• 满度电平：24dBu 对映0 dB FS
– 与模拟信号不同的表示方式,数字信号有最大 值—满度信号 – 数模、模数转换时要重视满度电平
不同种类的电平（音量）表
不同节目,不同电台之间响度差别较大
数字信号的压缩
• 压缩的目的：减少系统资源消耗 • 压缩的手段：降低或剔除冗余信息 • 压缩的种类：无损压缩、有损压缩
广播数字化的基本知识和情况
中央人民广播电台 朱峰
广播中心数字化
• • • • • • • 数字化的基本概念 数字化的一些特点 数字化的意义 数字化的实现过程 广播中心的数字化和网络化 我国数字化的一些情况 今后的展望
数字化的一些基本概念
• 什么是信号的数字化：
– 音频信号
• 声音信号在空气、液体和固体中是通过介质的振 动传播的 • 音频信号可以转化为电、磁信号在电路和空间以 振动方式传播
• 当所有的媒体都数字化以后，由于比特 毕竟还是比特，我们会观察到两个基本 的然而却是立即可见的结果。
– 第一，比特会毫不费力地相互混合，可以同 时或分别地被重复使用。声音、图像和数据 的混合被称作“多媒体” ，这个名词听起来 很复杂，但实际上，不过是指混合的比特罢 了。
数字化的意义
– 第二，一种新形态的比特诞生了，这种比特 会告诉你关于其他比特的事情。它通常是一 种“信息标题”（header）能说明后面的信 息的内容和特征。在你的CD上，也可以找 到简单的标题，让你能直接从一首歌跳到另 一首歌，有时候，还可以从中获取关于音乐 的更多的材料。这些比特看不见，听不到， 但却能够告诉你、你的电脑或上台特别的娱 乐设备一些与信号相关的事情。
数字化的意义
• 这些都是数字化可能引发的情况。它开 创了无穷的可能性，前所未有的节目将 从全新的资源组合中脱颖而出。
数字化的实现过程
• 数字化的历史
– 1937年ALEC REEVES提出PCM编码 – 通讯业用于传输 – 广播界用于储存 – 数字岛：数字录音机，CD机，音频工作站 – 全面数字化：交换矩阵，调音台，周边设备 – 网络化：音频工作站联网，矩阵和调音台联 网
– 音频信号的数字化
• 对连续的振动信号（模拟信号）进行：1、采样； 2、量化，即可得到数字信号
数字化的一些基本概念
• 采样和量化。
– 采样就是每隔一定时间就读一次音频信号的 幅度 – 量化则是将采样得到的声音信号幅度转换为 数字值 – 从本质上讲，采样是时间上的数字化，而量 化则是幅度上的数字化。
数字化的一些特点
• 传输、拷贝和存储时信号不易劣化 • 易于与其它数字进行复用 • 易于进行处理和管理
– – – – 信号压缩 数据纠错 内容管理 加密
数字化的一些特点
• 数字信号经过处理器时,一般会产生延时 • 数字信号在过载时,将彻底丢失信息 • 误码率高于纠错能力时,信息也将丢失
数字化的意义
数字化的意义
– 这两个现象，混合的比特和关于比特的比特，使媒 体世界完全改观。相较之下，像视频点播和利用有 线电视频道传送电子游戏之类的应用，就显得小巫 见大巫了—它们不过是一座庞大冰山的小小一角。 想想看，如果电视节目改头换面成为数据，其中还 包含了电脑也可以读懂的关于节目的自我描述，这 将意味着什么呢？你可以不受时间和频道的限制， 录下你想要的内容。更进一步，如果这种数字化的 描述能够让你在接收端任意选择节目的形式—无论 是声音、影像还是文字，那又会如何呢？如果我们 能够这么轻易地移动比特，那么大媒介公司对你我 来说，还有什么优势可言呢？
数字化的广播中心系统
--信号流转
• 音频交换系统应用实例
– 数字音频线用作播出的主线，辅以网络系统
文件流转系统
• 自动化制作播出系统—音频工作站系统 • 节目共享平台—媒体资产管理系统 • OA系统、文稿采编系统
音频工作站系统
1、根据业务流程，使自动化播出系统包含采、 录、编、播等各个环节，达到一体化，因此， 要覆盖全台的各个编播业务部门； 2 、根据不同的使用要求，针对采集、录制、编 辑、复制、审听、管理、节目编排及播出等工 作环节，考虑音频工作站的功能和性能； 3、根据播出形式，如：直播、录播、主持人方 式、点播方式或是混合方式，来设计自动化播 出系统，使之满足工作的需要；
文件流转 系统
数字化系统
（信号与文件）
• • • • 录制和播出系统 节目控制、交换和传输系统 节目共享平台（媒资系统） 文稿、文件和信息（办公自动化和文稿 采编）
网络分类
• 广播制播网：完成节目的录制、管理、 查询、编排和播出。 • 播控传输网：实现节目音频传输、交换、 分配、调度、监听、检测和应急播出。 • 综合业务网：完成内部公文流转、文稿 采编、信息管理等功能。
基于网络的广播中心系统
③EtherSound协议，由Digigram公司提出， 基于快速以太网的实时音频传输协议， 100Mbps 时最多能传输64的通路。
选择不同的协议时可考虑以下特点：
• 协议是否得到众多厂家的支持，如为私 有协议，则应慎重。 • 延时和同步问题，总体上我们希望延时 越短越好 • 系统的扩展性能，这时采用通用的网络 设备能够支持的协议，其系统扩展性较 强。
基于网络的广播中心系统
3．mLAN协议，一种由YAMAHA提出的 基于火线1394接口和IEC61883.6协议的 多路声音信号接口，其传输速率为 400Mbps,可同时传输数字音频和MIDI信 号，其传输的数字音频信号可多达200路。 4 ． ATM （ 并 步 传 输 模 式 ） ， 传 输 速 率 155Mbps 或 25Mbps ， 25Mbps 时 为 8 路 的 立体声
采样和量化
采样和量化
采样和量化
采样频率 采样频率是指将模拟声音波形进行数字化时， 每秒钟抽取声波幅度样本的次数，它决定了 模拟信号数字化以后的频带宽度，以及瞬时 特性。 量化位数 量化位数是对模拟音频信号的幅度进行数字 化，它决定了模拟信号数字化以后的动态范 围。
采样和量化
• 采样频率的选择应该遵循奈奎斯特（Harry Nyquist）采样理论：如果对某一模拟信号进 行采样，则采样后可还原的最高信号频率只 有采样频率的一半，或者说只要采样频率高 于输入信号最高频率的两倍，就能从采样信 号系列重构原始信号。正常人听觉的频率范 围大约在20Hz-20kHz之间，根据奈奎斯特采 样理论，为了保证声音不失真，采样频率应 该大于40kHz。高保真的音频采样频率有 44.1kHz、48kHz、96kHz以及192kHz等
数字化的实现过程
• 数字化过程
– 采用个别数字设备（CD机、录音机，调音 台等） – 音频工作站系统 – 控制和传输系统数字化 – 内容数字化 – 系统数字化 – 系统网络化
广播中心的数字化和 网络化
• 广播中心的功能要求 • 广播中心内的系统 • 数字化和网络化系统
广播中心的功能要求
• 保证节目安全播出和新闻的时效性 • 提供多种多样的播出手段和方式 • 有完善的指挥调度系统以及监听监测系 统 • 完善的辅助设施 • 应用多媒体技术，提供多媒体产品
我国数字化的一些情况
• 当前现状：
– 音频工作站、数字播出调音台、以及数字传 输设备使用比较普遍 – 中央和省级广播电台超过50%的电台的数字 化率超过50% – 基于网络的广播中心系统已成功使用，如： 广东、河南、山西等 – 数字内容管理平台已经开始建立，如:上海、 安徽等
基于网络的广播中心系统
５．以太网： ①CobraNet协议,由Peak Audio公司最初提出，基 于快速以太网的实时音频分配协议。传输速率 为100Mbps时，可在一根5类线上传输多达64个 100Mbps 5 64 通路、48kHz采样、20位量化的音频数据。 ②LIVEWIRE 协议，由TELOS Axia公司提出， 基于快速以太网的实时音频传输协议。传输速 率100Mbps或1G ，100Mbps 时最多能传输43个 通路。
音频工作站系统
4、系统要有一定的扩展性，能够扩容，尽 可能采用标准组件、接口和配置； 5、系统要安全可靠，并便于管理和使用， 同时要考虑系统的备份和恢复； 6、音频资料要考虑存档和共享
音频媒体的数字化
• 数字化的意义和优势
资料共享、提高资料的利用率、提高播出节目 质量、提高增值服务、提高工作效率等等。
– 无损压缩：降低或剔除物理冗余信息，信号 可完全恢复,如zip、rar等 – 有损压缩：降低或剔除生理和心理冗余信息， 信号不可完全恢复，如mp3、 wma等
数字信号的纠错
• 数字信号就是一系列按一定规则排列的 数位（二进制时，bit比特） • 数字信号传输时，当将附加的数据(规则) 加于数据流之中，在接收端就可通过对 附加的数据(规则)进行鉴别来识别出有 误码的数位，并给以纠正。
采样和量化
• 其他一些技术和方法
–非线性量化(NICAM 728 数字丽音 Near Instantaneous Companded Audio Multiplex) –阶跃调制量化(脉宽调制 SACD Super Audio Compact Disc)
数字化的一些基本概念
• 数字信号的同步
– 当两个信号复用时必须进行同步(因独立数 字信号的频率和相位不可能完全一致) )
需要解决的一些问题
• 数字化转储 • 各功能网整合
– 功能网之间安全，高效互联互通
• 规范内容管理
– 数据管理 – 版权管理
管理和培训
• 规范化的技术管理
– 改变观念 – 调整和完善制度 – 制定有效的应急机制
• 定期和不定期的技术培训
我国数字化的一些情况
• 我国的数字化起步应是上世纪八十年代 后期，数字开盘录音机 • 九十年代中期，数字制作调音台，音频 工作站 • 九十年代后期，数字矩阵，数字播出调 音台，周边设备 • 本世纪初，网络化，内容管理