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        廣播慢速錄音系統(tǒng)的設計與分析

        2021-10-21 08:18:30穆克亞提熱木扎提
        電視技術(shù) 2021年8期
        關鍵詞:設置信號

        穆克亞提·熱木扎提

        (天山電影制片廠,新疆 烏魯木齊 830044)

        0 引 言

        當前,互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速,已經(jīng)成為人們生活的重要組成部分。人們利用高效便捷的互聯(lián)網(wǎng)豐富自己的生活。廣播同樣可以利用互聯(lián)網(wǎng)獲取多種多樣的特色素材。這些素材在正式播出后可以通過技術(shù)手段進行錄制存儲,存儲格式可根據(jù)實際需求進行選擇,方便以后的素材提取、使用及播后節(jié)目審查。各個電臺可以根據(jù)系統(tǒng)架構(gòu)的差異選擇符合自身架構(gòu)的慢錄系統(tǒng)。傳統(tǒng)的通過模擬/數(shù)字音頻線連接聲卡進行慢錄的方式由于通道固化、施工需要消耗較多線材等缺點已逐漸被淘汰。本文設計了幾種符合當前主流技術(shù)、架構(gòu)簡潔、穩(wěn)定高效的系統(tǒng)并進行分析。

        1 基于MADI的內(nèi)網(wǎng)慢錄系統(tǒng)

        1.1 系統(tǒng)原理

        各個直播間的PGM數(shù)字信號通過調(diào)音臺串行多通道音頻數(shù)字接口(serial Multi-channel Audio Digital Interface,MADI)送入總控矩陣MADI卡,矩陣MADI輸出接入含有MADI聲卡的慢錄服務器。音頻經(jīng)編碼流化處理后,利用錄音軟件進行慢速錄音。各頻率頻道在接入交換機后,可以利用Web網(wǎng)頁或客戶端軟件登錄錄音服務器,查看下載已 播內(nèi)容。

        1.2 系統(tǒng)架構(gòu)

        基于MADI的內(nèi)網(wǎng)慢錄系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

        圖1 基于MADI的內(nèi)網(wǎng)慢錄系統(tǒng)簡圖

        1.3 系統(tǒng)分析

        1.3.1 音頻傳輸

        當前主流調(diào)音臺都具備MADI接口,即多通道音頻數(shù)字接口。它是依托數(shù)字調(diào)音臺通信接口所建立的AES標準接口,采用了時分多路技術(shù),在采用48 kHz取樣時可以支持最大64個通道(32個AES)信號的傳輸。電臺直播間常用此接口與總控進行信號傳輸。在總控矩陣硬件支持的條件下,該接口可以用于監(jiān)看監(jiān)聽、音頻錄制、信號返送及內(nèi)部信號調(diào)度等。正常狀況下,總控音頻矩陣除了配備模擬/數(shù)字I/O板卡外,MADI卡幾乎成為標配。相比傳統(tǒng)模擬/數(shù)字接口,MADI接口具有通道數(shù)量多、布線簡單、成本低廉等優(yōu)點,已被普遍應用。大多數(shù)字音頻設備,如調(diào)音臺、數(shù)字矩陣、多軌錄音機、音頻工作站及音頻處理器等設備基本也都配備了MADI接口,用戶無需申請認證或另外購買硬件、軟件,便可在各種音頻設備和系統(tǒng)之間完成多路通道形式的連接,簡單方便。

        調(diào)音臺的MADI信號進入音頻矩陣后,工作人員可以通過矩陣控制軟件查看MADI信號的數(shù)量和狀態(tài),根據(jù)實際需求進行信號的選擇調(diào)用。選擇將10個直播間的PGM MADI信號調(diào)用到MADI輸出的1-20數(shù)字通道上,就可以完成10個直播間PGM信號MADI輸出,再將輸出的MADI信號接入錄音服務器的MADI聲卡中,完成MADI信號的傳輸。

        1.3.2 音頻錄制

        包含10路數(shù)字音頻的MADI信號送入慢錄服務器,服務器端需要安裝相應的系統(tǒng)支持軟件、驅(qū)動軟件、錄制軟件及播放軟件,如Netframe work、音頻采集、音頻流化、音頻錄制、音頻播放器等,軟件內(nèi)置Web服務器,方便用戶對工作站錄制內(nèi)容進行訪問查看下載。

        圖2 矩陣MADI信號調(diào)度原理圖

        圖3 利用MADI接口完成多軌音頻的錄制

        在內(nèi)容設置選項中,工作人員可以根據(jù)節(jié)目單情況選擇特定時間段錄制,保存時間由服務器硬盤容量大小決定,一般設置為3個月左右。文件格式選擇S48,這是大多數(shù)電臺內(nèi)網(wǎng)慢錄采用的格式。S48采樣率為48 kHz,16 bit量化,采用MPEG-1 layer 2壓縮編碼方案,復雜程度較高,但聲音質(zhì)量優(yōu)秀,高質(zhì)量的壓縮和高效的編輯性能已被各個電臺廣泛應用于節(jié)目制作、交換、存儲及傳輸中。

        1.3.3 音頻提取

        慢錄服務器可以設置用戶使用權(quán)限,對不同用戶限定不同的功能。內(nèi)網(wǎng)工作站用戶可以通過Web頁面或者客戶端軟件Audio Client進行登錄,按照需求在頁面菜單進行選擇、查看或下載特定日期和時間段的音頻,安裝有Audio player播放器的用戶可以進行線上選聽[1]。

        2 AOIP內(nèi)網(wǎng)慢錄系統(tǒng)

        2.1 系統(tǒng)原理

        基于IP的內(nèi)網(wǎng)慢錄系統(tǒng)主要將各個直播間PGM數(shù)字信號通過Dante接口接入Dante交換機。交換機接入錄音服務器的網(wǎng)卡1,工作站使用Dante虛擬聲卡完成音頻錄制,網(wǎng)卡2接入內(nèi)網(wǎng)交換機,各頻率頻道可以利用Web或客戶端軟件通過局域網(wǎng)交換機查看下載已播內(nèi)容。

        2.2 系統(tǒng)架構(gòu)

        AOIP內(nèi)網(wǎng)慢錄系統(tǒng)架構(gòu)如圖4所示。

        圖4 AOIP內(nèi)網(wǎng)慢錄系統(tǒng)簡圖

        2.3 系統(tǒng)分析

        2.3.1 信號傳輸

        網(wǎng)絡信息技術(shù)的快速發(fā)展推進了電臺的IP化進程,Dante便是電臺網(wǎng)絡進程的產(chǎn)物。Dante是一種基于千兆以太網(wǎng)傳輸?shù)臒o壓縮、專業(yè)級的數(shù)字音頻傳輸技術(shù)(AOIP),基于以太網(wǎng)物理鏈接架構(gòu),采用精密時間協(xié)議(Precision Time Synchronization Protocol,PTP)作為同步時鐘,精度可達微秒級別。當前主流廠家的調(diào)音臺都支持Dante協(xié)議的擴展,只需要將Dante卡插入調(diào)音臺主機的I/O插槽,即可使用DANTE,無需任何驅(qū)動安裝或固件升級,簡單便捷。Dante誕生已長達10多年,它滿足了大規(guī)模、遠距離的信號傳輸需求,具有安全可靠的信號同步功能和良好的自適應性,因此已被廣泛應用于全球2 000多種專業(yè)音頻產(chǎn)品中[2]。

        Dante技術(shù)主要依靠Dante虛擬聲卡軟件(Dante Virtual Soundcard,DVS)完成音頻的錄音。錄音服務器端安裝DVS,就可以識別到Dante通道及音頻狀態(tài)。DVS最大可支持64×64信號通道,加上Dante Controller控制軟件,可以完成信號通道的分配調(diào)用,也就是說一路Dante接口就可以實現(xiàn)廣播音頻32×32矩陣的功能。

        Dante的網(wǎng)絡設置相當簡單。獨立Dante網(wǎng)絡采用星型拓撲結(jié)構(gòu),交換機上連接的所有Dante設備都可見。工作人員可以通過Dante Controller對系統(tǒng)進行設置和邏輯連接。設備通道調(diào)度連接可以用鼠標輕松完成,直觀顯示效果很好。最新版本的Dante Controller甚至支持無線網(wǎng)絡,用戶可以利用筆記本通過連接一個無線接入點連接到DANTE網(wǎng)絡,可在任何地點的設備上調(diào)整設置而不被線纜所限制,簡單方便。使用Dante Controller進行調(diào)度如圖5所示。

        圖5 Dante Controller調(diào)度圖

        由圖5可見,所有Dante設備均可在Dante Controller中顯示,Routing選項中的Dante Receivers和Dante Transmitters分別代表接收通道和發(fā)送通道,Dante Controller中顯示設備的所有通道都可以自由調(diào)用,這是實現(xiàn)音頻錄制的關鍵條件。圖5中顯示的設備名稱Xmanlu即為Controller中的Dante虛擬聲卡,設備名稱可由Controller自動獲取,也可更改。Controller設置參數(shù)內(nèi)容如表1所示。

        表1 Dante Controller設置界面描述

        2.3.2 音頻錄制

        打開DVS,進行錄音相關設置,如設置采樣率為48 kHz,編碼方式為MP3等。對于音頻驅(qū)動類型,專業(yè)級別使用ASIO音頻驅(qū)動,個人級別使用WDM?,F(xiàn)場直播采用低延時4 ms,錄音采用高延時10 ms降低噪音,音質(zhì)更好。通過Dante Controller將各個直播間的PGM信號調(diào)用給錄音服務器DVS后,通過Web界面登錄服務器進行錄音設置,包括站點設置、格式參數(shù)、多軌設置等,也具有按照節(jié)目單編排進行錄音的頻率個性化設置等功能。16×16通道的DVS設置如圖6所示。

        圖6 16×16通道的DVS

        在DVS設置中,最為重要的是錄音設置中的通道設置,所選頻率應該與Dante DVS通道對應,將Controller中所選頻率的通道與Audio logger中所顯示的通道進行核對,也可以在錄制一段時間后進行節(jié)目比對核實。

        2.3.3 音頻提取

        利用DVS錄制的音頻的查看下載方式與前面MADI方法相同,這里不再贅述。

        3 結(jié) 語

        廣播音頻慢錄方案隨著新技術(shù)、新設備的大量應用,傳統(tǒng)模擬/數(shù)字音頻連接多通道聲卡進行音頻錄制的方案逐漸退出歷史舞臺。在新技術(shù)引領下,MADI、AOIP等技術(shù)的發(fā)展和應用為廣播系統(tǒng)架構(gòu)提供了更加廣闊的技術(shù)思路[3]。在網(wǎng)絡信息技術(shù)的推進下,廣播電臺也在時代的潮流中不斷變革,其自身在運營過程中提出的功能要求也在不斷提高,在數(shù)字技術(shù)伴隨計算機信息技術(shù)快速發(fā)展的今天,廣播也會不斷采用新思想、新技術(shù)架構(gòu)完善自身系統(tǒng)和平臺。因此,先進、高效、簡潔、開放將會成為未來廣播系統(tǒng)的重要特點。

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