广播电视工程中的数字音频技术

广播电视工程中的数字音频技术

吴益民

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摘要：近年来，随着社会建设的不断发展，我国数字技术发展迅速，数字音频技术在广播电视工程中扮演着越来越重要的角色。基于此，概述数字音频技术，详细介绍数字音频技术的原理，包括采样原理、编码原理以及传输方式，重点讨论数字音频广播系统和数字音频会议系统的实际应用。通过对数字音频技术在广播电视领域的研究，可以有效提高音频质量和传输效率，为广播电视工程的发展做出积极贡献。

关键词：广播电视工程；数字音频；技术

引言

传统的广播电视行业受到网络行业的不断冲击，在这一背景下，要想持续提升广播电视的影响力，就要取长补短，加强技术发展。数字音频技术无疑是其中内容之一。数字化音频技术具有低成本、高效率和高质量等特点，尤其是在远距离传输中效果明显，为音频领域带来质的飞跃。相比于模拟音频技术，数字音频技术的数字解析力更高，信噪比更高，频率响应更平衡、延伸更好，同时数字录音方便编辑，且软件编辑不会像硬件编辑那样每一级设备都会有音质损耗。将其应用在广播电视工程之中，势必能够更进一步推动广播电视工程发展。

1数字音频技术概述

数字音频技术是一种将音频信号转换为数字数据流，并利用数字信号处理和传输技术进行采样、编码、传输和解码的技术。相比于传统的模拟音频技术，数字音频技术具有许多独特的特点。高保真性。数字音频技术能够准确地采样和编码音频信号，因此能够提供更高质量的音频重现。数字音频的高保真性使得音频内容更加真实、逼真，使用户能够更好地感受音乐、语音和其他声音的细节和表现力。低噪声和失真。数字音频技术通过采样和编码过程减少了模拟信号传输中的噪声和失真。由于数字信号的传输和处理是基于二进制数据，数字音频可以准确地还原原始音频信号，避免了模拟信号传输中的噪声和失真的积累。高度可压缩性。数字音频采用压缩算法对音频数据进行编码，以减少数据的存储和传输开销。通过压缩算法，数字音频可以显著减小数据量，而且可以选择不同的压缩比例来平衡音频质量和数据大小。多声道和环绕声。数字音频技术支持多声道和环绕声的处理和播放。多声道音频可以为用户提供更丰富的音频体验，使得音乐、电影和游戏等媒体内容更具沉浸感。灵活性和可编辑性。数字音频可以轻松地进行编辑、处理和混音。数字音频处理软件可以对音频数据进行剪辑、混响、均衡等处理，以满足不同的音频需求。此外，数字音频可以与其他媒体元素（如视频、图像）进行集成和同步，实现多媒体内容的综合呈现。

2数字音频技术的优势

2.1高清晰度、高还原度

结合上文提到的，模拟音频技术每次复制拷贝的过程，复制拷贝的内容都与原内容有一定的偏离，相似度越来越差。而数字音频技术的应用，则可实现高清晰度、高还原度。理论上，在技术支持下，采样频率越高，采样内容就会越丰富、越精准。同时，采样数据位深越大，采样的精度就越精细，也就具有了更高的保真度。但是在实际应用中对设备有一定的要求。设备的数字功能足够强大，模拟效果才更好，能支持数字音频技术全部功能的模拟调音台是非常复杂、非常精细的。此外，数字信号越精准，所需要的网络与带宽、信号传输时的数据包也将更大，未来将借助5G通信技术，强化大数据包的打包与解析。

2.2去除大量冗余

人们所采集的音频信号是比较冗杂的，虽然能够随时随地获得需要的音频信息，但是获得的音频信号冗余较多，也会影响到音频信号的清晰度和还原度。对此，如何有效去除音频信号中冗杂的部分，是一个重大问题。模拟音频技术是难以处理的，而数字音频技术则具备一定的去除冗余内容的手段。原理是图像相邻像素、音频相邻振幅之间是有规则的、有关联的，通过数字建模的方式去了解这种关联性，也就对视频、音频内容具有了更高的解析能力，根据关联性特征，可以将冗余内容有目的性地去除，从而大大提升音频的质量。反映在数字音频技术上，即表现为数字解析力更高，信噪比更高，频率响应更平衡延伸更好。

2.3能够更好地保护数字资产

身处于商业化高度发展的今天，资产保护成为人们又一个热议的话题，对于广播电视工程来说，一些音频内容是商业资产，可能需要收费才能获取，一些音频内容仅供对应专业应用或有条件接收。在数字资产保护领域，数字音频技术有着突出作用，将数字技术和密码技术相结合，能够很好地进行数字信息的加密、解密以及加扰、解扰等，也就能更好地对数字资产进行保护。

3数字音频在广播电视工程中的应用

3.1数字音频广播系统

数字音频广播系统是一种基于数字音频技术的广播传输和播放系统，将模拟音频信号经过采样、量化和压缩等处理，转换为数字音频数据进行传输和播放。系统主要由采集设备、编码器、传输设备、解码器和播放设备等组成。数字音频广播系统采用特定的编码算法对音频信号进行编码。常见的数字音频编码算法包括MP3、AAC、AC-3等。这些编码算法可以将音频数据进行压缩，以减小数据量，同时保持较高的音频质量，采用数字传输技术将编码后的音频数据传输到接收端。常见的传输方式包括广播卫星、数字地面广播、互联网流媒体等。数字传输技术可以提供稳定、高质量的音频传输，并支持多路音频信号的同时传输。接收端的数字音频广播系统通过解码器将接收到的数字音频数据解码为模拟音频信号，然后通过音频放大器等设备进行放大和播放。解码器可以根据编码算法进行相应的解码操作，以恢复原始的音频信号。

3.2利用数字音频技术处理数字内容

数字音频技术中的云存储功能，可以在云端进行存储。由于数字内容的信号量容量较大，连带着对连接、带宽等都有较高要求。在数字音频技术的辅助下，加之5G技术的加持，可以实现大带宽、高速率地传输信号。基于此，收听广播节目就可以实现跨地域、跨平台、跨终端。在其强大的基础资源、数据资源和丰富的媒体功能组件支撑下，为媒体用户在资源利用率、业务功能呈现、快速生成发布等方面提供最为强大的业务支持。具体处理时，先接收数字音频内容，之后对数字内容进行解译并使用，解译的方式正好和编译的方式相反，通过一个数字转模拟（D/A）转化器将数字信号转换成由电压级差组成的模拟信号，再由反折叠滤波器，比如低通滤波器、平滑滤波器、重建滤波器等，把模拟信号内的极差加以平滑，还原成初始的模拟信号。

结语

在广播电视工程中，数字音频广播系统和数字音频会议系统的应用，为广播电视行业带来了诸多益处。数字音频技术在广播电视工程中扮演着重要角色，为音频质量的提升和传输效率的优化做出了显著贡献。随着技术的不断进步和创新，数字音频技术将继续推动广播电视行业向更高水平发展，为观众带来更优质的音频体验。

参考文献

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