浅析数码随身听主流音效

      技术文章 2005-2-20 0:41
随身听的生产厂商在努力提高产品的音质的同时也在音效上比拼,笔者就目前主流的几种用到随身听上的音效做简单的分析。由于随身听设备都是采用了耳机作为发生单元,所以在声道的选择上只有左右双声道,而音效技术是基于双声道,对整个声场进行模拟,因此我们首先得了解声学上的一些原理:
双耳效应:人的两只耳朵对同一声源发出的声音有着时间差,声强差和相位差,人耳的听觉可以根据上面说的这些微小的差别来确定声源的位置。耳廓效应:人耳的耳廓对声波,主要是低频段的声波的反射,产生的相位差对空间声源有着定位的作用(就这一点来看,耳机有着比耳塞在声场上更具优势的原因之一)人耳的定位机制:对于低频段主要是靠相位差来定位(这在前面的耳廓效应中已经提到了)在中频范围内靠声强差来定位,对高频部分就单纯靠时间差定位,稍做比较能看出来,人耳在对低频的地位最不准确,首先是低频部分在和中频部分同一个声强的情况下,人耳对中频段更加敏感,另外,由于低频声波的波长较长,容易反射,很容易是人耳在定位时发生错误。还有一个重要的原理是:头部关系传递函数(HRTF)人的听觉系统能对不同方位的声音产生不同的频谱,这就由HRTF来描述。有了上面几个效应,人耳的空间定位包括了水平垂直及前后4个方向,水平定位是靠双耳,垂直定位靠耳廓,前后定位和对环绕声场的感受是靠HRFT函数来实现的。虚拟环绕声技术的任务就是制造出和实际声源传播到人耳处一样的声波状态,使人脑对声源的位置有相应的判断。
而虚拟环绕立体声的实现是利用DSP把从解码芯片解码出来的声音信号,通过一系列函数精密的计算加工对声场进行模拟,再将信号送到耳放部分放大输出到耳机。

SRS(Sound Retrieval System)声音检索系统,是微软所力推的一种虚拟声音系统,SRS是非硬件三维声场,是从听觉心理学出发,模拟出一个三维声场,SRS根据立体声信号中能体现出来的环绕声记录在左、右声道中,将左右信号相加产生一个总的信号,然后再将两个信号互减产生两个差值信号,经SRS处理后的总信号、差值信号及周围的环境声场信息,提供给人耳。SRS对这两种信号进行处理,最终的声音符合人的听觉系统能够感知到最原始的声音分布,并且能够加强立体的声场。
采用SRS的随身听产品:apple iPod,三星 yepp系列,iRiver H系列
值得一提的是国产品牌魅族日前也得到了SRS实验室的授权,其产品全系列也可以搭载SRS音效了。

BBE技术是BBE Sound公司开发的声音系统,而该公司对于BBE技术有着非常严格的质量控制,BBE只是一个统称,实际上,BBE技术在面向不同应用的时候有不同的分枝,例如BBE Mach3Bass这是建立在BBE之上,用于提升低频能力的算法,它不同于一般的EQ方式的简单提升,由于通过一定的误差修正,因此它在提升低频的同时,并不会让有感觉到其它频率,特别是中频的衰减。而BBE MP的诞生是为了弥补有损压缩格式(包括MP3、ATRAC、OGG、WMA等)所带来的损失。通过BBE MP的补偿以后的音乐,会让人感觉到更加细腻。能够包含更多的音乐细节。
采用BBE技术的随身听产品主要是iAudio的MP3播放器。
就实际的听音效果来说,BBE技术实现的音效,在中频部分几乎没有什么损失,而SRS在这方面处理得并不完美,但是在临场感上SRS强于BBE。

iRiver Xtreme 3D音效技术
Xtreme 3D音效技术是iRiver联合飞利浦开发的。Xtreme 3D技术和其他虚拟环绕立体声技术不同,可以把EQ的调节和3D音效结合起来使用,用户可以自己设置不同频率段的dB数,其使用方法和Xtreme EQ一样,而利用DBE setting 的设置可以调节BASS的等级,加强重低音的效果,而在Xtreme 3D的等级上选择natural就可以了,maximum会使声音失真和严重。就具体聆听的效果而言,可能一部分人对这种模拟的声场不是很喜欢,主要听感就是中高频发虚,听起来不是很实在,虽然有环绕在里面,但是总是感觉不自然,如果你有这种感觉的话,建议你不要打开Xtreme 3D。

以上三种音效主要是用于MP3随身听中。而在MD随身听中,主要的音效技术是SONY的VPT(Virtual Phones Technology)和SHARP的杜比耳机系统(Dolby Headphone System)。VPT技术是SONY独立研发的,而杜比耳机系统则是SHARP联合杜比实验室一起开发的,在技术上具有封闭性,其技术采用的产品也只是局限在这两家公司所推出的MD随身听上,所以应用的范围不是太广泛。但是这两种技术也有其独到之处。

两种技术在实现的原理上和上述三种音效实现原理是一致的,VPT和杜比系统的差别在于其预设模式的不同,杜比耳机系统提供了听音室(STUDIO)、音乐厅(LIVE)和大型音乐会(DOOM)。三种设置在给人的空间感依次递增。而VPT则有四种预设声场,分别是STUDIO(录音棚),LIVE(现场),CLUB(俱乐部)和ARENA(广场),但是VPT的弱点是不能够和其他EQ一起开启,而杜比系统则可以实现和其X-BASS的同时启用。而在具体的听音过程中,杜比系统的临场感要稍好一些,在声场的宽度和深度上有明显的改善。而VPT在声场的宽度上有一种压抑的感觉,无法真实的还原声音的场景。VPT在处理上有明显数字音乐的特征,换句话说就是声音的失真比较严重,让一部分人不是特别适应。

总的来说,虚拟音效技术对于一些演唱会,现场录制的JAZZ音乐有很好的还原和模拟的能力,而对于大编制的交响乐,NEW AGE不太适用,由于部分虚拟音效技术在中频处理上不是太合理,造成了中频特别是人声的失真,发虚,所以对于人声也不太适合,开不开音效是要根据使用者欣赏的音乐种类和自己的感受来确定。


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