浅述数字音频及其嵌入技术在广播电视工程的应用

王显光

（海阳市融媒体中心，山东海阳 265100）

0.引言

随着我国经济社会的发展，数字音频技术已经也随之发生了翻天覆地的变化，数字音频技术涉及到我们日常生产生活的诸多方面，现已经成为生活中必不可少的重要元素。其中，嵌入技术作为数字音频技术中的重要组成部分，在数字音频技术领域扮演着十分重要的角色，但是就目前的发展形式而言，数字音频及其技术在其他工程中的融合问题依旧是未能完全解决的问题，对数字音频的发展产生着十分不利的影响，因此，对于该问题的研究就成为了一个十分重要的研究课题。

1.数字音频的简介

数字音频是将模拟声音经过专业音频软件的特殊处理例如抽样、量化以及程序编码以后组成的有关声音强弱的数据序列。通常，我们以数字音频的编码方式不同将数字音频区分为不同的数据音频格式，我们常见的MP3就是最常用数字音频格式。由于数据音频的主要处理对象是数据信号，这就使得它与广播电视技术有很多相似之处。数字化处理阶段在最初的发展阶段面临着巨大的技术难题，最重要的是硬件设施的考验。晶体管设备和电路系统技术发展的缺陷在很大程度上制约了数字处理的发展，随着硬件设备的计算机技术的发展，音频处理进入了真正的数字处理阶段。新型音源的出现以及数字记录形式的发展，使得声音信号的记录更加准确，部分记录手段可以做到十六位数字录音精确到六万四千分之一。这样的精度极大提高了人们对声音信号的处理效率和处理深度，这在一定程度上也降低了声音信号处理的操作成本，让质量更好价格更便宜的声音可以让大多数普通人听到。MP3作为最早也是最成功的音频格式，就像比尔盖茨所说，音频可以完全做到数字化。同时，不同的音频编码也疯狂的出现和发展，让我们看到数字音频巨大的发展潜力和应用市场。

2.数字音频处理的优势

当前，音频文件的目标是做到高音质低储存空间，依旧还有很大的发展空间。与数字音频相对的就是模拟音频技术，虽说模拟音频技术能够更好地还原原声，但是数字音频在声音后处理上却有着更大的优势，不只是更容易做到剪辑合成等操作，更重要的是其编辑过程也更便宜，也更多样化，在传输和储存上也比模拟声音技术要好太多，这也是为什么我们能在日常生活中能够随时可以听到优质音频的原因[1]。同时，数字音频的处理软件以及播放软件的大量出现与发展为数字音频的发展提供了不竭的动力，在一定程度上促进了数字音频的批量化生产和传输，数字信息较其他的信息载体具有更好的精度控制，部分软件可以精确到很小的频率修改和时间修改，这不仅给音频创新提供了条件，更为人们的生活带来了新的享受和体验。同时，数字音频可以打破时空限制，无论何时何地，都可以在一台电脑上完成大部分的处理工作和监测工作[2]。

3.数字广播处理的主要内容

数字广播系统是比较典型的一对多音频网络系统，它通过无线传输系统，由控制中心的点将音频信息以面的形式向外传播，从而来达到新闻播报、音乐播放等功能。数字音频广播的核心技术将音频进行数字化编码处理、无线有限高速音频信号传输以及广播系统组网工程，在数字化处理上，已经有很多种类型的编码技术可供使用，其基本原理大都是按照人的听觉可接收频率，时间的遮蔽效应以及对声音的部分定位性质来实现码率的降低，降低输出量提高输出品质。当今编码和调制的主要工作内容就是音频信息通过纠错编码、正交频服重复使用等技术实现音频信息的移动、传输工作。对于系统的组网工作，目前常用的一般都是以下两种形式：一是通过单频组网的方式将不同广播内容调节成一样的放出频率，这样就能在同一个信号内收到不同的内容；再一个是使用不同的放出频率，当广播放出的频率与接受一样时就会形成配合接收到信息[3]。

4.数字音频格式处理的基本原理

因为音频被数字化，所以在信息传递的过程中可以很好地保留原来音频信息的所有内容，不会导致失真或者丢失等问题，那么音频信息转化为数字信息就是数字音频处理的主要内容，其工作原理也较为简单。当有声音信号出入记录设备时，连续的波形根据音频信息的特性转化为0/1的数字信号，所有0/1构成的数字序列就是数字音频的计算机语言序列。从声音收集开始，我们以麦克风为例，麦克风作为一种模拟设备，当有声音输入时，根据声音的强弱和频率转化为磁片的震动频率，在磁片震动的过程中，连续的电信号被转化为按时间延续的离散性数字信息，其中，这里的A/D转化对后期数字音频的音频质量有着决定性影响。

A/D转化又是数字转化的核心内容，其步骤主要是对音频信息的抽样、量化、和编码等工作，常见抽样频率在32kHz、37.8kHz、44.1kHz和48kHz前两个是广播抽样的常用信号、后两个是音乐制作的常用抽样频率[4]。

抽样解决了音波波形在时间上的数字化解析，接下来需要用量化处理来数字化声音信息的频率和强度问题。量化也是将音频信息转化为0/1的计算机信号，按照波幅划分为可量化的数值。经过抽样和量化处理以后，声音信息转变成为离散的数字化脉冲信号，也就是0/1计算机语言，接下来就需要使用翻译软件将计算机语言转化为人能够识别的语言，也就是我们常说的编码过程，HE-AAC是一种较高性能的编译软件，非常适合广播电视系统音频的编译，我们在这里重点强调一下，经过编码以后，声音文件就被数字化了，就可以使用常用的音频软件进行合成、修剪等工作，最后就可以将完成的数字音频以各种形式向人们展示出来了。

5.数字音频在广播工程的应用

5.1 广播音频的传输和处理工作

大部分广播节目都需要做一些前期的或者后期的技术处理，嵌入技术就能很好地解决一些问题。采用并行或者是串行的两种形式可以实现多媒体文件的传输，但是这两种方法得到的效果是不同的，在采用数字分量串行的方式传输时，音频嵌入技术就可以来帮助实现这一过程，并且能够更好的定位数字化信息，将之转化成想要的音频形式。在这一过程中，如果遇到了传输方式与接口不能相匹配的问题，要及时对传输处理过程进行人为控制干扰，不然会因为处理不彻底导致音频失真等问题[5]。

5.2 音频的测试工作

数字音频的嵌入技术也需要在音频文件的检测中更好的发展。广播节目制作完成以后，必须要经过专业的检测才能向外发布，在实际的工作过程中，需要技术人员充分把握好嵌入技术在监测过程中的监测质量和监测效果，对播出中信号的干扰进行有效控制，综合利用计算机软件技术和音频处理技术，建立起以数字音频的实时监控和预警系统，能够为广播的稳定播放提供强有力的保障。

5.3 电视的切换功能

广播电视传输的切换也离不开嵌入技术的加入，在实际的切换过程中，音频信号转化需要对模拟信号进行选择，因此在进行完数字拾取后，可以利用嵌入技术结合串行和并行传输的传输形式实现现代化的传输系统，这样可以更好地保证音频的同步性，在很大程度上避免了垂直和水平消音的技术问题。

6.结语

字音频技术作为现代城市生活十分重要的生产元素，其作用效果在一定程度上影响着当地的经济发展速度和人民生活水平，这对我国的经济社会发展，实现中华民族伟大复兴都具有十分重要的意义。我国数字音频技术已经较为成熟，但我们也要承认，目前仍然有许多问题并没有得到及时结局，数字音频技术于其他工程融合的问题还是存在很大的发展空间的，所以我们在这些方面的研究还有很长的路要走，还需要社会各行各业相互助力，攻克难关。