音频信号的拾取与处理技术.ppt

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1、音响工程与电声技术Electroacoustical Project and Technology,第四章 音频信号的拾取与处理技术,学习目标:,学完这一章，你应当能做到：1.解释什么是ENG与EFP，以及它们之间的区别；2.能够根据工作需要选择与使用合适的话筒；3.会使用单点拾音；4.描述什么是近区效应；5.会使用X-Y制、MS制、大AB制拾取双声道立体声音频信号；6.叙述小AB制的几种类型；7.叙述音频信号的幅度、频域、时域处理常用的技术手段；8.会使用Audition 2.0录制并处理音频信号。,第一节 音频信号的拾取技术,声音素材的拾取是整个电声系统需要进行的第一步工作，它为后期对音频

2、信号进行的处理与重放工作奠定了基础，并决定了原始音频素材的质量。,一、音频信号的拾取系统,1、ENG系统 ENG（Electronic News Gathering）电子新闻采集是电视制作的一种方式。在这种方式中，声音素材的拾取主要是针对语音信息，因此只要求清晰、自然、真实的记录被访者的讲话内容即可，对声音拾取的主要要求是防噪、防风。此外，由于ENG方式拍摄的主要是新闻信息类节目，因此话筒以及录音器材对于画面并无太大影响，有时话筒等录音器材在画面出现反而会增加真实感。,当空气的气流吹向麦克风时，振膜受振便会产生难听的干扰噪声。尤其在外景录音，当风吹过麦克风时，所录的风声却与人耳听到的截然不同，

3、一点儿也听不出是风吹树叶的沙沙声或吹过屋旁的潇潇声，而是一些砰砰声、隆隆声或爆裂声。在室内录音一般没有风的问题，但当麦克风追随声源而必须快速移动时也会引起气流对振膜的冲击，产生干扰噪声；另一个问题是在近距离录音时，演员口中气流冲击麦克风，特别是有些带有“破”、“拖”、“搏”的字更易产生气流，其发声气流冲击麦克风振膜时会产生讨厌的爆破声。为解决上述问题，可以给麦克风安装上防风罩。小型防风罩由带微孔的泡沫塑料制成，这种塑料不影响麦克风的灵敏度，质地较轻，可以在室内使用，也可以室外轻风中使用。在有微风的情况下，要用一种更结实的网式防风罩，又称猪笼式防风罩，麦克风整个装在这个圆筒里，刮大风时再用一个毛

4、皮套子套在防风罩外面。防风罩还可以起到保护麦克风的作用，使其免受机械振动并防止尘土、水或磁性微粒进入。,ENG,2、EFP系统 EFP（Electronic Field Product）电子现场制作是一种现场同期声录制方式。其主要特点是录音受画面要求的制约，即由于待录声音源同时又是待拍摄的主体，因此，录音器材能否在画面出现、所录声音的现场感等均受画面效果制约。,典型的EFP系统是以大型数字调音台为核心，支持多路话筒的拾取、调音、混合与监听。而基于数字音频工作站的配置，其主要特点是大型数字调音台模块已经整合为计算机系统的一部分，其主要功能可以由硬件或软件实现。根据节目现场与录音要求的不同，所采用

5、的器材的种类、数量、性能档次也有较大的差异。,现场录音,3、后期配音系统 后期配音系统主要用于各类对声音要求较高的作品或节目（如电影、电视剧、MTV等）的后期配音与配乐工作。其主要特点是录音器材的选用和布置无须考虑画面拍摄的影响，但却对录音质量却有较高的要求。因此，需要在专用的录音场所，如录音室、录音棚内等进行。后期配音系统与EFP系统相比，最主要的差异在于前者由于对音频处理效果的要求更高，因此，往往需要配置更多的诸如均衡器、滤波器、延时器、混响器、压限器、扩展器、噪声门和降噪器等周边设备。,二、话筒的选用,1、以话筒的性能参数依据 指向性 灵敏度 频响特性 最大输入声压级 输出阻抗,A、指向

6、性 话筒分为单一指向性和可变指向性两大类。前者只有如前面所介绍的全向、双向、心型等指向性之一，而后者可以通过转换开关的切换，从而具备多种指向性。可变指向性话筒对于录音环境和需要的适应性较强，但价格却较为昂贵。,注：动圈式话筒都是单一指向性的话筒。,B、灵敏度 一般电容式话筒的灵敏度比动圈式要高。但在实际拾音中，并非话筒的灵敏度越高越好，比如在环境嘈杂的街道或者演唱会现场，就应该使用灵敏度较低的话筒，以免环境噪声对有用信号的干扰。而对于录音棚中人声的拾取则一般使用灵敏度较高的话筒。C、频响特性 一般的电容话筒要比动圈式话筒的带宽要宽，无论是低频段还是高频段都具有更宽的频响范围。因此在选择话筒时，

7、可根据声源的音域特点来考虑选用频响特性与之相适应的话筒。,例如：语音的音域较窄，因此可选用频响较窄的话筒；诸如鼓、贝斯、大提琴等低音乐器，则需要频段向更低的频率展宽，因此需要低频特性好的话筒；反之，诸如小号、小提琴等高音乐器则要求高频特性较好的话筒；而对于整个交响乐队的拾音则要求频响范围很宽的话筒。,D、最大输入声压级 一般动圈式话筒可承受的最大输入声压级要比电容式话筒高，专业话筒可承受的最大输入声压级比非专业话筒高。,因此：在拾取诸如专业演讲或朗诵、美声唱法中的男女高音、打击乐、交响乐团合奏等大声压级的声源时应选用最大输入声压级较高的话筒。例如：对于一些专业演讲或歌唱等的拾音应用中，话筒的最

8、大输入声压级一般要求大于120dB。,E、输出阻抗 话筒输出阻抗过高，容易使输出信号在传输过程中产生静电干扰；而输出阻抗过低将容易产生电磁干扰，两者都会使话筒输出信号劣化。,由于输出阻抗高的话筒只能配接很短（如1-3m）的音频线，否则将会使信号的高频段受到严重干扰；因此在专业拾音领域一般都采用低输出阻抗的话筒，它一般可以配接几十米甚至上百米的音频线。但需要注意的是，话筒的输出阻抗并非越低越好，一般以150-250之间为宜。,2、以话筒的类型为依据3、以声源和拾音场所的声学特性为依据4、以具体厂家型号的话筒的具体特点为依据,三、单话筒拾音,1、单话筒拾音技术 单话筒拾音又称为单点拾音，其主要特征

9、是所有声音信号都由一个话筒，在声场中的一个点拾取。单话筒拾音是最基本也是最常用的一种拾音方式，其它拾音技术都是在它的基础上发展起来的。从现状来看，由于后期混音设备逐渐普及且都功能强大，尤其是计算机音频工组站的广泛使用，使我们在后期制作过程中能够通过多轨混音的方式对单话筒拾音的素材进行编辑处理，从而模拟出各种多话筒拾音的效果来。因此，单话筒拾音是最为重要的一种拾音方式。,2、单话筒拾音方式中话筒的放置 话筒位置的放置对于拾音质量至关重要，拾音时需要充分重视话筒放置的问题，否则会给后期制作带来麻烦。在考虑话筒的放置时，应主要从以下几个方面来考虑：话筒与声源的相对空间关系，包括距离、高度、角度等；录

10、音场所的声学特性；声源（人、乐器等）的声学特性和活动情况。,（1）话筒与声源的距离 当话筒太接近声源时，一方面会因为所拾取的直达声比反射声强太多从而使声音感到干冷；另一方面，会因为近区效应而使所拾取的音频信号的低频抬升，造成声音浑厚、丰满的效果，而严重时则会出现输出电压过大、声音过载、产生非线性畸变的后果。反之，当话筒离声源太远时，由于反射声占的比例增大，因此房间的声学特性将对拾音产生重大影响。若过多的反射声加入则会使混响时间增长，从而造成声音不清晰，甚至有回音，从而导致声像模糊。这给后期处理带来很大的难度甚至无法达到处理的要求。但是，适当的拉开话筒与声源的距离对于拾取环境声非常有利，而且话筒

11、的输出电压会减小，近区效应不明显。,拾音距离的分类,5cm,10cm,15cm,20cm,通俗唱法歌手低语调主持人,民族唱法歌手中音主持人,美声唱法歌手,（2）话筒与声源的相对高度 从拾取单个声源的角度看，话筒高度应该与声源接近，如拾取歌手或者演讲者的声音时，无论使用动圈式或者电容式话筒，都应该使振膜略微高于他们的嘴部，因为演员或者演讲者通常都会略微抬头歌唱或演讲。为了顾及谱架或其它设备的摆放，可以在拾音时采用电容式话筒倒置放置（吊放）,此外，用单话筒拾取乐器声时，话筒的高度受到乐器声乐特性的影响，对于诸如二胡等民族乐器，话筒的高度应与乐器高度一致，若是小提琴、吉他等存在共鸣腔的乐器，一般应将

12、话筒对准共鸣腔音孔位置。在电视、电影或现场节目的拍摄过程中，可采用单话筒拾取环境声（观众声、现场声等）以及声音的整体感觉（交响乐队等），这时若不想话筒出现在画面中，则通常将话筒用吊杆吊起一定高度，或将话筒安排在现场的房顶进行拾音。,需要注意的是，只有电容话筒可以采用倒置放置的形式，动圈式话筒只能正放，而且应该使其护网顶部正对声源。,电容话筒 正放,电容话筒 倒放,话筒防喷罩,（3）话筒与声源的相对方位 方位常用话筒的指向主轴与声源和话筒连线的夹角表示。若无特殊要求，应将话筒的指向主轴对准声源（即夹角为0），以获得最大的输出电压及抑制侧向声源的串入。,对于带有指向性的话筒，我们就需要考虑话筒的方

13、位角的问题，即在话筒主轴两侧灵敏度低于主轴-6dB处所夹的角度。在这个角度内的声源，所拾取的音频信号显得浑厚、有力，而在这个角度外的声源，所拾取的声音则显得单薄、无力。因此我们在使用带有指向性的话筒时，一定要注意拾音的方位角。,常见拾音场合的方位角选择,注：（1）当话筒与声源的方位角成0 时，气流声会很容易产生低频“pu”声；而当话筒与声源成15 30 时，音色的低频、中频、高频都比较均衡。当话筒置于45 90 时，语音气流掠过话筒振膜，使音圈振动减小，所以低频声音小，相对高频成分比例增加，但总音量变小。（2）在远距离拾音的场合，气流声已经微乎其微，所以为了获得最大的输出电压，我们必须将话筒的

14、指向主轴对准声源。,3、单话筒拾音应注意的问题 单话筒拾音时，若在音质良好的录音室中拾音，则重点应放在直达声、前期反射声和混响声的比例控制上。对于语音节目的录音，对白录音室的混响时间一般都较短，直达声与第一反射声之间的时间差对语音音色的影响十分重要。若房间的容积相当大时，第一反射声的延时就有可能加长，这时应采用隔声屏风或者附加反射面的方式来缩短直达声与第一反射声之间的时间差。一般认为：侧向反射声对音色具有重要影响，并建议将第一反射声的延时控制在25ms左右。对于语音，延时大于35ms时将出现发生点和共鸣点分裂的“怪音”，从而失去延时在25ms左右的亲切感。此外，单话筒拾音方式避免了多话筒拾音常

15、常出现的梳状滤波器效应，因此通过话筒本身诸如频响、指向性、近区效应等方面的特性来调整音色就成为有效、可行的措施。,4、电视摄像中的单话筒拾音,在与采访对象相隔一段距离或者是在嘈杂环境中采访时，我们应选用强指向性话筒，这样一方面可以保证被采访人的声音拾取的灵敏度，同时也有效的避开了噪声干扰。无线话筒的使用使节目主持人能够更为自由的在采访现场活动，尤其是领夹式无线话筒还将主持人的双手解放出来，从而使其肢体语言更为丰富，并且可根据现场情况操作。（比如商品的介绍或者旅游景点的解说等等）需要注意的是，摄像机最多同时使用2个话筒，再多就要使用调音台了。,在电视节目的制作过程中，ENG（电子新闻采集）是最主

16、要的一种录音方式。这种方式大多使用附在摄像机上的单话筒拾音，并将音频信号直接记录在录像带上。在这里我们有几点需要了解：,动圈话筒的灵敏度较低，它要求靠近嘴边使用，从而也能够有效的避免环境噪声的影响。室内采访节目或者会议、座谈等场合可使用界面式话筒，它可以被置于桌上，同时拾取多人的声音并不影响画面美观。在影视作品的制作过程中，为了拾取同步现场声，并不影响画面的美观，我们可以使用吊杆话筒。,注：吊杆话筒不是一种话筒类型，而是使用一种可伸缩的特制杆固定话筒，去接近声源而又不使话筒出现在镜头之中。吊杆话筒是俗称，它包括：话筒、吊杆、话筒支架、防风罩及防风毛皮。吊杆话筒是影视拍摄中使用最多的录音方式，它

17、的优点是能较好地多角度拾取声音，不干扰画面拍摄和人物表演，但同时它要求有专门的录音人员和相关的必不可少的录音设备，如ENG调音台、耳机、各种话筒等。录音师在拍摄过程中根据耳机监听声音的情况调节调音台和吊杆话筒，以期拾取高信噪比、低失真度的声音。如果不同期监听声音，移动吊杆话筒是盲目的、没有意义的，这不能真正录好声源及其所处环境。,四、双声道立体声拾音,立体声是由两路或者两路以上的声信号通过拾音、传输、处理，最终重放出来，并营造出一个“声画面”，使听者感觉到声音的方位感、展开感、纵深感、环绕感等现场的听感。立体声分为多种类型，常见的有：双声道立体声、四声道立体声、环绕立体声等。其中，双声道立体声

18、是最为常见，也是我们使用的最多的一种立体声类型，四声道立体声信号乃至于环绕立体声信号都可以通过双声道立体声信号来模拟。因此，我们在立体声拾音过程中，双声道立体声是最为常用的一种拾音方式。,1、XY制立体声拾音技术 所谓X-Y制立体声拾音，实际上就是运用两个特性完全相同的指向性话筒（通常是8字型指向或心型指向）上下重叠，并使其指向性主轴成一定角度（一般在90120之间，最常用的是90）来拾取声音信号，两个话筒的输出分别作为双声道立体声左右声道的信号。,心型指向正交,在X-Y制中，由于两个话筒是在同一点拾音，因此声源到两个话筒的声程相等，两个话筒分别拾取的声音信号不存在相位差。所以，X-Y制立体声

19、是完全依靠两路音频信号的强度差（声级差）来实现声像定位的。在实际使用中，X-Y制也可以根据实际需要使用各种指向性的话筒，其夹角也可以灵活决定。,2、MS制立体声拾音技术 与X-Y制类似，MS制也是利用两个重叠的话筒来拾取立体声信号的。不同的是，MS制采用了2个性能不同的话筒，其中一个主要用于接受声源中央（C）信号，称为M话筒，一般采用心型或者全指向话筒。M话筒的主轴正对声源，它除了拾取声源的中央信号外，还接受来自左（L）、右（R）两侧的信号，即：,UMULURUC,另一个话筒的主轴对准左、右两侧，拾取左（L）、右（R）两侧信号，称为S话筒，一般都使用8字型话筒。需要注意的是，S话筒所拾取的左右

20、两侧的信号是反相的，因此：,USUL（UR）ULUR,S,M,S,显然，MS制所拾取的并非左、右声道的2路信号，因此不能够把2个话筒的输出信号直接作为双声道立体声的左右声道信号；而必须使用电路进行MS信号的合差运算，即：,UMUS2ULUC UL,UMUS2URUC UR,L信号,R信号,从而得到最终的L、R信号。并且，我们也能够通过逆运算将UM和US信号完整的还原出来。从而实现单声道与立体声的兼容。（单声道只需要UM信号即可）,3、AB制立体声拾音技术 所谓AB制是用两个特性完全相同（多用心型或超心型指向）的话筒，拉开一定的间隔（从几cm到几m都有可能），从而使话筒能够获得诸如声级差、相位差

21、、音色差等能够反映声场空间特性的物理信息，从而达到立体声效果的拾音方式。这种制式的特点是结构简单、使用方便，对设备的要求也不太高；且可以充分表现现场的自然混响而不必后期加入人工混响，也不需要复杂的电路来实现信号的合差运算。,采用AB制拾音要注意以下几个问题：（1）A、B话筒必须是性能严格一致的话筒；（2）话筒A、B之间的距离必须满足经验公式：M3000（cm 度）2a（cm）,a 3000（cm 度）2 M,对于具有一定宽度的声源而言，若两个话筒之间的距离超出这一范围，则往往会出现“中空”现象（即在重放声像中，中间的部分有稀疏、距离很远的感觉），严重时甚至会造成声像分裂（即原来只有一个声源，而

22、重放时却使人感觉好像有二个声源存在一样），此时应该加大拾音距离，但在实际操作中往往难以做到。当然，我们也可以在重放时采用某种方式来弥补这个不足，如下页图所示。图a表示拾音时中间增加一个话筒，将信号以相同的比例分配到左、右声道中去，这样在重放时好像就在中间增加了一个扬声器一样。图b表示在收听现场，中间增设一个扬声器，它把左右声道的信号都取出一部分，均等的加入到中间的扬声器中去，从而改善“中空”现象。,（a）,（b）,由于AB制尽可能多的保留了可产生临场感的信息，因此用于双声道立体声的重放时可以获得相当好的效果，但作为单声道重放时却受到了很大的限制。因为两路信号之间不但存在声级差，而且存在相位差；

23、若简单的将两路信号叠加在一起作为单声道信号，则会出现梳状滤波器效应，从而使重放信号的频响特性劣化，也就是说，AB制的立体声信号无法与单声道信号兼容。,针对AB制的弱点，人们提出了若干改良方式，其中包括：（1）小AB制 将两个性能完全相同的话筒拉开一定距离并张开一定角度，利用左、右路声波的声压差和相位差来反映声场的空间信息。小AB制又分为：ORTF式法国创立，2个话筒均为心型话筒，间距17cm，轴向夹角110。NOS 式荷兰创立，2个话筒均为全指向话筒，间距约30cm，夹角90。DIN 式德国创立，2个话筒均为心型话筒，间距约20cm，夹角90。RAI 式意大利创立，话筒间距21cm，夹角100

24、。OLSON式话筒间距20cm，夹角135。,（2）大AB制 大AB制是相对于小AB制方式而言的，它一般采用全指向话筒，平行放置于声源的前方，而话筒的间距则远远大于小AB制，一般能够达到0.5m3m。,大AB制,4、假头制立体声拾音技术 所谓假头制就是利用假头（人头模型）在等效双耳位置处放置一对电容式全向小型话筒，此时电容话筒的振动膜相当于人耳的耳膜，因此这两个话筒能够有效的模仿人耳的双耳效应，获取偏离中央的声源产生的声压差和相位差信息，从而使重放声场能够再现原声场的水平方向感、深度感等声像信息。,如果重放时通过耳机来聆听，则假头制立体声拾音技术能够很好的再现原声场的音色效果。但如果采用两个左

25、右分开的扬声器聆听，则会由于受到诸多制约而无法令人获得满意的效果。因此，假头制立体声拾音技术往往改进为OSS（Optional Stereo signal）方式。OSS方式与假头制非常相似，不过它是由两只小振膜压力式全指向话筒和一块特制的声学障板组成，话筒间距为16.5cm（约17cm），障板直径为28cm，通常由木板或塑料制成，并开有小孔。这种方式也非常类似于小AB式，但具有更好的声像定位作用。,OSS拾音,此外，Schoeps公司生产的KFM系列立体声话筒是采用一个圆球来代替两个话筒之间障板，该球体是空心的，用塑料制成，直径为20cm，球体的表面具有反射的特性，内部附有吸声材料，两个话筒的

26、振动膜尽量接近球体表面，以避免出现梳状滤波器效应，两个话筒的连线的中心通过球心，轴向夹角为180。此外在球面上还安装了一个发光二极管作为标记，以便于录音时话筒的设置。,SCHOEPSKFM 360,五、多话筒拾音,多话筒拾音是利用多个话筒同时或分别拾取各不相同的某一部分的声音，经过人工的加工处理后，合成为一个统一的节目信号。由于这种方法提高了制作的可能性，所以对于一些声学特性不太好的声源或录音场所，以及配器不甚理想、自然平衡感差的音乐拾音，这种方法效果最好。,1、主辅话筒拾音技术 所谓主辅话筒拾音，是指在拾音现场同时采用了多个话筒拾音，但其中只有1个话筒（有时也可以是2个或2个以上，但一般是一

27、个）决定着整个作品的质量，而其余话筒则主要是为了弥补主话筒输出音频在某些方面的不足或缺陷，或者是为了获得某种专门效果（如超重低音）而设置的。辅助话筒的数量是根据实际需要所决定的，并且其位置一般都放在距离其需要补充的声源的附近，而且其电平总是保持在比总信号电平低得多的水平内。在立体声拾音中，这一点尤其重要，因为如果破坏了这一主从关系，将会给立体声声像定位造成极大得损害。可见，主辅话筒拾音技术本质上也是单话筒拾音技术的一种改良。,2、多话筒拾音技术 多话筒拾音技术是指采用多个话筒、不明显区分主次的拾取节目声音。各话筒主要是根据声源的性质分别独立设置，一般均采用近距离拾音方式。这种拾音技术对多轨录音

28、和后期处理的依赖性很强，即它通常需要与多轨录音配合，并要通过后期处理才能最后完成整个音频作品的采制。在多话筒拾音中，布置话筒时，应将它们在声学上尽可能分开，即要求有相当大的声隔离度，这是多话筒拾音技术的关键。为了适应这种要求，人们采用了许多措施，如建造隔音录音室、分别录制各部分声音、使用强指向性话筒近距离拾音等等。因此我们也可以根据演奏空间的不同将多话筒拾音分为：全封闭拾音、半封闭拾音、不封闭拾音。,（1）全封闭多话筒拾音 将声源的各部分（如乐队的各声部等）以封闭的隔音房间完全隔离开来，或将声源的各部分在同一房间分别进行录制，从而使各部分之间的串音最小，信号可以完全各自独立加工。（2）半封闭多

29、话筒拾音 只对部分音量较大的声源作隔离，允许一定量的串音，故信号之间的独立性不如全封闭式，处理起来灵活性要差一些，但它对录音场所的要求却下降了，操作起来更为方便。在话筒的选择上主要选用指向性相对较强的话筒，并且以近距离拾音为主。（3）不封闭多话筒拾音 该方法对各声源之间不加任何隔离，仅通过话筒的灵敏度、指向性选择、拾音距离、拾音角度的设置来取得声源间的相互隔离。所以采用这种方式拾音时，信号之间的串扰较大。,在采用不封闭多话筒拾音时，应做到以下几点：提升或衰减本路信号，不会影响其它路信号在整个节目中的作用。改变本路信号的声像位置，不会影响其它路信号的声像位置。因此在安排各声源的演奏位置时，应将声

30、源的各部分拉开一定的距离，以提高隔音效果，同时应尽量使声源的位置与重放声像保持一致，以确保声像定位的质量。,注：以上介绍的只是粗略的划分，在实际拾音时应根据现场情况灵活使用，也可以将三种方法混合使用，充分发挥它们各自的优点。,六、环绕声拾音技术（略）,1、环绕声的扬声器设置2、环绕声拾音技术（1）声场传声器方式（2）VR2环绕声拾音方式（3）KFM360环绕声拾音方式（4）仿真头环绕声拾音方式（5）Decca Tree环绕声拾音方式,第二节 音频信号的处理技术,电声系统的中间环节就是对音频信号的加工、修饰与变换等，从而达到符合前后接口电平、推动扬声器、补偿信号缺陷、优化音质、以及获得特殊效果的

31、要求。音频信号处理技术分为以下四类：幅度域处理：对信号的幅度、线性与非线性进行控制和处理（包括放大、电平压扩、噪声门等）频率域处理：对信号的频谱高低以及分布状态进行控制和处理（包括滤波、分频、均衡、音色控制等）时间域处理：对信号的波形和时间轴等参量进行处理（包括混响、延迟、速度控制等）空间域处理：以声音的空间定位和声像导演为核心（主要就是立体声的相关技术）,一、幅度处理技术电平压扩,我们知道可闻声的动态范围极大，从闻阈到痛阈的声压级差值超过120dB。而电路对于可处理电信号的动态范围相对要小很多，一般不大于70dB。因此对于某些大信号而言，削波现象比较严重；而对于一些小信号而言，又达不到接口电

32、平值或推动扬声器的要求。因此，我们必须对这些信号的幅度进行控制，也就是常说的压缩与扩张处理，简称压扩。,1、压扩器的特性 电平压扩就是将音量达到某一电平时人为的进行压缩限幅或扩张。它是音频信号的主要处理手段之一，主要作用如下：（1）对声音信号的动态范围进行压缩或限幅，防止削波失真，或信号过载从而损坏设备。（2）产生特殊音响效果。（3）降噪。,图：电平压扩特性,为了实现压扩功能，需要有一个控制电路，根据压扩要求对被控元件进行增益控制。控制信号来自输入端的称为前控型，来自输出端的称为后控型。,前控型,后控型,2、电平压缩与限制器的应用 在实际音频节目的录制过程中，为了减小音频信号的动态范围，使用了

33、大量的电平压限器。它一般是对高电平信号采用较大的压缩比例，如1/10、1/2等；另一方面则对低电平信号采用较小的压缩比例，如2/3、3/4等等，从而有效的降低了高低电平之间的差距，达到缩小动态范围的效果。电平压缩一般具有如下功能：A、缩小音频信号的动态范围，从而记录更多信息。B、降低峰值电平，保护电路与设备安全。C、控制大、小信号的电平差值，使整个节目的音量水平保持平稳、适中。D、利用压限器与其它设备的搭配达到特殊效果。,3、电平扩张与噪声门的应用 电平扩张与电平压缩恰好相反。它将低电平信号的增益降低，高电平信号的增益提高，从而使输出信号的动态范围大于输入信号。这种用法一般用于恢复在录制过程中

34、经过压缩的节目信号，使不同声音信号还原至原有的声压比例。扩张器的另一个重要作用就是抑制噪声。对于所录制节目中由于混响过长、环境噪声过大、话筒之间串扰等原因造成的低电平噪声，通过电平扩张处理能够有效提高信噪比，抑制低电平噪声。对于“扩张比”比较大的情况，可以将无信号输入时的本底噪声有效的排除在所录制的信号电平之外；而这种当输出电平小到一定值时使输出截止的扩张器，我们称为噪声门。4、降噪（略）,二、频域处理技术,频率域的音频处理手段主要可分为两种类型：（1）舍弃音频信号中不需要的频率成分，也称为滤波，与之对应的设备是滤波器。（2）使传输系统的频响平直化，尽量避免非线性失真，也称为频率均衡，与之对应

35、的设备是各种均衡器。,1、频带控制（1）带通滤波 在很多场合都需要对音频信号的频带作一定的限制。如教室、礼堂、会议室扩声等都是以语音信号作为主要信号，要求信号有较高的清晰度，因此可以使用高通滤波器、低通滤波器或带通滤波器滤除低频，以消除浑浊的低音与交流噪声；或滤除高频，以消除咝咝的高频噪声和其它干扰。,注：语音信号主要分布于100Hz5kHz之间，尤其是在200Hz700Hz之间。,（2）分频器 分频器一般使用于扬声器系统中，主要有功率分频与电子分频两种形式。它的功能是将全频带信号分成高、中、低频带信号分别送入不同扬声器，以获得音域宽广、力度均匀、互调失真小的音响效果。,2、均衡器 频带控制器

36、仅仅只是对高、低频起一个限制作用，要达到改善音质或变换音色的目的，我们还需要对某些频率分量进行提升或者衰减，这时就要用到一种称为均衡器的设备了。均衡器一般有以下几种类型：斜坡型 单频补偿型 多频补偿型,（1）斜坡型均衡器 斜坡型均衡器的频率特性如下图所示。它主要是在较宽的频率范围内对高频或低频分量进行提升或压低。它的特性变化比较平坦（约6dB/oct），但不能对音色进行细致调节。,（2）单频补偿型均衡器 单频补偿型均衡器具有谐振频率特性的频响。它与斜坡型相反，频带较窄，可以针对某个频率（及其谐波频率）的声信号进行细调，从而达到改变音色的目的。,（3）多频补偿型均衡器 多频补偿型均衡器一般由 1

37、/3 oct的带通滤波器所构成，它实际上就是多个单频补偿器组合起来实现对各频带的全域细调。但由于邻接频带间易产生干扰，故也难以得到完全平坦的频响特性曲线。多频补偿器也称为图示均衡器。,31段图示均衡器,均衡器在音频信号的处理过程中占有重要的地位，从录音机、DVD到调音台，到处都可以见到均衡器的使用。除此以外，还有专门制造的房间均衡器、参量均衡器和图示均衡器等设备。这些设备除了可以对音频节目信号的频率成分加以修饰补正以外，还可以针对房间建筑声学缺陷所造成的声染色和声吸收进行细致的修正，以使室内声趋于平滑和均匀。尤其是对高质量的音频节目制作用房，更需要房间均衡器调节到某一指定的音响标准，以使制作环

38、境和放声环境相类似，便于节目的交换和保证良好的音质。均衡器的频段分得越多、越细，对音频信号的控制就越强，最终所调节的效果就越显著。一般家用级设备上通常都带有3段均衡（通常是斜坡型均衡器）；而很多专业设备上则附带了38段均衡（通常参量均衡器）；至于专门的图示均衡器等设备则通常具有31段均衡。,3、声激励与移频 音频系统中所产生的频率变化或者生成新频率一般都是由于系统的非线性失真所造成的结果；但有的时候，我们却需要使用特定的设备来故意造成这种结果，声激励器与移频器就是这样的2种设备。（1）声激励器 声激励器能够利用原信号中的基波成分去激励一个谐波增强电路，使原信号中的谐波成分得以加强，或者产生新的

39、、可调式的乐音谐波。这些谐波成分与原信号叠加形成新的输出信号，一方面能够弥补整个音频系统对于中、高频以及谐波信号的损失导致的音质下降；另一方面则能够弥补某些声源过于单调的音色，以及增强乐音的穿透力与感染力等等。,加入声激励器的扩音系统，能够在提高输出声场的响度级和信噪比的同时而不必增加音量，这就不易引起反馈啸叫；在演奏现场加入声激励器则可以改善输出信号的音质，丰富音色，从而重现乐器的本色，并提高声音的细腻程度。（2）移频器 移频器的作用是将声信号的频率搬移，使其音高有所变化，从而获得某种特殊效果；或弥补音频信号与声学现场的缺陷。例如：将男声信号录音后快速播放，音调就会提升获得类似于女声的效果；

40、各种卡拉OK系统中都具有的变调功能；后期制作时可以将原信号移频成多个声部，从而获得合声的效果等。在现场扩声系统中，移频也是避免啸叫的有效手段之一。在此不再赘述。,三、时域处理技术,音频信号的时域特点从另一个方面反映了音频信息的重要特征，无论是波形信息还是混响时间都对音质具有重要的影响。对音频信号的时域处理主要包含了人工延时与混响以及语音变速技术。,1、人工延时与混响 通过人工延时与混响设备，我们能够模拟现场声的延时与混响效果，“控制”直达声、前期反射声、混响声的比例，从而获得类似于特定声学现场（如著名歌剧院、会场、厅堂等）的声学效果。同时，控制好直达声与反射声的强度比例大小（声学比），又可以给

41、出“声现场”的深度感。,延时器,衰减,混响器,衰减,衰减,输入,输出,15-35ms,50ms以上,15-35ms,15-35ms,前期反射声,前期反射声,前期反射声,混响声,什么是 DSP？,DSP（Digital Sound Field Processing）数字声场处理是由YAMAHA公司研发的一种模拟厅堂声场的技术。这种技术是利用数字分析仪器对专业声学厅堂进行声场特性分析，以4个传声器记录每个被测厅堂特定的直达声的电平、各特殊反射声的电平和时间差等参数，再利用计算机分析，制成专门的集成电路芯片，以电子电路来模拟重现那些主要参数，在小房间里再造出各著名厅堂的声场效果。常见的效果有：Con

42、cert Hall 1、2、3，Church，Rock Concert，Jazz Club，Concert Video 1、2，TV Theater，Movie Theater 1、2，Dolby Pro Logic Surround。如今的音响系统中大量使用了DSP技术，所提供的效果也大大增加。如：Stadium，Chorus，Live。一些计算机程序也能够通过软件的形式来模拟DSP效果。,四、空间处理技术立体声,对于客观存在的声音，人耳除了能够分辨其响度、音高和音色的差别以外，还能够判断出声源的位置和方向。（这种能力得自我们已知的“双耳效应”和“耳壳效应”）正是由于这种能力，带给了我们层次分明、丰富多彩的方位和深度感的立体声像群。我们所感受到的声音的“空间感”、“现场感”实际上是声像的“宽度感”、“展开感”、“分布感”和“深度感”的综合反映，还包括了声部之间的“平衡感”。因此我们对于音频信号的空间处理实际上就是利用电声技术手段来营造和重现这种立体声声像（群）的过程。,