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消费性设备音效技术的应用与发展

时间:2019-06-10 17:57来源:网络整理 作者:管理员 点击:

消费性设备音效技术的应用与发展


一般被笼统地解释是声音的质量,其实在众多技术中,音质包含了三方面的内容,分别为:声音的音高(音效的强度和幅度)、声音的音调(音效的频率或每秒变化的次数)、声音的音色(音效泛音或谐波成分),这么解释对许多人来说,还是非常空洞的概念。

兼具个人化与独特性的声音技术

在过去几年中,由于消费性及家庭用相关电子产品表现与成长,在市场中受到相当程度的瞩目,进而造就了包括:数字讯号处理技术、音效编码技术、数字内容储存,甚至是无线通讯等技术的表现受到瞩目,藉以满足消费者日益提升的期望。而不论新的产品、新的服务、新的技术,或者是新的市场商机陆续涌现,虽然声音内容与收听方式,尚在未定之天的市场混战中,不过其中的几项音效技术与市场已渐渐显露出耀眼的光芒。

甚至,有越来越多的消费者为了追求独特性,已经开始要求个人所使用的音效设备能具有自行创建独特性的多媒体娱乐音效,因此商业化的媒体及节目将受到巨大的影响,新兴的音效设备与功能便孕育而生,包括:可随时连结无线、有线网络,甚至在小型语音邮件、电话会议等设备的应用,能进一步将显示屏幕整合为具有声音效果的扬声设备及麦克风的附加功能。

在多声道音效与视频等多娱乐系统中,其扬声设备数组设计将可取代过去线材的不便性,甚至扬声设备的数组化设计技术,还将促使真正的双显示电视系统的诞生,也就是在收看电视时,左右两侧收视者更可以收听到不同声道所播放出来的音效。另外,数字高画质电视也将有机会整合到视讯会议及显示等特性,并结合波束形成麦克风或扬声设备数组,为1个到多个用户提供最佳化的音效清晰度。

一般来说,在视听设备中分布2个或多个麦克风,其数组效果不旦能够提升音效清晰度,还可降低背景噪音可能造成的干扰,若将该技术大量应用到消费设备,如:手机、个人计算机、家庭音效系统与视频系统中。而扬声设备的数组设计方面,还可以用在小型而集中区域里,就像展场中的展示室、说明室中建构声音锥区,同时,使用者还可以透过此数组建构一个安静锥区,藉以降低集中区域中的干扰噪音。

从听见声音到享受声音

这几年来,数字讯号处理器(Digital Signal Processor;DSP)在消费市场中的电子产品应用,其影响力大举进入人们的生活。由于生活质量的提升,对于音效的需求,已渐渐从单纯的声音聆听升级为听觉上的享受。其中,由于DSP所具备的强大功能,且具备弹性化设计、精确、抗干扰强、设备尺寸小、低成本与高效率的音效技术,让众多消费性等音效设备提升到另一个更高的层级。这都是因为日以精进的技术,不但可以让产品性能获得提升,更使得未来的数字讯号处理器,除了能够支持多声道,达到精密级的处理演算技术之外,更可以整合扬声器与麦克风设备,再经过持续改善使其成为具有高效能的演算技术,将可自动搭载到不同的收听环境;换句话说,就是在不同场所的应用,加强音响的音效功能与提高效果。比方说,在舒适、具临场感的家庭视听中,可以让最真实的声音效果呈现在独立性较高的家庭剧院中;又或者可以透过耳机设备让使用者感受到有如剧场般的真实效果。

因此,以上述的应用角度来看,数字讯号处理器便能依照收听区域的大小变化,便可自动进行调整的功能,并广泛地支持自动调整音效效果,例如:背景声音、回声、声音反馈(Feedback),以及实体扬声器与transducer的实时调整,藉此改善声音环境中多项音效等娱乐设备,使该产品的播放音质获得最佳化状态,而在音效讯号部分也具有修正功能,提供数字扩大器高质量、高稳定性及可重复之执行效能。相信在不久的将来,数字讯号处理器能够针对特定的应用环境,自由地选择扬声设备还是耳机设备,再经过精密的演算之后,根据所得到的数据实时调整播放音效的听觉效果。

编解碼左右声音优劣好坏

MP3格式可能是目前最主流的数字式音效编码与播放格式,其基本原理是依据人类耳朵对音效失真的敏感程度来进行最佳化的压缩,再进一步过滤人耳听不到的讯号成分,最后编码成为「MP3」档案格式。另外,其它还包括,MP3Pro、AAC、ePAC、AC-3、Ogg-Vorbis,以及WMA等音效编译码,大都是采用类似的perceptual subband技术,这与MP3在数据压缩比及改善音效质量方面有很大的不同,因此这更需要快速的处理器,以及更为复杂化的编码技术。

基本上,设计者为了加强光盘片音效式收音机的音效质量,大都是采用编码器达成12:1至 24:1的大小压缩比,并将输入的仿真视音频讯号转变成MPEG-IV格式的实时IP数据流的设备,可以实现高质量的视音效编码,满足使用者对于音效的要求。另一方面,使用者通常将这些编/译码器的质量与 CD 播方质量进行相互比较。编码器制造商将光盘级质量定义为—听者无法将其与光盘音频区分的质量。

在合成音效编码部分,也就是结构音频(structured audio;SA),但实际上则为电子乐器的数字接口 (MIDI),用在控制乐器(如:合成器)的业界标准通讯协议,并结合数字音效与使用结构音效记分语言的命令(Simple Authentication and Security Layer;SASL)。音效结构管弦乐器合成引擎支持播放大多数(若非全部)乐器声音。声音内容进行分别压缩后,在回放过程中利用合成管弦乐进行同步处理,继而播放音乐。

由于大多数声音数据为合成数据(SA管弦乐文件指令与MIDI 文件指令类似),SA 文件大小以及压缩比接近100:1。由于回放设备将歌曲重混音,设备还能根据收听环境选择理想的混音方式。比方说,运用在家庭环境中的音响设备,大多采用 5.1 杜比数位讯号或DTS音效,若是携带式属于个人收听的设备则运用了耳机混音器,在车内则使用4声道混音器。由此可见,不同的应用场所有不同的音效设计。

个人3C等消费品也要有杜比音效

在电影市场奉为音效龙头的杜比(Dolby)除了在电影市场中叱咤风云之外,近来在消费性产业中也颇有斩获,具有杜比标志的解决方案,将有助消费性产品开发具有终极杜比音效功能的产品,优化消费者的娱乐体验。由于「数字Plus」及 「MLP无耗损」的压缩技术,不仅可以提供更优异的性能,进一步广泛地应用在消费市场中的音效、汽车、个人计算机以及游戏市场中。

Dolby Digital Plus作为Dolby Digital次世代的拓展技术,也是一项复杂度且适用性较高的音效编译码技术,专为音效与视频广播及音效存储系统而设计。由于Dolby Digital Plus广播具有高效的传输速率,在5.1 声道音频传播速率小于 320kbps,并能够搭载至少 8 个多声道音效节目,同时Dolby Digital Plus还能够在单一编码位流支持多种语言。因此,可以杜比 MLP无耗损压缩技术称之为多声道、立体声 DVD音效的核心技术之一。

当使用者的音乐储存在MP3播放产品中,而影音是大众行动装置的主流,由于储存成本逐年降低,各式储存媒介的容量不断提高,而朝向小型化与高容量发展。在储存的数字讯号内容方面,如:家用DVD录像机及 MP3 播放器能够协助使用者建构属于个人化的内容,不受任何商业广告打扰的无线电台,而因特网的应用也将依照使用者的需求,进而传递所需的数字内容,以及提供与目前广播媒体性能相当的数字音效/视频系统。

理论上音效信号的编码技术是根据心理声学原理为基础,运用人类听觉上的心理特性,让人们能够感受到的声音讯号完整的记录下来,进一步达到减少数据储存量避免降低音质为最主要目的。虽然MP3的听觉效果无法与CD、MD相比,但已经开始有越来越多的使者者对MP3的音质还是相当要求的。因此,不仅在购买时要选择音质较好的机器,更喜欢在购买后对产品内置的音效加以细化的调节。

(责任编辑:admin)
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