浅谈录音档案的演变、现状及其数字化

朱 强

浅谈录音档案的演变、现状及其数字化

朱 强

录音档案是指人们在工作与生活中记录下来的、反映真实历史状况的、存储在相关媒质上且有保存使用价值的音频信号。随着技术的发展，录音档案跨越了机械记录和模拟记录，实现了今天技术更为先进的数字录音。录音档案直观而真实地记录了历史，是珍贵的史料，对历史文化和科学研究及其他诸多方面起到了不可估量的作用。

一、录音技术的起源、演变及其录音档案的种类

1．录音技术的起源与演变

（1）机械录音技术的发明

19世纪中期，法国发明家斯科特根据人的鼓膜随声波振动的现象发明了声波记振器。1877年，爱迪生在此基础上发明了录音技术和留声机，实现了对声音的记录和还原，当时的录音属于机械录音。

（2）光学录音技术

这种录音技术在早期有声电影中被大量采用，但因为光学声带只能从录音底片获得，不能被立即还原，且剪接成本较高，操作不便，故而逐渐被后来兴起的模拟录音技术所取代。

（3）模拟录音技术

1924年，马克斯菲尔德和哈里森设计了电气唱片刻纹头，贝尔实验室成功进行了电气录音，并在此基础上逐渐发展形成了模拟录音技术。模拟录音的载体有胶木唱片、薄膜唱片、钢丝带录音、开盘磁带、盒式磁带等。

（4）数字录音技术

数字录音技术是近年来兴起的一种录音技术，相比模拟录音，数字录音技术在录制过程中失真率低，声音信噪比高，并且克服了磁带录音的静噪声，所以音质非常清晰。由于数字录音记录的不是连续的波形，而是以比特的形式传送，所以比模拟录音更便于分割、叠加和剪辑。

2．录音档案的种类

在录音的发展史上，先后出现过几种不同的声音信号载体，下面，笔者简要对各种载体的录音档案做一介绍。

（1）蜡筒录音档案

最初的机械录音是蜡筒录音，它以锡箔制滚筒作为声音载体，用钢针播放。蜡筒录音由于自身性质所限，录音失真较为严重，信噪比不高，且由母版复制拷贝非常困难，在1912年左右即退出了历史舞台。

（2）胶木唱片录音档案

早期的胶木唱片分为钻针唱片和钢针唱片两种，应用了机械录音的原理。胶木唱片的转速为每分钟78转，灌音纹路是阿基米德螺线，每面保存声音长度为3~4分钟左右。

由于灌制唱片所用的虫胶自身硬度较大，相对于蜡筒来说更易保存，使得胶木唱片逐渐取代了蜡筒唱片的地位。

（3）钢丝录音档案

钢丝带录音是一种磁性录音，即一种以可磁化的材料为媒质记录声音的方法。钢丝录音带能够较好地保存声音的原有音质，但录音要用质量很高的钢丝和钢带，且非常笨重，使用起来不方便。钢丝带录音档案大致形成于20世纪40~50年代，由于现存的播放设备数量很少，钢丝录音的播放、转录和利用受到很大限制，已成为较为珍贵的档案。

（4）开盘磁带录音档案

开盘磁带是一种缠绕在带盘上的录音磁带，使用时从供带盘拉出磁带，通过磁头等机构卷绕到收带盘上，其录音原理也是磁性录音。开盘磁带宽度有6.3、12.7、25.4和50.8毫米等几种，用量最大的6.3毫米磁带，现在主要用于广播和专业录音系统。

（5）磁带录音档案

普通磁带的录音原理是录音时通过话筒将声信号转换为电信号，送到录音磁头，录音磁头是一个蹄形电磁铁，它的磁性强弱随电信号变化，将电信号转换为磁信号；录音磁带贴着录音磁头移动，上面的磁粉被磁化，声音信号被记录在磁带上。以磁带为介质的录音档案较为常见，存世量很大，年代也相对较晚，这种录音方式现在还在普遍沿用。

二、录音档案数字化的必要性及其原则

1．录音档案数字化的含义

录音档案数字化的含义是将录音档案原有的模拟声音信号通过转换器，转换为可被计算机识别的二进制数字声音信号，并加以存储的过程。

2．录音档案数字化的必要性

从现存的几类录音档案各自的特点可以看出，它们受到自身特点和播放设备的限制，保存状况并不乐观，且以原有形式存在对这部分档案的利用造成了很多不便，亟需启动录音档案的数字化工作，将这部分录音档案转录为能被计算机识别的媒体格式文件，使其声音信号脱离原有的保存介质。

开展录音档案的数字化工作，将有利于对录音档案进行存储和保管。同时，数字化录音档案重放效果好，不会对档案造成直接损耗，且便于档案的利用。

3．录音档案数字化必须遵循的原则

录音档案数字化必须保证声音档案的真实性、完整性、有效性。在使用时必须保证数字化数据能从存储介质中正确读取，并能还原成声音信号输出。

（1）录音档案的真实性原则

数字化录音档案是一种电子档案。由于数字文件可以编辑，因此在数字化过程中，必须保障其真实性，即指形成的数字录音的内容与原有录音档案的音质保持一致，这是数字化录音档案能够正确反映历史面貌，构成社会价值，作为社会记忆长久保存的前提。

（2）录音档案的数字化的完整性原则

录音档案的数字化过程必须遵循录音档案的完整性原则，即数字音频信息的时长必须得到保证，时长、内容和结构要完整，没有缺失。

（3）录音档案数字化的安全性原则

在录音档案数字化的过程中，必须加强对形成的数字文件的安全性的保障，充分利用备份技术和防火墙技术等，避免因计算机系统的硬件故障、操作失误和病毒的攻击造成数字化录音档案文件的损失。

（4）录音档案数字化的品质保障原则

录音档案的数字化还必须遵循品质保障原则。为了保证数字化录音档案的精确度，保障声音的质量，使得形成的声音文件的音质在最大程度上和原音保持一致，必须在转录的过程中对于数字音频信息的一些元数据采取较高的设置。

三、录音档案数字化的方式及其技术控制

1．录音档案数字化的方式

录音档案数字化的方式有专业级的非线性编辑系统转换模式和PC简易的转换模式两种。

2．专业级转换的程序

对于有条件的单位，可以采用商品化的非线性编辑系统进行录音档案数字化的工作，以便获得较高质量的声音信号，并对其进行编辑和制作，形成高质量的录音数字文件。

3．PC转换模式的设备条件及技术控制

由于非线性编辑系统较为昂贵，使用也相对较为复杂，因此对于一些以提供利用为主要目的的数字化工作，目前更多采取的是PC方式的数字化工作，以下做一概要介绍。

（1）设备条件

利用PC进行录音档案数字化工作，必须具备的硬件设备有放音设备、数模转换设备、计算机、存储设备、监听和播放设备、刻录设备等。

①放音设备

放音设备必须能正确地将声音源输出。放音设备应根据原载体型号进行选择，如盒式录放机、开盘式放音机等等。

②计算机硬件设备

应选用性能稳定、配置较高的计算机作为数字化设备，具有较高的CPU主频和较大的内存、硬盘存储空间，并有专用声卡。

③存储设备

声音信号除存储在硬盘中随机使用外，应备份至磁带或光盘上脱机保存，如有必要，应异地保存。

④声卡

声卡是将声音数字化和数字化声音转换为可听到的模拟信号的部件，必须符合声音档案数字化要求的技术指标和功能。

声卡的采样频率至少应支持4.1kHz，最好支持48kHz；必须是6位以上声卡；声道必须是双声道以上；声卡应能够支持多种音源输入，如CD Audio、MIDI、话筒、线性输入等。

⑤其他配置

除此之外，数字化工作还要借助于一些软件，以实现和满足对形成的录音文件的编辑、转换、解码等操作需要。

（2）工作流程

利用机械录放音原理的录音档案，由于放音设备没有电信号的输出，所以录音时一般采用外录方式。

外录需要利用麦克风，将放音设备放出的声音信号转换成电信号输入计算机，用录音软件做处理后，保存成存档所需的音频文件。

需要注意的是，外录时计算机所用的是混音器模式录音，可以同时接收任何系统声音和环境声音，所以在录音时，要尽量保证环境安静和隔音。同时，为保证录音效果，不要在录音时进行其他的操作。

对于钢丝录音机、磁带机等能够输出电信号的放音设备，一般采用内录的方式，用双头音频线的两头分别连接放音设备和计算机，录音方式选择“线路输入”模式，用录音软件（如Cool Edit Pro等）采集声音的波形，并保存成需要的音频文件。

这种模式通过其他音频设备采集音频信号，不受外界环境声音干扰，从音质上要优于外录方式。但由于音频线本身材质所限，一般的音频线会产生一定程度的电磁干扰，所以在音质要求较高的情况下，需采用专业声卡代替家用声卡，同时选用抗氧化的高纯度无氧铜材质的音频线。另外，对录音档案进行数字化时必须远离强磁场。

无论是哪种录音方式，在采用软件录音的过程中都需要注意，录音音量不宜过大，保持分贝值在一定范围内，录音音量一般选择在原始音量的70%左右为宜。

（3）技术控制

①采样率的设置

人的耳朵所能接受的频率为20KHz，为避免波形混叠现象，用两倍于一个正弦波的频率进行采样，以便能够完全还原原始的声音波形，保证声音基本不失真。通常情况下，音频转录采用的采样率应不低于44.1KHz，略高于人耳听力范围。

②采样精度的设置

采样精度主要反映波形振幅的精度，采样精度越高，还原波形的精细程度越高，声音的保真程度也就越高，同时数字化格式文件所需要的存储空间也就越大。录音档案的数字化一般要求采样精度不低于16bit，一些广播级的专业设备已经采取18bit或者24bit来进行录音和回放，以最大程度地降低滤波对声音的干扰，保证声音的真实。

③声道的设置

一般情况下，录音档案的数字化要求声道不低于双声道（立体声），有需要和有条件的单位建议采取多声道设置。

④音频数据码率的设置

音频数据码率指的是单位时间内传输的数据位数，单位是kps，即千位每秒。码率的高低将直接影响声音的质量，码率越高声音质量越好，反之声音质量越差。

音频文件码率的大小决定了所需存储空间的大小，一般常见的MP3格式文件的码率的设置为128kps，但这种设置在高频部分压缩后的失真较为明显，笔者通过实践认为，可选择192kps、320kps或者更高的设置，但应设置为固定比特率（CBR形式）。

⑤音频编码格式的设置

音频编码可以采用计算机应用中能够达到最高保真程度的PCM编码（脉冲编码调制），它通过抽样、量化、编码三个步骤将连续变化的模拟信号转换为数字编码。

⑥文件格式的设置

现有常见的音频文件格式中，wav和flac格式文件为PCM编码，其特点是音频的无损压缩，考虑到和计算机操作系统的兼容性，一般在模数转换时采用wav格式。对于声音保真度需求不高，以利用为主的录音档案，可以选择有损压缩的MP3文件格式。

4．录音档案数字化之后的后续处理

在编辑形成录音文件以后，需要将文件转移到其他存储介质上，一般采用刻录光盘的形式保存。为了保证质量，利于长期保存，应选用合金介质超硬光盘，并注意在一定周期内刻录副本。

录音档案的数字化是一项新时期需要尽快开展和实施的工作，同时也面临不少的技术问题，需要档案工作者在实践当中不断地总结经验，加以完善和解决。

（作者单位：国家档案局档案干部教育中心）