擴聲系統中的DSP問(wèn)題

4 動(dòng)態(tài)處理

最早期的DSP應用中，動(dòng)態(tài)處理是非常重要的一個(gè)應用，其中包括了壓縮、限制、擴展、門(mén)控以及各種設備的整合。在這個(gè)領(lǐng)域中，模擬電路雖然非常高級、先進(jìn)，但DSP產(chǎn)品也緊跟其發(fā)展，在適應性、聲音質(zhì)量和設備的細微差別方面沒(méi)有絲毫滯后。DSP產(chǎn)品能夠同步處理多個(gè)通道信號，使其在性?xún)r(jià)比方面非常突出，同時(shí)，DSP產(chǎn)品還能處理單個(gè)信號。除了獨立單元設備外，很多產(chǎn)品中都開(kāi)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用更為廣泛。DSP成本較低，使用多個(gè)頻率帶處理器經(jīng)濟可行。智能和預查緩沖模式得以廣泛應用，將繼續推動(dòng)動(dòng)態(tài)處理技術(shù)的發(fā)展，尤其是沒(méi)有音頻工程師值守時(shí)，應用更加普遍。

5 均衡

在音頻擴聲系統中，均衡是極為重要。均衡在音頻擴聲系統中的作用就如信號通道中的放大器作用一樣基礎、重要，音視頻行 業(yè)內的很多人士對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)還是穩定音頻信號，彌補房間的各種缺陷，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(jiǎn)單地取代了傳統的模擬電路，有了DSP均衡器，無(wú)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最合適的均衡器。最重要的是，高級DSP均衡器能夠克服由于線(xiàn)路失真導致的過(guò)濾重疊區移相。

6 混合、切換和信號路由

在任何音頻系統中，混合器、切換器和信號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/機械性設備發(fā)展成了音頻/邏輯型設備，提供完整的數字服務(wù)。DSP在這些領(lǐng)域的應用有著(zhù)很大的空間。TOA公司引領(lǐng)了混合器/路由器/信號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產(chǎn)品。其中的一些設備幾乎包括了我們本文中談及到DSP工具的一切功能。一體化設備的應用在許多情況下將音頻系統轉換成了“應用集中式”設計，這與線(xiàn)纜集中式設計相對立，主要是由于單個(gè)元件整合到多樣性應用中產(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元件設計成為數字混合，雙放大、3倍放大或者串聯(lián)電路后，設計商就能夠根據自己的意愿來(lái)建立系統，如多功能會(huì )議室、舞廳、表演場(chǎng)所以及運動(dòng)場(chǎng)所等。DSP發(fā)展有望加速音頻系統朝著(zhù)由多功能DSP設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(zhù)其他效果的產(chǎn)生。本質(zhì)上講，這些效果都是由動(dòng)態(tài)和平衡效果結合而產(chǎn)生，包括了回聲、混響聲、移相、項便、變頻濾波等。通常，在擴聲系統中(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、有趣的應用。這些效果主要應用到演出中，為藝人表演產(chǎn)生更好的聲效?；祉懯亲畛Ｓ玫男Ч?mdash;—按規定路徑在實(shí)況擴聲系統產(chǎn)生混響。然而，混響技術(shù)在質(zhì)量上有著(zhù)很大的差異，是DSP設計商考慮的最為重要的部分。

8 音調糾正、變調和諧調

DSP發(fā)展中，音調糾正和諧調是一個(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能夠將歌手的走調音自動(dòng)調整到準確地音調位。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)正在走向擴聲系統。變調是一種伴襯效果，在需要的時(shí)候調換歌手的聲音。諧調與音調糾正非常貼近，將變調音覆蓋在原始信號和糾正信號上層，或疊加在下層。諧調通常是在演唱中產(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(jiàn)的擴聲系統應用中，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_(kāi)始是應用到音頻會(huì )議和視頻會(huì )議系統中，現在成了會(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)都將這些功能應用到了麥克風(fēng)混合器、音視頻會(huì )議混合設備和視頻會(huì )議編碼器中?；芈暼∠鞣治鳆溈孙L(fēng)的音頻信號，并使用一個(gè)參照麥克風(fēng)來(lái)測量會(huì )議室中的回聲信號。然后將回聲以及輸出信號產(chǎn)生原始反射和后續反射聲消除掉。隨著(zhù)回聲消除技術(shù)的發(fā)展，功能逐步增多，增加了實(shí)時(shí)調節功能等。在回聲取消和抑制發(fā)展方面，以后可能還會(huì )包括更長(cháng)的取消持續時(shí)間，降低成本，更高的取樣分辨率，融入到其他類(lèi)型的音頻設備中。

10 電子建筑

在過(guò)去20多年中，音頻DSP的應用不斷發(fā)展，現在主要應用到了大型的多功能演出場(chǎng)所，DSP技術(shù)應用目的逐漸多樣化、異同化。“電子架構”或“電子擴聲適用于那些自身空間不適合用于表演的場(chǎng)所，例如影劇院、交響樂(lè )廳等通常都設計了反射場(chǎng)所和高度擴散功能。使用了DSP技術(shù)的電子建筑系統能夠模仿自然發(fā)射聲，將空間場(chǎng)所內聲音進(jìn)行轉換，調整到該環(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)，并有意識地增加一些期望效果來(lái)模擬某個(gè)大廳或戶(hù)外聲音。


音頻領(lǐng)域的很多高級復雜的工程都是由好幾個(gè)廠(chǎng)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(AR)、多通道混響系統(VRA)、多通道立體混響系統(MCA)、早期反射能量系統(ERES)，按需混響系統(RODS)，聲音控制系統(ACS)，聲音混響增強系統(LARES)，聲音性能增加系統(SIAP)以及主動(dòng)音場(chǎng)控制系統(AFC)。雅馬哈公司推出的主動(dòng)聲場(chǎng)控制系統(ACF)是電子建筑的一項創(chuàng )舉，作為一款集成產(chǎn)品，為聲學(xué)設計師和安裝商提供了更低成本的選擇方案。該技術(shù)與其他競爭對手產(chǎn)品不同之處在于，主動(dòng)聲場(chǎng)控制系統是基于A(yíng)-SF技術(shù)，采用了反饋回路，在無(wú)需改變物理情況下就能改進(jìn)房間現有的聲學(xué)設備。ACF能夠改變觀(guān)眾對建筑聲音的聽(tīng)覺(jué)感，如混響、喧鬧聲以及空間 感。此外，ACF還能增強早期反射，提高在非理想狀況下的聲音質(zhì)量。通過(guò)隨時(shí)間改變的FIR(有限脈沖響)過(guò)濾器延長(cháng)反射時(shí)間，增加FIR過(guò)濾器(統一分配增強后的發(fā)射聲音)增益，ACF能夠增加反射聲音，同時(shí)，通過(guò)增強側面反射聲音，還能加強聲音的空間感。系統還可進(jìn)行調整，能夠存儲預設，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。

二 結論

在過(guò)去20多年中，音頻DSP應用到了我們生活的方方面面。手機、電腦、家庭影院系統、語(yǔ)音識別系統以及其他應用都隨著(zhù)設備的發(fā)展而發(fā)展。我們相信，隨著(zhù)廠(chǎng)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用。