淺析WINDOWS系統下的音視頻合成方案

譚文艷

摘要：近年來，我國民航事業持續快速發展，對民用航空器事件調查的范圍、人員、程序等提出了新需求。為規范民用航空器事故和飛行事故征候調查，查明原因、提出建議，防止類似事件再發生，提高空管不安全事件調查能力，民航局空管局就空管不安全事件調查的管制席位音視頻資料采集上報工作提出了新的要求。本文通過開源FFMPEG音視頻轉換工具，將內話系統的音頻文件和自動化系統的視頻文件，在 WINDOWS操作系統進行合成，獲得一段語音和視頻同步的AVI格式文件，為不安全事件調查或回放提供便利，解決了以往事故調查僅能聽語音或看視頻，二者不能同步的矛盾。

關鍵詞：不安全事件調查、音視頻采集、自動化、FFmpeg

一、工作現場設備簡介

烏魯木齊現場主用萊斯自動化系統及備用華泰自動化系統，均具備景象重演功能，在記錄服務器上，存儲有各管制席位操作視頻文件，可進行人工篩選導出指定時間段文件，但不包含內話設備席位錄音。

FREQUENTIS內話系統以及宏一語音記錄儀，均具備管制席位錄音功能，可進行人工篩選并以WAV格式導出指定時間的管制席位錄音文件，但不包含自動化系統管制席位操作景象錄音。

二、音頻、視頻資料采集

音視頻合成是對同一時間段音頻文件和視頻文件進行處理，形成一個音視頻文件，播放時有畫面也有語音，為事件調查提供客觀、準確的依據。其中視頻文件由自動化系統提供，音頻文件需要現場記錄儀廠家提供。

在自動化系統和內話系統分別導出指定時間段長度的景象文件和語音文件，人工拷貝景象文件和語音合成文件到常用WINDOWS操作系統電腦上，使用成熟的開源多媒體視頻處理工具ffmpeg進行語音視頻合成。

（一）視頻文件采集：

烏魯木齊現場主用萊斯NUMEN3000自動化系統和備用華泰SKYNET-X自動化系統，均具備景象重演功能，可安全導出任意所需時間段的視頻文件。

1、萊斯自動化視頻采集：

當需要調查的不安全事件視頻由萊斯自動化提供時，在系統監控界面Sys Manage菜單下選擇XnMngr功能，選擇指定席位將指定時間段內的數據導出為x11rcd格式文件，再采用萊斯自動化CETC_X11S2MPG工具將視頻文件導出.mpg格式備用。

2、華泰自動化視頻采集：

當需要調查的不安全事件視頻由華泰自動化提供時，將所需回放席位指定時間段的景象記錄文件拷貝指系統監控席位TMPTK，在系統監控席位TMPTK使用runPlayerGUI景象回放工具將視頻文件導出.avi格式備用。

（二）音頻文件采集：

在語音記錄儀系統上導出指定席位指定時間長度的語音合成文件，合成的語音文件格式要求為.wav，音頻時長為要合成的時間段長度。中間沒有通話的時間段，導出音頻時需要在記錄儀通道界面進行設置，選擇全數據格式，補空無聲音時間段。

三、音視頻文件合成：

上述導出的視頻、音頻文件合成需要用到FFmpeg程序。ffmpeg是一個開源的音視頻轉碼工具，它提供了錄制、轉換以及流化音視頻的完整解決方案，可以轉碼、壓制、提取、截取、合并、錄屏等，并能將其轉化為流的開源計算機程序。FFmpeg是在Linux下開發出來的，可以在包括Windows在內的大多數操作系統中編譯，輕易地實現多種視頻格式之間的相互轉換。本章節提供在WINDOWS操作系統下的音視頻合成方法。

合成步驟：

1、下載FFmpeg程序，下載好后解壓到指定的文件目錄下，比如D：＼ffmpeg。在下載解壓后，必選配置FFmpeg環境變量才能使用，配置過程如下：

打開系統開始菜單--右擊計算機--點擊屬性--選中高級系統設置--選擇高級--選擇環境變量設置。

在系統變量里選擇path，選擇編輯，將FFmpeg的bin目錄的路徑“D：＼ffmpeg＼bin;”加進去，記得加上分號，點擊“確定”保存，調用命令行（windows+R輸入cmd）輸入“ffmpeg –version”，即配置完成。

2、安裝成功后在命令提示行中運行FFmpeg。

將video.mpg、voice.wav兩個需要合并的文件拷貝至C：＼Users＼PC路徑下，在命令行提示符#后輸入：ffmpeg -i video.mpg -i voice.wav out.avi，回車。

其中，-i表示輸入文件，輸入一個視頻文件video.mpg、一個音頻文件voice.wav，合并后輸出視頻聲音合成的out.avi文件，表示轉換成功。

從對應路徑拷貝出out.avi文件，即可查看一段既有聲音又有畫面的AVI格式視頻用于空管不安全事件調查，適用于多種通用媒體播放格式輸出，大大提高了空管不安全事件調查能力，為促進安全信息共享、積極營造“共筑共擔共建共享”的安全文化做出突出貢獻。

參考文獻：

[1]王劍飛，程耀瑜.基于DSP的多路音頻信號采集與處理設計[J].光電技術應用，2013，28（04）：72-75.

[2]彭陶.淺析數字音頻轉換的意義和應用[J].內江科技，2010，31（11）：106.