音频、视频档案数字化的实验设计

1、音频、视频档案数字化的实验设计苏州大学 张照余 蒋晨曦摘要 为适应实践需要，高校档案学等信息管理类专业开始将音频、视频文件的数字化列入课程教学内容。为配合理论教学，本文设计了音频、视频文件的数字化实验，对数字化实验的目的、实验原理与方法、实验设备与材料、实验内容与步骤、实验分析与实验报告等作了具体的分析。关键词 音频 视频 数字化 实验设计 档案 随着档案数字化工作的全面展开，音频、视频档案的数字化被提上议事日程。为适应实践需要，苏州大学档案学专业开始将音频、视频档案的数字化列入数字档案管理课程的教学内容。同时，为提高学生的感性认识，培养其实际操作能力，在理论授课的同时增设了相关实验。本文对音

2、频、视频档案的数字化实验进行了初步设计，供本、专科教学和档案业务培训之参考。一、 实验目的1. 掌握录音机、录像机与数字化采集设备的连接方法，包括物理连接与软件设置；2. 掌握典型音频、视频采集软件的使用，包括参数设置与文件存储；3. 掌握数字音频、视频文件的格式转换方法；4. 了解常见音频、视频文件格式及其特点。二、 实验原理与方法传统磁带的音频档案和视频档案，是一种基于模拟信号记录方式的档案材料。对它们进行数字化采集、存储、组织，将有利于其管理和数字时代的利用。这项工作的开展需要多媒体计算机硬件、软件以及相应设备的支持。磁带音频档案数字化采集时，录音机将模拟音频信号输入计算机的音频采集卡（

3、声卡），声卡在计算机音频采集软件的控制下进行数据采样、量化、压缩编码，从而让音频采集软件获得数字音频数据。音频采集的信号线连接较为简单，只要将录音机的线路输出（LINE OUT）与声卡的线路输入（LINE IN）相连即可。但这种物理连接的有效性，还要通过操作系统中“音量控制”程序的软件设置来实现。采集得到的数字音频文件大小与质量，与原模拟音频的质量、数字化时的数据采样频率、量化精度、压缩编码方案等相关。常见的数字音频文件格式有：WAV、MP3、WMA等，它们可以采用不同的压缩编码方案，因而，可以有不同的音频文件大小与质量。磁带视频档案数字化采集时，输入计算机的信号可以是图像、音频合成在一起的射

4、频信号，也可以是图像、音频已经分离的信号。但不管采用什么形式的信号输入计算机，模拟图像信号和模拟音频信号最终都将分离，各自输入计算机的视频采集部件和音频采集部件，在视频采集软件的统一控制下，由视频采集软件同步采集视频、音频信号，从而获得包含有音频的数字视频数据。视频采集的信号线连接方案有S端-音频、VIDEO-音频、RF射频三种，因此，视频采集软件的设置应该与信号线连接方案一致，这样才能保证视频采集软件正常工作。由于磁带录像机一般不提供S端口，而VIDEO-音频方案操作简单，且理论上图像采集质量优于RF射频方案，故本实验采用VIDEO-音频方案。信号线连接如下：录像机的视频输出端（VIDEO

5、OUT）连接视频采集卡的视频输入端（COMP）；录像机的音频输出端（AUDIO OUT）连接声卡的线路输入端（LINE IN）。采集得到的数字视频文件大小与质量，与原模拟视频质量、数字化采集时的模式、视频压缩编码方案等相关。数字视频采用有损压缩方案，压缩比越高，视频图像信息损失越多，因而图像质量越低。常见的数字视频文件格式有AVI、MPG、WMV、ASF、RM等，它们可以根据需要采用不同的压缩方案和压缩比，因而可以具有不同的视频文件大小与质量。三、 实验设备与材料1. 录音机、音频档案磁带、录音机清洁带、音频信号线、电源线2. 录像机、视频档案磁带、录像机清洁带、倒带机、视频和音频信号线、电源

6、线3. 多媒体计算机（方正文博600）硬件：P4/256MB、音频采集卡、视频采集卡（PINNACLE-PCTV）软件：Windows xp、Cool Edit Pro 2.0、PCTV-Vision视频采集软件、Premiere 6.5。四、 实验内容与步骤1. 音频档案数字化A 音频源准备首先，将音频档案磁带放入录音机，快速倒带一遍；之后，用双倍速模式，快速播放一遍磁带；然后，以正常放音方式，用录音机清洁带对录音机磁头做一次清洁工作。B 设备连接在关机状态，用音频信号线将录音机的线路输出口（LINE OUT），与声卡的线路输入口（LINE IN）物理连接起来。启动多媒体计算机操作系统Win

7、dows xp；运行“音量控制”程序（附件娱乐音量控制），使其“线路输入”的“静音”选项不被选中；之后，让录音机播放磁带，使多媒体计算机音箱有音量适中的回放声音。C 音频采集1运行音频采集软件Cool Edit Pro 2.0，在“View”菜单中，使“Transport Buttons”工具组可见；选择菜单“File”“New”来创建一个空音频文件，在弹出的对话框中选择参数（采样频率=44100Hz、声道=Stereo、量化精度=16bit）后确定。让录音机开始播放磁带，同时迅速单击“Transport Buttons”工具组中的录音按钮，开始录音；在音频采集3分钟后停止，再以REC1.WA

8、V文件名（PCM模式）保存在硬盘上。D 音频采集2同上。对同一段音频磁带，以采样频率=8000Hz、声道=Mono、量化精度=8bit，采集3分钟，再以REC2.WAV文件名（PCM模式）保存在硬盘上。比较音频文件REC1.WAV与REC2.WAV的文件大小与质量。E 音频文件格式转换将REC1.WAV分别转换为：REC1.MP3和REC1.WMA。方法：运行Cool Edit Pro 2.0，选择“File”“Open”打开REC1.WAV；再选择“Save As”另存为相应格式文件；REC1.MP3压缩质量控制为128kbps、REC1.WMA压缩质量控制为128kbps。再次，将REC1

9、.WAV分别转换为：LO.MP3和LO.WMA，压缩质量控制为32kbps。比较REC1.WAV、REC1.MP3、REC1.WMA、LO.MP3、LO.WMA音频文件大小与质量变化。完成实验报告中表1。2. 视频档案数字化A 视频源准备先用倒带机对视频档案磁带快进、快倒一遍；之后，快速播放一段磁带；然后，用录像机清洁带对录像机磁鼓做一次清洁工作。B 设备连接在关机状态，用视频信号线连接录像机的VIDEO OUT与视频采集卡的COMP；用音频信号线连接录像机的AUDIO OUT与声卡的LINE IN。开机启动计算机，运行PCTV-Vision视频采集软件；然后，进行PCTV-Vision软件连

10、接设置为：视频输入=复合、视频标准=PAL DK，音频播放输入=线路输入、音频记录输入=线路输入、音频记录等级=50。此后，播放录像机中的视频档案磁带，同时调节PCTV-Vision软件窗口中的色彩设置、音量设置，使监视图像、声音感觉适中。C 视频采集1调整好待采集的视频源，运行视频采集软件PCTV-Vision，设置采集参数如下：模式标准=MPEG1、图像尺寸=352*288、数据率（码流）=3.0Mbit/s、采集路径=E:Video（使用可用空间最大、速度最快的逻辑盘）。让录像机开始播放，同时迅速单击采集软件工具栏上的录像按钮，开始录像；在视频采集5分钟后停止采集；然后，从视频采集软件的

11、图库中，将采集到的数字视频转出，以VID1.MPG文件名保存在硬盘上。D 视频采集2同上。对同一段视频磁带，保持其它参数不变，修改：码流=1.15Mbit/s，采集5分钟数字视频，以VID2.MPG文件名转出并保存在硬盘上。比较数字视频文件VID1.MPG与VID2.MPG的文件大小和视频质量变化。E 视频文件格式转换将VID1.MPG分别转换为：VID1.AVI、VID1.WMV、VID1.ASF和VID1.RM。转换为VID1.AVI的方法：运行Premiere 6.5，选择“文件”“打开”菜单，打开VID1.MPG视频文件；选择“文件”“素材输出”“电影”菜单，在弹出的对话框中选择Mic

12、rosoft AVI（Cinepak Codec压缩），键入文件名VID1.AVI后保存。注意：VID1.AVI原始画面大小、磁盘文件大小以及视频质量变化。转换为VID1.WMV、VID1.ASF的方法：同上。选择“文件”“素材输出”“Advanced Windows Media”菜单，在弹出的对话框中设置码流为225kbps，先后键入文件名VID1.WMV或VID1.ASF后保存即可。转换为VID1.RM的方法：选择“文件”“素材输出”“Advanced RealMedia Export”菜单，在弹出的对话框中设置码流为225kbps，键入文件名VID1.RM后保存。比较VID1.MPG与V

13、ID1.WMV、VID1.ASF和VID1.RM的文件大小与视频质量。再以码流为32kbps，将VID1.MPG转换为LO.WMV，检查视频文件大小与质量变化。根据完成实验报告中表2。五、 实验报告与分析1. 表1：不同音频文件比较文件名REC1.WAVREC2.WAVREC1.MP3REC1.WMALO.MP3LO.WMA大小（）音频质量码流（kbps）2. 表2：不同视频文件比较文件名VID1.MPGVID2.MPGVID1.AVIVID1.WMVVID1.ASFVID1.RMLO.WMV大小（）视频质量码流（kbps）3. 采集得到的数字音频、视频文件大小与哪些参数设置相关？4. 通常，音频、视频文件的大小与其质量关系怎样？六、 实验思考题1. Windows 自带的录音机应用程序采集音频档案时有什么缺点？2. 如何进行数字音频、视频档案的编辑处理？ 参考文献：1. 徐朝军, 李艺 .数字化实验室的建设J. 实验室研究与探索,2003 (1).-9-122. 张源漳. 论数字图书馆音频