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淺談音頻延時(shí)器的五大用途
發(fā)布時(shí)間:2021-10-11 11:42:01   瀏覽次數(shù):
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淺談音頻延時(shí)器的五大用途


音頻延時(shí)器(以下簡稱延時(shí)器)顧名思義是對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行延時(shí)處理的音頻設(shè)備。在傳統(tǒng)的使用觀念上,還是在遠(yuǎn)距離擴(kuò)聲時(shí)簡單的對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行延時(shí)處理,實(shí)際上延時(shí)器的作用不僅僅局限于此,具體的說可以把延時(shí)器的作用分為以下五類: 

 

1.在遠(yuǎn)距離擴(kuò)聲時(shí)用于提高聲音清晰度 

 

2.修正多個(gè)揚(yáng)聲器多頻帶發(fā)生時(shí)的差別 

 

3.用延時(shí)實(shí)現(xiàn)聲像定位 

 

4.避免廣播電臺(tái)直播中突發(fā)事件的發(fā)生 

 

5.修正高清視頻信號(hào)聲畫同步問題 

 

下面我將逐一介紹它的強(qiáng)大功能。 



PART  01

 

一、在遠(yuǎn)距離擴(kuò)聲時(shí)用于提高聲音清晰度 

 

延時(shí)器在這方面的使用可以說是最為常用。通常室外擴(kuò)聲的環(huán)境不會(huì)隨人們的意愿而改變。而往往會(huì)出現(xiàn)擴(kuò)聲面積比較大;擴(kuò)聲距離比較遠(yuǎn)的現(xiàn)象。如果僅僅簡單的使用主揚(yáng)聲器來擴(kuò)音,為使后排聽眾能夠聽清聲音的話,前排的聲壓級(jí)會(huì)極大。如圖1所示,假如在距離揚(yáng)聲器一米處的A點(diǎn)最大聲壓級(jí)是100dB,根據(jù)聲壓級(jí)與距離之間的公式SPL=SPLMAX-20lgR(SPLMAX=100dB),可知擴(kuò)聲距離每增加一倍,聲壓級(jí)減少6dB,那么在距離揚(yáng)聲器32米(R=32m)遠(yuǎn)的B點(diǎn)聲壓級(jí)應(yīng)該只有70dB。兩者之間相差了30dB,但在實(shí)際的擴(kuò)聲環(huán)境當(dāng)中,出現(xiàn)的聲壓級(jí)差會(huì)更大。為了避免這樣的現(xiàn)象發(fā)生,通常會(huì)采取增加小功率補(bǔ)聲音箱的辦法來避免因前后排距離太遠(yuǎn)而引起的聲壓級(jí)過大現(xiàn)象。由于聲音傳播速度約為340m/s,聲音傳遞到B點(diǎn)時(shí)已經(jīng)經(jīng)過了將近100ms的時(shí)間,B點(diǎn)的聽眾便會(huì)首先聽到補(bǔ)聲音箱的聲音,之后聽到主音箱的聲音。為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生,就需要在補(bǔ)聲音箱的功放之前添加音頻延時(shí)器,將b路信號(hào)作相應(yīng)的延時(shí)處理,從而達(dá)到提高聲音清晰度的效果。這也就是音頻延時(shí)器最為常見的一種用法。 

 
PART  02
 

二、修正多個(gè)揚(yáng)聲器多頻帶發(fā)生時(shí)的差別 

 

在擴(kuò)聲設(shè)備當(dāng)中,有很多大型音箱設(shè)備,這些音箱有一個(gè)共同的特點(diǎn),就是大多采用多個(gè)揚(yáng)聲器共同發(fā)聲的設(shè)計(jì),這些揚(yáng)聲器的頻率響應(yīng)之間互為補(bǔ)償,以追求頻響曲線的平直。但是這樣的設(shè)計(jì)有一定的弊端。如圖2所示,三個(gè)揚(yáng)聲器分別是A、B、C,三個(gè)揚(yáng)聲器的震膜之間分別有一定的位置差,這樣的位置差會(huì)導(dǎo)致不同頻段的聲音到達(dá)人耳的時(shí)間不同。因此由于人耳具有的時(shí)域掩蔽效應(yīng),人耳便不能正確的接收原有的聲音信號(hào),使得大腦不能正確的分辨應(yīng)有的聲音信號(hào)。有些情況下會(huì)使聲音聽起來略顯中高頻率的不足。為了使多個(gè)頻段的聲音信號(hào)能夠同時(shí)到達(dá)人耳,就需要對(duì)B、C兩只揚(yáng)聲器作相應(yīng)的延時(shí)處理,以便更加真實(shí)的還原聲音。

 
PART  3
 
三、用延時(shí)實(shí)現(xiàn)聲像定位 

 

眾所周知人耳具有分辨聲音方位的功能,尤其是水平方向的聲音,人耳很容易辨別發(fā)聲的方向。這是因?yàn)閮啥g的距離相差了十幾厘米,在接收聲音信號(hào)的時(shí)候有一定的時(shí)間差和強(qiáng)度差,正是這一點(diǎn)點(diǎn)的差別,使得人耳能夠很容易的辨別出聲音的方位。 

 

德國的著名科學(xué)家哈斯Hass的研究結(jié)論充分解釋了延時(shí)對(duì)于聲像定位的影響,這也就是著名的“哈斯效應(yīng)”,在音響界也有“先入為主”的說法。哈斯的試驗(yàn)證明:在兩個(gè)聲源發(fā)出完全相同的聲音時(shí),根據(jù)一個(gè)聲源與另一個(gè)聲源的延時(shí)量不同,雙耳聽音的感受是不同的,可以分成以下三種情況來說明。 

 

1.兩個(gè)聲源發(fā)出完全相同的聲音,一個(gè)聲源與另一個(gè)聲源的延時(shí)量在5ms-35ms時(shí),人耳只能感覺到超前一個(gè)聲源的存在,聲像定位偏向于超前一個(gè)聲源的位置,并且感覺不到滯后聲源的存在。 

 

2.兩個(gè)聲源發(fā)出完全相同的聲音,一個(gè)聲源與另一個(gè)聲源的延時(shí)量在30ms-50ms時(shí),人耳能夠分辨出兩個(gè)聲源的存在,但聲像仍然定位于超前的聲源方向。 

 

3.兩個(gè)聲源發(fā)出完全相同的聲音,一個(gè)聲源與另一個(gè)聲源的延時(shí)量大于50ms時(shí),人耳能夠感覺到兩個(gè)聲源同時(shí)存在,聲像分別定位于兩個(gè)聲源自身的位置。 

 

這也就是說,如圖3所示當(dāng)兩個(gè)相同的信號(hào)從兩個(gè)揚(yáng)聲器傳出,如果某個(gè)揚(yáng)聲器作了一定的延時(shí)處理,那么聽覺上會(huì)感到聲像在移動(dòng),通常會(huì)在立體聲擴(kuò)聲系統(tǒng)當(dāng)中,利用哈斯效應(yīng)對(duì)某幾個(gè)音箱進(jìn)行延時(shí)的處理,來實(shí)現(xiàn)完美的立體聲效果。 


PART  4
 
四、避免廣播電臺(tái)直播當(dāng)中突發(fā)事件的發(fā)生 

 

音頻延時(shí)器在廣播電臺(tái)的使用也非常常見,尤其是在直播的過程當(dāng)中最需一定的延時(shí)處理。由于直播的特殊性,經(jīng)常會(huì)有一些突發(fā)事件的發(fā)聲,例如信號(hào)中斷、噪聲信號(hào)等等。而這些事件又是不可預(yù)料的。但是使用了音頻延時(shí)器之后,聽眾所聽到的信號(hào)已經(jīng)經(jīng)過了及時(shí)的處理,使得節(jié)目的安全性與完整性得到了大幅度的提升。 
 
PART  5
 
五、修正高清視頻信號(hào)聲畫同步問題 

 

廣播電視行業(yè)近幾年發(fā)展極為迅速,高清電視的播出已經(jīng)具備了一定的規(guī)模,然而伴隨著高清電視的發(fā)展,對(duì)于音頻領(lǐng)域的制作也產(chǎn)生了一定的影響。由于高清視頻信號(hào)的處理數(shù)據(jù)量極大,在某些環(huán)節(jié)上是普通標(biāo)清設(shè)備的幾倍甚至十幾倍,因此視頻信號(hào)不可避免的會(huì)產(chǎn)生一定的滯后現(xiàn)象,然而音頻信號(hào)依然是采用比較傳統(tǒng)的制作和傳輸方式,滯后現(xiàn)象很少發(fā)聲甚至可以忽略不計(jì),這樣一來,為了是畫面和聲音絕對(duì)匹配,就需要利用音頻延時(shí)器音頻信號(hào)作一定的延時(shí)處理,延時(shí)的時(shí)間大約幾十毫秒,從而做到聲音與畫面的同步。


 

 
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