淺談電視系統中的音頻加解嵌技術(shù)

摘　要:闡述了電視系統中的音頻嵌入技術(shù),音視頻信號標準,嵌入格式和加解嵌在電視系統中的應用。通過(guò)使用音頻嵌入技術(shù),大大降低了電視信號的傳輸成本,提高了音頻信號的傳輸質(zhì)量,解決了音視頻信號傳輸中不同步的問(wèn)題,實(shí)現了音視頻無(wú)損耗傳輸,提高了電視節目的質(zhì)量。

　　0　引言：

　　隨著(zhù)電視事業(yè)的飛速發(fā)展,數字電視技術(shù)也得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。在電視信號模數轉換和傳輸的過(guò)程中,視頻信號和音頻信號的處理方式和特點(diǎn)有著(zhù)明顯的差異,導致數字視頻滯后于數字音頻。表現為國家和聲音不同步。

　音頻嵌入技術(shù)使以往必須分開(kāi)傳送的音頻和視頻信號可合并在一根視頻電纜中傳輸,從而大大簡(jiǎn)化了演播室中音視頻互聯(lián)所需的硬件開(kāi)銷(xiāo)和音視頻信號的路由策略,并可實(shí)現音頻和視頻的同步傳輸與播放。

　　本文以SMPTE 259M標準定義的SD I ( Serial DIGItal In2ter—face)信號作為數字視頻標準,其最大優(yōu)點(diǎn)就是提供了大量的輔助數據區(An—cillary Data Space) ,可以用來(lái)嵌入音頻信號以及其他有用信號?，F有視頻格式的輔助數據區可容納最多16個(gè)通道的音頻數據,足以滿(mǎn)足當前電視系統的絕大多數需要。

　　　1　數字音視頻標準：

　　1. 1　AES/EBU數字音頻信號：

　　AES/EBU標準的串行數字音頻信號可以傳輸2個(gè)通道( channel)的音頻數據, 2個(gè)通道既可以是來(lái)自同一聲音源的立體聲信號,也可以是完全不同的兩路單音頻信號。AES/EBU音頻信號的最小傳輸單位是長(cháng)度為64 bit 的幀( flame) ,每幀數據包含2個(gè)32 bit的子幀,對應于2個(gè)通道音頻的各1個(gè)采樣。每個(gè)子幀都由4 bit前導碼、4 bit輔助數據、20 bit音頻數據和4 bit其他數據組成,依照標準能夠支持48 kHz, 44. 1 kHz, 32 kHz 3種采樣率以及16～24 bit的采樣字長(cháng)。子幀格式見(jiàn)圖1。

圖1　AES/EBU串行音頻的幀格式

　　在1個(gè)子幀中, 4 bit的輔助數據用于容納音頻采樣字中超出20 bit的部分。當音頻字長(cháng)為21～24 bit時(shí),第4 bit是最低有效位。當20 bit的編碼字長(cháng)足夠使用時(shí), 8～27 bit為取樣碼, 4～7 bit是輔助取樣位。V,U, C, P分別為有效位、用戶(hù)數據位、信道狀態(tài)位和奇偶校驗位。

　　在連續的AES/EBU串行音頻數據流中,音頻幀被進(jìn)一步組織為192幀的數據包,數據包的第1幀中第1個(gè)子幀的前導碼為Z,其余所有的子幀l和子幀2的前導碼分別為X和Y。1個(gè)數據包中2個(gè)音頻通道的信道狀態(tài)位分別被組裝成192 bit的數據組,這一數據組給出了諸如音頻取樣字長(cháng)、取樣頻率之類(lèi)與音頻信號有關(guān)的重要信息,并指出了用戶(hù)數據位的格式信息。