广播电视工程中数字音频技术的优势与应用

刘丽

【摘要】信息化时代背景下，互联网技术、数字技术、大数据技术等高端技术得到快速发展，尤其是数字音频技术的出现，不仅仅给人们的日常生活提供了诸多便捷服务，而且在广播电视工程中的应用优势也逐步突显出来，一方面增加了音频信息的存储量，扩展了音频轨道，另一方面也改善了广播电视媒体的音质效果，进而提高了广播电视节目的播出质量。因此，本文将针对广播电视工程中数字音频技术的应用优势以及实际应用效果展开全面论述。

【关键词】广播电视工程;数字音频;优势;应用效果

中图分类号：TN92                            文献标识码：A                            DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2022.01.008

数字音频技术实际上是通过对模拟音频的取样、量化以及编码过程，实现对音频信号的模/数（A/D）转换，进而形成数字音频信号，由于该技术具有抗干扰能力强、无噪音积累、长距离传送不失真等特点，因此，被普遍应用于广播电视工程领域。尤其在融媒体时代到来以后，传统的广播电视媒体受到严重冲击，在这一背景下，数字音频技术在广播电视工程中的应用给传统媒体提供了强大的技术支撑，使传统媒体的受众度与关注度再一次提升到一个新的高度。

1. 数字音频技术概述

顾名思义，数字音频技术即是利用数字技术对音频信号进行转换和处理，进而输出一个音质更好、声强更加适中的声音信号，其技术原理主要是将模拟的音频信号转化成为数字音频信号的工作过程，主要包括三个阶段，即采样阶段、量化阶段以及编码阶段。采样阶段是采集和获取幅度样本的过程，这一过程需要在一个特定的时间轴上面完成，在时间轴上传输的连续信号，每隔一段时间将提取出一个信号的幅度样本，并利用一个个离散的点将这些模拟量表示出来，而这些离散点实际上就是采样频率，采样频率越高，音质越好，采样频率越低，音质越差，声音失真越大。因此，采样频率的选择应当视应用范围而定，目前，最為常用的采样频率有低品质频率即11.025KHz，中等品质频率即22.05KHz，以及高品质频率即44.1KHz，采样频率波形如图1。

量化是将采样阶段形成的离散的脉冲样品序列量化成为数字信号，在量化过程中，每一个幅度值都将用最为接近的量化电平进行采样，因此这一量化电平也称之为量化等级，量化等级越大，说明量化效果越好，误差越小，量化的音频信号与原信号越加接近，相反，则与原信号越加疏远。而编码则是将量化信号转化成指定代码的过程，这一代码通常用二进制数码来表示，即每一组二进制数码代表一个采样的量化等级。其中，采样频率越高，量化比特数就越大，数码率也越高，在这种情况下，所需的带宽也越宽。比如以AM广播音频为例，采样频率为16KHz，量化比特数为14b，则数码率为224kbps。

2. 广播电视工程中数字音频技术的应用优势分析

2.1 音质效果显著提升

过去，广播电视媒体所采用的电子设备内部多为电子管器件，尤其对支持音频播放的设备来说，一般由电子管前置放大器与压缩器、电子管话筒以及功率放大器这三种组件构成，随着数字技术的迅猛发展，电子设备的更新换代速度逐年加快，在这一形势之下，广播电视媒体中的传统电子设备已经无法与先进的数字技术相匹配，尤其对于一些新型的音频电子产品来说，接口形式已经转化成为数字式接口，因此，传统的模拟音频逐步与数字音频技术相融合。该技术将原有的模拟音频信号转化为数字音频信号，这不仅提高音频信号的传输速度，而且音质与音色也得到切实改善，人们在收听或者观看广播电视节目时，对声音的辨识度也变得更加清晰，这就使广大用户能够产生一种更加舒适的视听体验。

2.2 音频制作精度高

对音频剪辑人员来说，如果采用过去的模拟音频，不仅剪辑量大，而且需要处理的音频信号较为分散，帧数分段较为粗糙，导致剪辑效率大幅下滑，而数字音频技术的出现则有效弥补了这一缺陷。首先，在对音频文件进行剪辑与制作时，技术人员完全可以利用图形剪辑的方法来开展实际工作，即把音频文件转化为波形图，在这种编辑状态下，技术人员可以清晰直观的观察到采样频率以及帧数分段等指标，这就使得整个剪辑制作过程变得更加轻松，同时，音频制作精度也将显著提升。其次，由于帧数分段剪辑过程变得更加细化，因此，音频在传输过程中也不会受到损伤，这就使音频质量得到切实保障。

2.3 音频与节目匹配度高

与传统的模拟音频技术相比，数字音频技术具有多轨录音的功能，即将处于不同轨道的音频信号统一收集存储在一个系统当中，这不仅便于后期的音频文件制作与剪辑工作的开展，同时，也能够快速生成一个完整的广播电视节目。这主要是基于数字音频技术可以对64轨盘音频进行处理，一旦在处理过程中发现问题，技术人员可以随时进行搬轨与补录工作，进而使音频质量得到切实改善。另外，运用数字音频技术，其音频质量能够与广播电视节目内容高度契合，在这种情况之下，无论是广播节目还是电视节目，其声音辨识度都能够达到最佳状态。

3. 数字音频技术在广播电视工程中的具体应用

3.1 数字音频嵌入技术的应用

数字音频嵌入技术是指在数字信号传输过程中，数字音频当中存在的空隙能够携带一部分数字信息，将这些数据信息以及数字音频按照一定的方式镶嵌在空隙当中，使其形成一个统一的整体，进而实现信息同步的一种技术类型。目前，在广播电视媒体领域，数字音频嵌入技术得到普遍推广和应用，而且取得了较为理想的应用效果。以电视媒体为例，当电视视频信号的模数发生改变时，不同的模拟信号，其模数的改变量也有所不同，这时，数据传输方式也将相对应的发生改变。比如电视的视频数字信号消音时，利用嵌入技术只能在空余的空间当中实现数字信息的携带，而同处于一个空间当中的数字信息，根据不同的嵌入方式，也只能对相应的数字音频与数据信息进行传输。另外，对于数字音频信号来说，数字音频与其它辅助数据的镶嵌位置也是由相对应的规定来决定的。由此可以看出，数字音频嵌入技术在广播电视工程中的应用，能够省掉音频切换矩阵、音频处理设备系统以及大量的音频连接电缆，这不仅简化了系统结构，而且系统出现故障的概率也将大幅下降。

3.2 数字调音台的应用

数字调音台作为电视节目录制过程中的一种音频设备，具有存储能力强、信噪比高、故障自诊断功能强大等特点，而在广播电视媒体领域得到广泛应用。与传统的模拟调音台相比，数字调音台主要由三部分组成，即主控制模块、音频处理模块以及通道模块。其中，主控制模块作为整个系统的核心模块，主要负责调试与调度，音频处理模块主要负责音频的输入与输出，而通道模塊主要是对各个参数进行交换，进而使各个指令能够顺畅传递。数字调音台由于运用先进的数字技术，因此，可用来处理的通道相对较多，并且通道卡可以同时接入多种数字接口，进而能够有效改善音质，保证音效。在广播电视工程中，如果采用传统的模拟调音台，广播电视节目经常出现串音或者噪音，这就很大程度上影响了人们的视听效果，但是，数字调音台在广播电视媒体中的应用，不仅有效改善了这一状况，而且能够满足人们对广播电视节目质量的个性化需求，这就使得广播电视这些传统媒体的受众度与满意度得到大幅提升。

3.3 音视频传输速度的转化技术的应用

通过采样分析数据表明，数字化音频与数字化视频的传输速度存在明显差异，数字化音频的传输速度为32bit，而数字化视频的传输速度仅为10bit，通过对两个数据的比对发现，数字音频的传输效果远远高于数字视频。但是，在广播电视节目制作过程中，技术人员不仅仅需要完成对音频文件的剪辑与制作，同样也需要对视频文件进行处理，然后使二者能够同时同步播出，这样才能保证节目质量与效果。因此，技术人员在处理视频数据时，往往省略了视频前后的空隙作为视频接入点，在这种情况下，视频的传播速度能够达到20bit，然后，技术人员可以将音频传输速度与视频传输速度进行转化，使音频与视频能够同步呈现在观众面前。

3.4 数字音频AES/EBU接口的应用

AES/EBU是目前较为流行的专业数字音频标准，这一标准主要是通过单根绞合线对数字音频数据进行传输，而且可以在长达100米的距离上传输数据，如果均衡传输，其传输距离将更远。在广播电视媒体领域，AES/EBU接口属于一种大型的专业性器材，尤其在一些大型工作站或者数字调音台当中，这种接口协议的应用频率相对较高，由于在连相对应的硬件设备时，只需要通过绞合线即可完成连接工作，因此，与该接口相连的多种音频设备在安全性与稳定性方面能够得到可靠保障，进而可以为终端用户提供更加优质和人性化的服务。

4. 结束语

综上，数字音频技术与广播电视媒体的深度融合，不仅推进了广播电视媒体数字化与智能化发展进程，而且也使广播电视节目的质量得到大幅提升。因此，广播电视台在应用数字音频技术时，应当不断提升自身的专业技术水准，积极借鉴先进与成功的应用经验，进而为传统广播电视媒体受众群体数量的持续增长做出积极贡献。

参考文献：

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