【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 法稱之為人工混響，人工混響在廣播電影電視和音樂制作中被廣泛應(yīng)用。以前的混響處理是采用模擬技術(shù)，效果不夠理想。隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，一些原來(lái)只能通過建筑聲學(xué)才能解決的聲學(xué)效果問題如今可以利用電聲學(xué)技術(shù)以及數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在同一個(gè)聲學(xué)環(huán)境下，一個(gè)聲源除了一部分能直接到達(dá)人耳外，還有一部分需要通過人體周圍的障礙物反射到人耳，而直達(dá)聲和反射聲疊加在一起就形成了混響。本設(shè)計(jì)正是利用這一特性對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行了延時(shí)，然后進(jìn)行疊加以達(dá)到混響效果，設(shè)計(jì)效果明顯。數(shù)字信號(hào)處理主要是研究用數(shù)字或符號(hào)序列表示和處理信號(hào)。處理的目的可以是削弱信號(hào)中的多余內(nèi)容，濾除混雜的噪聲和干擾，或者是將信號(hào)變換為容易攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 緒 論4分析和識(shí)別的形式，便于估計(jì)和選擇它的特征參數(shù)。聲音信號(hào)是一維連續(xù)信號(hào)，而計(jì)算機(jī)只能處理離散信號(hào)。為了從離散信號(hào)還原連續(xù)信號(hào)，根據(jù)采樣定理，可以確定采樣頻率的最小值。wav 文件是一種數(shù)字聲音文件格式，本設(shè)計(jì)基于 MATLAB 分析了 wav 聲音文件頻譜與聲音的關(guān)系。通過 MATLAB 載入一首歌曲進(jìn)行延時(shí)、混響等處理，然后設(shè)計(jì)一個(gè)混響器來(lái)處理這個(gè)原始聲音的 wav 文件，并比較輸出聲音信號(hào)與原聲音信號(hào)的異同。利用MATLAB 中的 wavread 命令來(lái)讀入（采集）語(yǔ)音信號(hào)，將它賦值給某一向量。再將該向量看作一個(gè)普通的信號(hào)，依據(jù)實(shí)際情況對(duì)它進(jìn)行延時(shí)、混響等操作。對(duì)于波形圖與頻譜圖（包括前后的對(duì)比圖）都可以用 MATLAB 畫出。我們還可以通過 sound 命令來(lái)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行回放，以便在聽覺上來(lái)感受聲音的變化。攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 混響的原理1 2 混響的原理 全通濾波混響模型全通濾波的混響模型如圖 所示：圖 全通混響模型圖中 m 表示延時(shí)，而 g(g1)是反饋增益。此混響模型輸入輸出方程為： y(n)=gx(n)+x(nm)+gy(nm) （）傳遞函數(shù)為： H(z)= （）mgZ?1 延時(shí)延時(shí)就是將音源延遲一段時(shí)間后，再播放出來(lái)的效果處理。根據(jù)其延遲時(shí)間攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 混響的原理2的長(zhǎng)短，可產(chǎn)生鑲邊、回音、合唱等效果。當(dāng)延遲的時(shí)間在 3~35ms 之間時(shí)，人耳會(huì)感覺不到滯后的聲音的存在，并且滯后的聲音與原音源相疊加后，會(huì)因?yàn)槠湎辔坏母缮娑a(chǎn)生梳狀濾波 效應(yīng)，這就是我們所說的鑲邊效果。如果延遲時(shí)間達(dá)到 50ms 以上，延遲的聲音就清晰可辨，這時(shí)的處理效果稱之為回音。處理回音一般都是用來(lái)產(chǎn)生比較簡(jiǎn)單的混響聲效果。鑲邊、延時(shí)、回音、合唱等效果所具有的可調(diào)參數(shù)大致都相同，包括以下幾項(xiàng)：（1）延時(shí)時(shí)間（Dly） ，即調(diào)整主延時(shí)電路的延時(shí)時(shí)間。（2）反饋增益（FB Gain） ，即控制延時(shí)反饋的增益。（3）反饋高頻比（Hi Ratio） ，即控制反饋回路上面的高頻衰減。（4）調(diào)制頻率（Freq） ，指主延時(shí)電路的調(diào)頻周期。（5）調(diào)制深度（Depth ） ，指調(diào)頻電路的調(diào)制深度。（6）高頻增益（HF） ，指控制高頻的均衡。（7）預(yù)延時(shí)（Ini Dly） ，指調(diào)整主延時(shí)電路的預(yù)延時(shí)時(shí)間。（8）均衡頻率（EQ F） ，這里的均衡頻率用于音色的調(diào)整，即為頻率選擇一個(gè)均衡的中點(diǎn)。由于進(jìn)行延時(shí)操作所產(chǎn)生的效果均復(fù)雜多變，如果非效果處理的專家，可以使用設(shè)備提供的預(yù)先設(shè)置的參數(shù)，因?yàn)檫@些預(yù)置參數(shù)給出的處理效果會(huì)比自己設(shè)置的要好。 混響混響效果主要是用于增加音源的融合感。自然音源的延時(shí)聲陣列非常密集、復(fù)雜，所以模擬混響效果的程序也復(fù)雜多變。常見參數(shù)有以下幾種：（1）混響時(shí)間：能逼真的模擬自然混響的數(shù)碼混響器上均有一套非常復(fù)雜的程序，雖然其擁有很多參數(shù)可調(diào)，然而相比原有的效果，調(diào)整這些技術(shù)參數(shù)都不會(huì)更為自然，特別是對(duì)于混響時(shí)間。（2）高頻混降：為了產(chǎn)生比較自然的混響效果，此項(xiàng)參數(shù)用于模擬空氣對(duì)高頻部分的吸收效應(yīng)。一般情況下高頻混降的可調(diào)范圍為 ~。高頻混降越高，混響效果就越接近自然混響；相反較低時(shí)，混響效果就較清澈。（3）擴(kuò)散度：擴(kuò)散度可改變混響聲陣密度的增長(zhǎng)速率，其可調(diào)范圍為 0~10，位于較高值時(shí)，混響效果體現(xiàn)出豐厚、溫暖的特點(diǎn)；位于較低值時(shí)，混響效果就攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 混響的原理3比較空曠、冷僻。（4）預(yù)延時(shí)：建立自然混響聲陣會(huì)延遲一段時(shí)間，預(yù)延時(shí)即為模擬次效應(yīng)而設(shè)置。（5）聲陣密度：調(diào)整聲陣密度參數(shù)可改變聲陣的密度，當(dāng)數(shù)值較高時(shí)，混響的效果為溫暖，但有明顯的聲染色；相反，數(shù)值較低時(shí)，混響效果變?yōu)樯铄洌⑶衣暼旧蚕鄬?duì)較弱。（6）頻率調(diào)制：這一參數(shù)技術(shù)性較高，由于電子混響的聲陣密度比自然混響的稀疏，為了讓混響聲聽起來(lái)比較平滑、連貫，需要對(duì)混響聲陣列的延時(shí)時(shí)間進(jìn)行調(diào)制。此項(xiàng)技術(shù)可以有效的消除延時(shí)聲陣列的段裂聲，可以增加混響聲的柔和感。（7）調(diào)制深度：指上述調(diào)頻電路的調(diào)制深度。（8）混響類型：不同房間的自然混響聲陣列差別也較大，而這種差別也不是一兩項(xiàng)參數(shù)就能表現(xiàn)的。在數(shù)字混響器當(dāng)中，不同的自然混響需要不同的程序。其可選項(xiàng)一般有房間（Room） 、小廳（SHall） 、大廳（LHall） 、隨機(jī)（Random） 、反混響（Reverse ） 、鋼板（ Plate） 、彈簧（Sprirg）等。其中自然混響效果包括房間、小廳、大廳混響；早期機(jī)械式混響效果可以用鋼板、彈簧混響來(lái)模擬。 聲激勵(lì) 如果對(duì)音響音源信號(hào)進(jìn)行淺度的限幅處理，就會(huì)產(chǎn)生一種類似飽和 的音感效果，從而使其發(fā)音在不增大其實(shí)際響度的基礎(chǔ)上表現(xiàn)出有響度增大的效果。一些常用的效果器上也有非線性飽和的效果，實(shí)際上就是有信號(hào)的振幅處理，用來(lái)模擬三極管上的大電平信號(hào)達(dá)到飽和所引起的非線性，進(jìn)而產(chǎn)生發(fā)硬 的音感效果。由于限幅失真主要是產(chǎn)生額外的高次諧波，因而現(xiàn)在設(shè)計(jì)的激勵(lì)器，為了達(dá)到柔和的處理效果，在音源中, 通過加置高次載波的成分來(lái)模擬限幅失真，能營(yíng)造出不那么嘶啞的聲激勵(lì)效果。另外，用一個(gè)高通濾波器來(lái)強(qiáng)化高次諧波，對(duì)原來(lái)的信號(hào)進(jìn)行處理之后再疊加在經(jīng)過延時(shí)處理的原信號(hào)上，這樣可以產(chǎn)生清澈的聲音效果。所以，經(jīng)過這樣的處理方式后便可產(chǎn)生出清澈的激勵(lì)。由于激勵(lì)處理和音響設(shè)備的過載失真大致類似，所以如果對(duì)音源進(jìn)行過量的激勵(lì)，就會(huì)產(chǎn)生令人不適的嘈雜感。由于早期的音響設(shè)備保真度都不高，我們已經(jīng)慢慢習(xí)慣了那種略顯嘈雜的音響，而現(xiàn)在接觸的音感清澈的高保真音響，反而攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 混響的原理4讓我們不太習(xí)慣，感覺它的發(fā)音十分柔弱。人聲音源中，除了那些經(jīng)過特殊訓(xùn)練的人之外，我們大部分人的發(fā)音都缺乏勁度，所以需要對(duì)聲音進(jìn)行激勵(lì)處理。聲激勵(lì)處理主要有下面幾個(gè)方面：（1）對(duì)人聲的樂音激勵(lì)處理，頻譜的分布以 2500Hz 處為中間點(diǎn)。這種激勵(lì)處理后的效果比較好，音源突出感的增加也很明顯。（2）對(duì)人聲的鼻音激勵(lì)處理，頻譜的分布以 500Hz 為中點(diǎn)。這種激勵(lì)能有效地增加人聲的勁度。（3）對(duì)于人聲的 800Hz 附近的激勵(lì)，音源的喧囂嘈雜感大大增加，然而此處理方法不應(yīng)經(jīng)常使用，最好只在演唱搖滾樂時(shí)使用。（4）對(duì)人聲 35006800Hz 的頻譜，激勵(lì)處理不適合使用，因?yàn)樗菀鬃屢粼串a(chǎn)生令人不適的嘈雜聲。（5）而人聲的齒音一般不使用激勵(lì)處理，那是由于此頻段很容易讓人察覺有失真。如果要對(duì)齒音做少量的激勵(lì)處理，可以用數(shù)字式激勵(lì)器，因?yàn)閿?shù)字式激勵(lì)器的激勵(lì)效果比較柔和，可以增強(qiáng)齒音的清析感。而處理的頻譜應(yīng)該在 7200Hz以上。激勵(lì)處理對(duì)于歌唱發(fā)音通常要保守一些。我們?cè)谡{(diào)音當(dāng)中，因?yàn)榧?lì)處理所產(chǎn)生的音感效果可能會(huì)隨聽音的時(shí)間而逐漸被弱化，那么我們?cè)谡{(diào)節(jié)激勵(lì)效果時(shí)，時(shí)間最好在 10 分鐘以內(nèi)。對(duì)于人聲音源的激勵(lì)處理，最好是用數(shù)碼效果器。它通常有以下幾項(xiàng)調(diào)整參量：（1）輸入增益(Gmn) ，用來(lái)進(jìn)行輸入電平的調(diào)節(jié)，這里千萬(wàn)別使設(shè)備產(chǎn)生過載。（2）調(diào)諧頻率(Tuning)，根據(jù)你需要處理的頻段來(lái)選擇一個(gè)恰當(dāng)?shù)念l率。（3）驅(qū)動(dòng)電平(Drive) ，用來(lái)調(diào)整激勵(lì)的深度。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電平較大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生比較嘈雜的效果；而驅(qū)動(dòng)電平較小時(shí)，產(chǎn)生的效果則比較溫和。（4）混合比率(Mix)，即原信號(hào)與效果信號(hào)的響度比。 相位的調(diào)節(jié) 立體聲的音樂作品需要進(jìn)行相位的調(diào)節(jié)，這是混音中很重要的一環(huán)。這樣能使混好的音樂作品層次分明，并且真正體現(xiàn)立體聲的效果。相位的調(diào)節(jié)有左右，前后之分。左右聲道的調(diào)節(jié)比較簡(jiǎn)單，一般的音頻軟件都可以很方便的調(diào)節(jié)，只要戴上耳機(jī)，可以很輕松的調(diào)整和聽到調(diào)整后的效果。前后層次的音相調(diào)節(jié)比較復(fù)雜，一般來(lái)說，用簡(jiǎn)陋的硬件設(shè)備很難錄出層次攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 混響的原理5感很強(qiáng)的多軌音樂。只能依靠軟件后期下比較大的工夫去慢慢調(diào)節(jié)。有一些專門調(diào)整音相的效果器插件，如 Pan Handle，還有 Ul trafunk 出的 Surround 插件都是不錯(cuò)的相位調(diào)節(jié)器。前與后的關(guān)系，實(shí)際上就是混響時(shí)間長(zhǎng)與短的關(guān)系。對(duì)于要處于后方的聲音，使其混響時(shí)間更長(zhǎng)一些，它的聲音便會(huì)模糊和有距離感，對(duì)于要處于前方的聲音，使其混響時(shí)間稍短一些，它的聲音就會(huì)清晰和逼近。 整體縮混輸出這一部分實(shí)際上沒有什么太多可以提及的。因?yàn)槲覀冇秒娔X軟件來(lái)操作，和專業(yè)的母帶生產(chǎn)流程自然不同。在多軌錄音軟件如 Samplitude 2496，Cool Edit Pro 里面編輯完成以后，選擇Export命令(Cool Edit Pro 里面是 Mix Down 命令)，就可以將多軌音頻合成為 2 軌立體聲輸出。你可以選擇輸出的格式，如wav、mp rm 等等。當(dāng)然 wav 文件的音質(zhì)最好，占的空間也要大的多。這樣，辛辛苦苦的錄音、編輯、混音終于有了一個(gè)成果。有時(shí)候，這樣導(dǎo)出 文件還需要處理一下。比如用母帶處理軟件 Tracks 最后