【文章內容簡介】 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用。以前的混響處理是采用模擬技術，效果不夠理想。隨著數字信號處理技術的發(fā)展，一些原來只能通過建筑聲學才能解決的聲學效果問題如今可以利用電聲學技術以及數字信號處理技術來實現。在同一個聲學環(huán)境下，一個聲源除了一部分能直接到達人耳外，還有一部分需要通過人體周圍的障礙物反射到人耳，而直達聲和反射聲疊加在一起就形成了混響。本設計正是利用這一特性對音頻信號進行了延時，然后進行疊加以達到混響效果，設計效果明顯。數字信號處理主要是研究用數字或符號序列表示和處理信號。處理的目的可以是削弱信號中的多余內容，濾除混雜的噪聲和干擾，或者是將信號變換為容易攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 緒 論4分析和識別的形式，便于估計和選擇它的特征參數。聲音信號是一維連續(xù)信號，而計算機只能處理離散信號。為了從離散信號還原連續(xù)信號，根據采樣定理，可以確定采樣頻率的最小值。wav 文件是一種數字聲音文件格式，本設計基于 MATLAB 分析了 wav 聲音文件頻譜與聲音的關系。通過 MATLAB 載入一首歌曲進行延時、混響等處理，然后設計一個混響器來處理這個原始聲音的 wav 文件，并比較輸出聲音信號與原聲音信號的異同。利用MATLAB 中的 wavread 命令來讀入（采集）語音信號，將它賦值給某一向量。再將該向量看作一個普通的信號，依據實際情況對它進行延時、混響等操作。對于波形圖與頻譜圖（包括前后的對比圖）都可以用 MATLAB 畫出。我們還可以通過 sound 命令來對語音信號進行回放，以便在聽覺上來感受聲音的變化。攀枝花學院本科畢業(yè)設計（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，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) （）傳遞函數為： H(z)= （）mgZ?1 延時延時就是將音源延遲一段時間后，再播放出來的效果處理。根據其延遲時間攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 混響的原理2的長短，可產生鑲邊、回音、合唱等效果。當延遲的時間在 3~35ms 之間時，人耳會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，會因為其相位的干涉而產生梳狀濾波 效應，這就是我們所說的鑲邊效果。如果延遲時間達到 50ms 以上，延遲的聲音就清晰可辨，這時的處理效果稱之為回音。處理回音一般都是用來產生比較簡單的混響聲效果。鑲邊、延時、回音、合唱等效果所具有的可調參數大致都相同，包括以下幾項：（1）延時時間（Dly） ，即調整主延時電路的延時時間。（2）反饋增益（FB Gain） ，即控制延時反饋的增益。（3）反饋高頻比（Hi Ratio） ，即控制反饋回路上面的高頻衰減。（4）調制頻率（Freq） ，指主延時電路的調頻周期。（5）調制深度（Depth ） ，指調頻電路的調制深度。（6）高頻增益（HF） ，指控制高頻的均衡。（7）預延時（Ini Dly） ，指調整主延時電路的預延時時間。（8）均衡頻率（EQ F） ，這里的均衡頻率用于音色的調整，即為頻率選擇一個均衡的中點。由于進行延時操作所產生的效果均復雜多變，如果非效果處理的專家，可以使用設備提供的預先設置的參數，因為這些預置參數給出的處理效果會比自己設置的要好。 混響混響效果主要是用于增加音源的融合感。自然音源的延時聲陣列非常密集、復雜，所以模擬混響效果的程序也復雜多變。常見參數有以下幾種：（1）混響時間：能逼真的模擬自然混響的數碼混響器上均有一套非常復雜的程序，雖然其擁有很多參數可調，然而相比原有的效果，調整這些技術參數都不會更為自然，特別是對于混響時間。（2）高頻混降：為了產生比較自然的混響效果，此項參數用于模擬空氣對高頻部分的吸收效應。一般情況下高頻混降的可調范圍為 ~。高頻混降越高，混響效果就越接近自然混響；相反較低時，混響效果就較清澈。（3）擴散度：擴散度可改變混響聲陣密度的增長速率，其可調范圍為 0~10，位于較高值時，混響效果體現出豐厚、溫暖的特點；位于較低值時，混響效果就攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 混響的原理3比較空曠、冷僻。（4）預延時：建立自然混響聲陣會延遲一段時間，預延時即為模擬次效應而設置。（5）聲陣密度：調整聲陣密度參數可改變聲陣的密度，當數值較高時，混響的效果為溫暖，但有明顯的聲染色；相反，數值較低時，混響效果變?yōu)樯铄?，并且聲染色也相對較弱。（6）頻率調制：這一參數技術性較高，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比較平滑、連貫，需要對混響聲陣列的延時時間進行調制。此項技術可以有效的消除延時聲陣列的段裂聲，可以增加混響聲的柔和感。（7）調制深度：指上述調頻電路的調制深度。（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參數就能表現的。在數字混響器當中，不同的自然混響需要不同的程序。其可選項一般有房間（Room） 、小廳（SHall） 、大廳（LHall） 、隨機（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；早期機械式混響效果可以用鋼板、彈簧混響來模擬。 聲激勵 如果對音響音源信號進行淺度的限幅處理，就會產生一種類似飽和 的音感效果，從而使其發(fā)音在不增大其實際響度的基礎上表現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，實際上就是有信號的振幅處理，用來模擬三極管上的大電平信號達到飽和所引起的非線性，進而產生發(fā)硬 的音感效果。由于限幅失真主要是產生額外的高次諧波，因而現在設計的激勵器，為了達到柔和的處理效果，在音源中, 通過加置高次載波的成分來模擬限幅失真，能營造出不那么嘶啞的聲激勵效果。另外，用一個高通濾波器來強化高次諧波，對原來的信號進行處理之后再疊加在經過延時處理的原信號上，這樣可以產生清澈的聲音效果。所以，經過這樣的處理方式后便可產生出清澈的激勵。由于激勵處理和音響設備的過載失真大致類似，所以如果對音源進行過量的激勵，就會產生令人不適的嘈雜感。由于早期的音響設備保真度都不高，我們已經慢慢習慣了那種略顯嘈雜的音響，而現在接觸的音感清澈的高保真音響，反而攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 混響的原理4讓我們不太習慣，感覺它的發(fā)音十分柔弱。人聲音源中，除了那些經過特殊訓練的人之外，我們大部分人的發(fā)音都缺乏勁度，所以需要對聲音進行激勵處理。聲激勵處理主要有下面幾個方面：（1）對人聲的樂音激勵處理，頻譜的分布以 2500Hz 處為中間點。這種激勵處理后的效果比較好，音源突出感的增加也很明顯。（2）對人聲的鼻音激勵處理，頻譜的分布以 500Hz 為中點。這種激勵能有效地增加人聲的勁度。（3）對于人聲的 800Hz 附近的激勵，音源的喧囂嘈雜感大大增加，然而此處理方法不應經常使用，最好只在演唱搖滾樂時使用。（4）對人聲 35006800Hz 的頻譜，激勵處理不適合使用，因為它容易讓音源產生令人不適的嘈雜聲。（5）而人聲的齒音一般不使用激勵處理，那是由于此頻段很容易讓人察覺有失真。如果要對齒音做少量的激勵處理，可以用數字式激勵器，因為數字式激勵器的激勵效果比較柔和，可以增強齒音的清析感。而處理的頻譜應該在 7200Hz以上。激勵處理對于歌唱發(fā)音通常要保守一些。我們在調音當中，因為激勵處理所產生的音感效果可能會隨聽音的時間而逐漸被弱化，那么我們在調節(jié)激勵效果時，時間最好在 10 分鐘以內。對于人聲音源的激勵處理，最好是用數碼效果器。它通常有以下幾項調整參量：（1）輸入增益(Gmn) ，用來進行輸入電平的調節(jié)，這里千萬別使設備產生過載。（2）調諧頻率(Tuning)，根據你需要處理的頻段來選擇一個恰當的頻率。（3）驅動電平(Drive) ，用來調整激勵的深度。當驅動電平較大時，會產生比較嘈雜的效果；而驅動電平較小時，產生的效果則比較溫和。（4）混合比率(Mix)，即原信號與效果信號的響度比。 相位的調節(jié) 立體聲的音樂作品需要進行相位的調節(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，并且真正體現立體聲的效果。相位的調節(jié)有左右，前后之分。左右聲道的調節(jié)比較簡單，一般的音頻軟件都可以很方便的調節(jié)，只要戴上耳機，可以很輕松的調整和聽到調整后的效果。前后層次的音相調節(jié)比較復雜，一般來說，用簡陋的硬件設備很難錄出層次攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 混響的原理5感很強的多軌音樂。只能依靠軟件后期下比較大的工夫去慢慢調節(jié)。有一些專門調整音相的效果器插件，如 Pan Handle，還有 Ul trafunk 出的 Surround 插件都是不錯的相位調節(jié)器。前與后的關系，實際上就是混響時間長與短的關系。對于要處于后方的聲音，使其混響時間更長一些，它的聲音便會模糊和有距離感，對于要處于前方的聲音，使其混響時間稍短一些，它的聲音就會清晰和逼近。 整體縮混輸出這一部分實際上沒有什么太多可以提及的。因為我們用電腦軟件來操作，和專業(yè)的母帶生產流程自然不同。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。當然 wav 文件的音質最好，占的空間也要大的多。這樣，辛辛苦苦的錄音、編輯、混音終于有了一個成果。有時候，這樣導出 文件還需要處理一下。比如用母帶處理軟件 Tracks 最后