立体声上变换5.1环绕声的原理

立体声上变换5.1环绕声的原理
包振锴
【摘 要】除了最基本的方向、响度、音调和音以外,人耳的听觉还包括反映声音空间特性的因素,即双耳对周围环境产生的一种综合的整体印象,包括临场感、空间感和温暖感等.不断增加声音重放系统声道数,也就是为了能够将这些信息尽可能多的予以实现.血竭提取物
【期刊名称】《电声技术》
【年(卷),期】2015(039)003
【总页数】5页(P64-68)
【关键词】上变换;5.1环绕声;声像定位
【作 者】包振锴
【作者单位】广东电视台,广东广州510066
【正文语种】中 文
【中图分类】TN912.27
1 引言
语音系统近年来,随着高清电视、家庭影院、多媒体计算机、数字信号处理等技术的发展,各种数字视听系统层出不穷,极大地提高了人们对视听效果的感受,人们对完美声音的追求也在不断提升。小型迷你封口机怎样封口
在音频领域,5.1环绕声代表了国际最前沿技术趋势,目前全球超过90家数字电视网采用了5.1环绕声;64家主要电视台将其节目升级到5.1环绕声。然而在国内,对环绕声的探索才刚刚起步,广电行业在寻求声音质量突破的道路上,也是在摸爬滚打中探索前进。
现如今立体声向5.1环绕声过渡的时期中,现存的许多声音节目源是原先为双通道立体声录制的,这些双通道立体声节目具有非常重要的艺术和历史价值,且它们是不可重录的。如果将它们直接在5.l通道环绕声设备上重放,则浪费了硬件设备的资源。因此将现有的双通路立体声节日源转换为5.1通道环绕声节目是个非常有现实意义的事情。
2 双耳听觉特点
人耳的听觉是对多种信息的综合性反应,它除了对声音的强度、音调和音的感觉外,还包括对声音空间位置的感知,即声源的方向和方位。人耳之所以能感知声音的方位,是因为其具有双耳效应。
双耳效应:人的双耳之间有一定的距离(约20 cm),一个点声源偏离听者正前方时,到达两耳的声音便会有所差别,听觉系统根据这些差别可以判断出声源的方位,这就是“双耳效应”理论。人耳对声源方位的判断能力是根据声音到达双耳的时间差、声音到达双耳的强度差、声音低频分量由于时间差所产生的相位差、人头对高频分量遮蔽作用的音差。
除了最基本的方向、响度、音调和音以外,人耳的听觉还包括反映声音空间特性的因素,即双耳对周围环境产生的一种综合的整体印象,包括临场感、空间感和温暖感等。不断增加声音重放系统的声道数,也就是为了能够将这些信息尽可能多的予以实现。
3 5.1环绕系统简介
3.1 5.1环绕声的设置
标准的5.1声道环绕声重放系统中,5只扬声器呈圆形布局,听音者位于圆心位置,与5只扬声器等距,前方扬声器系统由3只扬声器组成,相对于正方向的听音轴,扬声器的轴向角度分别为+30°(左声道)、-30°(右声道)和0°(中央声道),两只侧后环绕扬声器的摆放角度则分别为100°~120°(左环绕声道)、-100°~-120°(右环绕声道)。如图1所示。
图1 ITU-R 775环图绕声重放标准的扬声器设置
由于声源一般都集中在听音者的前方,人耳对前方声像的定位非常敏感,对侧向与后方的定位不敏感,因此,前方声道对声像定位起至关重要的作用。
盈成双低菜籽油5.1通道环绕声重放系统可分为前方LCR三声道重放系统(声像定位)和后环绕声道(空间环绕信号)。
3.2 5.1环绕系统的特点
(1)扩大了有效听音区
如图2所示,根据格拉泽·泰雷的研究结果,在同样距离的左、右扬声器设置条件下(B=2 m),
增加了中央声道的双定位区域三声道重放系统的有效听音区域比单一定位区域的双声道系统有了扩大,此时的声像定位偏移度V≤10%。
图2 双声道与三声道听音范围比较
(2)中央声道清晰度得到提高
由虚声像变成实声源,声源定位稳定,声音清晰,同时重放定位由一个单声道信号来完成,不会因相位干涉而导致的梳状滤波效应,其产生的声染物体得到改善。
(3)改善了声像定位的线性关系
由于三声道重放理念建立了两个立体声重放区域,那么其重放的声像展开宽度较双声道重放来说要狭窄。也就是说当听音者向扬声器系统靠近时,相对于双扬声器重放系统来说靠近扬声器系统的程度要大大减轻。那么这种双声道系统中由于听音者沿中轴线靠近扬声器系统而造成的声像定位的非线性畸变和由其产生的“中空效应”,就可以减轻。
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(4)增添了空间感、临场感
受到听音房间因素的影响,对于包含大量反射声的环境信号而言,立体声重放是不能达到一个最佳状态的,而在环绕声重放系统中,由于后环绕声道的引入,使得重放系统除了从前方模拟反射声的传播,还可以从后方两侧模拟这种传播,这与真实厅堂中声源信号的传播特点相一致。位于房间不同位置的扬声器可以在听音区域内建立起一个自然的漫射声场,听音者的临场感大大加强了,实现了种自然声场状态下的空间声学印象
4 重放与声像定位理念
4.1 双声道立体声重放定位
在双声道立体声重放系统中,根据“双耳效应”理论,左、右两只扬声器通过重放信号,在时间、强度、相位、音上的差别来模拟人耳对前方声源的定位,形成在两只扬声器间水平连线上声像,也有人称之幻像声源或虚声源。声像的定位是建立在左、右两只扬声器之间的一个区域(L—R区域)中,如图3(a)所示。
4.2 5.1环绕声重放定位
前面所讲5.1通道环绕声重放系统声像定位采用了前方LCR三声道重放系统,前方三声道重
放系统又可分为LCR子立体声与Stereo+C两类。
(1)L-C-R子立体声重放定位
如图3(b),由于中央扬声器的加入,原来左右两只扬声器间的单一区域被分成两个相等的30°L-C、C-R双子立体声定位区域。声像分别建立在这两个子定位区域,左右两个扬声器之间,不形成定位区域,左右声道信号属非相干信号。
图3 双声道和三声道重放定位
左、右听音区分别符合双声道立体声的定位规律。双声道立体声听音范围为60°,左右两个听音扇区范围均为30°,两扇区内的声像会更加线性,声像畸变与角度失真程度都变小。
(2)Stereo+C重放定位
玻璃瓶网Stereo+C重放技术起源于电影环绕声对白信号回放的混音技术。中央声道只是一个附加的单声道信号,提供一个位于中央的稳定声源,它不参于到左右扬声器声像定位,如图3(c)。这种只针对左右声道定位而忽略中间声道的情况,会在中间声场产生幻像,在优先效应的影响下形成声像拖曳效果,并产生频响畸变。

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