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标题: 3D音频处理 [打印本页]

作者: admin 时间: 2015-5-1 19:13
标题: 3D音频处理
　　2010年，中国高清平板市场井喷！但是很多消费者在观赏高清视频节目时总觉得电视音响效果还不如当初CRT电视，为什么会有这样的脱节体验？其实仔细看看你家中的电视就明白了，我们的电视已经从最早的模拟黑白电视升级到高清LED背光3D电视了，但是其音响系统依然在沿用以前的技术，改变只是音频输出功率的大小和电视扬声器外形的变化，这就是为什么在高清视频时代听觉体验似乎严重下降了，没错，针对听觉的音响技术发展其实是严重滞后了，虽然有高清广播但是我们听觉体验依然是双声道立体声效果，很多人难以享受到 3D音频的美妙体验，是消费者没有这方面的需求吗？答案当然是no，人对愉快体验的需求是永无止境的，，那么是什么原因造成了音视频发展的不平衡？
　　“以往半导体公司和消费者在视觉体验上投入了过多的精力和财力，但是忽视了听觉体验的改善。”Sontia公司亚太区总经理谭军博士在接受电子创新网独家采访时指出，“这就造成了现在听觉和视觉体验脱节的现象，实际上，平板电视的诞生更加剧了听觉体验的恶化，因为优质电视音响的设计要素和平板电视的外形设计是冲突的。”
　　他指出要设计好的电视音响则需要有好的扬声器单元、大的电视机空间（便于散热）、更好的扬声器空间分离（实现双声道立体声效果）、对低频补偿，但是看看现在平板电视，基本是否定了这些要素：例如LCD-TV在采用LED背光后变的更薄、很多液晶电视的音箱放置于电视底端造成空间分离不明显、由于电视变薄散热问题加剧厂商把音频输出功率降低，所有这一切造成了了一个后果：电视机屏幕越大听觉体验越差！

　　当然，对于音响发烧友来说这个问题能轻易解决－－通过在家中摆放7、8个音箱来营造环绕立体声音场提升听觉体验，但是毕竟这个世界发烧的人只是少数，对于大多数普通消费者来说，如何完成这么多音箱的布线？如何完成调试？如何解决这个头疼难题？
　　答案是“条形音箱（sound bar）”
　　条形音箱也称数字投声仪－－类似数字投影仪，它是一个有源音箱，通过数字处理技术将3D音场重现出来，重现类似5.1或者7.1音场，“条形音箱实际上采用的是心理声学原理，我们实际上，我们声源定位的主要因素为两耳的时间差和强度差，大脑通过比较时间差和强度差确定声源，所以我们听到了三维立体声音。”谭军解释说，“条形音箱中的DSP对根据人的心理声学特点，让不同频率的声音以不同时间到达你的双耳，所以在大脑中重建出3D音场来。”

人的听觉分析

　　在实际应用中，条形音箱主要置于平板电视下方。如下图所示：

　　“条形音箱代表着家庭影院音频的新一代演变，它提供了一个不需要安装多个扬声器就可以让你身临其境的环绕声。在国外，条形音箱价格从低端的$200以下一直延伸到高端的$2000以上，音箱几乎跟平板显示器一样宽。”谭军指出，“条形音箱不一定非要用于平板电视，更可以延伸到DVD播放机、ipod底座、PC多媒体音箱等一般消费品，目前全球80％的音箱都是中国厂商制造的，所以这个技术的普及给本土厂商的产品换代升级提供了很好的基础。”
　　优质条形音箱的设计要领
　　条形音箱满足了消费者的需求，所以诞生后受到欧美消费者的追捧，市场规模高速增长，目前雅马哈、三星以及一些国内厂商已经进入条形音箱市场，不过，现在市场的条形音箱的质量却是良莠不齐，主要的原因是制造商对于声音处理和还原采用的算法差异。
　　谭军指出，要设计好的条形音箱必须具备如下条件：
　　1、好的扬声器单元– 功力比电视里现有的扬声器更大，至少100瓦；
　　2、专业的数字音频处理技术，使用虚拟技术来实现房间四周有多种扬声器的效果，造成一个真正让你身临其境的环绕声– 例如，只要用三个扬声器就能模拟虚拟环绕声
　　3、通过心理声学虚拟技术的应用来产生了一个完整的三维声场– 心理声学虚拟技术：在不同的时间从不同的扬声器传播不同的内容来来模拟一个宽敞的声场。
　　4、最终挑战：制作出一个“自然而不经过很多处理”的声音– 如何把以上各种技术嵌入到一个最终产品？同时保持在一个价格合理的物料清单。
　　一句话，要做好条形音箱，就必须非常熟悉音频处理，“由于现在的音频处理模型建立在九十年代MIT的模型上，很多数据需要更新，所以Sontia公司和南安普顿大学合作建立了全球的听觉模拟数据库，传统的空间化处理专注于产生一些华而不实的新功效，而Sontia的目标是首先产生一个世界级的音频品质，其次再加入新颖的功能和3D效果。”谭军指出， “现有的技术像串音消除和古老的HRTF技术会造成发出僵硬而有延迟的声音，很明显是人工制作的；在劣质处理器上应用常见技术来提高编码效率会引发高延迟及不同步。过度地使用均衡器和补偿的失真的低音处理来“作弊”实现和声。这些在sontia的音箱上都听不到。”
<P> 　　中国有句古话是“耳听为虚”，其实人的耳朵是最敏感的，所以Sontia注重给消费者一个有深度和广度的纯自然音质，这种体验是以前难以体会到的。“Sontia的这个算法是获得专利的，我们可以和本土电视机厂商、消费电子厂商一起升级音响效果，实际上对每个厂商的音箱而言这都是量身定做的，因为我们的算法要根据每家产品的特点进行修改以达到最佳效果。”
　　Sontia的业务模型比较有特点，也采用授权模式，主要模式是Sontia授权其3-声道条形音箱参考设计，Sontia为OEM提供了一个可以直接生产的完整套装，或者采用预付版权费以及与销售量有关的版权费模式，Sontia未来的产品走向将向高端条形音箱参考设计、便携式多媒体播放器的底座（iPod）以及Sontia的数字音频处理技术直接嵌入到电视里中的软件解决方案发展。

Sontia 条形音箱产品具体信息

　　调研公司估计，2010年中国高清平板电视预计销售4000万台，加上已经2009年销售的2400万台，仅中国高清电视保有量近7000万台，如此巨大的市场孕育了对条形音箱巨大的需求。“这个技术还可以应用到笔记本电脑、ipod底座、MP3播放器等消费电子产品上，所以这个技术的前景非常好！”谭军强调，“我们的愿景是创造出一个数字音频的新标准！”
　　这位前ARM中国区总裁对和ARM第一任CEO以及曾经投资ARM的VC一起投资的 Sontia公司未来充满信心，25年前，他们中的两人催生了ARM公司，未来，Sontia是否会和ARM一样在音频处理领域笑傲群雄？答案似乎在逐渐明朗！

作者: 李小路 时间: 2020-10-1 20:04
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