环绕声系统----SRS

发布时间：2022-01-26 点击：9686次

当我们去音乐厅欣赏一场音乐会，除了能听到来自前方舞台上声源的直达声以外，还能听到从四面八方传来的环绕声，比如由演出现场的墙壁、厅顶等阻碍建筑物产生的反射声和混响声。电影院、教堂和体育馆等环境中的情形大家一定都非常熟悉了。这就是说听音环境都是被局限在某一特定的建筑空间当中，由于环境声的加入，不仅使直达声变得圆润和丰满，令人倍感音质亲切，而且还使聆听者产生被声场包围的感觉，感受到演出现场的宏大气氛。

　　传统音响的声音标准由于采用了双声道立体声技术，因此只能再现前方左、右两个音箱之间的二维声场分布，无法营造使人产生临场感和空间感的环绕声，因此其音响效果与实际演出的现场效果相差甚远。为了再现实际声场的3D空间特性，使聆听者产生亲临现场的感觉，同时还要与现有的双声道立体声系统兼容，DOLBY（杜比）实验室在70年代开发出了4-2-4编码的DOLBY环绕声技术，并于1997年首次用于电影《星球大战》，其逼真的3D环绕声音响效果促使这部科幻电影大获成功。“DOLBY环绕声”一时间成为家庭影院的”标准配置“，但是它在实际应用中还存在一些问题。

　　其一＆#8226;必须依赖采用DOLBY编码的音像制品。目前市场上所能见到的大多数节目源为普通双声道立体声，DOLBY环绕声系统无法从这些音源中出3D环绕立体声场：

　　其二＆#8226;DOLBY环绕声系统只能采用多通道重放系统来再现各个声道的信号，并利用摆放在聆听者四周的多只音箱来笨拙地模拟实际声场，让人觉得声音明显地来自五只音箱，给人以声场平面化的　　其三＆#8226;DOLBY环绕声系统对室内环境的声学特性和音箱摆位的要求较高：

　　其四＆#8226;DOLBY环绕声系统需要复杂的DOLBY环绕解码系统及相应的多路功放和多只音箱，因而在系统调试方面比较复杂：

　　其五＆#8226;DOLBY环绕声的最佳期聆听范围较小。

　　90年代以来，随着家庭影院的迅猛发展，出现了一种利用双声道立体声系统重现声场的三维空间特性的全新音响技术?D立体声技术。3D立体声仅用两只音箱就能真正表现出实际3D声场的空间宽度、深度、层次及临场感，较之传统的HI-Fi音响系统和多声道DOLBY家庭影院具有更强的艺术感染力。

　　3D立体声技术的定义并不十分严格，它包括了人简单的立全声扩展电路到以DSP为基础的虚拟杜比（DOLBY VIRTUAL）系统。3D立体声技术的基本原理是根据人类听觉系统的声音传递函数HRTF对双声道立体声信号进行处理，然后再通过双声道立体声系统来重现3D声场的声学和空间特性，使人产生被声场院包围的强烈感觉。自八十年代以来，已相继出现了3D立体声技术，如SRS，Qsound，Spatiaizer，Holphonics，Sensaura和虚拟Dolby环绕声等，其中的SRS技术在多媒体计算机和音响领域获得了最为广泛的应用。在前一周的节目时间里，我记得有一位说广东话的朋友打电话到我们的节目中曾经谈起过有关SRS环绕声的问题，不知道这位朋友今天是否正在收听我们的节目。因为今天的节目将佯细介绍SRS环绕声。

　SRS是英文Sound Retrieval System 的简称，意为声音恢复系统。SRS营造出的3D环绕立体声场院非常自然逼真，使人具有身临其境的强烈感觉。SRS环绕声的最大特点是可对任何单声道、双声道或杜比编码音源进行处理，而且不受聆听环境的约束，在大到百平米的房间或小到轿车内的空间，均可用两只音箱重放出效果逼真的3D环绕立体声场来。SRS环绕声处理器用于双声道立体声音响系统和Hi-Fi系统，将会使音响爱好者以较低的成本迅速将普通立体声音响系统升级为家庭影院，感受到精彩电影中震憾人心的3D环绕声音响效果。

　　普通双声道立体声系统不能营造3D立体声音场的根本原因并不是由于只使用了两个通道或两只音箱，而是因为录音时使用的麦克风没有类似于人类的耳廓特性，只能以同一频率响应将所有空间方向的声音信号记录下。由于录音信号中没有大脑识别声音方向时所需要的频谱信息，因此在重放时不可能使人产生三维空间感。

　　SRS技术不仅用于HI-FI音响，而且在多媒体电脑中得到了广泛有应用，著名电脑公司AST为了给多媒体电脑增加3D环绕立体声，在1994年2月收购了SRS实验室60%的股份， Apple 公司和NEC公司在其多媒体电脑中也采用了SRS技术。为了使多媒体电脑具有SRS环绕立体声功能，众多的计算机厂商纷纷在声卡、MPEG解压卡或多媒体有源音箱上增加SRS功能。为了充分利用广大计算机用户已有的声卡、MPEG解压卡和有源音箱，美国Nicole（丽歌）公司向国内市场推出了一种外置式SRS环绕声处理器。用户只需将普通声卡的音频输出接到SRS环绕声处理器的输入端，再将SRS处理器的输出接到有源音箱的输入，就可给多媒体电脑增加SRS功能。用户无论是听音乐、看电影或是玩游戏，都可感受到空间感很强的SRS环绕声。这种外置式SRS环绕声处理器用于HI-FI音响也能起到同样的效果。

　　SRS处理器上一般有“CENTTER（中置）”和“SPACE（空间）”两个调节器节参数。CENTER可控制中置音量的大小，其作用与DOLBY系统的中置音箱音量控制类似，可以控制演唱者距聆听者的前后距离。SPACE可控制3D声场的宽度，让演唱者身边的乐器发声点彼此之间的距离拉大或缩小。SRS实验室建议先将CENTER和SPACE旋钮分别设置在12点和3点位置，然后再根据节目类型、视听环境和个人爱好略作调整。

　　美国《Home Theater（家庭影院）》杂志在1995年4月曾经报道了专业人员对SRS系统和Dolby ProLogic系统进行比较试听的结果。试听时使用了完全相同的两个主音箱，并利用开关对两个系统进行切换。试听结果表明，SRS环绕声与Solby环绕声的区别较大，SRS环绕声的清晰度比Dolby环绕声高很多，SRS环绕声为一连续3D声场，其声源充满了整个空间；而Dolby环绕声的声音仅来自五只音箱，给人以声场院平面化的感觉。

　　虚拟Dolby环绕声是一种利用两只音箱来重现多通道环绕声的全新3D立体声技术。虚拟Dolby环绕声根据Dolby Pro-logic 或DolbyAC-3解码器提供的空间方向信息，利用双耳效应和耳廊效应原理精确计算在两耳处产生的合成声波状态（时间差ITD、强度差IID和频谱变化），在重放时只用两只音箱就能实现以往用五只音箱才能获得的、并且符合Dolby认证的环绕立体声音响效果。

　SRS实验室和Spatializer音频实验室分别于96年年底开发出了虚拟Dolby环绕声技术，并分别命名为Trusurround和N-2-2，这两种技术均通过了DOBLY实验室的认证，获准使用Dolby Virtual（虚拟杜比）标识。美国的Chromatic Research公司已经获得了SRS实验室的许可证，在其Mpact media处理器上运行SRS实验室的Trsurround算法。Mpact media处理器是由Chromatic Research公司、日本东芝公司和韩国LG公司共同合作、专为多媒体电脑开发的多功能多媒体处理芯片。Mpact　media处理器与Intel CPU一起可以完成3D图形加速、MPEG音频解码、Fax/modem 和视频会议等功能，从而可取代电脑中的3D图形加速成卡、声卡、MPEG解压卡和Fax/moden卡等多媒体硬件设备。

　　SRS 实验室和ChromsticResearch公司在96年11月举行的COMDEX展览会上，演示了采用TruSurround技术的多媒体电脑。Mpact media处理器首先对DVD-ROM输出数字音频信号进行AC-3解码，将6个声道音频信号分离出来。Trusurround 算法根据HRTF和6声道音频信号提供的空间信息，实时计算出一个包含有原始AC-3的全部6声道声音信息的双声道信号。用该信号驱动两只音箱，就可精确再现DolbyAC-3的全部 6声道声音，由于避免了多只音箱的室内反射声和混响声干扰，TrSuurround能够营造6只音箱也望尘莫及的3D空间声场。

　　在COMDEX 96展览会上，美国的CompCore多媒体公司推出了一处基于Intel MMX 的MREG-2和AC-3解码软件SoftDVD。在MMX电脑上，只需运行SortDVD软解压程序，就可欣赏DVD的高画质画面和DolbyAC-3环绕声。SoftDVD软件采用了Spatializer音频实验室的N-2-2算法，使用两只音箱就可播放DolbyAC-3的全部6声道声音。

　　几年以前，音响专家们曾嘲笑开发3D环绕立体声的公司，认为用两只音箱再现3D环绕声的想法非常幼稚可笑。但是现在，几乎所有的电脑和消费电子制造商都在开发3D立体声产品，希望在将来激烈的竞争中处于领先地位。在多声道环绕声市场占霸主地位的Dolby实验室也在积极开发用两只音箱获得环绕声的3D立体声技术，并将自己的技术称为Dolbt Surround Multimedia（杜比多媒体环绕声），这说明３D立体声技术已成为音响技术发展的潮流。

　　从技术角度看，SRS和N-2-2系统充分利用了人类听觉系统的双耳效应和耳廊效应，因此营造出的3D环绕声场非常自然逼真，使人具有身临其境的强烈感觉。从应用角度看，这两种系统的硬件成本较低，而且对音箱的摆位要求也不高。因此未来的家庭影院系统将广泛使用传统的双声道立体声系统作为重放设备，使用两只音箱来营造3D环绕立体声。