浅谈电视系统中的音频加解嵌技术

摘　要:阐述了电视系统中的音频嵌入技术,音视频信号标准,嵌入格式和加解嵌在电视系统中的应用。通过使用音频嵌入技术,大大降低了电视信号的传输成本,提高了音频信号的传输质量,解决了音视频信号传输中不同步的问题,实现了音视频无损耗传输,提高了电视节目的质量。

　　0　引言：

　　随着电视事业的飞速发展,数字电视技术也得到了突飞猛进的发展。在电视信号模数转换和传输的过程中,视频信号和音频信号的处理方式和特点有着明显的差异,导致数字视频滞后于数字音频。表现为国家和声音不同步。

　音频嵌入技术使以往必须分开传送的音频和视频信号可合并在一根视频电缆中传输,从而大大简化了演播室中音视频互联所需的硬件开销和音视频信号的路由策略,并可实现音频和视频的同步传输与播放。

　　本文以SMPTE 259M标准定义的SD I ( Serial DIGItal In2ter—face)信号作为数字视频标准,其最大优点就是提供了大量的辅助数据区(An—cillary Data Space) ,可以用来嵌入音频信号以及其他有用信号。现有视频格式的辅助数据区可容纳最多16个通道的音频数据,足以满足当前电视系统的绝大多数需要。

　　　1　数字音视频标准：

　　1. 1　AES/EBU数字音频信号：

　　AES/EBU标准的串行数字音频信号可以传输2个通道( channel)的音频数据, 2个通道既可以是来自同一声音源的立体声信号,也可以是完全不同的两路单音频信号。AES/EBU音频信号的最小传输单位是长度为64 bit 的帧( flame) ,每帧数据包含2个32 bit的子帧,对应于2个通道音频的各1个采样。每个子帧都由4 bit前导码、4 bit辅助数据、20 bit音频数据和4 bit其他数据组成,依照标准能够支持48 kHz, 44. 1 kHz, 32 kHz 3种采样率以及16～24 bit的采样字长。子帧格式见图1。

图1　AES/EBU串行音频的帧格式

　　在1个子帧中, 4 bit的辅助数据用于容纳音频采样字中超出20 bit的部分。当音频字长为21～24 bit时,第4 bit是最低有效位。当20 bit的编码字长足够使用时, 8～27 bit为取样码, 4～7 bit是辅助取样位。V,U, C, P分别为有效位、用户数据位、信道状态位和奇偶校验位。

　　在连续的AES/EBU串行音频数据流中,音频帧被进一步组织为192帧的数据包,数据包的第1帧中第1个子帧的前导码为Z,其余所有的子帧l和子帧2的前导码分别为X和Y。1个数据包中2个音频通道的信道状态位分别被组装成192 bit的数据组,这一数据组给出了诸如音频取样字长、取样频率之类与音频信号有关的重要信息,并指出了用户数据位的格式信息。