各品牌AV功放与前级解码器中的自动声场校正系统介绍

2018-10-19  • 来源:家庭影院技术    编者:    查阅:
不知道买过音响的朋友是否都有过类似的体验:“明明这套系统在店里听起来好好的,怎么买回家之后,声音听起来就不对了呢?”其实就算是世界上最好的扬声器,想要呈现出完美的状态都并不容易。因为声音从音箱发出,到进入人耳的整个过程,会受到各种看不到的干扰。除了摆放距离和角度之外,房间本身的声学特性也是一个无法回避的影响因素。房间的尺寸、形状、家具摆放等好像将房间变成一个额外的乐器,和重播的音乐一起演奏,让它无法原汁原味地加以呈现。举个简单的例子,当扬声器发出的声波与墙壁、天花板反射的声波共振时,就会产生驻波。驻波会对整体声音尤其是某些较低的频率产生负面影响。一个扬声器与其它扬声器之间距离不同,也会对所有扬声器产生不利影响,甚至会扭曲整个系统的声场。低频信号与主通道信号的“相位延迟”更是一个常见的现象。可以说,想要在特定的使用环境和系统搭配中,获得更好的声音效果,大到房间,小到音箱发出的音频信号,都需要进行调校,安装声学材料当然是最实在的改善房间声学特性的方式,有条件的话,也可以请专业人士帮忙调校。手动调校通常会使用麦克风、声压计和其它工具设置音箱的位置、距离、声压,并进行EQ均衡处理。整个过程专业性比较强,花费的时间精力也多。好在随着技术的发展,自动声场校正技术应运而生,以上所说的这些调校步骤都可以交给校正软件自动完成。
各品牌AV功放与前级解码器中的自动声场校正系统介绍
其实自动声场校正技术并不是什么新奇的事物,早在十几年前,它就出现在某些品牌的功放产品中,经过多年的发展升级,那些经典的自动声场校正技术早已拥有不止一个版本,而新的技术还在不断涌现,测量精准度和操作便利性更强,比如可以进行多点测量或使用手机App进行控制。另外,它也不再专属于功放这类产品,在Soundbar和某些音箱中都可以使用。整项技术的普及度和使用率大大提升,只需通过简单的几个步骤和短短的时间,就能不同程度地消除房间驻波、改善相位延迟、提高声场平衡,最终获得更加出色的声音效果。这对于影音爱好者和发烧友来说确实是件再好不过的事情。不过,虽然使用自动声场校正技术进行音响系统的调校事半功倍,省心省力,但这项技术并非十全十美,不同技术的测量精确度和校正水准可能相差甚远。本文主要是对目前市场上主流的8个自动声场校正技术做简单的介绍,日后有机会的话,也会尝试对其中的重点技术做更详细的解读。www.av269.com


本文所讨论的8个自动声场校正技术如下:
Trinnov Audio Optimizer Loudspeaker/Room Optimization Technology
应用品牌:Trinnov Audio
Dirac Live
应用品牌:Datasat(大地之声)、Storm Audio、Arcam等
ARC(Anthem Room Correction)
应用品牌:Anthem(圣歌)、Paradigm(百里登)、Martin Logan
Audyssey MultiEQ
应用品牌:Denon(天龙)、Marantz(马兰士)
AccuEQ
应用品牌:Onkyo(安桥)、Integra
YPAO(YAMAHA Parametric Room Acoustic Optimizer)
应用品牌:Yamaha(雅马哈)
MCACC(Multi-Channel ACoustic Calibration System)
应用品牌:Pioneer(先锋)
Sonos Trueplay
应用品牌:Sonos



Trinnov Audio Optimizer Loudspeaker/Room Optimization Technology

网址:www.trinnov.com

提起 Trinnov Audio,大多数人可能第一时间就会想起Altitude 16、Altitude 32 两款强悍的多声道环绕声处理器。如此多的声道信息和音箱配置,不仅对处理器的处理能力提出了更高的要求,系统使用前的调校也需要谨慎对待。因此,Trinnov Audio 将自家的自动声场校正技术摆在非常重要的位置,它是 Trinnov 针对专业工作室、电影院、Hi-Fi 音响和家庭影院的核心技术,把扬声器和房间作为整个重播系统整体进行优化和补偿。与老式的实时分析和1/3倍频程校正方法不同,这项技术使用 MLS 信号来测量房间内每个扬声器的全部脉冲响应,增加了频率响应的时间维度,使优化系统能够看到扬声器在房间内的全貌。Trinnov 先进的时频分析算法则用于识别房间模式、早期反射和后期混响。除了使用智能声学分析引擎自动计算 FIR 和 IIR 滤波器,显著地提高了直达声和后期混响的一致性之外,全相时域技术还能对扬声器的群延时和早期反射进行补偿,而后续的反射保持不变。通过整体的优化,在振幅和相位上都改善了扬声器的频率响应,让每个扬声器都获得了中性的音色,并实现清晰的、聚焦感良好的声像。每次优化结束,保存预设时,系统会自动生成完整的PDF报告。

Trinnov 自动声场校正技术不仅依赖于非常精确的声学测量,还依赖于定位扬声器位置和检测早期反射源的能力。因此,Trinnov 投入了大量时间来设计一个可以精确收集多个空间位置信息的 3D 麦克风。它由四个全方向的拾音头组成,安装在铜管的顶部,以避免衍射。吸音头彼此间的间隔距离相同,能够定位每个扬声器距离、方位和高度。为了优化空间准确度,所有拾音头的响应都会被统一分析比较,然后找出 4 个拾音头的最佳匹配,并在各个方向上达到±2°以下的空间分辨率。
另一个需要重点提及的是适用于任何扬声器布局的“3D spatial remapping”三维空间重新映射技术。Trinnov 自动声场校正技术由于麦克风的三维测量能力,可以检索到更准确的音箱位置,再从音箱的坐标计算出一个三维空间重新映射的理想矩阵,并将其应用到输入信号中,根据音频格式对不准确的音箱位置进行补偿,保证了最佳的空间分辨率和可靠的三维声场。这项技术也确保了现有和未来的三维音效标准之间的相互兼容性,如果输入声道与输出声道的数量不同,重新映射技术也能被当作通用的向上 / 向下缩放算法,用于三维音效的重播。

3D麦克风由四个全方向的拾音头组成,安装在铜管的顶部,以避免衍射,吸音头彼此间的间隔距离相同,能够定位每个扬声器距离、方位和高度

Trinnov Audio Altitude 32最高可对32声道信息和音箱配置进行处理,需要强大的声场校正技术在系统使用前进行声学调校

Dirac Live
网址:www.datasatdigital.com/www.dirac.com
Dirac Live是瑞典Dirac Research AB声学研究公司非常具有代表性的自动声场校正技术,目标是优化音响系统中每只音箱的声音输出,使其完全平衡于音箱所在房间的声学特性。通过深入的房间测量和复杂的算法构建了一幅听觉环境的图片后,对房间内的声音干扰和失真进行补偿,最终让室内声学、立体声聚焦感、清晰度和音乐的瞬态方面都有所改善。这个技术最早出现在豪华汽车的音响系统,之后在影院中使用,目前已经应用于家庭环境,支持的音响品牌包括Datasat(大地之声)、Storm Audio、Arcam等。它的独特之处是能在一个大的聆听区域中,提供一个真实的脉冲响应校正。微信公众号hdkong

立体声的听感取决于左右耳脉冲响应的相似度,因此扬声器的脉冲响应必须对齐,以提供自然的听感。Dirac Live所做的便是为每个扬声器提供脉冲响应校正,以提高整个立体声图像的精度和清晰度。通过引入增强的脉冲响应,声音的定位变得更加清晰。从本质上说,为左耳和右耳创造一个非常自然的脉冲响应后,改善了声音的空间感知能力,即临场感。平滑的脉冲响应也能使声音整体变得更加自然,减少听觉疲劳。扬声器的声音输出是混合相位,不同的声音元素有不同的相位。但是许多房间优化方案只提供最小的或线性的相位校正。Dirac Live 是为数不多的提供混合相位校正的技术,能使声音的定位和清晰度得到增强。反射方面,我们常说的声音反射其实有两种主要类型。早期反射声会导致声音的模糊和变化。侧反射由扬声器一侧反弹而来,会导致音染,但实际上也会使声音的定位感和区分度更强。因此Dirac Live选择移除早期反射,减少侧反射的音染,但没有将其完全消除。在提高低音的力度和紧凑感方面,Dirac Live所做的是减少音箱的校正时间和发出声音的准备时间。

目前在Dirac的官网上,可以购买并下载到Dirac Live技术软件的立体声版本和针对家庭影院环绕声系统的完整版本(能测量多达8个扬声器)。软件主要包括两个应用,一是Dirac Live的调校工具,逐步说明了如何测量和分析由扬声器和房间造成的音质下降,并自动生成修正数据。如果你是专业玩家,可以详细编辑频率响应的目标曲线。另一个应用是Dirac的音频处理器,允许用户将创建的校正数据应用于计算机任何媒体播放器或程序播放的所有音乐。




目前在Dirac的官网上,可以购买并下载到Dirac Live技术软件,主要包括两个应用,一是Dirac Live的调校工具,另一个应用是Dirac的音频处理器,允许用户将创建的校正数据应用于计算机任何媒体播放器或程序播放的所有音乐。

YPAO(YAMAHA Parametric Room Acoustic Optimizer)
网址:www.yamaha.com.cn
YPAO (YAMAHA Parametric Room Acoustic Optimizer )是雅马哈的室内音场优化技术,功放会控制家庭影院系统中的音箱发出一系列的测试音,再根据麦克风收集到测试音数据确认音箱的连接状态、音箱的尺寸、声道间的平衡、音箱距离和频率相应等项目,并对测试到的系统情况进行自动调整,优化音箱配置,使得整套家庭影院系统能够配合所在环境达到最佳的表现状态。目前,YPAO技术已经有了新的发展,在雅马哈多款新推出的AV功放中,都采用了YPAO-R.S.C.(Reflected Sound Control)的技术,相比于YPAO技术,YPAO-R.S.C.使用了更加精准的新型麦克风进行多点测量(最多可在房间的8个位置进行测量),在分析房间声学特性后,能精确地进行音频参数调整,使声音在房间内得到优化,同时消除不良的房间反射音。内置YPAO-R.S.C.技术的功放除了配备麦克风之外,还随机附赠一个三角形的麦克风底座和支架,当进行角度/高度设置时,能将麦克风放在不同的朝向和高度,测量每个位置每个音箱的角度和高度并校正音箱参数,以便CINEMA DSP形成更有效的声场。如果启用了“YPAO音量”,高频和低频量将会自动根据音量进行调节,让用户在低音量时也能享受自然的声音。测量完成后,每只音箱的接线、大小、距离、强度、角度和高度等测量结果都将显示在屏幕上。

而在前段时间举行的Soundbar横评活动中,雅马哈YSP-2700也向我们展示了雅马哈另一个简单的自动声场校正技术IntelliBeam。雅马哈官方将其称为“智能音线模式”自动调音系统,它应用在YSP系列产品中,利用随机附赠的麦克风,可以在模式工作状态下追踪和分析声场,同时自动设置音束的角度和方式,优化每一组音束的声压和频率响应,使得整体的声音调整非常简便。

内置YPAO-R.S.C.技术的功放除了配备麦克风之外,还随机附赠一个三角形的麦克风底座和支架

YPAO进行声场校正的其中一个重要步骤是消除不良的房间反射音

MCACC(Multi-Channel ACoustic Calibration System)
网址:www.pioneerelectronics.com
MCACC(Multi-Channel ACoustic Calibration System)面世是在2001年,算是最早的自动声场校正技术之一,由先锋联合AIR工作室共同开发。它最初的功能是通过测量和分析音箱的混响特性,并优化声音输出,使其刚好适合房间。后来随着相位控制技术的加入,弥补了低频信号的相位滞后,MCACC得以进一步优化多声道的声音,从而实现更好的家庭影院效果。目前,MCACC根据AV放大器的级别分为三个级别:MCACC、Advanced MCACC和MCACC Pro,简单来说,就是基础版、高级版和专业版。随着版本的升级,功能越来越丰富和精细。阿强家庭影院网欢迎您!

MCACC是基础的声场校正技术,功能包括使用专用麦克风测量扬声器的大小、声压和距离;对每个声道的频响进行测量和调整,并自动补偿差异;调整低音炮的延迟,使其与其它通道同步等。Advanced MCACC则包括精确的音箱调音和高级的聆听环境校正,它在MCACC的基础上,能通过3D时间轴补偿功能手动或自动控制0-80兆秒(以20兆秒为单位)的声学处理、进行自动相位控制、音箱极性检查、驻波控制,并有低音炮均衡器用于调节低音的音色。

专业版MCACC Pro在测量和调整方面的精细度都是三个版本之最,除了拥有Advanced MCACC的全部功能之外,还能独立调整双低音炮,全频相位控制技术采用特殊的数字信号处理(DSP)进行补偿,可以调整每个单元的相位以及每个音箱的群延迟。

总的来说,MCACC技术侧重于相位特性、测量精度和重播频率三个方面。众所周知,当音频信号不同步时,扬声器单元和声道之间的声音容易互相抵消。MCACC所做的便是在不改变相位特性的情况下,对相位延迟进行调整,从而再现符合创作者意图的原声。而在正常的客厅环境中,由于室内材料和家具摆放的不同,混响特性不一致。因此,如果EQ调节是基于包括混响声在内的测量数据,则无法达到最佳的音质。MCACC将时间轴考虑在内,根据混响声音的影响,采用不同的补偿方法,使聆听环境得到更好的补偿。考虑到高分辨率音源采用EQ调节时,如果重播的频率从原来的192kHz降低到96Hz,音质水平将无法维持。MCACC在保证音频文件重播频率的情况下进行EQ调整,使得多声道设置能播放真正的高分辨率声音。

目前,MCACC技术共有MCACC、Advanced MCACC和MCACC Pro三个版本,随着版本的升级,功能越来越丰富和精细

MCACC的基本功能是使用专用麦克风测量扬声器的大小、声压和距离,对每个声道的频响进行测量和调整,并自动补偿差异

SONOS Trueplay
网址:www.sonos.com
在我们前段时间举办的Soundbar横评活动中,具备自动声场校正功能的Soundbar数量占不到总数的一半,其中Sonos Trueplay调音技术的操作和测量方式是最为特别的。它只需要iPhone、iPad或iPod Touch和几分钟的时间,就会自动分析房间的大小、布局、房间内的装饰以及音箱所摆放的位置,并以此对每个低音扬声器和高音扬声器进行微调。13241902523

那么,Trueplay具体是如何工作的呢?和连接、配对等操作一样,调音过程离不开Sonos App。在Sonos的音响体系中,“房间”是个很突出的概念,通过将不同产品放置在不同的位置,从而实现多房间控制。因此,如果你是第一次使用Sonos的产品,那么系统会在基本设置完成后提醒你及时进行调音,如果你略过了这个步骤,再想开启这个功能,那么就要在Sonos音乐主界面上进入“房间设置”,点击希望打开Trueplay功能的房间,根据系统提示完成调音操作。从开始调音到结束,大概会花费3分钟左右的时间。在测试音发出后,用户需要拿着手机绕房间走动,并上下摆动,使手机麦克风能记录到不同频率的声音在移动过程中的响度,以及房间内水平摆放的物体、家具摆设以及墙壁之间的影响,然后Trueplay使用组合的均衡和滤波技术来纠正这些频率,使声音听上去更加自然清晰。在设置Trueplay之前,可以先参考Sonos录制好的视频教学,移动手机的过程需要保持平缓,避免风速对麦克风收音产生影响。调音完成后,用户根据效果和自己的喜好,还可以在Trueplay的设置上进行EQ的调节(高频/低频),Trueplay的状态也可以随时打开或关闭。

目前支持Trueplay调音功能的产品包括:Sonos One、Play:1、Play:3、Play:5 (一代和二代)、Playbar、Playbase、Beam以及任何和SUB绑定的音箱。所有运行iOS9或以上的苹果设备都支持Trueplay调音技术。

至于Trueplay目前为何还不能在安卓系统上使用的问题,Sonos官方解释道,由于安卓设备不同软件版本之间的平台和不同种类的麦克风太多,导致了他们目前还无法为这么多种类的设备提供一个稳定的Trueplay调音体验。但他们会持续关注,直到安卓平台可以顺利支持Trueplay功能为止。


目前Sonos One、Play:1、Play:3、Play:5 (一代和二代)、Playbar、Playbase、Beam以及任何和SUB绑定的音箱都支持Trueplay调音功能

ARC(Anthem Room Correction)
网址:www.anthemav.com
Anthem公司的工程师们很早就意识到真实世界的聆听环境和音频实验室的受控环境差异巨大,同样的扬声器在不同的房间听起来截然不同,房间的大小、结构、形状、摆放的家具等因素都会产生驻波、共振和反射,对声音造成不同程度的干扰。Anthem工程师就是在研究如何在非实验室环境中重现实验室声音标准的时候研发了ARC系统。这项研究得到了加拿大国家研究委员会、加拿大政府研究和技术组织的支持。

ARC首先会将房间的声学特征和实验室进行比较,测量每个音箱相对于聆听区域的频率响应,然后使用先进的算法消除室内障碍物的负面影响,调整频响和校正相位效应。同时,它会自动增强优化的房间增益,让低音听起来不会太薄。ARC也能察觉到音箱的低频响应下降,并相应设置高通滤波器,以确保低沉、混合均匀的低音听起来更自然。13241902523

ARC完成整个测量和校正流程是完全自动的,而且只需要几个简单的步骤。当然,除了随机附赠的麦克风之外,你还要准备一台运行Windows 7或更高版本的笔记本电脑,并从官网下载最新的ARC软件。将麦克风分别接入电脑和具备ARC功能的产品后,将它放置在房间的每一个聆听位置(最少5个,最多10个),让ARC能从每个位置采集声音样本。随后,ARC软件将比较扬声器在实验室的理想标准和它们在你房间的实际表现之间的差异,用复杂的DSL精确地平衡复杂的交叉曲线,让音箱的表现能达到理想的状态。ARC也提供了设置单独的音乐和电影模式的能力,允许选择不同的扬声器配置,设置不同的交叉点,并能进行单独的测量和校正曲线,以优化音乐和电影的听力体验。值得一提的是,测量结束后,每个音箱调校前后的数据会在PC端生成详细的报告,供用户对比查看,可上传、打印,并能保存多次测量的数据信息。Anthem ARC App已经于2016年正式上线,苹果用户和安卓用户都可以下载使用,使用手机麦克风来完成基本房间校正。
作为一个老牌的自动声场校正技术,ARC当然不止运用在Anthem的产品中,也支持百里登和Martin Logan两个品牌的部分产品,甚至有一套专门针对低音炮的调校系统PBK:Perfect Bass Kit,用ARC技术消除房间浑浊的回声和驻波,展现更自然、真实、深沉的低音。

每个音箱调校前后的数据会在PC端生成详细的报告

进行ARC校正,最好使用随机附赠的专业麦克风

Anthem ARC App已经于2016年正式上线


Audyssey MultiEQ
网址:www.audyssey.com
在自动声场校正技术领域,天龙和马兰士一直使用的Audyssey MultiEQ是最早期的自动声场校正技术之一。它能检测所使用扬声器的大小、类型和配置,根据具体房间的声学特性对音响系统进行简单、精确的一键式设置和校准,调校后的数据可以保存,并拷贝在U盘中以备不时之需,整体的专业程度得到了很多影音发烧友的推崇。

目前Audyssey MultiEQ在家用领域可以分成MultiEQ、MultiEQ XT、MultiEQ XT32三个版本,级别越高,意味着测量和校正的精细度越高,当然,价格也更高。Audyssey在IMAX影院使用的的是MultiEQ PRO版,MultiEQ XT32和它拥有相同的性能,滤波器的精度也一样,但测量点的数量从32个减至8个。MultiEQ XT32扬声器滤波器的精度则是MultiEQ的256倍,低音炮滤波器的精度是MultiEQ的4倍,测量点也比后者多了两个,两个版本的差距还是比较大的。

尽管存在级别高低之分,但这三个版本也有一些基本的相同点,比如都有4个目标曲线或EQ模式可供选择,包括Audyssey、Audyssey Flat、Audyssey Bypass L/R和Manual。其中Audyssey Flat是比较特别的,它适用于非常小或经过高度处理的房间,听众的位置离扬声器很近。而当接收器是THX处理模式,也就是说通过THX认证时,则推荐在任何房间都使用Audyssey Flat模式,它能让THX re-equalization功能如预期运行。

2017年,Audyssey正式推出了MultEQ Editor App,售价128元人民币。这是一款功能十分强大的自动声场校正软件,它可对8个位置进行测量,支持更多的自定义设置和更精细的调整,意味着用户能按照个人喜好定制专属的环绕声体验。

通过App,用户可以直接在手机上查看扬声器使用Audyssey MultiEQ校准前后的结果对比,并针对异常扬声器设置进行调整。App不仅支持曲线编辑,而且可对超多点进行干预,你可以让它完全贴合目标曲线,也可以迎合自己的喜好。此外,App也支持所有声道的修正范围选择,可对各声道整体均衡器的频率衰减做调整,甚至能使用中频补偿让声音更响亮,对话更清晰,或使生硬的原声变柔和。每个音箱的Audyssey MultEQ功能都能选择开/关状态,校准结果随时进行保存、加载。
2017年,Audyssey正式推出了MultEQ Editor App,它可对8个位置进行测量,支持更多的自定义设置和更精细的调整,意味着用户能按照个人喜好定制专属的环绕声体验
2017年,Audyssey正式推出了MultEQ Editor App,它可对8个位置进行测量,支持更多的自定义设置和更精细的调整,意味着用户能按照个人喜好定制专属的环绕声体验

AccuEQ
网址:www.accueq.onkyousa.com
作为一家拥有70年以上研发经验的音响制造商,Onkyo(安桥)正式推出自家的自动声场校正技术AccuEQ也不过是这几年的事情。在此之前,安桥旗下的产品多是使用Audyssey技术进行校正。从Audyssey到AccuEQ,整个调校流程进行了精简化。AccuEQ主要进行的测量有两轮,第一轮设置音箱的距离、声压级和分频点。第二轮是房间的声学校正,在评估房间的声音特征后,AccuEQ能使用这些信息来调整频率响应,防止驻波的形成。

我们近期接触到的安桥或Integra产品配备的已经是AccuEQ Advance版本,安桥将其称为“先进的多点房间声学校正解决方案”。除了AccuEQ的基本原理之外,AccuEQ Advance更加关注房间驻波的问题。通常来说,音箱的测试和调音都是在没有多余回声和驻波的房间中完成的,但实际使用和摆放的房间常常有着自己的声学特性,都有回声,当来自平行墙面、地板和天花板的相同频率的声波发生碰撞时,驻波就会出现,在你房间的某些区域产生声波峰值。它们会影响我们对音箱声音的感知,尤其是低音的活力和冲击力。AccuEQ Advance的解决措施是使用多点麦克风测量来检测驻波的存在,再用复杂的均衡技术将它们从房间移除,并特别强调校正的只是某个点之下的频响,不会对更高频率的部分造成影响,以保持音箱的声音特性,使其能更自然真实地再现声音中的情感。此外,AccuEQ Advance也注重收听和补偿房间的背景噪音(比如嗡嗡的空调系统声),以确保更高的测量精度。

除此之外,AccuEQ Advance还提供了三个可保存的校准预设,用户可以使用它们来保存针对电影、音乐或游戏等不同内容的设置,如果家中有一套以上的音箱系统,或是系统的搭配、摆位有不同玩法,可以在调校完后对数据进行保存,免去重复调校的麻烦。

AccuEQ主要进行的测量有两轮,第一轮设置音箱的距离、声压级和分频点,第二轮是房间的声学校正
红色曲线是校正后的频率响应,它符合特定的电平参数,声音整体更清晰准确