分享|英國之寶:DSP數字信號處理大師
「我們是數字信號處理(DSP)的大師」
「MERIDIAN 高清音頻的先驅」
想必剛剛了解、甚至接觸過英國之寶產品的人
對這兩句「官宣」標語都耳熟能詳
好奇一點的也許會產生疑問:
什麼是DSP揚聲器?
還有哪些牌子也在生產DSP揚聲器?
英國之寶的DSP揚聲器值得這麼高的評價嗎?
每個人有著不完全一樣的外耳廓,每個人聽聲音的方式也有所不同,高音的明亮悠揚,中音的鏗鏘有力,還有低音的沉著穩重,可以說,一千個人可以找出一千個形容詞來描述某種聲音。而英國之寶的產品,一直在更好地重塑人們聽音樂的方式。
DSP揚聲器
英國之寶的每一隻DSP揚聲器
其實就是一個完整的音響系統
Hi-Fi圈裡的人都知道,一個好的音響系統的判定標準,包含有兩點:對聲音的分頻
和對相位問題的控制。英國之寶通過其強大的DSP技術,在這兩方面都有極為出色的表現。
傳統的音響系統,電流信號(即模擬信號)要先通過分頻濾波器實現分頻處理,但分頻的過程會產生極大的損失,導致傳統揚聲器普遍存在的失真情況。在各大傳統音響廠商幾乎都在著重處理分頻過程產生的失真的時候,Bob Stuart反其道而行之,徹底捨棄了損耗極大的電流傳輸,改用近乎無損的數字傳輸方法。
當模擬信號轉為數字信號之後,會依據某種演算法,被「分頻」成高音、中音、低音所對應的數字信號。在數字領域中做濾波處理,這樣的一個過程被稱為DSP過程(Digital Signal Process:數字信號處理)。這種分頻方式的損耗極小,小到幾乎可以忽略不計。分頻後的三組數字信號(高、中、低頻),再經過數模轉換,還原為原始的模擬信號,再通過前後級放大,最終直達喇叭單元。
英國之寶在整個DSP過程中所用到的各類演算法,都不同維度地保證了分頻的準確性:
FIFO緩衝調整技術(First In, First Out)
英國之寶DSP包含的多個「First In, FirstOut」緩衝重整系統可以對數據包進行校對和糾錯,最小化抖動之後再輸出,確保完美的時差和清晰度的優化。讓你對樂器和它們之間的相互關係有更清晰的感覺。
聲像中心提升技術(Center Elevation)
當橫向擺放的揚聲器低於視頻顯示屏時,發出聲音的位置在屏幕下方,降低了觀影體驗;如果揚聲器放置在屏幕後方,也會產生其他一系列問題。
英國之寶通過改變高中低音的頻率分布,把聲音中心提升到與屏幕、電視機等同一水平線,給人的感覺就像是聲音從屏幕的正中心發散出來一樣,在大多數情況下都能提升觀看電影或音樂會的體驗感。
無論是高音還是低音,不同頻率的聲音都以相同的速度傳播,可以同時到達你的耳朵。然而,揚聲器在同時播放中低頻聲音時,低頻聲音會出現延遲到達的問題。這種延遲的低頻會減少音樂的空間感,通常被稱為「boomy」,低頻越深,聲音越晚,與整體聲音的相位差就越大。在被動的音響世界裡,無法從根本上解決相位差問題,尤其是無法解決聲波在傳播過程中所產生的相位差。
英國之寶的目標是製造時間精確的揚聲器,所有頻率在同一時間開始,在同一時間結束。為了消除低、中、高頻之間的延遲,英國之寶設計了增強低音校準功能(EBA,Enhanced BassAlignment)。這個演算法是非線性的延遲演算法,使中高頻能夠「等待」低頻,而低頻則加上一種專利過濾器演算法來進行校對,可以解決不同頻率聲音的相位差問題。增強低音校準提供了系統中驅動程序的精確時間校準,與此同時,也提供了卓越的聲場成像和清晰、通透、逼真的聲音。
除此之外,英國之寶還使用到了一種叫做指數平滑濾波器(Meridian Apodising Filter)的演算法。指數平滑濾波器是數字音頻的關鍵,聲音通常由於「預振鈴」而引起失真和刺耳。英國之寶研製的特殊過濾器,增加了預振鈴的對沖信號,以此來消除預振鈴。不管是新的錄音還是舊的錄音,聲音都會更加優秀、純凈。
MHR與MLP壓縮技術
數字音頻是0和1的有序排列,不過使用數字音頻也帶來了另外一個不容忽視的問題:如何把這麼多的數字信號打包、如何傳輸呢?Meridian公司將他們專屬的數字信號打包技術稱為Meridian高清音頻技術(MHR,Meridian HighResolution)。
MHR是第一種在組件之間傳輸高清數字音頻並得到認證的加密演算法。以前,在模擬信號中的壓縮一定會降低質量;而MHR允許在英國之寶系統內安全地傳輸高清數字音頻,且不會有任何損耗。MHR傳輸的音樂具有非常高的聲音質量,並支持PCM、MQA和DSD的編碼傳輸。經過MHR技術壓縮後的音頻,通過一根極簡的網線傳輸,這種傳輸方式就叫SpeakerLink,它使用「乙太網」電纜,控制英國之寶產品組件之間的連接,並提供原始的數字音頻信號,簡潔又易於安裝。
DSP揚聲器這麼優秀,然而全球真正在做DSP喇叭的卻不多,其中一個重要的原因是沒有掌握良好的數字信號的壓縮方法。大約在20年前,英國之寶研發出一套相應的壓縮技術:MLP(MeridianLossless Package),解決了這個難題。到了今天,MLP的運用所處可見,它是DolbyTrueHD和dts-HD等多聲道音效壓縮技術的核心,也是DVD、DVD-Audio、BD與UHD BD等光碟的最底層數據包,更是英國之寶產品所使用的MHR脫去Meridian協議後的根基演算法。
MQA壓縮技術
MQA, Master QualityAuthenticated的縮寫,是由英國之寶創始人之一兼技術顧問Bob Stuart主導開發的一種音頻編碼技術。MQA最開始的時候屬於英國之寶,後來音樂串流在全球的歡迎度飆升後,MQA便自成一家,為各大流媒體服務平台提供技術支持。
Hi-Res音頻的好處是解析度高、資料量大、聲音質感細膩,然而它的問題就是體積太大,需要用「無損失」的編碼技術壓縮,比如FLAC或Apple Lossless格式。經過壓縮處理後,這些音頻用於下載尚可接受,但用於音樂串流仍顯龐大。MQA技術是將Hi-Res高清音頻壓縮到只有CD等級文件的大小,讓網路串流Hi-Res成為可能。
網路串流是今日最有發展潛力的生意模式,各項調查報告都指出∶在實體唱片、檔案下載、網路串流等各種音樂販售模式中,網路串流的營業額是唯一不斷快速成長者,而且未來還會持續。全球最大的流媒體服務商Tidal就與MQA合作,把超過一半的曲目(2000多萬首)通過MQA技術進行壓縮,實現影音網路串流。如果把所有數據比成一張紙,那麼整個壓縮過程,其實是對數據摺疊、摺疊、再摺疊的過程,官方稱這種壓縮技術為「音樂的摺紙工藝(Music Origami)」。
Bob特別腔調,與MP3這類「破壞性壓縮」不同,MQA在大幅壓縮音頻大小的同時,能在解碼之後還原出相同的音頻信號。此外,這種無損壓縮技術還有一個特性,如果你手頭上沒有支持MQA的設備,一樣能播放出經過MQA壓縮後的音頻,只是播放出來的是受限的效果(CD效果)。隨著播放設備不同、操作方式不同,同一個MQA壓縮文件會呈現出不同的效果。
同樣地,英國之寶的所有產品,都支持經過MQA壓縮後的音頻,是播放MQA音頻文件的最佳搭配。
即使使用高質量的傳統模擬電路,不必要的噪音和音質下降也是不可避免的。而通過數字處理音頻信號,可以保持絕對精確度,從而產生自然,立體且非常動聽的聲音。簡而言之,DSP 使英國之寶的產品能夠實現音頻信號的極其精確的重現。讓你在使用MERIDIAN 產品時,感覺就像在欣賞藝術家在房間里進行的表演。
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