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過去幾年，消費者爭先恐后地升級家庭影院系統(tǒng)、大屏幕電視及立體聲設備以打造影院級觀賞環(huán)境。ART技術是SHARC Melody平臺所提供的綜合性音頻處理和系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境的組成部分，開發(fā)者可加快面向主流消費人群的產品發(fā)布速度，使高品質音頻不再為發(fā)燒友和專業(yè)人士所獨享。
面向大眾市場打造理想環(huán)繞聲
數(shù)字音頻時代的到來，令消費音頻和家庭影院系統(tǒng)煥然一新。環(huán)繞聲，就是在重放中能把原信號中各聲源的方向再現(xiàn)，使欣賞者有一種被來自不同方向的聲音包圍的感覺。環(huán)繞聲是立體聲的一種。普通的立體聲是平面立體聲，電影院或家庭影院僅僅在聽眾的前方設置“左 -右”雙聲道或“左-中-右”三聲道，隨聲聽領域僅僅在聽眾的左右設置雙聲道；而環(huán)繞聲，屬于球面立體聲，至少要有三個聲道，并且聽眾必須處于各聲道的發(fā)聲點包圍之中。由于家庭音響系統(tǒng)的銷售業(yè)績有望持續(xù)迅猛增長，廠商們紛紛各顯神通，努力打造差異化產品，盡快增添各種型號的新功能，鞏固市場份額并降低系統(tǒng)及開發(fā)成本。
面對高漲的市場需求，ADI公司及時推出了最新的SHARC處理器系列，通過將其和SHARC? Melody?平臺相結合，實現(xiàn)Auto Room Tuner?（ART?）技術，從而簡化復雜音頻系統(tǒng)的部署，同時大幅提升聆聽體驗。ART技術可根據(jù)系統(tǒng)安裝房間的具體情況自動測量并校正多聲道音響系統(tǒng)的聲學特性，針對非理想的房間聲學特性及揚聲器響應進行補償。
SHARCMelody平臺的整套音頻處理功能凝聚了ADI公司在專業(yè)音頻領域的卓越研發(fā)成果，通過融合ART技術為廠商們奉獻了一大新優(yōu)勢，即設計出價格貼近普通大眾的產品。開發(fā)者現(xiàn)在可以從高性價比、人性化的技術中受益，為普通消費者打造出只有在音樂廳和電影院才能享受到的震撼環(huán)繞聲體驗。
環(huán)繞聲音效日益普及
多年以來，逼真的環(huán)繞聲音效一直是高保真音響愛好者的“專利”，其價格不菲的部件、專業(yè)技術人員的定制安裝讓一般人群望而卻步。隨著技術日新月異，成本和售價不斷下降，廠商們終于有機會讓更多的人享受到環(huán)繞聲和多聲道音頻的魅力了。
家庭影院系統(tǒng)便是最受歡迎的成果之一，尤其是單機家庭影院（HTiB）套裝，它將一整套音頻組件（帶必要接口）方便地捆綁在一起。HTiB系統(tǒng)包括一個AVR DVD播放器和六個揚聲器，起價約300美元，所以環(huán)繞聲在DVD消費人群中日益流行也就不足為奇了。
隨著普通大眾也有機會體驗到各種動人的音效，音頻開發(fā)者在發(fā)現(xiàn)各種新機遇的同時，也面臨著諸多新挑戰(zhàn)。比如，環(huán)繞音響系統(tǒng)的設置一直很復雜，甚至高端的音頻系統(tǒng)也難以配置出最佳音效。盡管忠實的音頻愛好者可能會聘請技術人員或很樂意親自動手解決這些瑣碎問題，但廠商們也意識到，除非環(huán)繞聲安裝變得更人性化，否則很難讓一般用戶滿意。
硬件配置
目標處理器：SHARC ADSP-21xxx
外部存儲器
- 閃存：1MB（1M*8位寬）
- SRAM：1MB（8位寬；256K x 32位）
麥克風（OEM廠家提供）
主機接口
串行外設接口（SPI）
時鐘/選通/MISO/MOSI
串行音頻接口配置
自動設置的采樣頻率范圍：44.1 kHz或48 kHz
房間均衡器的采樣頻率范圍：32 kHz–192 kHz
輸入端口配置：最多10個通道
輸出端口配置：最多10個通道
ART概念
ADI公司的ART技術實現(xiàn)自動均衡和校準操作，其高效性、經(jīng)濟性使音頻系統(tǒng)廠商足以應對挑戰(zhàn)并抓住機遇。ART是從投影測量過程的隨機性觀點出發(fā)，把圖像重建問題看成是一個估計問題。圖像重建過程算法的優(yōu)化時必不可少的，其中優(yōu)化方法的基本思想是選擇一個合理的目標函數(shù)進而找出一種使目標函數(shù)達到最優(yōu)值的有效算法。對于圖像重建合理的目標函數(shù)有：最小二乘法，最小范數(shù)法，二次方優(yōu)化，Bayes估計，最大似然法，最大后驗概率分布法，最小方差法和最大熵法。但具體選擇哪種主要決定于重建的對象，但是這些算法本質上都是一種單目標優(yōu)化迭代算法。這些DSP變得越來越便宜，而且功能日益強大，同時其最初設計執(zhí)行的音頻解碼算法已形成標準化。因此，可以使用內置處理功能來提升音質。
ART改進的聯(lián)合代數(shù)重建方法（Modified SATR, MSATR） 聯(lián)合代數(shù)重建算法在針對簡單的中心對稱圖像進行重建時，若投影角度較少，會出現(xiàn)嚴重的邊緣效應。雖然邊緣噪聲分布區(qū)域并非圖像感興趣區(qū)域，而且也不是影響圖象質量的主要矛盾，但其使得重建圖像和原始圖像之間的誤差趨近于零，導致迭代過程無法進行，最終得到的重建結果中間區(qū)域失真，無法達到重建要求。
在環(huán)繞聲系統(tǒng)中將ART軟件融入SHARC Melody平臺內的一大特殊優(yōu)點是，房間均衡功能可以和接收器的其他功能直接集成在一起——相比需要昂貴、操作復雜的外部組件來執(zhí)行均衡操作的早期系統(tǒng)，可謂取得了顯著進步。另一個突出優(yōu)點是，SHARC處理器提供32位浮點DSP性能以使系統(tǒng)成本具有競爭力，從而確保了整套片上音頻處理功能的高性能和高性價比。
而且，基于SHARC Melody平臺的ART技術順應了HTiB套裝采用重低音音箱和小型衛(wèi)星音箱的趨勢。低價衛(wèi)星揚聲器的音質可以通過相應的房間均衡功能獲得大幅提升，從而有助于音頻系統(tǒng)開發(fā)者以更低成本帶來令消費者滿意的聆聽體驗。
影響音質的因素
音音質的優(yōu)劣取決于多種因素，如聲源特性（聲壓、頻率、頻譜等）、音響器材的信號特性（如失真度、頻響、動態(tài)范圍、信噪比、瞬態(tài)特性、立體聲分離度等）、聲場特性（如直達聲、前期反射聲、混響聲、兩耳間互相關系數(shù)、基準振動、吸聲率等）、聽覺特性（如響度曲線、可聽范圍、各種聽感）等。所以，對音響設備再現(xiàn)音質的評價難度較大。
高品質的喇叭能夠在較寬頻率范圍上再現(xiàn)聲音，前端輻射功率很少隨頻率而變化。低品質的喇叭往往具有不均勻的頻率響應，在提升了某些頻率范圍的同時，又衰減了其他頻率范圍。
喇叭的另一個重要屬性是方向性，它隨著頻率而變化。喇叭的方向性取決于箱體的尺寸和形狀以及所用換能器的屬性。喇叭傾向于只在揚聲器指示方向上輻射極高頻聲音，而在所有其他方向上一律輻射極低頻聲音。因此，在消聲（無回聲）條件下測量的喇叭頻率響應隨測量角度而有較大變化。
由于聲音在房間各種表面上具有反射性，聆聽空間的頻率響應變得非常復雜。所產生的混響具有時間響應特性：先是少量顯著的反射波，隨后各個方向一陣密集的反射，后者通常稱為延遲、漫反射混響。在對應于房間振動模式的低頻處，房間的頻率響應包含顯著的波峰；在給定房間大小的情況下，可直接計算出波峰的頻率。在更高頻率處，模式密度變得很高，以致于頻率響應呈現(xiàn)統(tǒng)計意義并具有波峰和波谷緊密間隔的特點。
頻率響應的整體波形取決于房間材質的吸收特性；因為多孔材料在高頻下更具吸收性，頻率越高，房間響應的振幅越少。除在低頻處或在早期外，通過統(tǒng)計方法描述房間響應的效果最好。隨著測量點在房間內移動，響應的精確細節(jié)會發(fā)生較難察覺的變化，但響應的整體包絡不會變化太多。
喇叭最好和聆聽者成等距擺放，角度取決于播放格式。最理想的立體聲系統(tǒng)擺放角度是和聽眾成+/- 30度。如在5.1聲道環(huán)繞音響系統(tǒng)中，中央揚聲器應放在聽眾正前方，而環(huán)繞揚聲器應在兩側成110度放置。重低音音響的擺放不是很重要。在大多數(shù)聆聽環(huán)境中，很難將揚聲器擺在聽眾的理想位置，從而導致聲像不平衡。此外，環(huán)繞音響系統(tǒng)可能配備不同廠家的揚聲器，聲學特性可能不完全匹配。
通常用下列兩種方法：一是使用儀器測試技術指標；二是憑主觀聆聽各種音效。由于樂音音質屬性復雜，主觀評價的個人色彩較濃，而現(xiàn)有的音響測試技術又只能從某些側面反映其保真度。所以，迄今為止，還沒有一個能真正定量反映樂音音質保真度的國際公認的評價標準。但也有報道，國際電信聯(lián)盟（ITU-T）近期已批準一種客觀評價音質的被稱之為電子耳的新型測量方法，可對任何音響器材的音質進行客觀聽音評價，也可用于檢測電話通訊語音編碼系統(tǒng)的缺陷。
作為一款設計出色的房間均衡系統(tǒng)，ART軟件試圖針對以下所有因素提供補償：每個揚聲器的頻率響應和方向性、房間頻率響應、揚聲器相對于聽眾的位置關系及不當安裝。
設計特點：人性化和功能一體化
基于SHARC Melody平臺的ART技術專為消費市場而設計。這款軟件已打造成了一個全自動系統(tǒng)，可以讓缺乏經(jīng)驗的用戶在自己的房間內簡便迅速地取得滿意的效果。有些消費者對技術并不陌生，但他們擔心功能越多，使用就越復雜，他們沒有足夠的時間或資金來進行有效安裝，因此不太愿意選擇環(huán)繞聲，而這一新技術的問世徹底打消了這些消費者的顧慮。
雖然專為平價應用而設計，但ART軟件所達到的效果仍可與市面最好的高端房間均衡器相媲美。ART算法是一款基于一流信號處理和模式識別技術的高質量實現(xiàn)方案。大眾市場既看重最新功能，又極為重視操作簡便性，因此使用ART軟件后，廠商不僅能給該市場帶來卓越的環(huán)繞聲系統(tǒng)，同時也為自己贏得了差異化優(yōu)勢。
ART技術的設計滿足下列要求：
自動化、魯棒、傻瓜操作
一次性快速測量；只需測量一點，即主聆聽位置
無需預知揚聲器、房間及其他參數(shù)的信息；所有音響系統(tǒng)的信息都是自動確定的
適用于平價SHARC Melody平臺
全方位提升室內音質，覆蓋較大的最佳聽音范圍，使多位聽眾都能體驗出色音質
一流環(huán)繞聲優(yōu)化—全自動
利用ART技術測量并校正多聲道音頻系統(tǒng)的響應顯示出不同尋常的人性化特點。用戶首先安裝接收器和揚聲器，將麥克風放在主傾聽位置。（接收器OEM廠家提供麥克風，它可能內置于遙控器內，避免在接收器上單接麥克風）然后用戶通過接收器的遙控器開始校準和均衡程序。
ART軟件在每個喇叭處發(fā)出噪聲來測量音響系統(tǒng)。在校準過程中，用戶可以聽到一聲粉紅噪聲測量信號，比白噪聲更溫和，而且比其他系統(tǒng)所使用的咔嗒聲、唧唧聲和咯咯聲等更悅耳。每次發(fā)聲持續(xù)1.5秒，隨后是長達數(shù)秒的靜音。位于聽眾位置的麥克風便會記錄下這些噪聲，然后位于接收器內的SHARC處理器會分析這些采集的信號。
ART算法協(xié)同SHARC處理器計算出大量與用戶音響系統(tǒng)相關的信息，如每個揚聲器的聲壓級（SPL）、每個揚聲器到聽眾的距離以及每個揚聲器的頻率響應。ART算法會校正整個音響系統(tǒng)在實際安裝后出現(xiàn)的缺陷，如揚聲器響應及方向性不均勻、房間反射及混響、揚聲器及聆聽位置不理想及安裝不當。
除了一系列啟動操作外，用戶不必了解過程中的任何復雜程序，當然用戶有興趣知道的除外。只需在主聆聽位置進行一次性快速測量即可完成一切工作。短短數(shù)分鐘內，ART軟件和SHARC處理器就可以對安裝設備的實際聲學特性完成測量、計算和補償（手動操作的話就要耗費更長時間）。因此主聆聽位置乃至房間各個角落的音質都有大幅提升。用戶可以親身體會這種變化：只要在播放時啟用和禁用均衡功能，就能立即感受到音質優(yōu)劣。
由于這種新技術快速簡便、效果出眾，因此深受用戶青睞，有效幫助他們在改變房間布置（例如移動家具位置）或重新擺放環(huán)繞聲設備后重新校準系統(tǒng)。
自動設置參數(shù)
完成上述每個音頻聲道的一次性測量后，ART自動設置功能自動檢測下列參數(shù)：
揚聲器是否存在。用戶是否忘記連接某個揚聲器？
極性反接。揚聲器是否異相接線？
揚聲器聲壓級（SPL），單位dBC。此信息也就是設為C加權的聲級計所指示的信息，可供測量用于設置揚聲器聲級的感知響度。
到聽眾的距離（延遲時間：毫秒）。此參數(shù)用于設置對每個揚聲器的補償延遲。ART功能尚未問世時，一般做法是用卷尺測量距離。
識別揚聲器類型。是否是重低音揚聲器？是否是大型或小型衛(wèi)星音箱？后者是低音管理配置必不可少的信息。揚聲器再現(xiàn)80Hz以下頻率時視為大型衛(wèi)星音箱。
確定每個主揚聲器和重低音音箱的滾降頻率，單位Hz。這是正確進行低音管理所需的另一個參數(shù)。
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