心理声学音频信号处理技术可以补偿在声学和音频传送链条中占一半.PDFVIP

今天，大多数的消费电子产品都可以传送、储存或者放大高品质的数字音频流。然而，受小 扬声器本身声学特性的限制和嘈杂听音环境的影响，我们听到的由小扬声器发出的声音的质 量却并未获得显著的改善。必威体育精装版的心理声学喇叭补偿算法通过对频率响应和动态范围缺陷的 补偿可以显著地改善主流消费类电子产品的声音质量。这些产品包括手提电话，液晶电视， 手提电脑和便携式音响系统等。 当今数字产品的音频局限性 在过去的十年中，数字音频在录制、传送和放大等方面都取得了显著的进步，从而使几乎所 有的设备都能够产生高品质的音频信号。然而受声学或音频传送链所限，这些进步并不是都 能够真正的提高消费电子产品的音质。如图1 所示，声学和感知在整个音频传输链条中占据 了一半的位置，但十年间对他们的改善却停滞不前。如今在很多较小的、较簿的，需要更有 效率的数字产品中，小扬声器对音质的限制变得比十年前更加严重。 如果要继续改善已经取得长足进步的数字音频的录制、压缩和放大，消费者需要花费几千美 元去进一步提高音频电子设备，音箱和房间的声学特性。但结果可能收效甚微，即使有改善， 在对喇叭尺寸和功耗都有较大限制的主流消费类音频产品中也几乎不可能体现出来。相反， 声学上的限制才是影响小扬声器音质的瓶颈，因此通过改善音频传送链条来提高主流消费电 子产品的音质会取得事倍功半的效果。 图1：音频传送链条上的局限性。 心理声学音频信号处理技术可以补偿在声学和音频传送链条中占一半地位的感知的 限制。作为世界领先的专业音频信号处理软件开发者，Waves Audio公司提供一整 套对扬声器的声学限制，高背景噪音和非线性人类感知进行补偿的、完整的DSP算 法. 这些技术运用在DSP 算法中，补偿了音频信号在还原系统中所受到的由频率响应， 动态范围和声学环境带来的限制。Waves 解决方案可使用在定制的、低成本的DS P 产品中，也可使用在可向第三方DSP 半导体器件授权的算法和针对微软Vista 操 作系统的音频处理结构中(APOs)。 听觉上的音频限制 1. 人类听觉系统的能力 音频传送链最后一个环节是人类的听觉。很多研究显示，决定听到的声音质量的两 个主要因素是频率响应和动态范围。人耳可听到很广的声音频率和动态范围。如图 2 声音感知窗口显示。Fletcher-Munson 等响度曲线也有同样的解释。虚线是绝对听 觉极限(ATH)。在这条线以下灰色部分显示的是人耳不能听到的频率。人类听觉系 统一个主要的限制是由于在低频范围内有快速的滚降而不能听到更低、更轻微的声 音。 图2：人类听觉的音频感知窗口。 人类本身对最大可感知的音量的是无限制的。但是，长时间的高音量环境则会损坏 人类的听觉。120 分贝的声压级(SPL)被普遍认为短期内不会损坏听力的最大的音 量。 2. 音频录制混录和母版制作 考虑了听觉系统频响和动态限制之后，自然要考虑音频传送链的第一个环节。专业 音响人士在电影，音乐，视频游戏的内容创作上是如何利用频响和动态范围的呢? 专业人士在音频内容创作和录制上针对预期的听音环境来优化频响和动态范围。这 个优化音频内容的过程称为母版制作(Mastering)。电影音乐是为大型的、高质量的 电影院而做的优化。大部分的流行音乐是针对汽车音响和舞厅而优化的。 Soundelux 的总监Scott Gershin 说：“在电影声轨的母版制作中一个最重要的目的 是给听众在音乐和效果中提供更多的色彩。通过使用现今影院环境中的全部的频率 和动态范围，我们可以使听众最大限度的沉浸其中并得到共鸣。相同的电影声轨通 常被编辑后也被电视传输和DVD 所使用。不幸的是，大多数的消费产品不能够匹配 影院的频率和动态范围，其结果就是造成了感知到的音频质量的巨大损失。” Soundelux 成立于1982 年,是一家领先的声音后期制作公司。它已经和好莱坞几乎 所有的电影公司合作，给内容制作提供全面综合的专业音频制作和服务。 3. 电影院和高质量的还音环境 除了在顶级音乐厅听交响乐，如今大部分的电影院为消费者提供了最佳的声音系统。 高级的电影院使用整套大型的扬声器，包括低音炮阵列和一个精心设计的房间声学 环境。这样可以提供宽阔的频响和很高的声压级(SPL)。这些电影院还有很好的隔音， 吸音设计，使得非常安静的片断也可以被清晰的听到而不是被背景噪声所掩蔽。音 乐厅，大型电影院和高端的家庭影院系统的声音还原往往有令人满意的效果。他们 可以表现宽广的频响和动态范围，可以把音频内容的创作者想要的音质和情感冲击 带给听众。因此，电影声轨和高品质电影院就是为传送覆盖几乎整个人类可感知的 频响和动态范围的内容