《電子技術(shù)應(yīng)用》
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3D音頻處理――一個(gè)蘊(yùn)含巨大商機(jī)的金礦

2010-05-12
作者:張國(guó)斌

    2010年,中國(guó)高清平板市場(chǎng)井噴!但是很多消費(fèi)者在觀賞高清視頻節(jié)目時(shí)總覺(jué)得電視音響效果還不如當(dāng)初CRT電視,為什么會(huì)有這樣的脫節(jié)體驗(yàn)?其實(shí)仔細(xì)看看你家中的電視就明白了,我們的電視已經(jīng)從最早的模擬黑白電視升級(jí)到高清LED背光3D電視了,但是其音響系統(tǒng)依然在沿用以前的技術(shù),改變只是音頻輸出功率的大小和電視揚(yáng)聲器外形的變化,這就是為什么在高清視頻時(shí)代聽(tīng)覺(jué)體驗(yàn)似乎嚴(yán)重下降了,沒(méi)錯(cuò),針對(duì)聽(tīng)覺(jué)的音響技術(shù)發(fā)展其實(shí)是嚴(yán)重滯后了,雖然有高清廣播但是我們聽(tīng)覺(jué)體驗(yàn)依然是雙聲道立體聲效果,很多人難以享受到3D音頻的美妙體驗(yàn),是消費(fèi)者沒(méi)有這方面的需求嗎?答案當(dāng)然是no,人對(duì)愉快體驗(yàn)的需求是永無(wú)止境的,,那么是什么原因造成了音視頻發(fā)展的不平衡?

    “以往半導(dǎo)體公司和消費(fèi)者在視覺(jué)體驗(yàn)上投入了過(guò)多的精力和財(cái)力,但是忽視了聽(tīng)覺(jué)體驗(yàn)的改善。”Sontia公司亞太區(qū)總經(jīng)理譚軍博士在接受電子創(chuàng)新網(wǎng)獨(dú)家采訪時(shí)指出,“這就造成了現(xiàn)在聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)體驗(yàn)脫節(jié)的現(xiàn)象,實(shí)際上,平板電視的誕生更加劇了聽(tīng)覺(jué)體驗(yàn)的惡化,因?yàn)閮?yōu)質(zhì)電視音響的設(shè)計(jì)要素和平板電視的外形設(shè)計(jì)是沖突的。”

    他指出要設(shè)計(jì)好的電視音響則需要有好的揚(yáng)聲器單元、大的電視機(jī)空間(便于散熱)、更好的揚(yáng)聲器空間分離(實(shí)現(xiàn)雙聲道立體聲效果)、對(duì)低頻補(bǔ)償,但是看看現(xiàn)在平板電視,基本是否定了這些要素:例如LCD-TV在采用LED背光后變的更薄、很多液晶電視的音箱放置于電視底端造成空間分離不明顯、由于電視變薄散熱問(wèn)題加劇廠商把音頻輸出功率降低,所有這一切造成了了一個(gè)后果:電視機(jī)屏幕越大聽(tīng)覺(jué)體驗(yàn)越差!

電視機(jī)屏幕越大聽(tīng)覺(jué)體驗(yàn)越差

     當(dāng)然,對(duì)于音響發(fā)燒友來(lái)說(shuō)這個(gè)問(wèn)題能輕易解決--通過(guò)在家中擺放7、8個(gè)音箱來(lái)營(yíng)造環(huán)繞立體聲音場(chǎng)提升聽(tīng)覺(jué)體驗(yàn),但是畢竟這個(gè)世界發(fā)燒的人只是少數(shù),對(duì)于大多數(shù)普通消費(fèi)者來(lái)說(shuō),如何完成這么多音箱的布線?如何完成調(diào)試?如何解決這個(gè)頭疼難題?

答案是“條形音箱(sound bar)”

    條形音箱也稱數(shù)字投聲儀--類似數(shù)字投影儀,它是一個(gè)有源音箱,通過(guò)數(shù)字處理技術(shù)將3D音場(chǎng)重現(xiàn)出來(lái),重現(xiàn)類似5.1或者7.1音場(chǎng),“條形音箱實(shí)際上采用的是心理聲學(xué)原理,我們實(shí)際上,我們聲源定位的主要因素為兩耳的時(shí)間差和強(qiáng)度差,大腦通過(guò)比較時(shí)間差和強(qiáng)度差確定聲源,所以我們聽(tīng)到了三維立體聲音。”譚軍解釋說(shuō),“條形音箱中的DSP對(duì)根據(jù)人的心理聲學(xué)特點(diǎn),讓不同頻率的聲音以不同時(shí)間到達(dá)你的雙耳,所以在大腦中重建出3D音場(chǎng)來(lái)。”

人的聽(tīng)覺(jué)分析
人的聽(tīng)覺(jué)分析

    在實(shí)際應(yīng)用中,條形音箱主要置于平板電視下方。如下圖所示:
條形音箱主要置于平板電視下方

     “條形音箱代表著家庭影院音頻的新一代演變,它提供了一個(gè)不需要安裝多個(gè)揚(yáng)聲器就可以讓你身臨其境的環(huán)繞聲。在國(guó)外, 條形音箱價(jià)格從低端的$200以下一直延伸到高端的$2000以上,音箱幾乎跟平板顯示器一樣寬。”譚軍指出,“條形音箱不一定非要用于平板電視,更可以延伸到DVD播放機(jī)、ipod底座、PC多媒體音箱等一般消費(fèi)品,目前全球80%的音箱都是中國(guó)廠商制造的,所以這個(gè)技術(shù)的普及給本土廠商的產(chǎn)品換代升級(jí)提供了很好的基礎(chǔ)。”

優(yōu)質(zhì)條形音箱的設(shè)計(jì)要領(lǐng)

    條形音箱滿足了消費(fèi)者的需求,所以誕生后受到歐美消費(fèi)者的追捧,市場(chǎng)規(guī)模高速增長(zhǎng),目前雅馬哈、三星以及一些國(guó)內(nèi)廠商已經(jīng)進(jìn)入條形音箱市場(chǎng),不過(guò),現(xiàn)在市場(chǎng)的條形音箱的質(zhì)量卻是良莠不齊,主要的原因是制造商對(duì)于聲音處理和還原采用的算法差異。

    譚軍指出,要設(shè)計(jì)好的條形音箱必須具備如下條件:

1、好的揚(yáng)聲器單元– 功力比電視里現(xiàn)有的揚(yáng)聲器更大,至少100瓦;
2、專業(yè)的數(shù)字音頻處理技術(shù),使用虛擬技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)房間四周有多種揚(yáng)聲器的效果,造成一個(gè)真正讓你身臨其境的環(huán)繞聲– 例如,只要用三個(gè)揚(yáng)聲器就能模擬虛擬環(huán)繞聲
3、 通過(guò)心理聲學(xué)虛擬技術(shù)的應(yīng)用來(lái)產(chǎn)生了一個(gè)完整的三維聲場(chǎng)– 心理聲學(xué)虛擬技術(shù):在不同的時(shí)間從不同的揚(yáng)聲器傳播不同的內(nèi)容來(lái)來(lái)模擬一個(gè)寬敞的聲場(chǎng)。
4、最終挑戰(zhàn):制作出一個(gè)“自然而不經(jīng)過(guò)很多處理”的聲音– 如何把以上各種技術(shù)嵌入到一個(gè)最終產(chǎn)品?同時(shí)保持在一個(gè)價(jià)格合理的物料清單。

    一句話,要做好條形音箱,就必須非常熟悉音頻處理,“由于現(xiàn)在的音頻處理模型建立在九十年代MIT的模型上,很多數(shù)據(jù)需要更新,所以Sontia公司和南安普頓大學(xué)合作建立了全球的聽(tīng)覺(jué)模擬數(shù)據(jù)庫(kù),傳統(tǒng)的空間化處理專注于產(chǎn)生一些華而不實(shí)的新功效,而Sontia的目標(biāo)是首先產(chǎn)生一個(gè)世界級(jí)的音頻品質(zhì),其次再加入新穎的功能和3D效果。”譚軍指出,“現(xiàn)有的技術(shù)像串音消除和古老的HRTF技術(shù)會(huì)造成發(fā)出僵硬而有延遲的聲音,很明顯是人工制作的;在劣質(zhì)處理器上應(yīng)用常見(jiàn)技術(shù)來(lái)提高編碼效率會(huì)引發(fā)高延遲及不同步。 過(guò)度地使用均衡器和補(bǔ)償?shù)氖д娴牡鸵籼幚韥?lái)“作弊”實(shí)現(xiàn)和聲。這些在sontia的音箱上都聽(tīng)不到。”

    中國(guó)有句古話是“耳聽(tīng)為虛”,其實(shí)人的耳朵是最敏感的,所以Sontia注重給消費(fèi)者一個(gè)有深度和廣度的純自然音質(zhì),這種體驗(yàn)是以前難以體會(huì)到的。“Sontia的這個(gè)算法是獲得專利的,我們可以和本土電視機(jī)廠商、消費(fèi)電子廠商一起升級(jí)音響效果,實(shí)際上對(duì)每個(gè)廠商的音箱而言這都是量身定做的,因?yàn)槲覀兊乃惴ㄒ鶕?jù)每家產(chǎn)品的特點(diǎn)進(jìn)行修改以達(dá)到最佳效果。”

    Sontia的業(yè)務(wù)模型比較有特點(diǎn),也采用授權(quán)模式,主要模式是Sontia授權(quán)其3-聲道條形音箱參考設(shè)計(jì),Sontia為OEM提供了一個(gè)可以直接生產(chǎn)的完整套裝,或者采用預(yù)付版權(quán)費(fèi)以及與銷售量有關(guān)的版權(quán)費(fèi)模式,Sontia未來(lái)的產(chǎn)品走向?qū)⑾蚋叨藯l形音箱參考設(shè)計(jì)、便攜式多媒體播放器的底座(iPod)以及Sontia的數(shù)字音頻處理技術(shù)直接嵌入到電視里中的軟件解決方案發(fā)展。

 Sontia 條形音箱產(chǎn)品具體信息

Sontia 條形音箱產(chǎn)品具體信息

    調(diào)研公司估計(jì),2010年中國(guó)高清平板電視預(yù)計(jì)銷售4000萬(wàn)臺(tái),加上已經(jīng)2009年銷售的2400萬(wàn)臺(tái),僅中國(guó)高清電視保有量近7000萬(wàn)臺(tái),如此巨大的市場(chǎng)孕育了對(duì)條形音箱巨大的需求。“這個(gè)技術(shù)還可以應(yīng)用到筆記本電腦、ipod底座、MP3播放器等消費(fèi)電子產(chǎn)品上,所以這個(gè)技術(shù)的前景非常好!”譚軍強(qiáng)調(diào),“我們的愿景是創(chuàng)造出一個(gè)數(shù)字音頻的新標(biāo)準(zhǔn)!”

     這位前ARM中國(guó)區(qū)總裁對(duì)和ARM第一任CEO以及曾經(jīng)投資ARM的VC一起投資的Sontia公司未來(lái)充滿信心,25年前,他們中的兩人催生了ARM公司,未來(lái),Sontia是否會(huì)和ARM一樣在音頻處理領(lǐng)域笑傲群雄?答案似乎在逐漸明朗!

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