馬景奕

(中國(guó)氣象局氣象干部培訓(xùn)學(xué)院甘肅分院，甘肅 蘭州 730020)

數(shù)字音頻處理技術(shù)的主要模塊有動(dòng)態(tài)處理技術(shù)、單軌音頻處理技術(shù)、以及多軌音頻處理技術(shù)，其主要是通過多媒體來實(shí)現(xiàn)音頻、圖像以及視頻的結(jié)合，以此來實(shí)現(xiàn)信息的傳遞。因此其被廣泛地應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)，如數(shù)字媒體、教育、多媒體應(yīng)用等，在應(yīng)用時(shí)，相關(guān)人員需要熟練地掌握音頻處理的技巧，以及數(shù)字音頻處理軟件的操作，這樣才能保證聲音傳遞的流暢性、準(zhǔn)確性、以及清晰性。因此本文對(duì)于數(shù)字處理技術(shù)的研究具有非?，F(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。

1 數(shù)字音頻處理技術(shù)的基本概述

數(shù)字音頻也叫數(shù)字音樂，其是以計(jì)算機(jī)為中心，在結(jié)合一些設(shè)備，如鍵盤、話筒、多媒體輸入設(shè)備、處理設(shè)備等制作出來的。

音頻處理技術(shù)就是在電腦上安裝聲卡，這叫音頻處理設(shè)備，通過該設(shè)備就能對(duì)錄音、CD、以及音頻、視頻進(jìn)行剪輯和編輯，以此來制作出具有品質(zhì)的音頻。[1]

隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的音頻技術(shù)引入了數(shù)字技術(shù)，通過模擬信號(hào)的方式來對(duì)音頻進(jìn)行處理，不僅直觀，而且形象也比較生動(dòng)，只是其抗干擾性能比較差，這就是數(shù)字音頻處理技術(shù)。

數(shù)字音頻處理技術(shù)，是因?yàn)橐纛l處理設(shè)備的升級(jí)，音頻信號(hào)處理設(shè)備改變了以往的工作方式，以數(shù)字式的工作方式，以開放式的處理模塊，以集成邏輯控制的方式，集中處理的系統(tǒng)架構(gòu)的表現(xiàn)方式。由此可以看出，數(shù)字技術(shù)的引入，讓計(jì)算機(jī)技術(shù)跟音頻技術(shù)結(jié)合在了一起，通過取樣模擬的方式，來對(duì)音頻進(jìn)行高級(jí)的處理。這種處理的音頻更加的清晰，信號(hào)傳遞更加的準(zhǔn)確。

2 數(shù)字音頻處理技術(shù)主要功能模塊

數(shù)字音頻處理技術(shù)主要功能模塊，就是動(dòng)態(tài)處理、效果器處理、單軌音頻處理、以及多軌處理。

2.1 動(dòng)態(tài)處理

數(shù)字音頻處理技術(shù)會(huì)首先取聲音的樣本，采樣的精度一般為8位或者16位，然后將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字音頻[2]。因?yàn)槭占降穆曇粢袅坎惶粯?，?huì)影響著轉(zhuǎn)換效果，因此需要采取動(dòng)態(tài)處理技術(shù)，來對(duì)音頻效果進(jìn)行動(dòng)態(tài)的控制，以此來保證數(shù)字音頻的轉(zhuǎn)換質(zhì)量。如為了保證聲音的質(zhì)量，需要對(duì)音頻進(jìn)行壓縮，或者限幅處理，以此來合理地控制聲音的振幅，讓轉(zhuǎn)換的音頻更加的有質(zhì)感。通過對(duì)音頻的壓縮處理，會(huì)形成一組平行的聲波，因此需要在動(dòng)態(tài)處理時(shí)，要按照實(shí)際情況合理的控制，避免出現(xiàn)削波現(xiàn)象。數(shù)字聲音波形被等分的份數(shù)越好，其質(zhì)量就會(huì)越好，聲音產(chǎn)生的波形數(shù)一般就是單聲道、立體聲道、以及5.1聲道。

2.2 效果器處理

在數(shù)字音頻處理技術(shù)中效果器的處理發(fā)揮著非常重要的作用。如Audition，就可以進(jìn)行音頻效果處理，其都可以提供單軌音頻處理效果、以及多軌音頻處理效果。

在單軌視圖下，可以通過菜單命令施加音效，也可以在效果區(qū)通過工具來進(jìn)行效果處理，并且在Fx的列表中選擇可以增添的效果，最多可以添加16個(gè)[3]。

而在多軌視圖下，各個(gè)音頻主要是通過效果控制框架來對(duì)效果進(jìn)行控制，也是可以最多增添16個(gè)效果。在添加完效果后，會(huì)先進(jìn)行凍結(jié)，然后在進(jìn)行模擬、重放，這樣才能保證音頻效果的表現(xiàn)力，保證聲音的品質(zhì)。將收集到的聲音進(jìn)行模擬，按照固定的時(shí)間間隔，將采集到的聲音轉(zhuǎn)換成有限的數(shù)字，并且呈離散的序列，詳見圖1。然后在將數(shù)字化聲音轉(zhuǎn)換成模擬量，在經(jīng)過音響單元進(jìn)行重放，詳見圖2。整個(gè)過程處理比較復(fù)雜，而且還夾雜著一些混合操作，因此這樣處理出來的聲音更加的清晰，有質(zhì)感。

Audition有一個(gè)模塊叫Transform，其是Audition的核心，用來處理音頻效果。該模塊可以對(duì)原始的聲音素材進(jìn)行加密，而且還可以對(duì)音頻波進(jìn)行刪除和選擇，甚至可以將音頻的頭部跟尾部進(jìn)行調(diào)換，具備Revserse、Selection、Delete功能，詳見圖3，因此在眾多音頻處理軟件中，Audition是非常受歡迎，而且處理效果非常好的原因。其處理出來的音頻文件，不管是時(shí)間還是長(zhǎng)度都可以進(jìn)行縮短處理。而且其還有Silence功能，該功能的主要作用就是對(duì)選擇的聲波進(jìn)行無(wú)聲化處理，而不是改變?nèi)恳纛l的時(shí)間和長(zhǎng)度，因此其可以制作出不同效果的音頻[4]。

在具體的操作中，其會(huì)通過改變生意音量的方式，通過改變聲音、改變聲音偏置、改變聲音聲道的方式，來選擇自己留下的聲音，刪除那些不想要的。如通過Vocal Cut功能來消除原始素材的聲音，將搜集到的聲音素材經(jīng)過Presets處理，處理成左右聲道不同的純伴奏。如果搜集到的聲音素材不太清晰，或者發(fā)悶，也可以用Presets進(jìn)行處理，通過改變音量以及淡入方式來進(jìn)行處理，如提升、減弱、快速進(jìn)入、平滑結(jié)束等。

2.3 單軌音頻處理

選擇立體聲聲道的聲音，并且在該處進(jìn)行聲道的變換和編輯，然后在默認(rèn)的狀態(tài)下，對(duì)單軌道的音頻進(jìn)行處理。處理方法如下：

首先可以通過操作波形的方式來對(duì)音頻進(jìn)行刪減處理，在處理中，要選擇好區(qū)域，區(qū)域要可以做做回聲，有單機(jī)、調(diào)整延遲時(shí)間、調(diào)整回聲音量、設(shè)置回響效果、以及確定功能。還可以做淡入、淡出處理，其中淡入還包括單擊、調(diào)整初始音量、確定功能，淡出包括單擊、調(diào)整音量、確定功能[5]。選取帶有波形振幅的音頻來進(jìn)行處理，在將邊界的振幅調(diào)整零進(jìn)行零點(diǎn)控制。在處理中如果需要?jiǎng)?chuàng)建打擊樂，還需要注意音頻的節(jié)拍，節(jié)拍通過快捷鍵搜索就可以看到，在利用波峰對(duì)選擇的節(jié)拍進(jìn)行判斷。

并且在數(shù)字處理時(shí)，還離不開加剪切、復(fù)制、粘貼等功能，以此來混合音頻數(shù)據(jù)，合成音波，在處理中，還需要留意格式的轉(zhuǎn)換，避免不相容的現(xiàn)象，影響著音頻的混合。

此外，還可以選擇一些專門的音頻處理軟件，來將采集到的音頻跟錄音的音頻進(jìn)行混合或者穿插處理，以此來淡化兩端的波形，讓聲音銜接地更加流暢、自然。

2.4 多軌混音處理

多軌混音需要經(jīng)過復(fù)雜的程序來進(jìn)行處理，一般情況下，都是將收集到的素材和聲音進(jìn)行分層混合，以此來對(duì)搜集到的聲音進(jìn)行處理。

Audition可以對(duì)非常復(fù)雜的多軌道混音進(jìn)行編輯處理，在對(duì)處理后的音頻進(jìn)行輸出。Audition的主調(diào)板具有非常強(qiáng)的編輯功能，有多種編輯方法來混合音軌。并且用調(diào)音臺(tái)來對(duì)每一個(gè)音軌的音量、聲像、效果、輸出等進(jìn)行處理，如調(diào)解音量的大小，調(diào)解均衡程度，調(diào)解插入效果，調(diào)解輸出通道的參數(shù)等。在時(shí)間線來編輯軌道素材。

在Audition的控制區(qū)域，可以對(duì)音量、聲像等進(jìn)行編輯、控制等處理。

在Audition的Track Mixer中，其可以容納128條音軌，就是可以對(duì)128條音軌進(jìn)行處理，Track Mixer中有很多模塊，即Out、Bus、FX、EQ、Pan、M/S，其中Out具備輸出功能，Bus是總線的通道，F(xiàn)X可以設(shè)置插入效果，而EQ具備調(diào)整均衡器的功能[6]。

在Audition中有效果通道，每一個(gè)加載的效果器都會(huì)有對(duì)應(yīng)的效果通道，這就時(shí)常見的濕聲通道，是跟干聲通道相對(duì)應(yīng)的，干聲通道是指沒有添加任何效果的原聲，原聲經(jīng)過效果處理器會(huì)就會(huì)變成濕聲。一共有4條干聲道，在處理過程中，由干聲道來將搜集到最初的聲音素材傳遞到濕聲通道，濕聲通道在接受到音頻信號(hào)后，會(huì)繼續(xù)向前傳送，其即不會(huì)反向傳送，也不會(huì)向不相鄰的通道傳送聲音信號(hào)。對(duì)于干聲道來說，由于Src值不一樣，因此通過其傳遞，傳遞到濕聲通道的聲音音量都是不一樣的。如果Src的值設(shè)置為0時(shí)，這樣干聲通道就不會(huì)聲音傳遞到濕聲通道，而當(dāng)Src的值設(shè)置為50時(shí)，那么干聲道中就會(huì)有50%的聲音傳遞到濕聲通道。

2.5 音頻軟件的使用技巧

目前有很多專業(yè)的數(shù)字音頻處理軟件，其功能比較強(qiáng)大，而且操作企業(yè)來比較方便，被廣泛地應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中。如Total Recorder，這是一個(gè)小軟件，但是也專業(yè)的數(shù)字音頻處理軟件，其可以利用多媒體技術(shù)來對(duì)音頻進(jìn)行截取、錄制、提取等處理。在處理中首先需要導(dǎo)入搜集到的聲音，要注意聲音的格式，如果聲音格式不對(duì)還需要對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完在進(jìn)行導(dǎo)入處理。Photo Shop是用來轉(zhuǎn)換圖片的，我們可以用Audition或Gold wave來對(duì)聲音音頻進(jìn)行轉(zhuǎn)換，可以將格式從WAV轉(zhuǎn)換成MP3格式。并且轉(zhuǎn)換時(shí)，可以單獨(dú)轉(zhuǎn)換，也可以批量轉(zhuǎn)換。具體的操作為，以Flash為例，打開Audition或Gold wave，選擇需要轉(zhuǎn)換的音頻，在點(diǎn)擊另存為，將另存完的聲音導(dǎo)入到Flash中。

Flash是常用的處理軟件，但是其功能比較簡(jiǎn)單，只能做簡(jiǎn)單的聲道變換，聲音的淡入、淡出處理等，對(duì)于一些復(fù)雜的，要求比較高的聲音轉(zhuǎn)換處理效果不是很好。對(duì)于一些重要的行業(yè)，還是需要通過專業(yè)的數(shù)字音頻處理軟件來進(jìn)行處理，然后在導(dǎo)入Flash中進(jìn)行應(yīng)用。

3 數(shù)字音頻處理技術(shù)在氣象局氣象災(zāi)害預(yù)警中的應(yīng)用

以氣象部門為例，利用數(shù)字音頻處理技術(shù)在氣象災(zāi)害預(yù)警服務(wù)工作中。專業(yè)設(shè)備DAB，也叫衛(wèi)星數(shù)字音頻廣播，采用了先進(jìn)的音頻編碼數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)、以及數(shù)字調(diào)制、糾錯(cuò)技術(shù)等，來將廣播信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理，其具備抗噪聲、抗干擾、以及抗電波的功能，有效地將聲音信息準(zhǔn)確的傳播出去。DAB系統(tǒng)包括預(yù)警信息發(fā)布平臺(tái)、衛(wèi)星上行站、同步地球衛(wèi)星、以及接收機(jī)等4個(gè)部分。其主要的功能，就是實(shí)時(shí)的發(fā)送文字、語(yǔ)音、以及視頻等信息，由系統(tǒng)中的接收機(jī)來接受聲音信息，然而將接收到的聲音信息作為預(yù)警信息通過通信接口傳遞到電子顯示屏上，由電子顯示屏播放語(yǔ)音。并且獨(dú)有的區(qū)域編碼技術(shù)，可以向特定區(qū)域內(nèi)的人群發(fā)布帶有地域性的預(yù)警信息。此外，還會(huì)對(duì)氣象災(zāi)害預(yù)警進(jìn)行登記設(shè)定，還可以指定發(fā)布報(bào)警的方式、以及時(shí)間等。DAB即可以傳播CD音質(zhì)的音頻，還可以傳播文字、數(shù)據(jù)、圖片以及影像等廣播多媒體信息。并且其采

用的數(shù)字傳輸系統(tǒng)，不僅降低了電磁輻射污染，還節(jié)約了能源。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字音頻處理技術(shù)也得到了快速的發(fā)展，通過多媒體，將收集到的圖像、音頻、以及視頻等進(jìn)行結(jié)合處理，以此來實(shí)現(xiàn)聲音的轉(zhuǎn)換。在處理過程中，還需要注意通用標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)載體軟件的接口兼容性等，這樣才能保證聲音轉(zhuǎn)換的清晰，以及流暢。