多通路声和家庭影院(1)

本文叙述了多通路声的发展和它的音质。环绕声系统和家庭影院的进展,将使家庭内具有甚优于目前流行的双通路立体声系统的音质。     

多通路立体声信号的矩阵编码录声

为了解决磁带录声系统中四通路全景声、三维空间环绕声信号与双通路立体声信号之间的兼容问题,文中提出一种应用矩阵编码信号的记录方法,使磁带上所记录的四通路信号与目前已通行的双通路立体声磁带记录系统之间能够完全兼容;而所用于新系统的附加电路也非常简单。     

平面环绕声场的研究

本文应用了环绕声场重发中的声像定位公式,普遍地探讨了(包括左、右对称和不对称)二个传输通路的矩阵型立体声系统。证明了它们重发时都不可能获得一个无声像位置畸变的平面环绕声场,因而肯定了一切4-2-4矩阵型立体声系统都不是完美的平面环绕声系统。 文中也指出采用三个传输通路的立体声系统能够在重发时产生无声像位置畸变的平面环绕声场,着重指出,三个独立传输信号的形式不是唯一的,给出了任意两组独立传输信号和所对应的两个不同的译码矩阵的变换关系。文中最后指出了选择独立传输信号形式时所应注意的问题。     

头相关传输函数空间采样、插值与环绕声重放

从空间方向采样的角度对头相关传输函数(HRTF)空间插值、多通路环绕声重放进行了分析,证明了它们在数学上是完全等价的,不同的HRTF空间插值方法对应于不同的多通路环绕声信号馈给,并给出了多通路环绕声信号馈给以及立体声的正弦定理更严格的数学推导。分析指出企图用相邻线性插值的方法得到侧向的HRTF是错误的,并从保证声像定位的角度,对现有的HRTF相邻线性插值公式进行了修正。分析最后指出,HRTF以及虚拟声的许多分析方法可与多通路环绕声相互借鉴。     

半三维空间立体声重发系统

文中应用三维(立体)声场中,声像位置φ_I、θ_I与各扬声器位置φ_n~ψ、θ_n~ψ及其发出声音振幅An之间的关系,分析计算了一种六输出通路、一种四输出通路和普遍的多输出通路半三维空间立体声系统。从其分析的结果得知,声像在水平平面内没有位置畸变现象发生,而在竖直方向上却有位置不定或模糊的感觉。但是,各种声场的畸变情况却是等效的,并不因为系统不同而有本质上的区别。 文中也确定了,任何一个无声像位置畸变的立体声系统所须的独立信号m等于其声音的重发维数k加1,即 m=k+1     

5.1通路环绕声的虚拟重放系统

提出了一种改进的5.1通路环绕声虚拟重放系统及其信号处理方法。首先对5.1通路环绕声的虚拟重放声场进行了分析,指出现有的系统存在听音区域窄、声像位置畸变、重放音色改变等缺陷。在此基础上,通过理论分析提出将一对前方重放扬声器布置缩窄到士±15°、音色均衡的信号处理等措施,可较好地克服现有系统的缺陷,且信号处理也相对简单。心理声学实验验证了理论分析,证明系统可重放出整个前半平面(约±90°)的立体声像。因此所提出的系统及其扬声器布置是适合于电视和多媒体计算机的应用。     

5.1通路(3/2)环绕声系统的改进

本文利用环绕声重发的声像定位理论,探讨了对５．１通路（３／２０环绕声系统的改进方法。理论和实验结果表明,通过改变系统现有的分立－对信号馈给方法,而采用文中所提出的新的信号馈给方法,就可以在一定的程度上克服现有方法的缺陷,使系统不但可重发稳定、明晰的前方声像,而且可重发稳定的侧向声像,并且听音区域有所扩大,因而改进后的系统既可用于伴随图像的声音重发,又可作为通用系统（兼容地）用于不伴随图像伯声音重发     

6.1通路通用平面环绕声系统的研究

提出了一种新的６．１通路环绕声系统及系统的两种不同的信号馈给法。通过理论和实验证明了系统可重发水平面内３６０°的声像,特别是侧向和后方的声像效果较现有的５．１通路系统有明显的改善,因而适合作为通用的环绕声系统。文中同时证明了新系统与５．１通路系统完全兼容,利用现有的方法即可实现信号的兼容记录与重发。     

多通路三维空间环绕声系统

提出了一种与5.1通路平面环绕声兼容的三维空间环绕声系统。声像定位分析与实验结果表明该系统可重发上半空间范围的声像。系统不但前后区域声像稳定,还改善了5.1通路系统侧向声像不稳定的问题,并且听音区域也较宽。该系统可以用于产生特殊声效和重现音乐厅的空间感效果。     

立体声技术近年来的进展

本文总结和评论了立体声技术近年来的进展，包括声像定位理论和实验，传统的双通路立体声系统的改进，环绕产系统，高清晰度电视声系统，假头型立体声系统，数字声频技术在立体声的应用等．文中最后还叙述了对立体声今后发展的展望．     

频率对环绕声声像定位的影响

本文考虑双耳相位差的高级近似，导出了中频情况下适用的具有更普遍意义的平面环绕声声像定位公式。在低频时该式将化为通常的环绕声声像定位公式，而随着声音频率的增加，声像位置将与频率有关。将新的公式用到方型排列和棱型排列的４－４－４环绕声系统，得到了同实验相一致的结果。文中着重指出，声像随频率而变化是导致环绕声重发中侧向声像不稳定的重要在而为今后改进环绕声系统提供了理论基础。     

浅海空气声入水传播特性分析

结合射线和波数谱积分方法,对空气声入水传播途径进行了分析,利用海上试验数据进行了比较检验。结果表明,在浅海环境中,对水下声场有主要贡献的空气声入水传播途径,主要是透射穿过海面边界的折射直达声以及后续的海底反射声途径,其中折射直达声途径的贡献主要集中在声源正下方附近区域,当距离较远时,由于声线扩展损失效应以及直达声影区两方面的限制,折射直达声传播损失显著增加,对接收声场起主要贡献的是可以到达更远水平距离上的海底反射声,包括海底海面多次反射声。      

高保真立体声(Ⅲ)

双通路立体声 高保真双通路立体声的节目源有三类:调谐器、唱片和磁带.立体声调谐器接收调频广播的立体声节目.立体声唱片则把两路信息以机械能形式储存在槽纹中,声压的变化相应于唱片槽纹中线的位移,通过立体声电唱盘来重     

改进的5.1通路环绕声三扬声器虚拟重发系统

提出一种改进的5．1通路环绕声的三扬声器虚拟重发系统。本文首先指出,现有的两扬声器虚拟重发存在听音区域窄、声像稳定性差等缺陷。通过理论分析和心理声实验证明,采用一对布置在前方±30°的全频带扬声器和一个前方0°的高频中置扬声器组成5．1通路环绕声虚拟重发系统,不但可提高重发声像的稳定性,且扬声器布置实际可行,信号处理相对简单。因此所提出的虚拟系统及其扬声器布置是适合于电视和多媒体计算机的应用。     

前方空间环绕声的四扬声器虚拟重放

考虑头部转动带来的动态因素对听觉垂直定位的贡献,提出了前方空间环绕声的四扬声器虚拟重放方法。4个扬声器分别布置在水平面左前、右前以及高仰角的左前上、右前上方向,并采用听觉传输信号处理的方法将多通路空间环绕声信号转换为4个扬声器的重放信号。以9.1通路空间环绕声虚拟重放为例,采用头相关传输函数对双耳声压及其包含的定位因素进行分析表明,该方法可以产生正确的双耳时间差及其随头部转动的变化,从而产生合适的侧向定位双耳因素和垂直定位的动态因素。而心理声学实验结果表明,该方法可以重放稳定的前方空间的水平和垂直虚拟源。因此,四扬声器布置结合听觉传输处理足以重放前方空间环绕声的垂直定位信息,实现多通路空间环绕声的向下混合与简化。      

人工头制式录声用扬声器重发

人工头制式录声技术的概念是众所周知的。但技术上必须用耳机重放。如果用扬声器重发,由于串扰使立体声效果损坏。串扰是指右耳听右扬声器的声音时也听到左扬声器的声音,反之左耳也如此。数字信号处理技术提供了可以加入人工串扰以抵消自然串扰的前景,从而保存用耳机重放所具有的立体声效果,如图1所示,其中X_l和X_r表示在两耳鼓膜处重发声压的两通路信号,下标l和r分别相应于左、右耳;Y_l和Y_4是输入扬声器的信号;Z_l和Z_r为用扬声器重发时耳膜处声压。H表示由Z到Z的转移函数。因此     

通路时间差与立体声声像定位

通过对双耳声压进行相关分析,探讨了立体声重发时通路时间差对声像定位的影响,并进行了声像定位实验。结果表明,在低频ｆ≤０．６ｋＨｚ时,通路时间差不能有效地产生声像移动。只有ｆ＞０．７ｋＨｚ时,通路时间差的影响才逐渐明显。并且通路时间差所产生的声像位置明显与频率有关,声像的明晰度、自然度都较差,因而在实际应用中应尽量避免单独利用通路时间差产生立体声声像。     

通路相位差与立体声声像定位

考虑双耳根位差的高级近似，得到了具有更普遍意义的、重发通路间存在相位差时的立体声声像定位公式．在极低频或通路间相位差较小的情况下，它将简化为Makita理论的结果.但一般情况下声像位置将明显与频率有关．着重指出，在通路间存在相位差的立体声重发中，声像位置随频率而变化是导致声像展宽的主要原因．同时通路间相位差引起的附加低频对耳声级差是导致声像自然度降低的重要原因.在实际应用中，应尽量减少通路间的相位差，至少应减少到60°以下.     

基于手机的多通路环绕声动态双耳重放*

随着VR眼镜技术的发展,普通的智能手机已可以作为虚拟现实和动态声、视频重放的平台。该文提出了一种基于手机的多通路环绕声动态双耳重放技术及其信号处理的高效实现方法。利用手机内的加速度传感器、电子罗盘、陀螺仪组成头踪迹跟踪器,实时检测倾听者头部的方向,并利用手机的信号处理芯片实现动态双耳合成。采用头相关脉冲响应的最小相位近似和主成分分解的方法简化双耳合成处理,提高了信号处理的效率。文中给出了系统的结构和软、硬件设计方法,并给出了实现22.2通路空间环绕声动态双耳重放的例子。客观测量和心理声学实验验证了所提出的方法。     

高保直立体声(Ⅰ)

一、引 言 高保真度(英文为High-Fidelity,简写为Hi-Fi)放声和立体声技术是声频工程师、电声科技人员和业余无线电爱好者都十分关心的问题.高保真立体声技术与广播、电视、电影、唱片和磁带录声等专业有极密切的关系.目前用电子学方法无畸变地记录和重发声音已经能够