三諾聲智聯(lián)股份有限公司 梁立修

1 引言

數(shù)字音頻在多媒體業(yè)務(wù)中占有很重要的地位，數(shù)字音頻技術(shù)被廣泛應(yīng)用于音頻廣播、電視電影、多媒體通信等領(lǐng)域之中。數(shù)字音頻技術(shù)是通過(guò)儀器和特定的編碼系統(tǒng)將采集到的聲音轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，然后將信息存儲(chǔ)，在將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為原聲的一種技術(shù)。數(shù)字音頻技術(shù)遠(yuǎn)沒(méi)有到達(dá)其發(fā)展上限，仍有很大的發(fā)展空間。

2 數(shù)字音頻技術(shù)的發(fā)展

要想了解數(shù)字音頻技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展，首先必須需要了解數(shù)字音頻的技術(shù)原理。眾所周知，計(jì)算機(jī)的機(jī)器語(yǔ)言是二進(jìn)制的，只能處理0和1兩種信號(hào)。而音頻信號(hào)是一種模擬信號(hào)，計(jì)算機(jī)無(wú)法直接處理。數(shù)字音頻技術(shù)的出現(xiàn)就是將音頻的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為由0、1編碼的數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)由各種編碼系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行編輯、存儲(chǔ)和傳播。

在數(shù)字音頻技術(shù)發(fā)展之初，工作的重點(diǎn)在于無(wú)損壓縮。如何將所采集的模擬音頻信號(hào)樣本通過(guò)各種編碼系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高效的無(wú)損壓縮，在不影響原有信息的前提下，降低其碼率，減少其內(nèi)存占有量，這是當(dāng)時(shí)工作的重難點(diǎn)。在八十年代末與九十年代出，出現(xiàn)了AC-2、AC-3等壓縮系統(tǒng)。九十年代后發(fā)展了一些有損的音頻壓縮技術(shù)，雖然擁有極高的音頻壓縮率，但音頻的質(zhì)量、保真度下降明顯。一直到現(xiàn)在這個(gè)問(wèn)題依然存在。本書還指出了其他的編碼方式。

3 數(shù)字音頻的技術(shù)指標(biāo)與評(píng)判

對(duì)于音頻技術(shù)優(yōu)劣的衡量大體有五種指標(biāo)：采樣頻率、量化位數(shù)、聲道數(shù)、編碼算法和數(shù)據(jù)率及文件格式。采樣頻率指的是單位時(shí)間內(nèi)采集樣品的次數(shù)，一般采樣頻率越高代表音質(zhì)越好。激光唱片就是因?yàn)楦哌_(dá)44KHz的采樣頻率才擁有超級(jí)高保真音質(zhì)。量化位數(shù)決定了數(shù)字信號(hào)的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)范圍，越高的量化位數(shù)也代表著越大的動(dòng)態(tài)范圍，通過(guò)數(shù)字信號(hào)還原出來(lái)的模擬音頻也就越接近原聲品質(zhì)。聲道數(shù)代表聲音的空間感，雙聲道的立體感明顯優(yōu)于單聲道，電影院就是通過(guò)高達(dá)八聲道的立體環(huán)繞聲來(lái)打造一種身臨其境的觀影體驗(yàn)。編碼算法就是上文中編碼數(shù)字信號(hào)、減少存儲(chǔ)空間的算法系統(tǒng)，好的算法需要兼顧壓縮率和還原度。至于文件格式，同等條件下，一般占有存儲(chǔ)空間越大的音頻質(zhì)量越好，對(duì)于原生的還原性也越高。

4 數(shù)字音頻技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

如同現(xiàn)在的大多數(shù)技術(shù)一樣，數(shù)字音頻技術(shù)也有其優(yōu)缺點(diǎn)。

4.1 數(shù)字音頻技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

4.1.1 數(shù)字音頻相關(guān)的外接設(shè)備發(fā)展成熟

因?yàn)閿?shù)字音頻技術(shù)的目的就是轉(zhuǎn)化、傳播模擬音頻，所以數(shù)字信號(hào)在經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化后越接近模擬音質(zhì)越好。然而，音頻的處理并不僅僅依靠于數(shù)字化技術(shù)，還需要其它電子設(shè)備、元器件的支持。想要得到舒適、悅耳的模擬音需要話筒、壓縮器和放大器等器材的幫助。在專業(yè)領(lǐng)域，所需要的外設(shè)更是豐富多樣。數(shù)字音頻發(fā)展到了現(xiàn)在，專業(yè)的音頻外設(shè)已經(jīng)可以很好的配合數(shù)字化系統(tǒng)將模擬音極大程度上還原出來(lái)。專業(yè)級(jí)耳機(jī)、話筒的更是能夠配合數(shù)字算法對(duì)聲音進(jìn)行美化，使之更悅耳。在《數(shù)字音頻技術(shù)及應(yīng)用》的四至六章，很好的介紹了各種音頻設(shè)備，并且提出下文中的數(shù)字音頻工作站。

4.1.2 數(shù)字音頻標(biāo)準(zhǔn)高度統(tǒng)一

能夠量化是數(shù)字化技術(shù)的一個(gè)亮點(diǎn)，可量化使得數(shù)字音頻技術(shù)更容易被規(guī)定、被統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在國(guó)際上大多數(shù)的專業(yè)音頻設(shè)備生產(chǎn)商都遵循1982年制定1992年修訂的數(shù)字音頻接口標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范數(shù)據(jù)傳輸格式和音頻相關(guān)硬件的配置參數(shù)。國(guó)際通用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)極大地增大了數(shù)字化音頻在全球范圍內(nèi)的流通性。這些都使得數(shù)字化技術(shù)更容易在世界范圍內(nèi)傳播。在廣播方面，數(shù)字化技術(shù)還能提供AM/FM提供不了的新業(yè)務(wù)，能夠拓展新的市場(chǎng)，吸引更多的消費(fèi)者。

4.1.3 數(shù)字音頻信號(hào)穩(wěn)定

無(wú)論是在廣播還是電視電影方面，數(shù)字化技術(shù)由于其工作穩(wěn)定性，被廣泛應(yīng)用。模擬信號(hào)的傳輸局限于距離，需要人操控，故障率高、穩(wěn)定性差，數(shù)字音頻技術(shù)的穩(wěn)定性和相對(duì)并不差的音質(zhì)體驗(yàn)，能夠較好地把控成本，卓越性顯而易見。而且數(shù)字音頻信號(hào)可無(wú)視距離傳輸、抗干擾性強(qiáng)，可再生。

4.2 數(shù)字音頻技術(shù)的缺點(diǎn)

數(shù)字音頻畢竟是通過(guò)數(shù)字信號(hào)來(lái)記錄模擬音頻的，在記錄過(guò)程中的失真、在壓縮傳播過(guò)程中的損失、在從數(shù)字信號(hào)還原過(guò)程中的損傷都會(huì)給數(shù)字信號(hào)所表達(dá)的音質(zhì)帶來(lái)種種損傷。并且，數(shù)字信號(hào)往往無(wú)法同時(shí)兼顧控制文件大小和保證音質(zhì)優(yōu)良。

5 數(shù)字音頻技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

從上文看來(lái)，數(shù)字音頻技術(shù)貌似已經(jīng)發(fā)展地很好、很成熟了，但是時(shí)代在不斷變化，特別是進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的當(dāng)下，面對(duì)著消費(fèi)者對(duì)音頻性質(zhì)越來(lái)越高的要求，不能放松對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)展與革新。

5.1 優(yōu)化原有編碼系統(tǒng)

現(xiàn)在的編碼系統(tǒng)在壓縮率和保真度兩個(gè)問(wèn)題上往往都顧此失彼，不能做到很好的平衡。未來(lái)的數(shù)字化技術(shù)，應(yīng)該朝著優(yōu)化前進(jìn)，提升通用音頻的質(zhì)量，提供更好的大眾化音頻解決方案。但是在優(yōu)化的同時(shí)也要針對(duì)小眾用戶考慮一下不考慮存儲(chǔ)大小情況下的最佳原聲還原滿足小眾化或?qū)I(yè)化需求。并且，在優(yōu)化編碼的同時(shí)，也要對(duì)音頻處理的其他環(huán)節(jié)的系統(tǒng)進(jìn)行配套優(yōu)化，整體提升還原音質(zhì)。在優(yōu)化系統(tǒng)的同時(shí)也要考慮到功耗，減少對(duì)其他設(shè)備的依賴，增強(qiáng)數(shù)字技術(shù)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

5.2 發(fā)展數(shù)字音頻配套硬件，發(fā)展數(shù)字音頻工作站

配套硬件諸如功放、放大器、壓縮器等，對(duì)音質(zhì)的優(yōu)化、處理作用不可忽視。原來(lái)的模擬傳輸信號(hào)被數(shù)字信號(hào)替代，對(duì)于外設(shè)的要求就更加高。而且，硬件與硬件組合，在數(shù)字化的控制之下就成為了一個(gè)數(shù)字音頻工作站。在錄音行業(yè)內(nèi)，原來(lái)多軌模擬錄音技術(shù)風(fēng)靡一時(shí)，很快被一個(gè)多種硬件結(jié)合的新型數(shù)字化多媒體設(shè)備所替代。這個(gè)新型設(shè)備就是一個(gè)數(shù)字音頻工作站。相對(duì)于傳統(tǒng)硬件歸硬件，計(jì)算機(jī)歸計(jì)算機(jī)的模式，工作站的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)在過(guò)往的經(jīng)驗(yàn)里得到了驗(yàn)證。將硬件外設(shè)與計(jì)算機(jī)的數(shù)字化控制有機(jī)的整合在一起，這就是數(shù)字音頻技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

6 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在數(shù)字化音頻技術(shù)成熟的現(xiàn)在我們依然要拓展它的發(fā)展空間?！稊?shù)字音頻技術(shù)及應(yīng)用》明確的指出了音頻技術(shù)的發(fā)展傾向：把握原有優(yōu)勢(shì)，優(yōu)化數(shù)字處理系統(tǒng)，建立數(shù)字化與電子管硬件高度融合的數(shù)字化音頻工作站。

[1]徐靜.現(xiàn)代廣播電視工程建設(shè)中的數(shù)字音頻技術(shù)應(yīng)用研究[J].智富時(shí)代,2015(S2).

[2]張錫林.關(guān)于數(shù)字音頻技術(shù)在廣播電視工程中的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用探索[J].科技傳播,2015(24).