数字音频技术广播电视

数字音频技术广播电视（精选十篇）

数字音频技术广播电视 篇1

关键词：广播电视,数字音频,技术应用

数字音频技术实现了数字化演播室, 且已被广泛应用于电视台中。数字化音频技术的应用是广播电视节目质量提升的关键, 有效降低了各档栏目故障发生率。因此, 探讨广播电视工程中数字音频技术应用, 对广播电视工程行业的持续发展有着极大推动作用。

1 数字音频技术概述

数字音频是声音强弱的数据序列, 可以进行声音模拟取样, 再进行合理的量化与编码, 确保编码及音频格式、音频技术的相互对应。数字音频技术已被广泛用于广播电视工程中, 广播电视工程也实现了数字化处理, 早期广播电视数字音频数字化处理主要模式是以晶体管、集成电路实现的, 但这两种模式均有其不足之处。新型音源被开发之后, 数字音频技术设备输出更为精确, 声音处理工作精确度、准确性随之提升, 降低了此项工作的成本。现代化社会经济的飞速发展, 推动了媒体行业的进一步发展, 媒体行业领头人纷纷认识到数字音频技术对自身发展的重要性, 数字音频技术音频内容数字化水平随之提升。

2 数字音频技术应用优势

计算机多媒体技术水平不断提升促使电子技术快速发展, 数字音频技术推动了广播电台的进一步发展。现代数字化高质量音频工作站运作更加稳定, 其间各项数据资源被充分用于音频工作站、相关节目管理工作站与数字录制音频工作站中, 本章对数字音频技术应用优势进行分析。

2.1 扩展音频轨道

数字音频技术现已被广泛用于广播电视工程中, 如录制音频、节目管理和数字音频播出等。数字音频技术可有效扩展广播电视音频轨道, 有效提升音乐节目质量, 有效改善语言类节目制作效率。数字音频技术可以实现64轨硬盘录音, 若录制时出现问题则可以补录、搬轨将其合理修补, 音频扩音轨道操作被有效扩展, 充分提高电视画面质量与声音质量, 为用户带来优质的视听觉体验。

2.2 音频剪辑精准

数字音频技术可有效管理广播电视节目, 音频剪辑功能精准, 可在高解像度的计算机屏幕上进行数字音频编辑, 并采用波形技术将待修补的文件声音数据完全展示于电脑屏幕中, 提高音频精确度, 改善电视节目音频播放效率, 提升音频节目质量。

2.3 信息储存

数字音频技术可高效、快速地储存信息, 极具及时性、便捷性、中心性和交互性, 可实现资源实时共享。数字音频技术中储存的资源及电脑数据储存类似, 可为用户提供良好音频信息储存, 可快速查找到音频数据, 推动了广播电视工程的进一步发展。

2.4 广播系统

数字音频技术可无线传输, 其间编码可被合理压缩, 以科学的组网功能实现应用, 而无线传输可确保海量数据实时传输。压缩解码技术可以人耳对声音的接收、辨别, 再进行相应的音频数据进行科学编码, 确保人耳对弱信号音频有效辨别, 广播电视传播技术可被合理改善, 提升用户满意度。

3 数字音频技术于广播电视工程中的应用

3.1 数字调音台

数字调音台为广播电视工程的关键成分, 可有效处理广播电视中出现的杂音, 保证音质完整、优质, 提升电视节目播放水平。数字音频技术可有效避免播放中出现的串音与杂音、噪音等, 数字调音台及修补技术可快速提高电视广播播放质量及其效率, 促使广播电视播放环境更为广泛, 满足用户的多元需求。

3.2 音频嵌入

音频嵌入已被广泛用于广播电视工程中, 可介入并监督出现问题的节目, 确保节目完整、准确, 提升节目视听效果。音频嵌入技术多用于广播电视节目的前期和后期制作, 合理划分广播电视工作, 有效解决广播电视节目制作难度大的问题。

3.3 云端广播电视

传统广播电视节目总是稍纵即逝的, 留于用户记忆中的广播信息内容很少, 且信息多为碎片状、不完整。而数字化媒体技术不断更新, 各类云储存与云计算网络技术的飞速发展, 有效完善了广播电视收听方式。云储存可将海量音频信息储存于云端, 即广播电视节目被存放于互联网中, 用户联网时可以任何终端进入云平台, 之后则可随时收听云广播。音频资料储存于云端的功能是以云计算、数据库实现的, 使得服务更为多元、精准, 且极具个性化, 广播节目收听已实现跨地域、跨平台、跨终端, 互联网使云端广播充分实现, 现已发展为自由平等分享的大众化广播平台。例如, 美国潘多拉网络电台, 此电台中的音乐组计划中收录了80多万首次单独分析歌曲, 这些歌曲均来自8万名歌手, 其具备大约14亿的云端私人电台, 每个注册用户均具备约17个云端私人电台, 保存于云端的海量数据会受到大数据库的影响, 可以此为用户提供丰富、精准的视听服务。

3.4 社交广播电视

日常社交活动是现代都市人群不可少的生活内容, 而社交媒体可确保人与人的无障碍沟通。具备社交属性的媒体可诱导用户主动传播与主动连接, 而用户亦非常接受自创自产。互联网技术水平的不断提升, 数字音频技术快速更新, 媒体单向传播方式早已被打破, 多元化传播模式被广泛应用, 广播电视传播途径则更为丰富, 使广播电视媒体极具社交功能, 强化了用户社交关系, 提高了内容提供者之间的关联度。

4 结语

数字音频技术可快速、准确、广泛传播各种新闻信息, 具有传统传播方式不可比拟的优势, 如传播速度快、覆盖范围广、互动性极强等。数字化信息技术快速更新换代, 数字音频技术已被广泛应用于各大行业中, 是现代传播中不可缺少的一项信息技术。数字音频技术信息量大、覆盖面亦十分广泛, 可快速便捷地传播各种数据资源, 广播电视工程中应用数字音频技术, 可有效提高音频录制、剪辑等工作效率, 并快速提升了电视节目质量。未来数字音频技术可将新媒体技术有效结合, 改变互联网信息时代的广播电视工程技术应用格局, 但尽管我国广播电视工程飞速发展, 其间数字音频技术应用中仍存在诸多不足之处, 因此探讨广播电视工程中数字音频技术应用, 对广播电视工程行业的持续发展有着极大推动作用。本文对数字音频技术进行了概述, 探讨了数字音频技术应用优势, 对数字音频技术于广播电视工程中的应用进行了分析, 以此为广播电视工程数字音频技术应用提供参考依据。

参考文献

[1]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 (18) .

[2]杨丽梅.数字音频技术在广播电视工程中的优势及应用[J].西部广播电视, 2015 (19) .

[3]沙建鹏.广播电视工程中数字音频技术的优势与应用[J]..新闻传播, 2015 (4) .

[4]王子谦.广播电视工程中数字音频技术的优势及其应用[J].黑龙江科技信息, 2015 (24) .

[5]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究[J].科技传播, 2015 (24) .

数字音频技术广播电视 篇2

数字音频在进行模数到数模的转变以后，有效实现了增加模拟音质的效果，并呈现相关方面的优势：第一是编辑;第二是储存;第三是合成;第四是效果处理;第五是传输和网络化;第六是价格。这些都发挥出自身的优势，被广泛应用于一些专业的广播电视工程。然而，为了保证模拟音质具有温暖的特点，很多广播电视工程仍然使用电子管器件的电子设备：第一是电子管前置放大器和压缩器;第二是电子管话筒;第三是功率放大器。目前，已经更新换代的音频专业产品为了能够和数字化系统有效匹配，都会有数字接口。所以，数字化音频的技术不仅结合了模拟音频，还在此基础上加以更新，将两者进行有机结合，相互弥补各种的缺陷，尽力发挥出自己的长处，将模拟音质通过数字化技术去实现，而原有音频设备落后的情况也因为数字化音频技术而变得更加科技化。

1.2有效提高音频质量

由于现代信息化技术的普及，数字音频工作站也通过数字化来实现数字音频的资料管理，以利于更加快捷、统一的管理。同时，为了方便对各类音频资料的查询，可以采取不同的分类存储，并分别做上记号，如果有不同的需求都可以在使用过程中加以处理和及时变更，为电视广播事业工作者提供更加方便的条件，并能通过相关操作来对声音进行处理，将音乐产品打造的更具特色，深入人心。广播电视台因为数字音频的出现得到极大程度的创新和发展，第一是录音音频工作站;第二是节目管理的工作站;第三是播出音频工作站等，都因为数字音频技术而更得更具特色和现代化。在处理声音的功能上，能因为数字音频工作站而使其更加完整，并能有效提升音频处理后的质量。将传统声音模拟技术上使用数字化音频技术的制作后，就可以将所集合的音频信号转换为模拟离散的声音信号，并能量化处理这些声音信号，最后达到有效提高音质的效果。另外，数字化音频技术还有多方面的处理特效，比如压缩音频资料和混响等，能够让更加优质的声音冲击听众的视觉神经，数字化处理技术能有效降低音频源文件的失真率，以保证最具效果的音频质量。

1.3同时进行多项工作

将数字音频技术应用到广播电视工程中，能在多方面突出有效作用。在录音方面，数字音频技术通过不同轨道的数字硬盘来实现，语言音乐类能因为多个轨道有效保证节目的顺利进行，并能在录音过程中实现搬轨和并轨，保证同时实现多项工作的目的。数字音频编辑的主要特点就是良好的精密性。同时，数字音频能通过计算机屏幕采用波形的方式表现出声音，这样能够让广播电视工作者更加方便编辑和剪接声音，并能有效提高剪辑的准确度。另外，数字信号的数字音频技术具有较高的存储能力，而使用数字音频与广播系统的质量也具有密切关系。广播系统的数字音频主要由几个方面构成，第一是组网技术;第二是数字音频的信号编码;第三是高速的数据信息传输。

1.4人性化的处理方法

数字音频技术广播电视 篇3

关键词：广播电视；数字音频；优势；应用发展

原有的声音广播模式，无论在质量还是数量上都难以满足日益增长的受众群体需求，数字化已经成为全国，乃至全世界广播电视发展的必然趋势，数字音频技术是多媒体业务的重要组成部分，以应用道数字音频广播、高清电视、多媒体网络通讯等领域，已经成为多媒体领域重要的研究内容。数字信号的处理方式、存储、交换又可以有效地改善音频的声音质量，同时也可以提高频谱医用的额效率，从绿色能源上讲，也降低了发射机功率，减少了电磁污染。

一、广播电视工程数字音频技术的优势

（一）数字音频概述。模拟信号的音频信号是连续信号，在时间上和幅度上都是连续的。在时间上的连续是指在任何一个指定的时间内声音信号都有无穷多个幅值；在幅度上的连续上的连续是指幅度的数值为实数。数字信号是无穷多个实数值当中的一个，且是连续的，就把这种时间和幅度用离散数字表示的信号称为数字信号。

（二）音频轨道扩展。随着科技的不断发展，目前现代广播电视领域中对于数字音频技术的应用主要包括数字音频、播出音频、。节目管理音频以及录制音频等。其中，数字音频技术的应用能够有效的保证在音乐语言类节目中的音质音效，实现广播电视对于音频效果的需求，通过64轨数字硬盘录音可以补录搬轨，实现用户轨道扩展要求，很大程度上保障了电视节目质量。

（三）精准的剪辑音频。数字化音频技术的应用能够在音频剪辑工作中实现更为精确的编辑，通过高解像度计算机屏幕的高数字音频能够将文件中的声音进行转化，波形的显示方式对于剪辑过程而言能够更为准确的表现出音频的特点和细节。

（四）广播系统。数字音频技术在数字广播系统中的应用主要包括组网无限传输和压缩编码根据人耳的生理特点进行调整和优化。

（五）信息存储。数字音频技术与其他音频技术相比最大的特点就是数字化的应用，这种应用方式大大提升了传统音频技术的优势，弥补了传统音频技术的缺陷，数字化音频技术管理能够大量储存音频资源，并且查阅也更为方便，并可以实现音频资源共享，使音频系统的现代化管理水平得到了很大程度的提高，是未来广播电视管理的主要发展方向。

（六）清晰度和可靠性。数字音频技术的应用与原有的传统电视格式不同的是清晰度有很大的提升，并且数据量也有了6倍以上的提升，可以充分地实现数字电视、视频会议的管理，从音频、视频和输入信号的格式要求上来说，已经开展了一些重要的措施。

二、广播电视工程数字音频技术的应用与发展

（一）CDR技术。调频频段数字音频广播系统是在国家广电总局的统一部署下开展的我国数字音频广播自主创新研究成果。广东省广播电视技术中心积极参与CDR课题研究与试验以及标准制定相关工作。目前，CDR发射机输出模拟功率约1200W，数字功率约120W。CDR的调制模式为QPSK，采用码率为3/4的LDPC编码，采用的是传输模式1，频谱模式9，模拟调频广播信号占用频道中心频率附近±130kHz之内，CDR数字信号占用专用CDR工程接收样机。试验结果表明，数字音频广播使用100kHz频谱传输两套数字广播信号，数据率在32kbps的数字音频广播收听音质好于占据150kHz带宽的模拟音频广播节目。原有调频广播标准频率间隔是200kHz，而CDR的频道带宽为400kHz，频率管理部门对频谱规划需更加合理和具有前瞻性，盡可能减少各广播电台间的相互干扰，为数字音频广播的推广创造良好的电磁场环境。在接收终端方面，积极推动CDR接收专用芯片的开发，以及基于硬件芯片的小型、廉价、可靠的CDR數字收音机（手持和车载）研发、生产和普及。

（二）云技术。互联网技术的应用很大程度上推动了各个行业的进步，云技术的应用作为一种新兴的技术形式，从云存储、技术、备份的方面实现了全面发展，如在微信、网盘等技术上已经得到了成熟的应用。在网络音频技术上，网络音频技术的应用能够大大降低工作人员的工作压力，充分地发挥网络大型扩声系统，利用云架构，通过将输入模拟信号转换成网络信号的方式，即AN/NA连接。这种方式能够通过中央服务器来完成工作内容，不需要考虑云端的工作状态，并且实现了系统资源的动态分配，每个终端的分区都能够进行自由申请的资源分配，通过授权分配能够进行成熟的修改或者自由上传，与其他分区进行分割并不会造成影响。

三、结语

在现阶段广播电视工程中应用数字音频技术有助于提高工作效率以及电视节目质量。同时，也有利于促进我国国内播电视工程的数字化、现代化发展，在发展过程中我们要不断优化和创新， 为我国广播电视事业做出贡献。

参考文献：

[1]秦艳艳.广播电视工程中数字音频技术的优势与应用[D].新闻研究导-1：1，2015（10）.

[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（18）.

[3]周仪.广播电视工程中数字音频技术的优势及其应用[J].科技传播，2016，01：127-128.

[4]杨华.广播电视工程中数字音频技术的优势与应用[J].西部广播电视，2015，24：196+205.

数字音频广播的若干关键技术 篇4

数字音频广播(Digital Audio Broadcast,DAB)是指将数字化了的音频信号和各种数据及图像信号,在数字状态下进行各种编码、调制、传递等处理。在模拟技术条件下,音频信号的传送、处理、发射、接收等环节均会引入干扰,而干扰一旦产生便无法去除,这种“劣化”现象会随着处理环节的增多不断积累。数字信号则只有“1”和“0”两种状态,在处理过程中,传递媒介的噪声、非线性失真等特征均不能改变数字信号的品质。数字信号本身也可进行各种数值运算、各种逻辑编码运算,故能对各种干扰(数字传送、发射、接收过程中)引起的误码进行自我纠错处理,从节目制作到发射、接收全过程都能保证达到“高”质量。

DAB与传统模拟广播相比有以下优点:(1)提升音质。DAB既可保证从节目制作到发射、接收全过程达到“CD”质量,也可对因在传送、发射、接收等过程中的各种干扰出现的误码进行自我纠错,保证在接收机还原的音频质量为演播室质量。(2)改善音质体验。数字音频广播采用MPEG-2音频格式,频谱宽,能改善音质,减少声音失真。数字广播电台所播出的声音没有杂音和干扰,可与激光唱盘匹敌。(3)节约资源,降低成本。DAB系统的设计几乎无须开发新的发射区,因为它考虑了可沿用当前发射塔。对于同样的覆盖范围而言,一台DAB发射机的功耗仅为目前FM发射机的几十分之一,节约了能源、降低了成本;更是降低了发射区附近的电磁强度与电磁污染。(4)有效去除多路径冲突。DAB提供充分强烈的信号与特别的特征一起设计,能有效避免多路径衰弱或冲突。此外,DAB的方向性不强。一般来说信号不好时改变天线位置会带来信噪比的提高,而DAB的接收优势是在世界任何地区都可清楚地收听节目,不受天线方向的影响。DAB还具有编码的频分复用的特点。

2 地面数字音频广播系统相关技术环节概述

1. 传输机制

地面DAB系统功能就是传输几路数字音频信号和数据信号。音频和数据信号就是业务分量,若干业务分量构成了业务。DAB传输系统由三个传输信道组成:

(1)主业务信道(MSC)。它用来传送音频和数据业务分量。MSC是一个时间交织数据信道,被划分成若干有均匀或非均匀误码保护的子信道,每个子信道可以传送一个或几个业务分量,它们各自独立进行卷积编码。子信道和业务分量的组织叫做复用配置。MSC由一系列的公共交织帧(CIF)组成。(2)快速信息信道(FIC)。它用于发送可选择业务信息、复用配置信息(MCI)、数据业务。FIC是一个有固定均匀误码保护的、没有经过时间交织的数据信道。FIC由快速信息块(FIB)组成,其主要功能是运载解读MSC配置方式所必需的控制信息。FIC不经过时间交织,这是为了快速安全地获取MCI信息。为了防止传输误码它采用了较高的保护级别。(3)同步信道:用于在传输系统内的基本的解调功能,如传输帧同步、自动频率控制、信道状态估计和发射机识别等。每个信道提供不同来源的数据,这些数据组成传输帧(传输帧的构成、长度取决于传输模式)。FIC和MSC组成结构如图1所示。

2. 音频编码

系统使用适合地面数字音频广播传输格式的MPEG音频第Ⅱ层。系统在采样频率为24kHz时应符合GB/T 17975.规定,在采样频率为48kHz时应符合GB/T 17191.3的规定。编码器处理输入的采样频率为24kHz(或48kHz)的PCM音频信号,产生不同比特率的压缩音频比特流。可以提供四种音频模式:立体声模式、联合立体声模式、单声道模式、双声道模式。图2给出了接收机中解码器的简化框图。音频解码器将送进来的地面数字音频广播音频帧解包成各种信息元素,重建模块将它们重建成量化的子带采样值。一个综合滤波器组将这些子带采样值变换成数字PCM音频信号。

3. 复用配置信息

MCI在FIC内传输,它主要描述了地面数字音频广播复用的组成。特别是提供了如下信息:定义了子信道的组织结构、列出了总成信号中可用的业务、在业务和业务分量之间建立联系、管理复用重新配置。用户访问复用中业务分量的方法是选择一个业务。在一个总成信号内可以有几个业务,每个业务包含一个或者多个业务分量,特定的地面DAB数据终端可在用户选择以后或自动搜索并选择它可以处理的用户应用。

4. 数据特性

FIC内所传输的业务信息可以包括“业务链接、日期和时间、PNum(节目号)、PTy(节目类型)、FM和AM业务信息、FI(频率信息)、总成信号、业务和业务分量标签”等方面。它也有可能将某些特性重新定向到MSC里。FIC里传输的快速信息数据信道(FIDC)规定了传输寻呼、紧急告警系统、交通信息信道等业务。

5. 条件接收与能量扩散

地面DAB系统可采用条件接收。其目的是不允许未授权用户接收特定的业务(业务分量)。MCI中包括用于描述条件接收住处的参数。我国的地面DAB条件接收标准待定。避免在信号传输时产生不良的规律性是能量扩散的目的。

6. 卷积编码与时间交织

对信号进行卷积编码处理是在每个能量扩散扰码器的输出端。卷积编码产生用于抑制不利传输条件的误码保护机制中的冗余码。卷积编码的参数取决于净比特率、所传输的业务类型、所需的误码保护级别。可采用“非均匀误码保护(UEP)和均匀误码保护(EEP)”两种误码保护措施。前者主要用于音频,也可用于数据。后者既能用于音频也能用于数据。在每个MSC子信道的卷积编码器输出端进行时间交织进程。

7. 公共交织帧

由子信道构成的逻辑帧将合并成一个叫做公共交织帧的结构(经卷积编码和时间交织后)。DAB系统采用先进的DSP技术(分频多工技术)、通道编码技术及音频压缩技术,能以很低的数据传输速率来传送立体音乐及语音,更能将衰退通道所造成的错误转成随机错误,以便能有效地更正信号传输错误(用Viterbi解码法),克服接收机在移动中接收不良的现象,进而提供CD品质的服务。

3 数字音频广播关键技术

1.音源压缩编码(MUSICAM)技术

虽然有多种形式的信源编码方法,但MUSICAM编码方法在主观质量、数据库、处理过程中需要的延时和编码器的复杂性等方面能提供最佳折衷,故是适合于DAB使用的很受欢迎的编码方法。MUSICA编码的核心技术是将宽带时域中的PCM信号分割成32个子频带的滤波器组和根据心理声学模型给出的动态比特分配技术以及根据人耳听觉的时间掩蔽特性给出的比例因子选择技术。MUSICAM编码器如图3所示。MUSICA的编码原理:将宽带的声音PCM信号的频谱分割成等宽的32个子频带,把PCM信号(时域)转换成声音信号(频域),再对各子频带的音频取样值分别进行数据率降低的编码,利用人耳听觉的心理声学现象,根据FFT计算机出的结果,得到一个动态的比特率,经线性量化后与辅助信息、附加数据一起构成MUSICAM数据帧传输出去。

MUSICAM利用人耳的遮蔽效应,只对在遮蔽界限以上的声音信号进行压缩编码传输,避免了对许多遮蔽界限以下的声音进行编码,使位元率大为减少(约为CD的1/7左右),音质却可与CD相仿。从原理上看它是一个次频段编码压缩系统。

2.数字通信编码(COFDM)技术

COFDM系统是在传统的OFDM系统中多加了一个重要过程,即采用有效的信道编码。OFDM的基本思想是通过串并转换把高速率的信源信息流变换成低速率的多路并行数据流,分散到多个子载波(相互正交)上传输,从而大幅度降低子载波上的符号速率,延长符号持续时间,以加强对时延扩展的抵抗能力,降低符号间干扰的影响。利用这些子载波之间的正交性,在接收端可以将各路信号分离出来然后进行解调。OFDM信号到达接收端的所有子载波上的信号幅度可能不同(经过多径衰落信道后),甚至由于深衰落某些子信道可能会被完全淹没,故即使在大多数子载波上可以做到无差错检测,但整个系统的误字节率却会由于接收信号幅度很小的个别子信道的影响而很高。为了避免出现该现象,常在OFDM系统中添加相关性较强的信道编码来形成COFDM调制。COFDM编码方法将传输信道看成多个独立小信道组合成一个传输信道,在具体处理上利用OFDM技术将信号分成大量的窄频段的次频道传输,再用回旋码和Viterbi解码运算法结合。在误码的位元与传输信道有最佳匹配,提供大于20dB增益(误码为10-3时)。该法使用源来编码的位元与传输信道有最佳匹配,有足够的误码保护,在多路径反射上提供极好的服务。特别是在移动和携带型接收下,接收具有高的频谱效率(还能适应低的发射功率)。

一个典型的COFDM基带传输系统模型如图4所示。上半部分是发射链路,下半部分是接收链路。在发射端,基带数据比特经过前向纠错编码器(FEC)进行信道编码,再对编码比特进行交织,然后着调制成数据符号,插入导频数据符号,经过频域子信道分配后进行串并转换,再进行IFFT运算,接着进行并串变换并添加保护间隔,对时域信号进行加窗处理,最后经过D/A转换,上变频送入天线发射出去。在接收端,接收信号先进行相应的下变频,A/D转换,然后去保护间隔,接着进行串并变换,经过FFT处理,再经过并串变换,提取出导频后再对信号进行相应的解调制映射,信道解码恢复出发射数据。

3.单频网(SFN)组网方式

SFN即在一定的地理区域内(省、市、甚至是国家),若干个发射机同时在同一个频段上发射同样的无线信号,以实现对该区域的可靠覆盖。实施单频网有两优势:(1)节约频谱资源;(2)扩大有效覆盖范围,改善覆盖区内的接收效果。由于SFN组网具有强大的抗干扰能力和数字处理能力,允许覆盖区的重叠,能大大改善原有覆盖边缘的峭壁效应,提高覆盖质量和扩大覆盖范围,所以SFN组网是DAB扩大覆盖范围的有效方法。另一种方法是:与当前正在使用的广播电台使用相同载波频率,依靠频率分隔和调制方式的不同,同时广播模拟和数字两种节目,美国的IBOC数字音频广播系统是这种方案的代表。就目前数字音频之涵盖区域而言,应该要与现行模拟广播相仿,以现有频道要为新的广播系统申请新的频率是很难的,所以广播电台只能设法在已指配广播的频谱范围内调整使用。

4 结束语

应当指出,DAB技术是一项应用前景非常广阔的先进技术,当前许多发达国家都在积极开发利用DAB产品,以完成从目前广播到下一代广播的转换,并占领世界市场。DAB中的一些技术已应用于当前广播领域,如MUSICAM已经作为HDTV和一般数字电视标准以及数字卫星传输标准。只要掌握了“数字音频信号的压缩编码、数据信号的通信编码与无限传输、组网技术(如SFN技术)”这三项关键技术,就能在DAB领域取得很好的成果。

摘要：数字音频广播(DAB)相比传统的模拟广播,具有“提升音质、节省频谱资源、覆盖面积大、移动性”等特点,因而被越来越广泛的应用。本文首先论述了数字音频广播的概念以及其优点,随后从传输机制、音频编解码、数据特性等方面,概述了数字音频广播系统,最后从MUSICAM编码、数字通信编码技术和SFN组网技术三个方面,论述了其关键技术。

关键词：数字音频广播,关键技术,MUSICAM编码,COFDM,SFN

参考文献

[1]邱芬.数字音频广播中的几项关键技术.广播电视信息,2009(9):77～79

[2]施玉海,李继龙等.一种新的基于DAB系统的改进方案.电视技术,2009,33(2):4～5

数字音频中的DSD技术 篇5

一、概述

回顾数字音频光盘的发展，自1983以来，CD以更宽的频率响应、更高的信噪比、更大的动态范围和更小的失真，加以轻、薄、小型、廉价、使用方便等优点，迅速地取代了传统LP密纹唱片市场。CD的数字音频采用PCM多比特录音技术，以每秒44.1KHz采样频率，16bit量化精度来记录音频数据。以后所开发的多种数字音频产品，如：DAT、DCC、MD等也沿用这种格式。但PCM存在着一些难以克服的缺陷： (1)当采用44.1 KHz取样频率时，必须在22 .05KHz处采用急剧升降的数字滤波器，以防止基带外的频率成分混入。该种锐截止滤波器带来的群延时失真明显地劣化了高频端的重放音质。(2)对于小信号，PCM方式中由于量化噪声的原因造成信噪比下降。为了解决这个问题而采用了一些改善措施。但这些措施随之又带来了新的问题，导致在声音还原时人们很容易辨别出CD还原的数码声，具体表现在低频生硬、单薄，中频不够透明，高频有毛刺感等。迄今近来虽然这种技术虽然在不断进步，量化编码从16bit上升到24bit、32bit，采样频率提升到96KHz，即使这样，其改善也是有限的。

因此后CD时代的竞争表面上是SACD和DVD-Audio之争，其本质上是DSD技术和PCM技术之争。它们的运用数字技术和格式完全不同，并且互不兼容。

二 DSD技术

DSD格式的推出，较大程度地改善了PCM存在的缺陷。DSD的取样频率为2.8224MHz，较传统CD的取样频率 44.1kHz高出64倍，理论上可以把频响范围扩展至1Hz-400kHz，大大超越传统CD20 kHz的极限。同时64倍于CD的超取样频率又可以使量化噪声的大部分能量被转移至音频范围之外，很容易被一个低通滤波器滤除。可见此编码技术就是通过大幅度地提高采样频率，来降低音频范围内量化噪声，同时使用 “噪声整形电路”进一步把可闻频带(0 ~ 20kHz)内的噪声转移到20kHz以上的超音频范围中去，有效地控制量化噪声的分布以进一步提高信噪比。

我们都知道，按照采样定律进行采样、量化和编码的数字音频信号，其信噪比决定于量化比特数，大约为量化比特数的6倍。因此在音频系统中降低量化比特数就将增大量化噪声。因此1bit信号流的噪声是很大的。为满足Hi-Fi放声的要求，一般采用16bit量化。DVD-Audio格式就是采用这种思路，但量化比特数的提高，不仅使数字信号的码率提高，而且所要求的A/D 转换和D/A转换更精密，相应价格变高，因此量化比特数的提高有一定的限制。DSD技术为解决该问题采用了另一种降低量化噪声的方法：采用过采样，同时使用噪声整形技术改变噪声在频率轴上的分布，并用滤波器滤掉20KHz以上的噪声，来提高系统的信噪比。下面简单讨论DSD信号流的获得、过采样和噪声整形。

2、过采样

如果数字音频系统原来的采样频率为fs(通常为44.1KHz或48KHz)，若将采样频率提高为Rfs, 并且R>1，则称为过采样，其中R称为过采样率。在这种采样的数字信号中，由于量化比特数未改变，故量化噪声功率也不变。这时的量化噪声被均匀分布在0-Rfs/2频带内，也就是音频频带内的噪声降低了。过采样系统的最大信噪比为 S/N=6.02m+1.76+10lg(Rfs/2fB) 式中fB为音频信号带宽，Rfs为过采样频率，m为量化的比特数。

由公式可得，在过采样时，采样频率提高一倍，即Rfs=4fB，则系统的信噪比提高3dB，换言之相当于量化比特数提高0.5bit。若R>>1， Rfs/2就远大于音频信号的最高频率，使得均匀分布在0-Rfs/2频率范围内的量化噪声大部分被分布在音频频带以外的区域。进一步采用噪声整形技术使原来均匀分布的`量化噪声转变成集中到高频区的新的分布方式。虽然总的噪声量没有减少，但音频频带内的噪声却降低了。此时音频频带外的噪声虽然增加了，但可用简单的低通滤波器加以滤掉。

随着采样频率的提升，相邻采样值之间的差别很小，可以对其差值进行量化，即采用差分脉冲调制(DPCM)，使量化比特数减少。当采样频率足够大，就可采用极限值1bit进行量化。这种1bit信号流只需要用一个简单的低通滤波器取出其平均电平即可。

3、噪声整形

由于噪声是在量化过程中产生的，噪声整形的工作原理就是将噪声分量进行负反馈，在反馈环路中加入网络，使低频反馈系数比高频反馈系数大，从而降低了音频频带内的噪声。图2为有无噪声整形电路之对比：

三、超级音频光盘SACD

SACD(Super Audio Disc)是一种采用DSD数字录音技术的新型光盘，它的频率范围和动态范围均比CD宽。一般分为三种结构：一种是单层HD(记录20KHz~100 KHz超宽频带信号的高密度层)，录入DSD信号。它可以存储9G字节的SACD格式的音乐。另两种均为双层光盘。其中一种是混合式双层结构，即一层与CD相容，另一层为高密度录音层HD层。它可以存储4.7G字节的数据，大约是普通CD的6倍。HD层又细分成三轨，可分别载入2声道讯号、6声道讯号及其他资讯(如：片名、曲名、图形和活动图象等)。SACD虽然具有与CD相同的外形尺寸，但能够提供比CD更好的音质。SACD和CD光盘的比较如表1所示。

四、SACD的放声系统

目前大部分SACD光盘所接的放声系统仍然是模拟式的。显然，SACD对功率放大器和扬声器的要求是非常苛刻的，传统模拟式的性能已跟不上。电子管或晶体管功率放大器的发展已接近极限，很难再有突破性的进展。一些公司针对此纷纷推出自己的数字功放。索尼的TA-FB940R，日本Sharp公司推出的1bit数字扩大机。它们采用全数字式工作原理，因而频率响应、动态范围、瞬态响应好。并因其操作属简单的开/关切换形式，使它的热量消耗只有传统模拟放大器的五分之一左右，电源消耗只需约一半。新型数字功放的推出不仅为SACD系统提供了功率放大器的解决方案，并且又可用于所有双声道立体声信号源，不论是模拟信号还是数字信号都可使用。

数字扬声器的研究进展不大，它的研究一直采用PCM系统，把二进制输入信号直接转换为声波辐射，扬声器本身完成D/A转换。低比特数的PCM扬声器性能不能满足Hi-Fi放声的要求，而高比特数的PCM扬声器则结构复杂，若要保证一定的截止频率，必须采用有足够高阶数的低通机械滤波器或声学滤波器，这样会使数字扬声器结构复杂、加工困难。数字扬声器若采用过采样和噪声整形技术可以减少对数字扬声器的比特要求，甚至降低为1bit。设想扬声器的输入若是1bit信号，那么数字扬声器只需是一个简单的低通机械滤波器或声学滤波器。不但简化了结构，而且提高了重放性能，并为研究高质量的数字扬声器提供了一种新方法。相信不久以后，这种1bit数字扬声器会得到实际应用的。

其次，在硬件方面，SACD已先一步走到DVD-Audio之前，早在两年前，SONY公司就有一款轰动业界的SCD-1问世。之后接踵而来的SCD-777SE、SCD-555、SCD-XB940，甚至影音兼容的DVP-S9000ES、Manantz公司的SA-1、SHARP公司的DX-SX1、先锋公司的DXAX100等，不胜枚举。而DVD-Audio阵容到目前为止也仅有松下、胜利、天龙等几家公司的少量品种应市。在软件供应方面也是SACD捷足先登，至今已有超过300款SACD唱片问世，国内看到的也有近百种，其中SONY和Philips一方面凭借自己旗下的唱片公司源源不断地出版SACD碟以示支持。另一方面更说服Telarc、DMP、拿索丝、DIGITAL等唱片公司加盟SACD陈营，不断推出SACD软件给广大消费者造成了“先入为主”的极深印象。而DVD-Audio还在摇篮中就被计算机黑客破解了防盗版密码，从而大大推迟了DVD-Audio唱片推出的时间表，这也是许多饱受盗版之苦的唱片公司暂不考虑对DVD-Audio阵营支持的主要原因。

数字音频技术广播电视 篇6

一、广播电视工程数字音频技术优势具体体现

(一) 扩展音频轨道

现代广播电视领域的数字音频主要分为三大类型:录制音频、节目管理以及数字音频播出音频, 数字音频技术在广播电视工作中的应用能够确保音乐语言类节目的音效, 运用64轨数字硬盘进行录音, 不仅能够实现录音过程中对轨道的补录以及搬轨等工作, 还能够满足用户扩音频轨道的要求, 对提高电视节目质量具有重要意义 (1) 。

(二) 音频剪辑精准

数字化音频技术在音频剪辑工作中的应用, 能够实现对高解像度的计算机屏幕进行精密的高数字音频编辑, 将文件中的声音利用波形展现在屏幕中, 从而方便剪辑师剪辑音频, 除此之外, 这种图形剪辑方式能够更加准确的展现音频, 确保电视节目的质量, 为观众提供更加优质的服务。

(三) 存储信息

相比较而言, 数字音频技术优于其他音频技术的一点是其数字化技术, 数字化技术能够全面突破传统音频技术工作方式存在的不足之处。数字化音频技术管理与计算机数据存储器类似, 能够实现音频资源的存储和共享, 不仅能够方便使用者快速找到自己需要的信息, 还能够加强对音频信息的管理, 实现广播电视现代化管理。因此, 数字化广播电视工程必将成为未来电视广播领域的重要发展趋势。

(四) 广播系统

数字音频技术中的数字广播系统方面的技术, 主要涉及到压缩编码数字、无线传输以及运用组网等, 压缩编码数字音频信号主要是依据人耳的特点, 对音频码率进行调整和优化, 我们的耳朵在受到强度差别较大的音频信号的影响过程中, 对音频较低的信号反应并不强烈。因此, 将这种特性应用到数字音频广播传输系统中, 能够有效避免电视广播工作中的问题, 为电视广播工作可持续发展奠定基础 (2) 。

二、广播电视工程数字音频技术的应用发展

(一) 数字调音台

数字调音台作为现代电视广播工程中的重要组成部分, 对广播电视节目具有十分重要的作用。因此, 在数字调音台处理过程中, 不仅要确保原有功能, 提高广播电视节目的整体质量, 避免电视节目中耳朵噪音、串音等问题的出现, 还要将数字技术融入到调音台中, 发展新型数字调音台, 增加切换模块等功能, 丰富数字调音台功能, 促使数字调音台能够适应更多的环境, 满足个性化需求, 发挥通路多, 且体积小的作用。

(二) 音频嵌入技术的应用

音频嵌入技术以其独特的优势在广播电视节目制作过程中得到了广泛应用, 通过运用数字音频技术并建立数字音频工作站, 不仅能够有效提高节目制作质量, 还能够节约大量时间和人力, 提高电视广播工作效率。在视频数据信息传输过程中, 音频信号仅能够在特定范围内进行信号传输, 也就是嵌入音频。因此, 嵌入音频主要是指将数据信息嵌入到特定范围之中, 在进行视频传输过程中, 通过嵌入音频技术, 能够实现声音与画面同步进行, 在提高电视节目质量过程中具有十分重要的作用。目前, 嵌入音频技术主要应用于电视节目的前期与后期制作过程中, 随着科学技术的不断发展, 为电视广播工作提供了更多帮助, 促使广播电视技术的发展逐渐细化, 电视节目制作也会实现数字化建设, 并将嵌入音频技术推广和普及。另外, 广播电视的管理过程中, 要结合自身实际情况与未来发展目标, 制定科学、合理的发展战略, 建立以嵌入音频技术为基础的管理系统, 通过这种方式, 不仅能够实现实时监督和控制, 还能够确保数据信息的完整性和准确性。从而推动我国广播电视进一步发展 (3) 。

(三) 数字音频技术在广播电视工程中的发展

目前, 将数字音频技术应用于广播电视工程中, 不仅方便录制声音以及后期制作, 提高电视节目质量, 而且极大地提高了工作效率, 在前期录制工作中充分体现了数字音频技术的科学、合理性。虽然, 我国广播电视工程已经基本实现了现代化建设, 但是, 在其发展过程中, 还存在一些不足之处, 亟待发现和解决。因此, 为了能够推动我国电视广播事业可持续、健康发展, 应加大研究力度, 不断提高电视节目质量, 为观众提供更加优质的服务以及更好的视听效果。

摘要：随着数字信息技术的进一步发展, 特别是体现在广播电视工程建设中, 不仅推动了广播电视的发展, 而且逐渐在广播电视工程发展过程中占据越来越重要的地位。因此, 加强对广播电视工程数字化建设的研究至关重要, 本文将对广播电视工程中的数字音频技术优势的具体体现进行分析和研究, 并提出广播电视工程数字音频技术的应用, 从而推动我国广播电视进一步发展。

关键词：广播电视工程,数字音频,优势,应用

注释

11张庭炎, 范春晓, 张晓莹.隔离式分组接地技术在通信网络中的应用[J].电信技术, 2010, 18 (03) :259-261

22陆利根.有线广播电视传输网络防雷系统的研究与成功应用[J].中国有线电视, 2012, 20 (05) :12-14

数字音频技术广播电视 篇7

1 数字音频技术概论

1.1 数字音频技术

数字音频技术是以广播电视技术为基础而发展、更新的一项技术, 对其间模拟信号处理之后则可有效转化为数字化信号。此项技术现已被广泛用于广播电视工程中, 可进行节目前、后期制作与播放, 数字音频技术以其高适应性模拟音频信号, 并将所得信息充分保留, 可充分满足模拟信号工作要求, 为用户提供优质视听效果。

1.2 数字音频技术工作原理

数字音频技术工作形式为一点对多点, 压缩解码数字音频信号技术及无线传输信号技术、组网技术均是重要组分, 这时则有多种高质音频压缩解码技术被用于数字广播中, 所呈效果与人耳感觉特性十分类似, 其有效降低了码率, 比如音频信息审核与主要解码制出时要于多方面利用, 其可包括观察与分析、以人对声音特征为根据;通常人的听觉频率于相应时间可实现屏蔽效应。如果出现二相对音频信号同时存在于其间, 强度均不同, 不过其频率极其接近, 这时高强度信号会被人耳感觉到, 但往往弱强度信号会被屏蔽, 这则为频率遮蔽效应。人们可充分运用此效应来降低码率, 确保其同时间实现高强度信号传输, 但是会舍弃掉低强度信号, 其并不在系统中传输。

1.3 数字音频嵌入技术

数字音频嵌入技术极具独特优势, 可广泛用于广播电视节目制作中, 以数字音频技术构建数字音频工作站, 从而有效提高节目制作质量, 并可合理节约时间与人力, 电视广播工作效率可随之提升。视频数据信息传输中的信号仅可于特定范围内传输信号, 而这即是嵌入音频。嵌入音频强调将数据信息嵌入特定范围内, 于视频传输中以嵌入音频技术, 确保声音与画面同时进行, 从而有效提高电视节目质量。嵌入音频技术是用于电视节目前、后期制作中, 科学技术水平的不断提升, 电视广播工作可有序完成, 广播电视技术发展更为细化, 电视节目制作数字化信息建设水平亦随之提升, 嵌入音频技术可被充分应用。广播电视管理工作中应用数字音频及其嵌入技术时, 要全面分析自身情况, 再与未来发展目标充分结合, 提出科学有效的发展战略, 从而构建结合嵌入音频技术的管理系统, 以此方式严格控制和监督广播电视节目, 有效确保信息完整、准确, 促进广播电视行业的进一步发展。

2 数字音频技术于广播电视工程中的应用

2.1 广播电视前、后期处理

广播电视节目前、后期处理工作均会用到数字音频嵌入技术, 数字分量串行接口亦被广泛应用。多媒体文件资源于数字化传输中有两种方式, 主要是串行与并行, 但这两种方式处理结果误差较大, 但一种方式传输失灵时, 则可及时换为另一种方式。数字分量串行接口是以音频嵌入技术传输数据, 其传输过程中可将数字化资料严格定位, 并将各种资料转化为所需的音频。视频处理器选择时务必严格分析接口及数字传输间存在的不协调问题, 将其及时处理, 以确保音频质量不会受到影响, 而这问题的诱因是视频处理器音频处理并不细致, 若未能处理掉接口和数字传输不协调的问题, 则音频处理质量亦会随之降低。为了充分处理不协调问题以提高音频质量, 则务必严格控制音频信号的具体处理过程。

2.2 广播电视数字音频传输检测

随着科学技术水平的不断提升, 广播电视技术数字化技术亦随之深化, 数字化技术亦务必融于电视节目制作、播出、传输、储存工作中。以广电技术发展特点及其趋势而言, 嵌入音频技术应用持续深化, 电台电视台均需根据自身情况加大嵌入音频技术应用, 不断完善音频嵌入技术应用共性及其个性分析工作, 音频嵌入技术行业标准亦应不断健全。但电视节目的制作、存储并不是节目制作的结束, 应对节目播出评估与检测工作严格控制。健全行业标准前应高度重视数字音频传输检测工作, 其与音频传输检测工作息息相关, 嵌入技术应用效果及音频处理质量确保工作亦非常关键, 要严格控制广播电视节目播出时的信号干扰问题。计算机技术与广电技术的进一步发展, 应构建完善的数字音频实时检测分析自动报警检测系统, 而这为一项系统工程, 要于战略高度设计布局, 确保布局科学合理, 确保广播电视工程中数字音频嵌入技术应用合理。

2.3 广播电视传输、切换

音频嵌入系统可用于大型系统音频传输与切换, 且应用非常便捷。随着数字化技术的飞速发展, 电视节目传输与制作、播出工作均应结合数字音频嵌入技术, 数字音频嵌入技术应用时要根据电视台实际情况选择。电视节目制作时要严格分析节目, 提出科学合理的分析系统, 以确保电视节目高质量播出。通常电视视频信号转换均随着模拟信号变化而变化, 数字拾取之后的数字音频传输方式可分为并行、串行, 但其均有着共同部位及特性, 比如视频数字信号行消隐时的剩余空间亦具有相应的数字信息, 于此空间中可以不同方式把数字音频及其他辅助数据有效传输, 音频嵌入技术可有效辅助传输。SDI信号中的数字音频信号嵌入可确保视频信号于同期间、数字分量中同步传输, 且于此传输中的视频行消隐及场消隐信息则不必要, 这时则应对其取样, 音频数据可以辅助数据形式传入数字视频空隙间。

3 结束语

随着经济水平的不断提升, 科学技术亦随之快速发展, 数字音频嵌入技术亦会随之持续完善, 广播电视工程应充分掌握时代脉搏, 引进适宜的先进技术, 确保相关技术不断健全, 从而推动广播电视行业的进一步发展。将数字音频技术和高清视频信号充分结合, 使得高清电视声情并茂, 数字音频及其嵌入技术已是未来广播电视工程持续发展的重要技术, 以此为人们提供高质量语音画面, 带给人们优质的视、听觉体验。我国广播电视工程应用数字音频技术中存在诸多不足之处, 因此探讨数字音频及其嵌入技术在广播电视工程中的应用, 对广播电视工程的持续发展有着极大推动作用。本文对数字音频技进行了概论, 探讨了数字音频及其嵌入技术在广播电视工程中的应用, 为广播电视工程的进一步发展提供参考依据。

参考文献

[1]郭宏.浅淡数字音频技术及其在广播电视工程领域中的应用[J].科技创新导报, 2011, (22) :231-232.

[2]鲁琦.数字音频处理技术在广播电视中的应用分析[J].电子制作, 2013, (15) :85-87.

[3]裘永军.广播电视检测音频关键技术[J].中国传媒科技, 2013, (14) :133-134.

[4]周仪.广播电视工程中数字音频技术的优势及其应用[J].科技传播, 2016, 01 (01) :127-128.

[5]曹长俊.数字音频技术在广播电视工程中的优势和应用[J].西部广播电视, 2015, (15) :186-187.

[6]王庆华.浅析数字音频的原理和理论应用[J].通讯世界, 2015, (16) :75-75.

数字音频技术广播电视 篇8

根据我国调频数字音频广播系统的特点,其音频业务的信源编码技术基本要求是:一方面应有较高的编码效率,即在较低的码率下提供较高的主观声音质量;另一方面根据信道特性,如分层调制和不等错信道编码技术,也需要信源编码能够提供粗分层的编码码流格式。

当前,低码率音频编码技术主要包括三大标准。

第一种是ITU对以前通信中的语音编码技术向宽带音频进行了扩展研究,形成了AMR-WB+。

第二种是MPEG组织对高质量音频编码算法AAC通过增强编码工具扩展形成的低码率编码算法HE-AACv2。

前两种编码算法都被选为ITU3GPP音频编码规范,这两种编码算法是基于不同的理论而研究出来的,前者充分利用人耳听觉特性,而后者主要利用人的发声模型。因此在低码率(如24kbps或立体声码率附近)时,HE-AACv2对音乐类信号编码很好,对语音类信号编码有明显失真;AMR-WB+对语音信号有很好的效果,而对音乐信号则显得太单薄。

2008年MPEG组织启动开发一种新的低码率音频编码技术,要求对所有音频信号,任何情况下其编码效率不低于HE-AACv2和AMR-WB+,也就是第三种低码率音频编码算法MPEG-DUSAC,其主要编码原理是综合前两种低码率音频编码算法的特点,并对多声道编码技术和带宽扩展技术进一步改进和优化,同时采用更高效的熵编码-算术编码获得更大的压缩效率,其主观声音质量全面优于HE-AACv2和AMR-WB+。

在分层音频编码上,包括精细分层和非精细分层(或粗分层)方式。

精细分层方式包括有损数字音频编码方法及无损音频编码技术,如ISO/IEC 14496-3 MPEG-4 BSAC(Bit sliced arithmetic coding)比特片算术编码和MPEG-4 SLS (Scalable Lossless Coding)的无损增强层方式,但精细分层方式存在编码效率低、结构复杂、处理逻辑复杂度高等缺点。

非精细分层的编码方案在MPEG-4第三部分和MPEG-2第七部分中都提供了可伸缩采样率编码算法AAC-SSR(Advanced Audio Coding-Scalable Sampling Rate),编码架构也类似于SONY的ARTAC (Adaptive Transform Acoustic Coding)编码。该编码方案首先将输入的数字音频信号通过4带的多相正交滤波器组(PQF,Polyphase Quadrature Filter)分割成4个频带,然后这4个频带分别进行MDCT。该编码方案还可通过去除高PQF带的方式降低数据率,通过减少频带的方式实现比特流粗分层。这种编码方案可非常简单地获得4个分层,但是由于4个PQF带间存在混迭,因此相邻部分的变换域系数编码效率会下降,并且减少分层会明显降低音频信号带宽。

国家标准GB/T 22726-2008《多声道数字音频编解码技术规范》(简称DRA)是一种高质量高码率的音频编码算法,其典型编码码率为128kbps或立体声和5.1声道环绕声的码率384kbps。这样,对于调频数字音频广播的大部分音频业务而言,编码码率偏高;而降低码率后的编码声音质量又不满足要求。

在广泛研究了以上低码率音频编码技术和分层编码技术的基础上,并且依托我国自主知识产权的国家标准DRA编码算法,以兼容方式并通过对DRA辅助数据扩展方式给出了适合我国调频数字音频广播的音频信源编码技术,图1为调频数字音频广播系统中对音频业务的编解码模块的作用和位置。

2 CDR编码算法

2.1 编码类型

在调频频段数字音频广播中,提供了数字音频广播音频编码的4种编码类型,其中类型0为DRA,但对其声道数量、采样率范围及码率参数做出了一定的限制;其他3种类型是基于DRA基础上技术扩展,包括DRA低码率音频编码、DRA分层编码和DRA低码率分层编码。每种编码支持的声道模式为单声道、立体声和5.1环绕声,见表1。

因为DRA编码类型已有国家标准GB/T 22726-2008《多声道数字音频编解码技术规范》,所以本文主要描述基于DRA编码技术规范的其他3种扩展编码类型。DRA扩展编码类型的算法是在DRA附加数据部分通过提供多个增强编码工具和编码功能实现的包括频带复制技术(例如SBR)、参数立体声(例如PS)和分层模块等,下一节主要介绍其他三种编码算法的原理。

2.2 编码框架

(1) DRA＿S编码类型的编码框架

DRA＿S的单声道和立体声的具体编码框架如图2所示。

在编码类型1 (DRA＿S)单声道编码算法中,DRA编码模块对其输入信号的低频部分进行编码处理,输出DRA编码码流;带宽扩展编码模块对其输入信号的高频部分进行编码处理,输出SBR编码码流。所有码流通过复用码流模块输出DRA＿S码流。

在编码类型1 (DRA＿S)立体声编码算法中,立体声音频信号根据编码码率选择是否使用参数立体声编码模块处理,如果使用则输出参数立体声编码码流;DRA编码模块对其输入信号的低频部分进行编码处理,输出DRA编码码流;带宽扩展编码模块对其输入信号的高频部分进行编码处理,输出带宽扩展编码码流。所有码流通过复用码流模块输出DRA＿S码流。

DRA＿S的环绕声的具体编码原理如图3所示。DRA＿S环绕声编码结构则由三部分构成:L&R声道对DRA＿S编码、C单声道DRA＿S编码及LFE声道DRA编码和LS&RS声道对DRA＿S编码。

(2) DRA＿L编码类型的编码框架

DRA＿L的单声道和立体声的具体编码框架如图4所示。基本层编码的方法是首先根据基本层分配的编码比特率进行DR A编码,输入信号与基本层恢复的信号间的残差信号作为增强层输入信号,增强层采用与DRA量化和熵编码同样的技术对残差信号压缩。

DRA＿L环绕声的具体编码原理如图5所示。基本层以对左右声道以立体声对应用DRA编码;增强层包括中央声道和超重低音声道的单声道DRA编码和左右环绕声道对DRA编码。

(3) DRA＿SL编码类型的编码框架

DRA＿SL单声道或立体声的具体编码框架如图6所示,其编码原理可参考DRA＿S和DRA＿L。

DRA SL环绕声的具体编码原理如图7所示。

2.3音频编码算法的数据结构

(1) DRA编码算法的帧结构

图8为一般DRA的帧结构,其中在帧头信息中有1比特指明是否存在辅助数据的指示,“1”表明有,“0”表明没有。

(2)辅助数据扩展的一般结构

辅助数据扩展的结构示意图如图9所示。其中每个数据块下面小括号内的数字表示其占用的长度,单位为比特,X1、Xn分别为第1个和第n个辅助类型的数据长度,单位为字节。

以下DRA＿S、DRA＿L和DRA＿SL编码的基本帧结构都是通过图9的辅助数据扩展格式为基础定义的。

(3) DRA＿S编码类型的基本帧结构

DRA＿S编码主要是利用辅助数据扩展部分所提供的增强编码工具,包括带宽扩展编码工具和参数立体声编码工具等,提高编码DR A的编码效率,提供低码率音频编码算法。其基本结构如图10所示(其中虚线框为可选数据单元)。

(4) DRA＿L及DRA＿SL分层基本帧结构分层又根据编码的声道数分为单声道与立体声的分层以及5.1环绕声的分层两种。

图11和图13分别给出了单声道或立体声的DRA分层编码(DRA＿L)和DRA低码率分层编码(DRA＿SL)结构。其基本编码过程是根据总编码比特率合理分配基本层和增强层的比特率,然后分别对基本层和增强层进行编码。

DRA＿L单声道或立体声编码的过程为:根据基本层分配的编码比特率进行单声道或立体声对DRA编码,从MDCT域的原始音频信号与基本层解码后部分恢复的音频信号之间的残差作为增强强层编码的输入信号,通过类似于DR A熵编码模块处理编码,但是其中残差信号编码熵编码的码书选择及其应用范围、量化步长指数和Huffman码书都进行了优化,提高残差信号熵编码效率。

DRA＿SL单声道或立体声编码的过程为:当输入为单声道时,基本层中只对单声道进行DRA编码,并根据基本层分配的比特率,可自动选择是否启动带宽扩展编码工具,增强层编码与DRA＿L的单声道增强层编码相同;当输入为立体声时,基本层采用DRA＿S编码,增强层采用DRA＿L增强层同样的编码。

图12和图14分别给出了DRA＿L和DRA＿SL环绕声分层帧结构示意图,采用环绕声二分层的结构,形成基本层和增强层。其基本编码过程为:首先根据总比特率要求合理分配基本层和增强层各自所占比率,然后分配各声道对和独立声道的比特率,最后分别对基本层和增强层编码。

DRA＿L环绕声分层编码为:基本层编码是对左右声道以立体声对方式直接应用DRA算法编码;增强层对中央声道和超重低音声道分别进行单声道DRA编码,对左右环绕声道也以立体声对方式进行DRA编码。

DRA＿SL环绕声分层编码为:在基本层中对左声道和右声道组成的立体声对进行立体声DRA编码,并且可根据立体声对的编码码率需求自适应地选择应用带宽扩展技术和参数立体声编码技术。当仅选择使用带宽扩展技术时,则DRA编码部分将只对输入声道的低频带部分编码;当又开启了参数立体声编码技术时(此时带宽扩展编码技术应已经使用),DRA编码部分应修改为仅对缩混的单声道低频部分进行编码。在增强层中,首先对中央声道C进行DRA编码,可选采用带宽扩展编码技术,然后对超重低音声道LFE采用DRA编码。最后对左右环绕声道(LS和RS)进行立体声对DRA编码,类似于左右声道对编码方式,可自适应地开启带宽扩展和参数立体声编码技术,提高对环绕声对的编码效率。

3 测试及试验结果

3.1 DRA编码技术测试

根据ITU-R BS.1116小损伤声音主观测试标准,采用双盲三激励隐藏基准5级评价方法对DRA多声道数字音频编码技术DRA编码算法进行了正式主观听音测试,测试主要条件包括:测试环境为国家数字电视系统测试实验室音视频主观评价室,测试人员为41个有听音测试经验的人员(包括专家组和专业组),环绕声测试序列包括4个国际标准测试片段和2个商业片段,立体声测试序列主要由国际标准测试序列组成。

DRA在384kbps码率下5.1声道获得4.9分,128kbps码率立体声获得4.7分。测试结果表明:DRA技术在每声道64kbps的码率时,达到了EBU (欧洲广播联盟)定义的“不能识别损伤”的音频质量。

同时DRA编码技术也被国际蓝光协会(BDA)分别进行了两轮主观声音质量测试,包括在日本BDA成员专家进行的主观测试和好莱坞片商组织的主观测试,测试表明DRA音频编码算法都满足其严格的高质量主观音质要求。

3.2 DRA＿S (DRA低码率)音频编码测试

(1)内部测试结果

根据ITU-R BS.1534中等质量音频主观测试标准,对DR A低码率音频编码算法进行了内部主观听音测试,测试主要条件包括:测试环境为数字音频编解码技术国家工程实验室听音室,测试设备为专业声卡及高保真耳机HD600,测试人员为11个有听音测试经验的人员(包括编码算法开发人员及其他相关人员),测试序列为MPEG低码率音频编码标准开发所使用的12个测试序列(立体声wav文件,采样率48kHz,量化比特16比特)。测试结果表明DRA＿S编码在48kbps/立体声码率下83.6分,同样条件下DRA编码仅获得62.6分。

(2)正式测试结果

根据ITU-R BS.1534中等质量音频主观测试标准,对DRA低码率音频编码算法进行了正式主观听音测试,测试主要条件包括:测试环境为国家广播电影电视总局广播电视计量检测中心视频主观评价室,测试人员为21个有听音测试经验的人员(包括专家组和专业组),测试测试序列包括6个立体声wav文件,采样率48kHz,量化比特为16bit,选自EBU主观评价序列及商业CD。DRA＿S编码在48kbps/立体声码率下获得84.6分。

3.3 DRA＿L及DRA＿SL分层音频编码测试结果

由于DRA＿L及DRA＿SL编码算法分别基于DRA及DRA＿S编码算法基础上完成的,特别基本层完全采用DRA或DRA＿S编码方法,因此完全可以根据DRA和DRA＿S编码的主观声音质量估计DRA＿L和DRA＿SL分层编码的主观声音质量。对于单声道和立体声编码方法,根据其编码原理可以推断出DRA＿L和DRA＿SL基本层编码质量分别与(基本层比特率下的)DRA和DRA＿S的编码质量相同;DRA＿L和DRA＿SL (基本层及增强层的全比特率条件下)的编码质量分别略低于同样码率下的DRA和DRA＿S编码质量(这是由于增强层需要一些额外开销表示增强层信息)。同样对于5.1环绕声情况,由于DRA＿L和DRA＿SL基本层编码前置立体声信号,因此分别与DRA和DRA＿SL编码质量相同;对于DRA＿L和DRA＿SL (基本层及增强层的全比特率条件下)分别与DRA和DRA＿S环绕声质量相当(根据国家工程实验室听音室进行的非正式主观听音测试)。

4 结论

本文介绍了一种适用于我国数字调频广播中音频业务信源编码的压缩技术,除了已经成为国家标准的DRA标准编码规范外,同时扩展了三种其他编码模式,可满足于不同质量等条件下的各种广播业务需求。主观声音测试结果表明DRA＿S在低码率下明显好于DRA,且在低码率下能够提供较好的主观声音质量;在与DRA和DRA＿S相当的主观声音质量下,DRA＿L和DRA＿SL分别提供了分层的数据结构,可直接匹配于支持分层的信道及调制传输方式,便于有效处理我国调频数字音频广播中覆盖和声音质量的问题。

摘要：本文介绍了一种适用于我国调频数字音频广播的音频信源编码技术,具有较高的编码效率及分层编码结构,允许在一个模拟调频频道内传输多套数字立体声节目或一路环绕声节目,并保持较好的主观声音质量,同时可匹配信道分层特点,能够提供立体声和环绕声两种分层编码模式,从而兼顾了数字调频广播的服务范围和服务质量。

关键词：CDR,调频数字音频广播,信源编码技术

参考文献

[1]3GPP TS 26.290:Audio codec processing functions,Extended Adaptive Multi-Rate-Wideband(AMR-WB+)codec,Transcoding functions.

[2]ISO/IEC 14496-3:2009 Information technology-Coding of audio-visual objects-Part 3:Audio.

[3]GB/T 22726-2008多声道数字音频编解码技术规范.

[4]ITU-R BS.1116-1 Methods for the subjective assessment of small impairments in audio systems including multichannel sound systems.

数字音频技术广播电视 篇9

数字音频技术的含义

数字音频的信号,主要依赖于广播电视技术,并在它的基础上逐渐发展与成长,在处理完模拟信号以后,转化为数字信号进行处理,逐渐的成为了当下广播电视领域运用的比较广泛的方式,它可以在节目的前期、播出过程与后期进行有效的处理。在现实的生活中,使用数字音频设备,符合当前广播电视节目的高技术要求,另外还可以保存以前的模拟音频信号,在取代了模拟音频系统设备的基础上,以促使在模拟信号的形式下工作。而数字音频技术的主要目的是提高声音的质量、满足人们在听觉上的需要。

数字音频的基本原理

音频信号的发展历程从模拟化过度到数字化,从数字广播电视技术的发展开始,数字音频的系统设备逐渐取代了播出过程中和前后期制作时使用的模拟信号音频设备,全面使用数字音频设备,提高了节目的音频技术指标,并且适应了网络化制作系统和计算机存储系统,保留了原有的模拟音频的输出与输入的方式,取代了模拟音频系统的设备,并且在模拟信号的环境中继续运行,这就是所谓的数字岛现象。与此同时,制作广播电视节目的技术逐渐发展成了数字化的演播室,使节目在录制和播出时实现了数字化的技术手段。广播电视音频的工作协会明确了数字音频的标准。

在广播电视工程中使用数字音频技术的优势

在广泛应用了计算机多媒体和电子技术以后,计算机使用音频技术,数字音频的工作站给广播电视台带来了技术上的创新。现代的数字音频工作站包括很多方面,比如录制音频工作站、播出音频工作站以及节目管理的工作站等等。在广播电视的工程中,运用数字音频技术有五个方面的优势,第一点是运用多个轨道的数字硬盘来进行录音。数字音频有六十四个轨道,能够保证语言音乐类的节目顺利进行,同时还能实现在录音过程中的并轨、搬轨与录音方面的工作,从而可以使用户在使用的过程中对轨道采取扩充的工作; 第二点是数字编辑具有高度的精密性。数字音频的计算机屏幕具有高解像度,可以把声音显示成波状的形态,为编辑剪接提供方便。让音频运用波形的方式进行显示,可以提高剪辑的准确性;第三点是数字信号的处理能力比较强;第四点是数字音频技术具有存储数据的功能,可以对相关的信息和音频的程序进行储存;第五点是数字音频的广播系统。数字音频的广播系统的主要技术包括三个方面,分别是组网技术、对数字音频的信号缩编码和对高速的数据信息无线传输等。在数字广播中运用音频压缩编码技术,主要建立在人耳朵的感觉特性上,来降低编码的概率。在编码的过程中,要考虑到人的听觉频率, 声音定位性和时间遮蔽效应等方面。当有两个频率相接近,并且有较大差别的信号时,人往往能够感受到信号,并遮蔽住强度比较低的那个信号,在传送信号的时候,主要对较弱的信号进行遮蔽,而不进行传输,进而来降低编码的频率。人们在对声音进行定位的时候,对频率较低的信号往往会反映比较迟钝,数字音频的传输系统就会应用到人的耳朵的特性。

数字音频技术在广播电视工程中的应用与发展

1.数字音频技术在广播电视工程中的应用

应用数字调音台。在广播电台的系统中,应用数字调音台,主要就是处理调音台,来保证它具有传统的调音台的功能,以提高串音、失真和噪声等功能的质量。最新型的数字调音台是具有切换矩阵的功能的。根据不同的情况,可以运用不同的控制面,来满足用户在功能上的需求以及完成不同环境的不同操作方式,来实现不同方式的新闻编辑和不同的制作过程,它具有许多的优点, 比如体积小、通路多等等。

应用数字音频嵌入技术。在转换电视视频信号的模数时,因为构成的模拟信号不同,导致了数字转化之后的传输方式也不同,具体可以分为并行与串行两种方式。在公共的部位,这两种方式具有相同的特点,比如在视频数字信号消隐时,可以实现与其他数据之间的传递。在信息播出的时候,通过使用音频嵌入的技术,来提高播放系统的可靠性与安全性。

2.数字音频技术在广播电视工程中的发展

在我国,广播电视节目中应用了数字音频技术后,会为录制声音以及后期制作带来很多的便利。数字音频技术不仅展现了在前期录制工作时的科学性, 而且也会为后期的制作带来一定的影响。虽然在现阶段,我国的广播电视技术实现了现代化,但是其中还存在着一些缺点。我们有理由相信,在不久的未来,数字音频技术会快速发展,为广播电视台提供更好的服务,为广大用户提供更好的视觉、听觉效果。

结语

数字音频技术广播电视 篇10

1 简述数字音频技术

数字音频是一种能够通过数据序列进行对声音强弱进行表示, 然后将对于声音的模拟进行取样、编码和量化, 音频技术、音频格式和编码是相互对应的。目前广播电视领域中对于这种技术的应用已经发展为当前的数字信息化处理。随着数字化音频技术的不断发展, 在广播电视领域中已经得到了广泛的应用, 通过数字音频技术的使用, 能够使信号在转换的时候使信号衰减的程度得到有效的控制, 这样就能使节目的录制以及播放等质量得到充分的保证。我国目前数字音频技术的发展和应用仍然处于初级阶段, 在数字化信号的处理中, 首先需要利用模拟设备对其进行采集, 然后才能将其转换为离散格式。

2 广播电视工程中数字音频技术应用的优势

2.1 广播系统应用中的优势

数字音频技术在数字广播系统中的应用主要包含压缩编码数字、组网以及无线传输等技术。对于数字音频信号的压缩编码是以人耳的生理解剖特点为依据, 对其进行调整, 从而实现对音频码率的优化, 人耳在接收到强度差别比较大的音频信号的时候, 相比较而言, 对高强度的音频信号更加敏感, 而低强度的音频信号则相对较弱。将数字音频技术在数字广播中进行应用, 能够使这一问题得到有效的解决, 从而就能保证广播工作顺利的进行。

2.2 信息储存

数字化技术的应用是数字化音频技术与其他音频技术不同的最明显的特点, 这种技术的应用能够有效的解决传统音频技术中存在的问题。数字化音频技术不仅能够存储大量的音频资源, 同时还可以将音频资源进行分享, 而且数字音频技术的使用, 使用者能够在短时间内将自己需要的信息进行查阅, 并且还能够强化对音频信息的管理, 对广播电视管理的现代化水平的提高有明显的推动作用, 也是未来广播电视工程的发展方向。

2.3 对音频的精准剪辑

音频剪辑工作也是广播电视工作中一个重要组成部分, 利用数字化音频技术能够使音频剪辑工作的精度得到有效的提升, 应用数字化音频技术能够将需要进行剪辑的声音转化成波形图。这种对波形图进行剪辑的方式还可以更清晰的将音频播放出来, 这样就能使广播电视节目的播出质量得到有效的保证, 更好的满足人们的要求。

2.4 多轨录音软件的应用

多轨录音能够将通过不同的轨道对乐器声以及人声等进行区分采集, 将其录入到系统之中, 这种方能够更加方便节目的制作, 声音采集人员也能够更加方便的进行补录、搬轨以及并轨等。如果在实际的录制过程中出现问题, 仅仅需要在后期的制作中对出现问题的部分进行处理。如果在处理的过程中需要进行声音的增加, 不需要进行重新录制, 只需要增加轨道将两者进行融合。由此就可以看出多轨录音在广播电视节目应用中的优势所在, 不仅能够避免资源的浪费, 同时还能极大的节约人力资源。

2.5 数字化广播电视系统更加人性化

当前, 数字音频广播系统已经在公共广播、远程会议以及扩声录播等领域得到了广泛的应用。数字音频设计最初的根本目的就在于根据人耳的个性需求以及听觉特征急性设计, 因此其中的设备能够根据实际需要进行灵活的组合以及搭配, 并且在音频数据的无线传输中, 还可以将音频的信号强度进行有效的提升, 对于一些强度比较弱的信号可以选择性的屏蔽, 从而就能够使最终音频质量得到有效的保证, 使人耳能够更加直接、敏锐的进行感知。

3 广播电视工程中数字音频技术的应用

3.1 数字调音台

现代电视广播工程中, 数字调音台是其中一个重要的组成部分, 在广播电视工程中发挥着重要的作用。在使用这以技术进行处理的过程中, 必须使原有的功能得以保留, 不能出现串音或者杂音的问题, 有效的促进广播电视节目质量的提升, 此外, 还需要在调音台中将数字技术融入其中, 对调音台不断的进行优化和完善, 将切换模块在加入其中, 这样就能促使调音台能够适应不同的环境, 在保证功能不断提升的情况下, 不断的缩小体积。

3.2 音频嵌入技术的应用

当前, 数字音频嵌入技术已经在广播电视台的制作、传输以及处理各个环节都得到了应用。如果能够将数字音频技术应用到数字音频工作站之中, 就能够使广播电视节目制作的质量得到充分的保证和提升, 另外由于这一技术的加入, 还能够有效的实现人力、物力以及财力的节约, 从而就能大幅度的提高广播电视节目工作的效率。音频嵌入技术是在进行视频数据信息传输的过程中, 其传输的音频信号只能在一个特定的范围内进行。如果在进行视频数据传输的过程中能够将音频嵌入技术应用在其中, 就可以使声音以及画面能够在传输中保证同步进行, 单独处理伴音的工作就可以取消, 对广播电视节目质量的提升也有积极的意义。当前, 在广播电视节目的制作中, 音频嵌入技术的使用主要集中在前期以及后期的制作中。随着技术不断的发展, 这一技术在广播电视节目制作中的应用也在不断的细化, 这种情况下就进一步促进了音频嵌入技术在广播电视中的应用。此外, 在对广播电视工程进行管理的进行中, 要想使其的作用得到最大化发挥, 促进广播电视节目质量的不断提升, 就需要在发展的过程中, 制定出具有可行性的、科学、系统、合理的发展策略, 这样就能够及时的对电视节目的音频进行监督, 同时还能使相关的数据信息的可靠性、完整性、真实性以及准确性得到有效的保证。在广播电视节目的发展中, 音频嵌入技术的在其中的应用, 能够使音频信号的传输质量得到有效的保证, 同时还可以将系统中的走线进行简化, 通过这种方式能够将其中的一些处理设备取消, 不仅能够提高广播电视系统的可靠性、安全性, 还能够节约不必要的资金投入, 促使广播电视工程在保证质量的前提下, 能够实现经济性、稳定性、安全性, 更好的满足人们的需求。

4 结束语

综上所述, 在当前社会经济的不断发展中, 各个领域的科学技术也得到了快速的发展, 数字化处理在广播电视制作各个环节的应用, 能够有效的促进广播电视节目质量的提升。为了更好的将这一技术应用在广播电视事业中, 促进其不断进行优化和完善, 相关研究以及工作人员必须加强对这一技术的研究和实践, 根据实际需要以及相关的资源, 对广播电视节目的制作方式进行更新和完善, 大力发展数字音频技术, 在音频嵌入技术在广播电视节目中加强推广、实施和普及, 这样才能将这一技术在广播电视节目中的作用得到有效的发挥, 使节目的整体质量得到保证, 满足人民群众对广播电视节目的要求, 促进广播电视工程事业在未来的我发展中不断的得到优化和完善。

参考文献

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