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1、浅淡数字音频技术及其在广播电视工程领域中的应用学术论坛!!:ScIericeandTechnoIogyInnovationHerald浅淡数字音频技术及其在广播电视工程领域中的应用郭宏(国家广播电影电视总局五六一台江西南昌330212)摘要:简析数字音频技术现状,原理及常用标准,探讨数字音频嵌入及音频格式等数字音频的接口协议以及关键技术,概述在广播电视工程领域数字音频技术的应用.关键词:音频嵌入数字音频广播工程中图分类号:TM938文献标识码:A文章编号:1674—09SX(2011)08(a)一0229—021引言音频技术从l877年美国爱迪生发明圆筒留声
2、机算起,已经历了百余年.而在前一百年期间,一直是以模拟音频技术(AnalogueAudioTechnique)为主的.1953年日本等国开始研制数字录音机,直到1977年日本市场上开始出售与Betamax型家用录像机配合的PCM(PulseCodeModulation:脉冲编码调制)声频适配器,才实现了数字录音.音频技术在经历了整整一百个年头后,开始进入了数字音频技术(DigitalAudioTechnique)的崭新阶段.通过3O多年的发展,数字音频技术得到不断改进和提升,并广泛应用于数字电视,数字音频广播,数字电影院,激光视盘机,网络流媒体,IPTV及移
3、动多媒体等领域.我们面对着数字音频技术在广播影视领域的美好前景,作为从事广播电视行业人员来说,对于了解和掌握数字音频技术及现状都是非常必要的.2数字音频的基本原理及常用标准首先作为模拟信号的自然界声音,准确的说是一种机械波,这种机械波在幅度和时间上是发生连续的变化.所谓的数字化就是将这种连续的模拟信号变换为离散的脉冲数据的过程,目前通常是通过PCM技术来实现这一过程.简单来说就是将时间,幅度上都连续变化的模拟信号变换为时间,幅度上都离散的数字信号,完成这一过程的三个关键步骤就是采样,量化与编码.通过图1可说明:每隔固定的时间采集f(t)0模拟信号Af(t)采
4、样—-t0一次信号样值就是采样;将采集的样值用"0"和"l"的方式表示被称作量化;对量化以后信号的表示形式的规定则被称为编码,经过编码后的信号就可转换成为十分便干存储,传输且更为安全可靠,不易受损害的数字信号.(如图1)数字音频技术主要包括数字音频信号的采集,信源编码,信道编码,传输,压缩编码,存储,播出等环节及主要技术.针对与广播电视行业来说,这些技术的实现与采用哪种数字音频制式是紧密相关的,其中数字音频编码技术则是关键因素.目前,全球流行的是六大数_}=音频标准:杜比AC一3标准,MPEG-1标准,MPEG一2标准,MPEG2AAC标准,DTS标准,WM
5、A标准.另外还有一种DRA(DigitalRiseTechnology)音频标准,是我国具有完全自主知识产权的新一代数字音频编解码技术标准,于2007年1月被批准成为中国电子行业标准,它对于我国数字音视频产业的整体突破和快速发展将起到十分重要的带动作用.3数字广播电视节目制播系统的音频AES/EBU接口协议AudioEngineeringSOciety/EurOpeanBroadcastUnion(音频工程师协会/欧洲广播联盟)足接El协议AES/EBU的全称.很多专业,一播电视音频数字设备和民用产品如数字音频工作站,DAT,CD机,数字调音台,MD机等部支
6、持AES/EBU可见音频AE~/EBU接口议现在已经成为专业数字音图1频比较流行的标准.AES/EBU是一种通过基于单根绞合线对来传输数字音频数据的串行位传输协议,在没有均衡器的情况下,它传输数据的距离可达100米,如有均衡器,其传输的距离会更远.下衡传输方式(一般应用XIR接头),和非平衡传输方式(一般应用BNC接头)是AES/EBU信号可采用的两种传输方式,上述的这两种输入/输出接口的阻抗并不相同,可是两种传输方式所传输的数据帧结构是一致的,都遵循AES/EBU帧的结构标准.AES/EBU数据帧中包含3种数据类型,分别是非音频数据,音频数据信息和时钟信息
7、,AES/EBU数据帧同时还提供两个信道的音频数据(最高24比特量化),信道是自动同步和自动计时的,同时它还提供了状态信息的表示(channelstatusbit),传输控制的方法和部分误码的检测能力,其传输端控制时钟信息,32kHz,44.1kHz,48kHz是来自AES/EBU位流的3个标准采样率.同时,其他不同的采样率匕也可工作很多接口,"消费"和"专业"是AES/EBU提供的两种模式,信道状态位格式的提供是两种模式的最大不同,数字信道的源和日期时间码,目的地址,字节长度,采样点数和其他信息包含于专业模式的状态位格式里,拷贝保护信息包含于消费模式中,其
8、包含的东西相对较少.此外,AES/EBU标准还提供"
