簡析數字音頻技術在廣播電視工程中的應用

摘 要：對于廣播電視工程而言，合理運用數字音頻技術對信息進行轉換處理、壓縮存儲及傳輸播送等具有加快工程建設進程的重要作用，因此要注重深入分析數字音頻技術，確保該技術能夠發揮出應有的作用。本文對數字音頻技術的含義進行了探討，同時分析了數字音頻技術在廣播電視工程中的應用情況，包括數字音頻嵌入技術，數字水印技術及音頻對比技術。

關鍵詞：廣播電視；數字音頻；工程；技術

中圖分類號：TM938 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 18-0000-01

廣播電視是常見的信息傳播媒介，加快廣播電視工程的發展對于和諧社會的建設有非常重要的作用，如可以強化監督輿論、社會經濟活動，提高國民科學文化水平及宣傳黨的政策、方針及路線等[1]。本文結合實踐經驗對廣播電視工程中應用數字音頻技術的相關問題進行了探討，旨在促進廣播電視事業的進一步發展。

一、數字音頻技術概述

數字音頻技術指的是保證數字信號與模擬信號之間能夠實現相互轉換的一種廣播電視工程技術。該技術具有高效存儲管理信息、精確剪輯音頻及擴充音頻軌道等優勢，因此能夠有效提高廣播電視工程的建設質量。調制脈沖編碼是數字音頻技術實現信號轉換的基本原理，調制脈沖編碼的主要步驟包括采樣、量化及編碼。（1）采樣。傳輸的語言信號或視頻信號不同，所使用的采樣頻率也存在一定的差異。DVD-Audio的采樣頻率為96kHz，DTA及DVD-Video為48kHz，MP3及CD為44.1kHz；如僅需要傳輸語音信號，則采樣頻率一般為32kHz。（2）量化。量化指的是測量采樣值幅度，如存在量化誤差，則會影響到音頻傳輸過程，并引起量化噪聲。將采樣頻率提高是減小量化誤差的有效途徑，量化階數越高，則量化誤差越小，2n個量化階=n個比特數[2]。（3）編碼。編碼指的是將量化值轉化為計算數，編碼與量化工作通常需要同時進行，編碼時的信號碼率=采樣頻率×量化位數。如需要將信號碼率降低，則需要對量化位數進行壓縮或降低量化精度。

二、數字音頻技術在廣播電視工程中的應用

（一）數字音頻嵌入技術。數字音頻嵌入技術已經在廣播電視工程中得到了廣泛應用，這對于廣播電視節目制作、傳輸及處理效率的提高有非常重要的作用。在應用嵌入技術時通常需要結合SDI（數字分量串行接口）技術。由于廣播電視工程中存在分量方式與復合方式模擬信號，在轉換以上兩種信號時也需要采用串行、并行兩種數字拾取方式。拾取數字信息時需要在輔助數據中嵌入數字音頻，即將信號嵌入到SDI信號當中，以便能夠同時傳輸不同形式的信號。在應用嵌入技術時應注意把握以下關鍵點：（1）在視頻信號中的場同步脈沖中插入音頻信號，在插入后檢查數字分量與視頻信號是否能夠同步傳輸。對于視頻消隱信息及場消隱信息，則串行數字分量無需取4：2：2，同時也不需要采用特殊的取樣形式，只需要在數字視頻分量之間的空隙插入輔助數據即可。（2）數字音頻取樣單位子幀可取32比特，對于視頻則主要取10比特，如需要將32比特的視頻轉化為音頻，則直接取3個單位的10比特，同時將20比特取樣的音頻數據去除，并傳輸AES/EBU及CH通道信息、奇偶校驗碼的具體信息。（3）如在傳輸視頻或音頻的過程中無需單獨的后期伴音，則傳輸視頻時可以同步傳輸伴音，如數字音頻原有取樣頻率并不相同，則在嵌入的過程中也可以同時傳輸所有音頻取樣數據。

（二）數字水印技術。由于采用水印技術處理過的音頻信息具有較好的的隱藏性，能夠有效保護音頻信號的版權，因此在廣播電視工程領域中常被應用于處理音頻數據。在應用水印技術時只需在音頻原始數據中嵌入具有防偽作用的水印信息即可，嵌入水印后不會對音頻傳輸質量造成影響，同時還能有效防止音頻信息被篡改。在廣播電視工程領域中應用水印技術時，一般采用以下信息處理流程：（1）同時將水印與密鑰嵌入到音頻數據當中，隨后采用嵌入算法處理音頻數據，得出含水印的音頻數據后，再次嵌入原始數據及密鑰。再次嵌入原始音頻數據及密鑰的目的在于對數字水印進行提取及驗證，以便保證在接收到音頻信號之后能夠有效還原原始水印與音頻數據。（2）如需在廣播電視工程中應用不可見的水印技術，則可以采用兩種實現方法，即變換域實現方法與空間域實現方法。如采用變換域實現方法，則需要對音頻信號進行離散余弦轉換、Z變換、小波變換等，隨后在經過變換處理的音頻信號中嵌入水印即可。在采用空間域實現方法時，需要修改信號值，確保信號值符合時域內的傳播特征。

（三）音頻對比技術。在廣播電視工程的監測系統中通常會使用到音頻對比技術，對比技術指的是采用音頻的頻域特征或時域特征對兩段音頻的序列進行分析，以便找出音頻序列所具有的相似點，從而為廣播電視節目的播放序列調整提供依據。在廣播電視工程中應用音頻對比技術時，可以按照以下流程：（1）采用多路采集卡采集待處理的音頻序列，在采集的過程中要處理好增益補償及濾波補償等問題。采集好音頻序列之后便可以轉換音頻信號模數，同時壓縮數字信號。完成數字信號的壓縮處理工作之后可對信號屬性及特征參數進行提取。（2）提取屬性及參數特征后，可對提取的信息進行比較，以便找出音頻信號或視頻信號當中的相似之處，同時計算出相似度，在對音頻或視頻信號相似或相同的情況進行判斷時，需要依據相似度。（3）對比技術當中的預處理工作，如增益補償處理及濾波處理等可以將音頻當中存在的傳輸干擾因素消除，如平衡音頻電平差、干擾脈沖及噪聲等。壓縮音頻的主要目的在于有效控制不相關或相關性不大的傳輸參數，從而使音頻處理效果得到有效改善。提取屬性及參數的過程中應注意保證數據的全面性，一般而言提取的參數應包括音頻能量參數、帶寬參數、振幅、音高、Mel倒譜系數、均方根及質心等。

三、結束語

綜上所述，數字音頻技術是推動廣播電視工程實現進一步發展的重要動力。因此在實際工作中要重視深入探討數字音頻技術的應用方法，從而保證數字音頻技術得到有效推廣。

參考文獻：

[1]李洪超.淺談計算機技術在廣播電視后期制作及廣播電視發射監控中的應用[J].計算機光盤軟件與應用，2012（05）：64-65.

[2]宋迪.聚江城熱議“三網融合與視聽新媒體”——2012中國數字廣播電視與網絡發展年會綜合報道[J].中國傳媒科技，2012（04）：20-28.