擴(kuò)聲系統(tǒng)中的DSP問題

4 動(dòng)態(tài)處理

最早期的DSP應(yīng)用中，動(dòng)態(tài)處理是非常重要的一個(gè)應(yīng)用，其中包括了壓縮、限制、擴(kuò)展、門控以及各種設(shè)備的整合。在這個(gè)領(lǐng)域中，模擬電路雖然非常高級(jí)、先進(jìn)，但DSP產(chǎn)品也緊跟其發(fā)展，在適應(yīng)性、聲音質(zhì)量和設(shè)備的細(xì)微差別方面沒有絲毫滯后。DSP產(chǎn)品能夠同步處理多個(gè)通道信號(hào)，使其在性價(jià)比方面非常突出，同時(shí)，DSP產(chǎn)品還能處理單個(gè)信號(hào)。除了獨(dú)立單元設(shè)備外，很多產(chǎn)品中都開始廣為采用動(dòng)態(tài)處理技術(shù)，尤其是在混合器、前置放大器和矩陣路由器中的應(yīng)用更為廣泛。DSP成本較低，使用多個(gè)頻率帶處理器經(jīng)濟(jì)可行。智能和預(yù)查緩沖模式得以廣泛應(yīng)用，將繼續(xù)推動(dòng)動(dòng)態(tài)處理技術(shù)的發(fā)展，尤其是沒有音頻工程師值守時(shí)，應(yīng)用更加普遍。

5 均衡

在音頻擴(kuò)聲系統(tǒng)中，均衡是極為重要。均衡在音頻擴(kuò)聲系統(tǒng)中的作用就如信號(hào)通道中的放大器作用一樣基礎(chǔ)、重要，音視頻行 業(yè)內(nèi)的很多人士對(duì)均衡處理都非常熟悉，使用均衡器的目的有很多，但首要任務(wù)還是穩(wěn)定音頻信號(hào)，彌補(bǔ)房間的各種缺陷，以及由突出聲波或其他聲學(xué)障礙而產(chǎn)生的反饋控制。

DSP均衡器不是簡單地取代了傳統(tǒng)的模擬電路，有了DSP均衡器，無論是在離散頻率控制還是在變頻頻率控制，或是兩種整合情形下，音頻工程師都能夠自主選擇系統(tǒng)最合適的均衡器。最重要的是，高級(jí)DSP均衡器能夠克服由于線路失真導(dǎo)致的過濾重疊區(qū)移相。

6 混合、切換和信號(hào)路由

在任何音頻系統(tǒng)中，混合器、切換器和信號(hào)路由器都屬于最基本的必不可少的元件。在20多年里，這些元器件逐漸由音頻/機(jī)械性設(shè)備發(fā)展成了音頻/邏輯型設(shè)備，提供完整的數(shù)字服務(wù)。DSP在這些領(lǐng)域的應(yīng)用有著很大的空間。TOA公司引領(lǐng)了混合器/路由器/信號(hào)處理器一體化的概念，其他生產(chǎn)商也隨之推出了一系列相應(yīng)產(chǎn)品。其中的一些設(shè)備幾乎包括了我們本文中談及到DSP工具的一切功能。一體化設(shè)備的應(yīng)用在許多情況下將音頻系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成了“應(yīng)用集中式”設(shè)計(jì)，這與線纜集中式設(shè)計(jì)相對(duì)立，主要是由于單個(gè)元件整合到多樣性應(yīng)用中產(chǎn)生的效果。

7 允許重新配置

混合器、切換器和路由器一體化后，只要把DSP元件設(shè)計(jì)成為數(shù)字混合，雙放大、3倍放大或者串聯(lián)電路后，設(shè)計(jì)商就能夠根據(jù)自己的意愿來建立系統(tǒng)，如多功能會(huì)議室、舞廳、表演場所以及運(yùn)動(dòng)場所等。DSP發(fā)展有望加速音頻系統(tǒng)朝著由多功能DSP設(shè)備和音頻放大器組成這個(gè)方向的發(fā)展。

音頻效果包括了改變聲音動(dòng)態(tài)特性的各種方法通常都是同時(shí)進(jìn)行，或者伴隨著其他效果的產(chǎn)生。本質(zhì)上講，這些效果都是由動(dòng)態(tài)和平衡效果結(jié)合而產(chǎn)生，包括了回聲、混響聲、移相、項(xiàng)便、變頻濾波等。通常，在擴(kuò)聲系統(tǒng)中(尤其是演講)都不會(huì)用到這些效果，但這些都是DSP最創(chuàng)新、有趣的應(yīng)用。這些效果主要應(yīng)用到演出中，為藝人表演產(chǎn)生更好的聲效?；祉懯亲畛Ｓ玫男Ч?mdash;—按規(guī)定路徑在實(shí)況擴(kuò)聲系統(tǒng)產(chǎn)生混響。然而，混響技術(shù)在質(zhì)量上有著很大的差異，是DSP設(shè)計(jì)商考慮的最為重要的部分。

8 音調(diào)糾正、變調(diào)和諧調(diào)

DSP發(fā)展中，音調(diào)糾正和諧調(diào)是一個(gè)最新、最重要的方面。音頻行業(yè)中的一些領(lǐng)頭公司如DigiTech、Antares、TC-Helicon以及Eventide能夠?qū)⒏枋值淖哒{(diào)音自動(dòng)調(diào)整到準(zhǔn)確地音調(diào)位。該技術(shù)的硬件和軟件產(chǎn)品都已經(jīng)上市，讓音頻錄制得到了變革性的發(fā)展，并且該技術(shù)正在走向擴(kuò)聲系統(tǒng)。變調(diào)是一種伴襯效果，在需要的時(shí)候調(diào)換歌手的聲音。諧調(diào)與音調(diào)糾正非常貼近，將變調(diào)音覆蓋在原始信號(hào)和糾正信號(hào)上層，或疊加在下層。諧調(diào)通常是在演唱中產(chǎn)生一定的間隔時(shí)間，形成幾個(gè)人在演唱的重唱效果。

9 回聲取消、抑制

在常見的擴(kuò)聲系統(tǒng)應(yīng)用中，回聲取消和回聲抑制的使用非常廣泛，都是重要的DSP工具?；芈暼∠铋_始是應(yīng)用到音頻會(huì)議和視頻會(huì)議系統(tǒng)中，現(xiàn)在成了會(huì)議室中清晰度和反饋控制中不可缺少的部分。音視頻會(huì)議領(lǐng)域的一些領(lǐng)頭公司(如Gentner，Clearone，VTEL以及寶利通)都將這些功能應(yīng)用到了麥克風(fēng)混合器、音視頻會(huì)議混合設(shè)備和視頻會(huì)議編碼器中。回聲取消器分析麥克風(fēng)的音頻信號(hào)，并使用一個(gè)參照麥克風(fēng)來測量會(huì)議室中的回聲信號(hào)。然后將回聲以及輸出信號(hào)產(chǎn)生原始反射和后續(xù)反射聲消除掉。隨著回聲消除技術(shù)的發(fā)展，功能逐步增多，增加了實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)功能等。在回聲取消和抑制發(fā)展方面，以后可能還會(huì)包括更長的取消持續(xù)時(shí)間，降低成本，更高的取樣分辨率，融入到其他類型的音頻設(shè)備中。

10 電子建筑

在過去20多年中，音頻DSP的應(yīng)用不斷發(fā)展，現(xiàn)在主要應(yīng)用到了大型的多功能演出場所，DSP技術(shù)應(yīng)用目的逐漸多樣化、異同化。“電子架構(gòu)”或“電子擴(kuò)聲適用于那些自身空間不適合用于表演的場所，例如影劇院、交響樂廳等通常都設(shè)計(jì)了反射場所和高度擴(kuò)散功能。使用了DSP技術(shù)的電子建筑系統(tǒng)能夠模仿自然發(fā)射聲，將空間場所內(nèi)聲音進(jìn)行轉(zhuǎn)換，調(diào)整到該環(huán)境最適合的狀況。在某些省染色較輕的環(huán)境中，也能用到這種技術(shù)，并有意識(shí)地增加一些期望效果來模擬某個(gè)大廳或戶外聲音。


音頻領(lǐng)域的很多高級(jí)復(fù)雜的工程都是由好幾個(gè)廠商共同完成的，相關(guān)的技術(shù)和產(chǎn)品包括了協(xié)助共振系統(tǒng)(AR)、多通道混響系統(tǒng)(VRA)、多通道立體混響系統(tǒng)(MCA)、早期反射能量系統(tǒng)(ERES)，按需混響系統(tǒng)(RODS)，聲音控制系統(tǒng)(ACS)，聲音混響增強(qiáng)系統(tǒng)(LARES)，聲音性能增加系統(tǒng)(SIAP)以及主動(dòng)音場控制系統(tǒng)(AFC)。雅馬哈公司推出的主動(dòng)聲場控制系統(tǒng)(ACF)是電子建筑的一項(xiàng)創(chuàng)舉，作為一款集成產(chǎn)品，為聲學(xué)設(shè)計(jì)師和安裝商提供了更低成本的選擇方案。該技術(shù)與其他競爭對(duì)手產(chǎn)品不同之處在于，主動(dòng)聲場控制系統(tǒng)是基于A-SF技術(shù)，采用了反饋回路，在無需改變物理情況下就能改進(jìn)房間現(xiàn)有的聲學(xué)設(shè)備。ACF能夠改變觀眾對(duì)建筑聲音的聽覺感，如混響、喧鬧聲以及空間 感。此外，ACF還能增強(qiáng)早期反射，提高在非理想狀況下的聲音質(zhì)量。通過隨時(shí)間改變的FIR(有限脈沖響)過濾器延長反射時(shí)間，增加FIR過濾器(統(tǒng)一分配增強(qiáng)后的發(fā)射聲音)增益，ACF能夠增加反射聲音，同時(shí)，通過增強(qiáng)側(cè)面反射聲音，還能加強(qiáng)聲音的空間感。系統(tǒng)還可進(jìn)行調(diào)整，能夠存儲(chǔ)預(yù)設(shè)，將房間按照期望的效果進(jìn)行配置。作為一款可編程的DSP產(chǎn)品，ACF還可進(jìn)行升級(jí)。

二 結(jié)論

在過去20多年中，音頻DSP應(yīng)用到了我們生活的方方面面。手機(jī)、電腦、家庭影院系統(tǒng)、語音識(shí)別系統(tǒng)以及其他應(yīng)用都隨著設(shè)備的發(fā)展而發(fā)展。我們相信，隨著廠商不斷致力于處理能力的研發(fā)，DSP將會(huì)在我們生活中得到更廣泛的應(yīng)用。