【提要】 廣播電臺(tái)音頻工作站的音頻格式文件S48的對(duì)外傳輸和交流及轉(zhuǎn)換顯得越來越重要。以數(shù)字音頻工作站DAW（Digital Audio Workstation）和網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化播出為代表的廣播數(shù)字化浪潮正在席卷全國，國內(nèi)許多廣播電臺(tái)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化。
【關(guān)鍵詞】 工作站 S48 MP2 MP
為適應(yīng)廣播電臺(tái)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，我省、市電臺(tái)對(duì)外節(jié)目傳輸平臺(tái)和新聞通聯(lián)平臺(tái)開通運(yùn)行。廣播電臺(tái)音頻工作站的制作音頻格式S48文件的對(duì)外交流及轉(zhuǎn)換顯得越來越重要。鄞州電臺(tái)在2004年5月對(duì)數(shù)字化廣播設(shè)備進(jìn)行全面改造，對(duì)原工作站采用北京英夫美迪公司“AIR2000”系統(tǒng)進(jìn)行了全面升級(jí)。把整個(gè)包括軟硬件都升級(jí)為數(shù)字接口“AIR2000/S1”系統(tǒng)。具備4-8軌編輯功能，包括混響、延時(shí)、均衡、壓縮、擴(kuò)展、降噪等功能。該系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)獨(dú)家采用全新設(shè)計(jì)的分離軟件體系結(jié)構(gòu)，使數(shù)據(jù)庫、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)等故障不再影響音頻播出。即使在播出時(shí)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)嚴(yán)重故障也絲毫不影響。實(shí)現(xiàn)了音樂、廣告、標(biāo)頭、新聞等音頻節(jié)目的數(shù)字化制作、自動(dòng)化節(jié)目播出和電腦節(jié)目管理、功能齊全，全中文操作界面、易學(xué)易用、系統(tǒng)維護(hù)簡單明了。
該系統(tǒng)從錄制編輯到播出都采用了新的數(shù)字音頻壓縮格式S48。下面筆者談?wù)勔纛l工作站的音頻壓縮原理及音頻文件格式“S48”，對(duì)外多種音頻格式的轉(zhuǎn)換等心得體會(huì)寫出來與大家一起學(xué)習(xí)。
一. 關(guān)于音頻壓縮格式基本概念
1.MPEG-1音頻壓縮與專業(yè)廣播領(lǐng)域內(nèi)的數(shù)字音頻文件格式
眾所周知，廣播音頻數(shù)字化是通過聲卡對(duì)模擬音頻信號(hào)進(jìn)行每秒上千次的采樣，然后把每個(gè)采樣值按一定的比特?cái)?shù)量化。對(duì)CD音質(zhì)的信號(hào)來講，每秒要44100次的采樣，每個(gè)采樣值是16比特的量化，最后得到標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字音頻的碼流。記錄數(shù)字音頻碼流的文件格式很多，Microsoft定義的用于Windows PC的數(shù)字化音頻的文件格式擴(kuò)展名為WAV，是一種應(yīng)用較廣的線性的、非壓縮的數(shù)字化聲音文件格式。立體聲CD音質(zhì)信號(hào)每秒的碼流是44.1k×16×2≈1.4Mb/s，或者存儲(chǔ)容量每分鐘為10M。這樣高的碼流和容量，雖然具有很好的音質(zhì)，但占用較多的磁盤空間，對(duì)于數(shù)字音頻的存儲(chǔ)、處理和網(wǎng)絡(luò)傳輸提出了很高的要求。因此對(duì)數(shù)字音頻進(jìn)行壓縮具有非常重要的意義，只有這樣系統(tǒng)才具有更好的可用性。對(duì)于專業(yè)廣播領(lǐng)域內(nèi)的數(shù)字音頻文件格式，除了音質(zhì)方面的要求，對(duì)編輯性能也有一定的要求，在廣播數(shù)字化浪潮席卷全國的今天，統(tǒng)一的格式還給廣播電臺(tái)、電視臺(tái)、唱片社及其它節(jié)目錄制單位基于不同計(jì)算機(jī)平臺(tái)的音頻工作站之間的數(shù)字音頻文件錄制和無縫交換提供方便。
在音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)化方面取得巨大成功的是MPEG-1音頻（ISO/IEC11172-3）。MPEG音頻壓縮的原理很簡單，首先是利用編碼技術(shù)，將源文件(Wave格式)重新進(jìn)行編碼壓縮，其次是利用數(shù)據(jù)縮減，將人類聽覺中的不敏感部分刪除，從而達(dá)到縮小文件尺寸的目的。在MPEG-1中，對(duì)音頻壓縮規(guī)定了三種模式，即層Ⅰ（MP1）、層Ⅱ（即MUSICAM，又稱MP2），層Ⅲ（又稱MP3）。
從圖1中我們可以看出，Wave沒有經(jīng)過壓縮，文件的尺寸非常大，而MP1和MP2分別有1:4和1:6～1:8的壓縮比例。MP2由于其適當(dāng)?shù)膹?fù)雜程度和優(yōu)秀的聲音質(zhì)量，以及高質(zhì)量的壓縮和高效率的編輯性能正在數(shù)字演播室、DAB、DVB等數(shù)字節(jié)目的制作、交換、存儲(chǔ)、傳送中得到廣泛應(yīng)用，成為數(shù)字音頻工作站和自動(dòng)播出領(lǐng)域內(nèi)事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。
2.音頻數(shù)字壓縮原理
MPEG-1的壓縮技術(shù)方案是子帶壓縮，子帶分割的實(shí)現(xiàn)是通過時(shí)頻映射，采用多相正交分解濾波器組將數(shù)字化的寬帶音頻信號(hào)分成32個(gè)子帶；同時(shí)，信號(hào)通過FFT運(yùn)算，對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析；子帶信號(hào)與頻譜同步計(jì)算，得出對(duì)各子帶的掩蔽特性，由于掩蔽特性的存在，減少了對(duì)量化比特率的要求，不同子帶分配不同的量化比特?cái)?shù)，但對(duì)于各子帶而言，是線性量化。加上CRC校驗(yàn)碼，得到標(biāo)準(zhǔn)的MPEG碼流。在解碼端，只要解幀，子帶樣值解碼，最后進(jìn)行頻時(shí)映射還原，最后輸出標(biāo)準(zhǔn)PCM碼流。其原理方框圖如圖2所示：
3.S48音頻格式文件
根據(jù)英夫美迪公司的定義，S48音頻格式是指比特率為256kb/s，采樣頻率為48kHz的MP2格式。由于MP2壓縮方法的復(fù)雜程度大大高于普通的壓縮算法，它需要進(jìn)行頻譜變換，而由計(jì)算機(jī)進(jìn)行頻譜變換意味著大量的矩陣運(yùn)算，所以實(shí)時(shí)錄制S48需要內(nèi)置處理器的聲卡，Digigram公司的PCX系列聲卡采用先進(jìn)的DSP（數(shù)字信號(hào)處理器）芯片配合強(qiáng)大的DSP程序?qū)崿F(xiàn)了實(shí)時(shí)的MP2高質(zhì)量編碼，同時(shí)提供大量專業(yè)數(shù)字音頻處理功能，因此英夫美迪公司采用了該公司內(nèi)置66MHz 56002音頻處理器的pcx924聲卡，配合英夫美迪獨(dú)立開發(fā)的四軌音頻編輯器軟件（daw2）來錄制編輯標(biāo)準(zhǔn)的S48格式音頻文件，10分鐘的S48格式聲音文件大小為18775KB，10分鐘的WAV格式的聲音文件大小為112649kB，壓縮比為112649kB/18775KB，約6倍。
二. 音頻WAV格式和S48格式之間的轉(zhuǎn)換
在電臺(tái)的日常工作中常常需要在WAV格式和S48格式之間來回的轉(zhuǎn)換。例如，自動(dòng)化播出音頻文件格式為S48，但是節(jié)目制作經(jīng)常采用CD抓軌軟件來引用CD音樂，這樣可以節(jié)省許多時(shí)間，而抓軌軟件的格式通常都是WAV格式的；S48格式的編輯精度只有24ms，編輯軟件也不支持降噪、EQ等常用的軟件效果器，所以有些高標(biāo)準(zhǔn)的精品節(jié)目有必要先用cooledit、sam2496等音頻制作軟件錄制成WAV格式，再經(jīng)過軟件效果器仔細(xì)處理再轉(zhuǎn)換回S48格式播出；至于把S48格式轉(zhuǎn)換為WAV格式最典型的應(yīng)用就是把制作完成的播出節(jié)目刻錄成CD以便與外界交流……。
下面筆者簡單介紹一下WAV格式和S48格式之間的轉(zhuǎn)換。
1.WAV—→S48
把WAV格式轉(zhuǎn)換為S48格式可以采用英夫美迪自帶的音頻工作站軟件（daw2）來完成，在點(diǎn)擊“調(diào)入音頻文件”打開的對(duì)話框中選擇WAV格式文件保存的路徑，在“文件格式”中選擇“.WAV”即可看見WAV格式的文件列表，選擇文件單擊打開，在 “文件格式不匹配，要轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)格式嗎”的對(duì)話框中選擇“是”，即自動(dòng)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的S48格式。
2.S48—→WAV
把S48格式轉(zhuǎn)換為WAV格式的方法很多，如果只是把S48格式轉(zhuǎn)換為WAV格式以便做進(jìn)一步的編輯處理，可以使用sam2496軟件的“導(dǎo)入音頻數(shù)據(jù)”功能直接調(diào)入即可。
因?yàn)镾48其實(shí)是MP2的一種，所以許多能夠播放MPEG音頻的軟件都可以完成WAV的轉(zhuǎn)換工作。比如常用的WINAMP就可以通過它的Output Plugin 中的 Disk Writer Plugin 把S48文件輸