特点进行不同的调节，再进行混合和调配，形成不同风格的声音作品。例如多轨自动剪辑混合人声和音乐，如图9所示。首先定义音频的属性，把音乐的属性定义为音乐，人声的属性定义为对话;再次选中音乐轨道，这个时候就需要用到“回避”功能，它可以自动根据人声调配音乐音量的大小;如果想要再次调整音乐和人声的匹配度，选择“回避”下面的“降噪幅度”和“淡化”进行相应的调整就可以了，如图10所示。在多媒体计算机播放制作好的多轨混音的基础上，根据制作好的音频效果决定要不要进行二次调整，这是检查多轨混音效果的有效性途径之一。总之，采用多轨混音的处理技术可以提升多种声音融合的有效性，提高了混音的效果并呈现出理想的音频播放效果。

3.3  数字音频输出类型的选择

随着计算机技术的发展，数字音频处理制作技术取得了很大的进步，但想要听到高品质的声音不仅需要高端的音频编辑技术，还需要导出高质量的作品。在计算机中可以播放的音频格式有MP3、WAV、MIDI、WMA、AAC、CD等，所以在编辑制作音频时，要导出符合计算机播放的音频格式。WAV格式数字音频的特点是高品质，可以记录多种声音，但存储空间大，不易于传播。在WAV格式基础上发展而来的MP3格式，音质略低，但人耳几乎分辨不出这细微的差别，成为现在比较流行的一种音频编码方式。在Premiere中，弹出的导出对话框中，格式改为MP3，预设下面有三种方式可以选择，MP3 128 kbps、MP3 192 kbps高品质、MP3 256 kbps高品质，根据个人需求选择即可。在Audition中，导出的对话框中，选择子菜单的“多轨混音”—“整个会话”，选择保存的位置和格式即可，如图11所示。采用这种编码方式处理的音频品质高，损坏小，存储空间小，极大地提高了音频编辑制作的效率。

4  结  论

在计算机技术、网络技术、通信技术、数字媒体技术快速发展的大环境下，数字视频与音频处理技术得到了广泛的运用，带给人们众多精彩的影视和音乐作品，让人们在忙碌的工作生活中获得了视觉和听觉上的双重享受。在实际操作中，利用计算机技术和数字视音频处理技术可以处理多种类型的视音频文件，主要体现在处理数字视频与音频的编辑技巧上，比如对数字特效编辑制作技术、单轨编辑器处理技术、多轨混音处理技术的应用。

参考文献：

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作者简介：赵萌萌（1994—），女，汉族，山东临清人，教师，艺术学硕士，研究方向：视频与音频处理技术、影视批评。