CN204425629U - 前置环绕型多声道音响系统 - Google Patents

Abstract

一种前置环绕型多声道音响系统，音频信号经过多声道解码系统解码后，再对环绕声道信号进行虚拟环绕声技术(包括时域参量虚拟环绕声技术)处理——“以画面为中心”的全新AV理念，采用“解码+虚拟”环绕声设计，运用心理声学原理，以无为而治的设计哲学演绎“声场相对论”。符合大多数人的消费心理/习惯，省去安装/布线的麻烦(以人为本)；同时充分利用Dolby/DTS/DRA资源——从而突破多声道音频系统长期存在的市场瓶颈。

Description

前置环绕型多声道音响系统

技术领域

本实用新型涉及一种多声道音响系统——具体说是一种环绕声道扬声器前置的多声道音响系统。

背景技术

尽管DVD早已普及，多声道AV音响理念却难以深入人心——其原因除了音响价格/居室面积等因素，最主要原因就是大多数人“怕麻烦”(安装)，且不愿“破坏装修”(布线)，故AV音响市场低迷。消费者即使购买，也是将其堆放在TV周围将就听——这与Dolby/DTS技术设计初衷背道而驰。

虽然GAME/AV多声道环绕声技术与“X.1”PC音响早已出现，但一直未能普及，究其原因是消费者嫌安装/布线麻烦——这是音响行业一直无法突破的市场瓶颈。

一方面是市场瓶颈——另一方面是越来越多的设备(包括数字电视机顶盒机等)与影视节目(包括“中国好声音”/2013央视春晚)都采用多声道环绕声，提升音频效果体验。未来数字广播DAB也将会采用多声道环绕声技术——如Fraunhofer MPEG Surround/DRA，使现场音乐会/体育比赛实况直播如同身临其境。

Dolby Mobile——越来越多的平板电脑/智能手机等新媒体移动终端采用多声道环绕声流媒体设计(如Dolby Digital Plus)——而新媒体音响代表未来音响的发展趋势。

“中国人自己的环绕声”——DRA(Digital Rise Audio)是我国具有自主知识产权的数字音频编解码技术，2007年《多声道数字音频编解码技术规范》正式颁布，成为音频编码的国家标准。2009年DRA正式被纳入蓝光光盘国际标准。DRA可以应用于数字电视/数字广播DAB/数字影院/激光视盘机，以及网络流媒体/移动多媒体/IPTV/CMMB等领域。

虚拟环绕声技术(Virtual Surround)——属于“非标准环绕声”系统，是在双声道立体声的基础上，通过电子系统处理声音信号，使听者产生360°的声场幻象感觉。采用“虚拟环绕声”技术——无需环绕声道扬声器，只要两只音箱就可以获得与DTS/Dolby 5.1系统相似的效果。

虚拟环绕声技术运用生理声学/心理声学原理对声音进行“虚拟化”处理——主要涉及双耳效应/耳廓效应/人耳的频率滤波效应/头部相关传输函数(HRTF)等。“头部相关传输函数”HRTF(Head Related Transfer Function)——根据外耳与头部对声音的加工作用，包括ITD(时间差)/IAD(强度差)以及耳廓效应与耳道频率振动等，人可以定位音源，因此可以通过建模虚拟3D声场。

虚拟环绕声技术主要有SRS公司的SRS TruSurround/Qsound公司的Qsurround/Aureal公司的A3D技术，以及杜比实验室的杜比耳机技术(Dolby Headphone)/虚拟扬声器技术(Dolby Virtual Speaker)等——Fraunhofer IIS Ensonido技术与其类似。

SRS(Sound Retrieval System)——“声传播延时恢复系统”，主要依据“头部相关传输函数”(HRTF)，模拟原声源中声音的方位和空间分布。SRS 3D主要处理双声道信号，SRS TruSurround主要处理多声道信号。

Sontia采用时域优化与频域处理技术——不同于传统HRTF/串音消除技术，失真小，声音清晰自然。

Waves MaxxStereo——采用声学串语消除及相位补偿技术，可将小于30°的扬声器扩展为100°的立体声效果——不采用HRTF技术处理。

YAMAHA Cinema DSP数字声场处理器(Digital Sound field Processor)——采用数字技术建模，虚拟世界著名音乐厅/教堂/体育馆等声学环境的声场效果，不同于频率均衡——可以处理双声道信号，自然真实。

“虚拟杜比环绕声”VDS(Virtual Dolby Surround)技术——将虚拟扬声器技术与Dolby Pro Logic/Dolby Digital(AC-3)技术结合，后者即VDD(Virtual Dolby Digital)。多声道音频信号经Dolby Pro Logic/Dolby Digital解码后——中央声道(C)/低频声道(Bass)信号分配到主声道(L/R)；环绕声道(SL/SR)信号采用虚拟环绕声技术处理，再分配到主声道。VDS旨在“用两只音箱营造多声道环绕声场”——其效果优于传统双声道虚拟环绕声技术，SRS TruSurround与VDD类似。

虚拟环绕声技术利用听觉心理效应(如HRTF)制造虚拟环绕感，其实是一种“错觉”，处理不当容易导致听觉疲劳。实际上，很多虚拟环绕声技术都存在“耳压”——使人耳神经系统产生一种压迫感。

杜比耳机技术(Dolby Headphone)——在编/解码基础上，采用数字声场处理技术(DSP)通过“房间建模”，模拟5.1环绕声系统听觉环境。Dolby Headphone虽然可以避免“头中效应”导致的听觉疲劳——但由于大量运用HRTF，仍然会产生听觉疲劳。

虽然后置型环绕声系统效果好，但前置型环绕声系统更实用(以人为本)——如中国专利CN1875656B所公布的“一种音频重放系统以及用前置扬声器系统来产生环绕声的方法”——通过简单的模拟滤波器或DSP(而非HRTF)等方式，使放置于听者前方的一个或一对扬声器系统产生幻象环绕声，对于扬声器布置/听者位置具有宽容性与灵活性。

近年来，SoundBar逐渐流行，与平板电视相得益彰——但却未能从理论上解决与传统AV标准的矛盾问题，因而在一定程度上影响了其市场推广。SoundBar采用AV多声道一体化设计，所有声道都置于前方，并不符合AV标准(Dolby/DTS)——若采用虚拟环绕声技术，又与“多声道”相矛盾(浪费资源，因为2声道足矣)。

一般Surround Bar大都采用虚拟环绕声技术如SRS/Sontia/OPSODIS等——利用两个扬声器单元(2声道)营造Dolby/DTS多声道系统的效果。一些Surround Bar采用多单元(多声道)设计，则是利用墙壁反射获得环绕效果——这种方案效果较差，Yamaha YSP-1100效果好，但设计复杂且成本高。

“无线家庭影院”——环绕声道音箱采用Wi-Fi/蓝牙/红外线等无线传输技术，可以免除布线的麻烦。无线家庭影院系统虽然避免了布线，但仍然需要安装。一般家庭沙发后面根本没有任何橱柜可以放置之——可以采用脚架式设计，但会使产品的成本/价格增加。倘若挂在墙上，画框式平面音响(BML)装饰性好，传统扬声器音箱则显得凸兀难看，而且存在着安全隐患。无论是平面音响还是传统扬声器音箱，都不可避免地会产生噪声污染——壁挂式音响由于与墙壁结合，噪声更容易通过墙体传导/共振，影响到周围邻居(尤其是楼房)。因为声波的传播速度在固体中比在空气中大——所以壁挂式音响比落地式/书架式的噪声污染更严重，而后者一般还有脚钉阻抗衰减或者地毯/家具的缓冲作用。

其实，无线家庭影院系统还存在一个问题——虽然“布线”省去了后置环绕音箱的信号线，但电源线却无法省去。如果后墙无插座，则需要拉一个接线盒(同样不雅观)。倘若采用锂电池供电，根本不现实——AV系统一般功率比较大，需要大容量电池/且频繁充电。锂电池容量不足，则会导致音质/效劣化。

无线影院是一个趋势，但是从趋势到普及仍然需要一个过程，其中包含很多不确定因素——如同多声道音频系统。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种安装/使用更自由便捷的多声道音响系统——突破多声道环绕声技术一直无法普及的市场瓶颈——并且解决一般虚拟环绕声技术容易导致听觉疲劳的问题。

本实用新型的技术方案——采用Dolby Digital或DTS/DRA等编码/解码技术的多声道音响系统，环绕声道扬声器前置，音频信号经过多声道解码系统解码后，对环绕声道信号进行虚拟环绕声技术处理，所述虚拟环绕声技术采用“时域参量虚拟环绕声技术”——采样频率f信号延时并移相180°，延时时间Td＝500(2k+1)/f，其中k＝0,1,2,3…，单位为ms，60ms≤Td≤120ms；采样频率f数量不少于12个，均匀分布于20-20k Hz范围之间；延时信号在与原信号的混合信号中所占比例R满足下述关系：60％≤R≤80％。

“顺其自然”——传统AV多声道系统安装/布线麻烦，主要就是由于环绕声道后置，所以不如采用环绕声道前置设计。实际上，尊重消费者习惯，也是一种“以人为本”——而不能将行业技术标准强加于之，否则不可能真正有市场。

“前置环绕型多声道音响系统”——the Fore-Surround type Multi-channel Sound system(以下简称为“F-SMS”)——AV/GAME/Hi-Fi多声道音频系统解决方案。F-SMS有其心理声学依据，并非简单的多声道扬声器组合/堆积。

“劳氏效应”——如果将延迟后的信号再反相叠加在直达信号上，就会产生一种明显的空间感——声音仿佛来自四面八方。

“李开试验”——当两个声源的相位相反时，声像可以超出两个声源以外，甚至跳到听者身后——适当控制两声源的强度/相位，可以获得广阔的声场。

“空间环绕感”(Listener envelopment)可以通过“空间印象”概念SI(Spatial Impression)描述——50ms以内反射声产生的空间印象称为“早期空间印象”ESI(Early Spatial Impression)——声像仍定位于前方，只是将声像展宽，不会产生环绕感。“背景空间印象”BSI(Background Spatial Impression)——由50ms以后反射声产生的空间印象，可以产生良好的环绕感——这种空间印象与声源无关，而与空间环境密切相关。

实际上，“环绕声”并非只是后方声音信号，大部分都是远方背景声——故应强调空间感/距离感/弥散性/包围感，而非只是定位感。

“声场相对论”——F-SMS通过调整环绕声道信号与其它声道信号的时间差/相位差，营造3D声场，超越“时空”——以时间“改变”空间，调整相位等时域特性，改变声像的空间位置。

F-SMS可以采用“时域参量虚拟环绕声技术”——采用DSP数字信号处理技术/软件编程处理各种参量(采样频率/相位差/时间差等)——环绕声道信号采样频率信号延时60ms以上并移相180°。

根据延时公式可以确定时间差与相位差的函数关系——延时时间Td＝Δt＝－φ/ω(Δt为时间差/φ为相位角/ω为角频率)，ω＝2πf＝360°f，则Td＝－φ/360°f。若相位差Δφ＝180°，φ＝360°k+180°(k＝0,1,2,3…)——时间差Δt＝－(360°k+180°)/360°f＝500(2k+1)/f(单位：ms)，即Td＝500(2k+1)/f(单位：ms)——60ms≤Td≤120ms。

例如f＝50Hz，Td＝90ms；f＝100Hz，Td＝75ms；f＝200Hz，Td＝72.5ms；f＝500Hz，Td＝71ms；f＝1kHz，Td＝69.5ms；f＝2kHz，Td＝67.75ms；f＝4kHz，Td＝65.125ms；f＝5kHz，Td＝64.9ms；f＝8kHz，Td＝64.0625ms；f＝10kHz，Td＝63.95ms；f＝16kHz，Td＝63.03125ms；f＝20kHz，Td＝61.025ms。

采样频率f数量不少于12个(多多益善)——并且均匀分布于20-20k Hz范围之间。

一举两得——相位具有周期性，可以通过调整时间差调整相位差，因此可以将延时与移相结合起来，“时域参量虚拟环绕声技术”兼顾延时与移相。一般前置环绕扬声器与后置环绕扬声器声辐射为反相——移相180°可以改善定位感，改变相位可以改变声场中的声像位置。

正弦波与其反相声波在听觉上并无区别——放在声场(参照系)中，并将移相与延时结合，则可获得环绕感；而且环绕声道也可以营造“劳氏效应”。时域参量优化——统一相位(移相180°)可以改善声像“混乱”现象，使声音清晰自然，失真小——采用参量式数字处理技术，精确度高，各采样频率衔接平滑自然。

返朴归真/简洁至上——其实虚拟环绕声技术最简单的方式，就是环绕声道信号直接延时50-120ms，虽然比较“原始”，但由于不涉及HRTF，具有健康性——＂Simple is Best＂(无为而治)。

Dolby/DTS系统环绕声道信号分离度大，故不必采用串音消除技术展宽声像——延时(混响)则可以增强距离感/空间感。我们听到的声音主要由直达声/近次反射声与混响声组成——近次反射声/混响声与层次感/空间感/临场感等相关(尤其后者)——混响声(延时50ms以上)更适合表现环绕声音效。

虚实对比，相得益彰——F-SMS利用“背景空间印象”BSI营造环绕效果，时间差使前置环绕声道的声音虚化飘渺——从“打成一片”的声音中脱颖而出，超越了空间的限制。F-SMS环绕声道延迟声以原信号以及主声道声音为参照系，营造BSI——环绕声道信号通过延时，与主声道的分离度增加，声场的纵深感/层次感增强。

实际上，Dolby等编码系统各声道信号基本上“大同小异”(Bass声道以外)——环绕声道信号延时后与原信号混合，按照“延时信号优先”的原则，以突出环绕声——延时信号在混合信号中所占比例R满足下述关系：50％≤R≤80％，“时域参量虚拟环绕声技术”可适当增加比例R——60％≤R≤80％，有利于避免反相信号抵消。

F-SMS可以采用数字延时技术，相对于BBD动态范围大，音质好——还可以通过硬件/软件(APP)调节空间环绕感(延时时间Td/混合比例R等)，灵活自由，效果更好。与传统卡拉OK等效果处理器不同——F-SMS不采用低通滤波器(高切)制造“高频丢失”效果，则频率响应范围扩大，避免音质劣化。环绕声道信号延时50-120ms——低频方向感不强，可以适当增加延时时间Td；高频方向感强，可以减小延时时间Td——避免延时处理对于定位感的影响。

根据“哈斯效应”——先导声与延迟声方向/声压级(SPL)接近时，延时时间Td≥50ms，人才能感觉到延迟声的存在。延时时间Td过小(Td＜50ms)，环绕效果不明显；延时时间Td过大，则瞬态响应降低，声音与画面结合性差(不同步)——因此F-SMS环绕声道信号Td设定为50ms≤Td≤120ms。“时域参量虚拟环绕声技术”由于移相180°，反相信号与原信号混合时可能会发生相消干涉，可以适当增加延时时间Td(60ms≤Td≤120ms)——相位“错位”有利于避免信号抵消。

不同于游戏3D音效，AV环绕声道主要以背景声为主，一般并不包含来自后方的同步声音信息——因此可以采用基于延时方案的虚拟处理方式。

“音响相对论”(the Relativity of Acoustics)——F-SMS以“相对论”演绎AV主体与客体的辩证关系，以“画面”为中心——而非以“声音”(声场)为中心。

“以画面为中心”——改变设计/聆听理念，环绕声道未必非要置于后方，置于前方虽然包围感下降，但声像结合更准确。以画面为参照系建立声场“坐标”——F-SMS以“心理声学”营造亦真亦幻的AV音效，使人仿佛置身于画面中，因而可以更投入，声音与画面结合得更好——人的大脑神经系统可以根据画面通过想象/补偿，“虚拟”出一个三维声场——相对于传统多声道音频系统，反而更客观/真实。

“虚拟杜比环绕声”VDS(VDD)技术与F-SMS的相同之处——多声道音频信号解码后，对环绕声道信号进行虚拟环绕声技术处理。不同之处在于——VDS(VDD)为双声道扬声器系统，F-SMS为多声道扬声器系统——环绕声道具有独立的扬声器，分离度/音质更好。

目前片源(DVD等)普遍带有Dolby/DTS信息，Dolby/DTS解码器(硬件/软件)已经普及，Windows7以上版本都内置了Dolby Digital Plus，支持“杜比数字+”解码，而多声道功放IC(模拟/数字)价格也非常低廉——故相对于“只用两个音箱虚拟5.1/7.1音效”方案(一般涉及专利授权)，F-SMS实际上成本更低，简单可行。

如果说AV系统还值得麻烦安装/布线的话，PC音响以及微型音响则没有必要(其使用时间/频率都大于前者)——这反映了大多数消费者的使用心理。而微型音响作为“新媒体音响系统”，代表未来音响发展趋势——从这种意义上，F-SMS并非反潮流，而是以人为本(简单/灵活/方便)。

本实用新型具有以下有益效果——

“前置环绕型多声道音响系统”(F-SMS)——符合大多数人的消费心理/习惯，省去安装/布线的麻烦；同时充分利用Dolby/DTS资源——并非最完美，却是最实用。

事半功倍——由于F-SMS建立于Dolby/DTS等环绕声系统解码基础上，只对环绕声道信号进行处理(不会影响主声道)，更简洁有效——而双声道虚拟环绕声系统需要同时处理多个声道信号，则更容易导致音质劣化。

F-SMS多声道信号分别由不同扬声器播放——避免了双声道虚拟环绕声系统声像堆积/混乱的问题，结像力/定位感/分离度提高——故音质更Hi-Fi，音效更自然。

“解码+虚拟”环绕声设计——可以有效改善环绕效果，相对于直接使用虚拟环绕声技术，音质更好；且充分发挥Dolby/DTS编码系统的作用与效果。

“以画面为中心”——相对于AV系统(远声场)，F-SMS更适于PC音响/新媒体微型音响(近声场)——符合未来音响发展趋势。

“Instant Theatre”——F-SMS具有便捷性，免安装/布线，与现代人快节奏的生活方式相适应——简单/自由，符合“知性时代”的消费理念。

“最后一公里”——F-SMS“解码+虚拟”环绕声设计有助于DRA进一步实现产业化，从终端突破多声道音频系统长期存在的市场瓶颈而普及。

附图说明——

图1为F-SMS多声道音频信号流程框图

图2为Flash DSC框图

图3为F-SMS“2+1系统”示意图

图4为F-SMS“2+系统”示意图

图5为F-SMS“2+系统”实施例(竹子)

图6为F-SMS微型音响“1+系统”(图6A主视剖面图/图6B俯视剖面图)

图7为F-SMS应用于智能手机实施例

图8为F-SMS应用于平板TV实施例

图9为F-SMS应用于平板电脑实施例(SoundVu)

图10为F-SMS“4+1系统”(9.1声道)示意图

图11为F-SMS“2+系统”(7.1声道)示意图

其中——

1-中央声道(C)，2-左声道(L)，3-右声道(R)，4-环绕左声道(SL)，5-环绕右声道(SR)，

6-左环绕声道(Ls)，7-右环绕声道(Rs)，8-左后环绕声道(Lrs)，9-右后环绕声道(Rrs)，

10-高置左声道(Lvh)，11-高置右声道(Rvh)，12-低频声道(Bass)

具体实施方式

参照图1(以“5.1声道系统”为例)——

多声道音频信号→Dolby/DTS/DRA解码→L/R/C信号→放大→L/R/C声道扬声器； 

多声道音频信号→Dolby/DTS/DRA解码→SL/SR信号→虚拟环绕声技术处理→放大→SL/SR声道扬声器； 

F-SMS可以设置虚拟环绕声开关(如“5+1/4+1/3+1系统”等)——关上则与传统多声道音响系统相同，使用者可根据环境等因素灵活调整(环绕声道前置/后置)。

“时域参量虚拟环绕声技术”通过调整相位等时域特性虚拟环绕声——由于不涉及“头部相关传输函数”(HRTF)，具有绿色健康性。还可与参量均衡技术结合，适当提升/衰减不同频率的信号电平，优化时域与频域特性，利用心理声学效应，塑造更完美的环绕声——200-600Hz，可以提升力度感；150-500Hz可增加语音丰满度；330Hz可产生“浴室效应”；800Hz会产生“喉音”/嘈杂感(危险频率)；1-2kHz可产生“电话音质”；2-4kHz会掩蔽“唇音”，降低语音清晰度；2500Hz会使声音“发扁”；3-4kHz(尤其3400Hz)易导致听觉疲劳；6-8kHz“齿音”严重；12-16kHz“毛刺感”明显。

F-SMS还可以采用其它虚拟环绕声技术——如SRS/Qsurround/Sontia的3D音效技术以及Waves MaxxStereo/DSP数字声场处理技术(如YAMAHA Cinema DSP)等——可以与相关制造商合作，开发出专门针对F-SMS方案的产品(包括IC)。

F-SMS可以采用Flash DSC——DSC(Digital Signal Controller数字信号控制器)兼具MCU微控制器与DSP数字信号处理器的优势——编程的简易性/灵活性；运算能力强，速度快，能耗低；低成本/高效率开发设计——更适于音频系统。Flash DSC具有可重新编程/新版本升级/综合成本低等优势，可以不断提高产品性能，适应市场需求变化。

Flash DSC包括CPU/DSP/SRAM与Flash ROM存储器以及嵌入式软件栈等——片内Flash ROM，即NOR型嵌入式非易失性闪存(eFlash)，容量可达1M Byte，作为程序存储器——嵌入式软件栈包括虚拟环绕声处理器。参照图2。

F-SMS≠SoundBar——F-SMS可以采用多声道一体化结构(如1+1/1+系统)，也可采用多声道分体式结构(如2+1/4+1/5+1系统)。

这里所说的“X+1系统”，与传统“X.1系统”概念不同——“X”并非指声道，而是指音箱(实体)，每个音箱可能包含多个声道。故用“音箱”/而非“声道”描述更直观，而用“X+1系统”(1+1/2+1/3+1/4+1/5+1系统)表述更准确——后一个“1”则是指低频系统，即传统意义上的低音炮。

F-SMS“1+1系统”——前一个“1”并非指1个声道(单声道)，而是指F-SMS多声道一体化结构。F-SMS“1+系统”——一体化结构增加低频单元，则不必采用单独的Bass系统，更简洁实用。

F-SMS比SoundBar更适合与平板TV/平板显示器配置——突破了SoundBar只能置于其下方/上方(壁挂式)的限制，还可置于两侧，更灵活方便，实用性强。相对于SoundBar，F-SMS音质可以更Hi-Fi，声场更均衡且宽广，有利于改善环绕声系统的分离度/定位感与包围感。尤其是对于PC多媒体音响——由于平板显示器尺寸小于平板TV，其下方空间更小，从而限制了SoundBar扬声器的口径，则音质下降。而对于Notebook，SoundBar更不适于与其配合——放在前面，不但会影响使用键盘，音响效果也难以发挥；置于两侧，则声像定位受影响。

F-SMS扬声器口径不再受限制(尤其是AV系统)，则音质更好——可以采用大口径单元以提升低频响应，甚至可以不必增设Bass系统。

F-SMS低频声道采用单扬声器，但可以增加无源辐射器提升低频响应——其它声道宜采用全频带扬声器(即每个声道只用一个扬声器)，当然也可采用多单元分频结构，虽然音质更好，但不如前者简洁——作为优选，可以采用同轴扬声器，以及“平衡模式辐射器”(BMR)。

F-SMS可以采用多声道分体式设计——“2+1/4+1系统”适于PC多媒体音响(平板显示器)；“3+1/5+1系统”则更适于AV系统。F-SMS也可采用“组合式”设计，各声道可组合成一体化结构(同SoundBar)，也可分解为分体式结构——可分可合，灵活多变。

AV系统主声道(R/L)音箱距离大，听音位置不确定——可以将中央声道(C)一分为二，分别置于显示器两侧——则声像定位更准确，声场平衡，可加强对白。而对于PC音响/微型音响(近声场)——主声道音箱距离小，一般与听音位置对称。可以将中央声道(C)信号平均分配给主声道(R/L)，则设计/工艺简化，体积/成本降低。幻象模式(Phantom)——根据“双声道立体声正弦定理”，对白声像可以定位于中间，不会出现“中央空洞”效应。

F-SMS“2+1系统”(参照图3)——由于占用空间少，更适于PC多媒体音响；AV系统采用之则更简洁时尚。F-SMS“2+1系统”与传统“2.1系统”有本质区别——前者为多声道/后者则为单声道——虽然后者可采用多单元分频结构。

化繁为简——实际上，日益流行的“2.2系统”最大优势并不在于提升低频，而在于可以省去低音炮，更适于与平板显示器配合——F-SMS可以采用其设计，成为“2+系统”(参照图4)，则更简洁实用。

F-SMS“2+1系统”可以采用同轴结构(垂直方向)/角度可调(水平方向)设计——使每个声道(如C/L/SL)扬声器角度灵活多变，更适于AV/GAME。通过调整声场指向性，调节环绕声系统的结像力/定位感/分离度——从而获得不同感受的聆听效果。典型的调节方式为——中央声道(C)转向内侧(屏幕)，有利于表现对白；主声道(R/L)基本保持不变；环绕声道(SL/SR)转向外侧，增强分离度/包围感——听音乐时则各声道角度一致。这种结构一般用于相同声道，可以改善小口径单元(中高频为主)的指向性，使声场更宽阔，但易导致相位失真PD/结像力下降。而F-SMS为不同声道，则可避免上述问题，且效果更好——实际上，这种结构更适于不同声道/而非相同声道。

F-SMS“2+系统”实施例(竹子)——参照图5，可以采用真实竹材(圆竹/方竹)，也可采用树脂/ABS材料——低频声道置于圆桶形花盆；其它声道可采用椭圆形扬声器(Runway)。

微型音响F-SMS“1+系统”(Dock基座/支架音响)可以采用环形结构——各声道扬声器以智能手机为中心设置，指向上方/斜上方，Bass置于底部(地面增压)——参照图6(UFO)。

“前置环绕型多声道音响系统”(F-SMS)可以与电视机/电脑(包括PC与NoteBook)以及平板电脑与智能手机结合，构成音频/视频一体化系统(F-SMS 1+)——符合未来新媒体音响的发展趋势。

越来越多的新媒体移动终端采用多声道环绕声流媒体技术(输出)，而平板电脑/智能手机等一般不采用多声道音频系统设计，因为其耗电量大——但随着技术的不断发展可以突破这个瓶颈。F-SMS应用于平板电脑/智能手机等新媒体设备(参照图7)——可以将中央声道(C)信号平均分配给主声道(R/L)，则工艺简化，耗电量降低。

其实F-SMS“解码+虚拟”环绕声设计更适合于电视机音响系统——主声道(R/L)可以置于平板TV两侧——若扬声器全部置于下部，可将中央声道信号平均分配给主声道(参照图8)。

平板TV/智能手机/平板电脑可以采用NXT(Tectonic Elements)SoundVu技术——将视频显示器与音频扬声器合二为一，更简洁时尚(参照图9)。SoundVu采用“边缘驱动”，激发透明材料振板产生弯曲波声辐射——由于250Hz以下“视觉振动”会干扰视频效果，低频声道采用传统扬声器方案(非SoundVu)。多个声道共用一个扬声器(振板)会导致串音，但“弯曲波模式扬声器”(BML)的“随机性振动/弥散性辐射”可以降低之——F-SMS的移相/延时设计也有利于提高分离度。

多声道音频扩展系统——多声道音响系统具有声道数量逐渐增加的趋势，由传统的5.1声道扩展为6.1/7.1/9.1声道甚至11.1声道。DTS-HD高清格式支持7.1声道；杜比数字环绕EX系统(Dolby Digital Surround EX)为6.1/7.1声道；Dolby Pro Logic IIx也是6.1/7.1声道。Dolby Pro Logic IIz(9.1)除了“侧向环绕声道”(Ls/Rs)，还增加了“前方高置声道”(front height channels)——通过主声道上方的一对扬声器(Lvh/Rvh)，建立垂直方向声场。参照图10/11。

由于多声道AV系统“安装/布线麻烦”——Dolby Pro Logic II等多声道扩展技术虽好，却无法大行其道——F-SMS可以使其更实用，有助于突破瓶颈。可以采用Dolby Pro Logic II/IIx/IIz技术(Upmixing)，将双声道的AV/GAME甚至音乐转化为5.1/7.1/9.1声道信号输出——则可拓展F-SMS的应用空间。

为避免混淆，F-SMS以“环绕声道”(SL/SR)为统称——如SL(环绕左声道)包括Ls(左环绕声道)/Lrs(左后环绕声道)。

对于“7.1/9.1系统”等多声道扩展系统——F-SMS可以通过不同时间差处理不同环绕声道信号——如Ls(左环绕声道)延时50ms，而Lrs(左后环绕声道)延时75ms。F-SMS可以按照多声道音频扩展系统原声道数量设置扬声器数量，也可采用“下行混合”(Downmixing)方式作简化处理——如将Lvh与L混合，Ls与Lrs混合。

Claims (5)

1.一种多声道音响系统，包括功率放大器，

采用Dolby Digital或DTS及DRA等编码/解码技术，

环绕声道扬声器前置，其特征在于

音频信号经过解码后，对环绕声道信号进行虚拟环绕声技术处理，

所述虚拟环绕声技术采用“时域参量虚拟环绕声技术”——

采样频率f信号延时并移相180°，延时时间Td＝500(2k+1)/f，

其中k＝0,1,2,3…，单位为ms，60ms≤Td≤120ms；

采样频率f数量不少于12个，均匀分布于20-20k Hz范围之间；

延时信号在与原信号的混合信号中所占比例R满足下述关系：60％≤R≤80％。

2.根据权利要求1所述的多声道音响系统，其特征在于

采用Flash DSC，所述Flash DSC包括

CPU/DSP/SRAM与Flash ROM存储器以及嵌入式软件栈，

所述嵌入式软件栈包括虚拟环绕声处理模块。

3.根据权利要求2所述的多声道音响系统，其特征在于

各声道扬声器采用一体化或分体式结构；

低频声道以外其它声道扬声器包括同轴扬声器与BMR平衡模式辐射器。

4.根据权利要求1所述的多声道音响系统，其特征在于

与电视机/电脑以及平板电脑/智能手机结合，

构成音/视频一体化系统。

5.根据权利要求4所述的多声道音响系统，其特征在于

所述音/视频一体化系统采用SoundVu技术。