音頻的數字化采集、壓縮與電臺廣播應用

李東宇

摘要 本文主要是探討分析了音頻的數字化采集、壓縮與電臺廣播應用，通過對數字化采集壓縮的技術和方法闡述，表明數字音頻技術在電臺廣播當中的實際應用。希望能夠借此研究促進我國音頻數字化發展。

【關鍵詞】音頻 數字化采集 壓縮 電臺廣播實際應用

隨著科技時代的到來，人們每天都接收著來自四面八方的信息，主要表現自觸覺，聽覺以及視覺等方面。為了能夠快速準確的獲取外界信息，逐漸出現了廣播，電視機以及互聯網等，為人們提供了多樣化的信息獲取渠道。在該領域發展歷史當中，為了給予人們聽覺感受，已經大面積普及電臺廣播的傳播渠道。

1 音頻的數字化采集

電臺廣播是一種模擬廣播形式，是最早出現的音頻廣播。由于廣播在實際傳播期間會受到較多外界因素干擾，會損壞其質量，導致聽眾獲取到的聲音失真或者出現噪聲等情況。

隨著不斷發展的模擬信號數字采樣技術和基礎知識，在計算機網絡的發展帶動之下，電臺廣播的質量得到較大的提升。

按照美國學者提出的采樣定理來說，如針對20Hz的音頻進行采樣，之后需要按照采樣數據在返回到該頻率音頻當中，那么此時得到的音頻就是40Hz，也就意味著其需要進行40次/s的數據采樣。

在上世紀二十年代，法國學者在數據采樣基礎之上提出了脈沖編碼調制技術，該項技術能夠將模擬音頻信號轉化為數字音頻信號，然而由于該項技術需要完全保留數據，這樣就出現大量的數據。在早期計算機當中是較難對大量數據進行處理和存儲，因此最早出現的音頻數字化的效果不理想。

所以，廣播電臺進行數字化音頻采集主要是在出現和普及計算機音頻之后進行的。在實行數字化采集音頻之后，能夠獲得音頻的數字型號，使用該種數字信號能夠發射無線點播。接收端在接收之后需要將數字信號再轉化為模擬信號進行傳播，這樣能夠使音頻廣播實現全過程數字化。

2 幾種常見的音頻壓縮數據格式

音頻數據壓縮主要是按照數字音頻的無損壓縮和有損壓縮進行，不同的線路會產生多樣化的音頻壓縮數據格式。

其中，無損壓縮格式主要分為AppleLossless、WavPack、APE、Shorren、La等，比較常見和流行的無損壓縮格式就是FLAC和APE。

FLAC屬于自由音頻壓縮編碼，能夠無損壓縮數字音頻，該種壓縮格式的壓縮比率在57.98%左右。

APE主要是在音頻CD上進行應用，將其中的音頻數據進行提取之后再進行壓縮。APE的特點主要是能夠將音樂數據高度還原為未壓縮之前的音樂質量，不會對音頻造成任何損失，該種壓縮格式的壓縮比率在55%左右。

其次就是有損音頻壓縮格式，主要有AAC格式，MP3格式以及ATRAC3格式。其中，應用最廣泛以及最大眾化的就是MP3有損壓縮格式。該種壓縮格式最早出現在上世紀八十年代，在開始使用期間還存在較多弊端和不足，但是卻屬于標準的編碼框架。等到九十年代時，該項壓縮格式正式納入MPEG格式標準之后才被稱為MP3格式，該格式的全稱為MPEG-Audio-LayeI-3。

ACC壓縮格式主要是高級音頻編碼，在實際編碼期間能夠在同一時間內容納至少45個通道的聲音，該種壓縮格式的采樣比能夠感到95kHz作用，能夠為聲音處理提供了較高的編碼效率和采樣率。

ATRAC3壓縮格式廣泛應用在索尼產品當中，該種壓縮格式具有較高的壓縮率，相比于MP3格式，ATRAC3具有較高的音質。

需要注意的是，IBM公司和微軟企業聯合退出的WAVE格式，該種壓縮格式主要是應用RIFF文件格式結構，具有較高的靈活性，并且在編碼音頻數據時沒有過分規定，能夠進行無損壓縮也能夠進行有損壓縮。

以上所提到的數字音頻壓縮技術都是來源于國外的技術，現階段我國在深圳建立了數字音頻解碼實驗室，在該實驗室當中逐漸實行數字音頻技術的研究，主要是將編解碼作為核心內容進行分析。我國在2008年提出了數字音頻國家標準，該項標準能夠在每聲道64Kkbps的碼率時能夠確保音頻質量，該種標準的實行在較大程度上推動了我國數字音頻技術的發展。

3 數字音頻技術在電臺廣播當中的實際應用

由于現階段我國電臺廣播正處于網絡，有線和無線共同發展階段，廣泛應用數字音頻技術能夠為我國電臺廣播提供較大的發展空間。普及使用數字音頻技術能夠在我國電臺廣播發展當中具有里程碑意義。電臺工作人員能夠借助于數字音頻站就能夠采集，編輯音頻節目。

目前，我國廣播電臺大多數都是使用數字音頻制作播出工作站進行，如圖1所示，主要包括Prolink專業頻道廣播自動播出站，AudioCur-Power制作站，Power Caster自動播出站，Editor多軌音頻編輯制作站等。以上提到的各項系統或者工作站能夠全面促進我國廣播電臺數字音頻節目制作和播出的發展。

在現行的數字音頻技術當中不僅包括以上所提到的傳統廣播領域，在互聯網上也出現了較多的音頻網絡廣播，已經成為現代電臺廣播在技術上的延伸。尤其是在近些年的發展當中，大多數廣播電臺都具備自己的網絡廣播平臺，還有一些非廣播電臺也開始建立網絡電臺，該網絡領域的廣播主要是借助于互聯網數字音頻技術，在各個領域都使用數字音頻技術，這將在較大程度上推動我國電臺廣播的發展。

4 結束語

綜上所述，隨著社會經濟的不斷發展，逐漸普及了多媒體電腦，在這些設備部件當中包含較多數字音頻聲卡，其具備較高的性能，現階段已經發展到可以支持5.1聲道的數字音頻播放。在此發展背景之下，如果廣播電臺能夠抓住機遇，全面推廣網絡數字音頻廣播，將會給聽眾帶來優質的電臺廣播節目。因此，在互聯網技術的發展之下，不斷帶動了數字音頻技術的發展，在實際應用期間需要全面改善和創新，這樣能夠為廣播電臺迎來春天。

參考文獻

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