Цифровая коррекция комнаты

Пример частотной величины ответа комнаты до и после цифровой коррекции комнаты.

Цифровая коррекция комнаты (или DRC ) - это процесс в области акустики , где цифровые фильтры, предназначенные для улучшения неблагоприятных последствий акустики комнаты, применяются для ввода системы воспроизведения звука . Современные системы коррекции помещений создают существенные улучшения во временной области и отклика частотной области системы воспроизведения звука.

История

Цифровая коррекция помещений может включать минимальные фазовые алгоритмы, чтобы поддерживать когерентность волнового фронта в предполагаемом диапазоне частот

Использование аналоговых фильтров, таких как эквилизаторы , для нормализации частотной характеристики системы воспроизведения имеет долгую историю; Тем не менее, аналоговые фильтры очень ограничены в своей способности исправлять искажения, обнаруженные во многих комнатах. Несмотря на то, что цифровые реализации эквилизаторов были доступны в течение некоторого времени, цифровая коррекция в комнате обычно используется для обозначения строительства фильтров, которые пытаются инвертировать импульсную реакцию комнаты и системы воспроизведения, по крайней мере частично. Системы цифровой коррекции способны использовать акаусные фильтры и способны работать с оптимальным разрешением времени, оптимальным разрешением частоты или любым желаемым компромиссом вдоль предела Габора . Цифровая коррекция комнаты - это довольно новая область исследования, которая только недавно стала возможной благодаря вычислительной мощности современных процессоров и DSP .

Операция

Конфигурация системы коррекции цифровой комнаты начинается с измерения импульсной реакции комнаты в эталонном положении прослушивания, а иногда и в дополнительных местах для каждого из динамиков. Затем компьютерное программное обеспечение используется для вычисления FIR -фильтра, который меняет эффекты комнаты и линейные искажения в громкоговорителях. В условиях низкой производительности вместо FIR-фильтров используются несколько фильтров PEALIGING IIR, которые требуют свертки, относительно тяжелой вычислительной работы. Наконец, вычисленный фильтр загружается в компьютер или другое устройство для коррекции комнаты, которое применяет фильтр в режиме реального времени. Поскольку большинство фильтров по коррекции комнаты являются акаусными, есть некоторая задержка. Большинство систем ДРК позволяют оператору управлять добавленной задержкой посредством настраиваемых параметров.

Выполнение

Наиболее широко используемый тестовый сигнал - это подстрекательская синусоидальная волна, также называемая CHIRP . Этот сигнал максимизирует отношение сигнал / шум измерения, и спектр может быть рассчитан по деконволюции, которая делит преобразование Фурье отклика с преобразованием Фурье сигнала. Затем спектр сглаживается, и рассчитывается набор фильтров, который выравнивает уровни звукового давления на каждой частоте с кривой цели. Чтобы рассчитать задержки и другие поправки во временной области, обратное преобразование Фурье в спектре выполняется , что приводит к импульсному отклику . Расстояние импульсного пика от начала сигнала является его задержкой, а его знаком является его полярность. Задержка исправляется путем вычитания задержки каждого канала из пиковой задержки системы и применения этого результата в качестве дополнительной задержки для канала. Эта коррекция иногда предоставляется пользователю как расстояние от динамика, которое рассчитывается путем умножения задержки со скоростью звука . Обратная полярность (скорее всего, вызванная переключением проводов динамика + - и - - провода) может быть зафиксирована путем умножения каждого образца на -1 или обмена концами проволоки динамика на одной стороне кабеля, но этот результат обычно показан как предупреждение, как некоторые Спикеры (например, фокальная канта) делают это намеренно. ^{[ 1 ]}

Проблемы

Системы ДРК обычно не используются для создания идеальной инверсии ответа комнаты, поскольку идеальная коррекция будет действительной только в месте, где она была измерена: в нескольких миллиметрах время прибытия от различных отражений будет отличаться, а инверсия будет несовершенной. Несоответственно скорректированный сигнал может оказаться хуже, чем некорректированный сигнал, потому что акаусные фильтры, используемые в коррекции цифровых помещений, могут вызвать предэхо . Системы расчета фильтра по коррекции комнаты вместо этого предпочитают надежный подход и используют сложную обработку, чтобы попытаться создать обратный фильтр, который будет работать в целом, и который избегает создания плохо звучащих артефактов за пределами этого объема, за счет пиковой точности в месте измерения.

Программное обеспечение

Свободное программное обеспечение

Расходный мастер

Волшебник по уравнению комнаты, или Rew для короткометражных, представляет собой инструмент измерения свободной комнаты с SPL, фазой, искажением, RT60, ясностью, распадом, водопадом и видами спектрограммы. Rew также оснащена ИК-окон и измерителем SPL, номером для размещения сабвуфера, а также пиковые эквалайзеры для нескольких платформ, DSP и AVR с редактором кривой целевой кривой.

Певерна Quickeq

Quickeq является частью Cavern, бесплатного и с открытым исходным пространственным аудио двигателем. Quickeq поддерживает многоканальные измерения с несколькими микрофонами, выравниванием времени и уровня с несколькими стандартами и целевыми кривыми, ИК-окном, кроссовером из нескольких подборов и экспериментальными фильтрами для увеличения разборчивости речи и моделирования других типов шкафов. Quickeq экспортирует минимальные или 0-фазные FIR-фильтры или пик эквалайзеров в зависимости от целевого устройства.

Рефаз

Rephase - это бесплатный инструмент для генерации EQ и кроссовера, который также линеаризует фазовый отклик. Rephase имеет несколько настраиваемых наборов фильтров, доступных для ручной композиции фильтра, которые затем можно экспортировать как один импульс FIR.

Коммерческое программное обеспечение

Большинство новых AVR включают коррекцию комнаты в их установке и микрофон в коробке. Dirac Live - это коммерческое программное обеспечение, доступное для ПК и выберите Onkyo, Pioneer, Integra, Stormaudio и других AVR. Denon и Marantz Avrs используют Audyssey, а более дорогие модели допускают больше исправлений, и с 2023 модельного года Dirac Live в качестве альтернативы. Гимн Avrs использует проприетарное программное обеспечение, называемое коррекцией комнаты Anthem, или Arc для короткого, Yamaha использует параметрический акустический оптимизатор Yamaha (YPAO), а также аудио Trinnov с их решением оптимизатора.

Промышленное программное обеспечение

DCI-совместимое оборудование, которое используется в коммерческих театрах, иногда использует коммерчески доступное программное обеспечение для коррекции комнаты. Примечательными примерами являются Cinemas Imax, которые используют Audyssey Multeq XT32, ^{[ 2 ]} В то время как процессоры данных (найденные во всех DTS: X Rooms) имеют программное обеспечение Dirac. Процессоры Dolby CP850 и CP950 (которые поддерживают Dolby Atmos), используют запатентованное решение под названием AutoEQ. AutoEQ измеряет от 5 до 8 положений микрофона одновременно. Требуются спецификации громкоговорителей вручную для комнаты. Более ранние процессоры Dolby, такие как CP750, использовали 31-полосную эквалайзер для 5 или 7 основных каналов и один пиковой фильтр для исправления самого большого пика сабвуферов. У CP750 не было генератора синусоидальных волн, и использовал розовый шум для измерения.

Смотрите также

Ссылки

Бумага Майкла Герзона об выравнивании цифровой комнаты , на audiosignal.co.uk.

Внешние ссылки

Реализации с открытым исходным кодом

Бесплатное программное обеспечение для исправления комнаты

Программное обеспечение для коррекции коммерческого номера

Документы

О коррекции и выравнивании звуковых систем , доктора Матиаса Йоханссона, Dirac Research AB
Цифровое выравнивание комнаты , Майкл Герзон
Выравнивание звука с помощью параллельных фильтров с фиксированным полюсом: эффективная альтернатива сложному сглаживанию , BALAZS Bank

Статьи

Коррекция номера: грунтовка , от Nyal Mellor of Acoustic Frontiers
Коррекция звука в частотной и временной области , Бернт Роннингсак из Audiolense
Три акустические проблемы, которые продукт коррекции комнаты не может исправить , Ньял Меллор из акустических границ

Ссылки

^ «Фокальные измерения Канта» . Стереофил. Архивировано из оригинала 2020-08-13 . Получено 31 июля 2021 года .
^ "Imax + Audyssey" . Imax. 15 декабря 2015 года. Архивировано с оригинала 2016-01-10 . Получено 31 июля 2021 года .

[kanta-1] «Фокальные измерения Канта» . Стереофил. Архивировано из оригинала 2020-08-13 . Получено 31 июля 2021 года .

[imax_aud-2] "Imax + Audyssey" . Imax. 15 декабря 2015 года. Архивировано с оригинала 2016-01-10 . Получено 31 июля 2021 года .

[ 1 ]

[ 2 ]