数字虚拟环绕声技术知多少

　　虚拟环绕声的英文全称是Virtual Surround，又称Simulated Surround，人们把这种技术称为非标准环绕声技术。这类技术利用人类头部声音传递函数HRTF(Head Related Transfer Function)的信号处理技术，通过对解码后的多声道信号用HRTF进行复杂的运算，把三维空间的声音按照HRTF进行处理，使进入人耳的声音符合人的双耳效应和耳廓效应，因此利用两只音箱即可产生与多声道非常接近的环绕效果。缺点是对听音位置要求较高。

　　虚拟环绕声技术能达到以假乱真的多声道环绕声效果，世界很多厂商都很看重这一技术，推出了不同特色的虚拟环绕声系统，广泛应用在平板电视、个人电脑、家庭音响解码器等各种家庭娱乐产品中。目前比较多见的有杜比实验室的杜比虚拟环绕声VSS，SRS公司的SRS TruSurround、Qsound公司的Qsurround，Aureal公司的A3D，Spatializer公司的N-2-2DVS，Harman公司的VMAX虚拟环绕声技术，另外还有索尼采用的S-Force前置虚拟环绕声系统等。虽然它不能和真正的家庭影院相比，但是在非常好的听音位置上的效果还不错。

　　杜比虚拟环绕声VSS

　　杜比公司为追求声场完美的用户所提供的VSS(Virtual Surround Sound)这一简单而廉价的系统方案，是依照人类生理学和心理声学原理，将杜比环绕声进行“虚拟化处理”，使解码后的中置和环绕信息分别通过衰减和虚拟送入到左右声道，从而使通常意义的左右声道兼有中置和环绕的信息。同时它还应用了HRTF(人类头部声音传递函数)音效定位算法，通过计算机仿真技术模拟人脑，根据声音通过左右耳道的时间来计算延时达到逼真模拟环绕声，从而能够通过两个扬声器虚拟出真实的5.1扬声器所产生的环绕声聆听环境。

　　杜比虚拟环绕声技术，在空间上、方向上、包围感上、平衡度上较好地模拟了杜比环绕声。但环绕声效大多集中在两只音箱之间，当用户听音位置移向一侧时会有些短期耳压，声音带瓮声，移位更大时，虚假特性更为明显，对白可懂度变差，空间临场感降级至单声道。

　　SRS虚拟环绕声

　　SRS(Sound Retrieval System)指的是声传播延时恢复系统格式的声音还原系统，其原理是根据头部声音传递函数HRTF(Head Related Transfer Function)来还原声音，所谓HRTF，是指人的外耳和头部对声音的加工作用，使声音发生了微小的变化，而人就可以通过这种变化判别出声音的来源方向，如果把环绕声通过同样的函数处理后再通过前置音箱放出来，也能让人以为是后置的环绕音箱放出来的，这样就达到了用两个音箱回放多声道的目的。

　　SRS虚拟技术的一个鲜明特点是，从听觉心理学出发，模拟出一个三维声场，使听音者觉得置身于三维声场之中。实际上，这种“三维声场”是不存在的，它只是一种幻象，就如同我们看到的立体电影、立体画片，都是通过技术手段将两维平面物体转化为三维空间物像。SRS在心理上和主观感觉上恢复了原声源在两耳处造成的声波状态(直达声、反射声、混响声)，再现了原声源中的方位和空间分布，使人有身临其境的感觉。但非常好的听音区很小，声像定位感不够好，当用户在非常好的听音区移动一个座位时，环绕效应感觉会明显不如中心位置好，移动几英尺时，声音带瓮声，对白似乎只来自最近的音箱。

　　SRS应用发展迅速，主要得益于两大优势。其一，硬件成本很低。由于SRS技术并不专注以硬件营造三维声场，所以仅需在原有的双声道功放及音箱的基础上增加一个数百元的SRS处理器即可欣赏到三维声场。其次，对声源要求简单，应面非常广阔，可适用于所有的杜比软件、双声道软件乃至单声道软件。较之虚拟杜比环绕声，它更加简便易行，所以很受欢迎。目前，SRS技术广泛应用到组合音响、彩电、VCD、PC等。

　　Qsurround虚拟环绕声

　　QSurround是一种杜比认证的虚拟多通道技术，它对前方声道和环绕声道信号均作了虚拟处理，合成时只选择环绕声道，而对中置声道则只作了简单的混合合成，以此用来进行音箱的虚拟定位，声音定位相当精确，能够很好地维持原有的保真度。

　　Qsound公司通过几百次不同音箱听音测试，并根据大量记录数据设计出的QSurround虚拟技术方案，有两种模式，一种是真实(ACTUAL)模式，对应于有多个音箱的情况，把主声道及环绕声道处理后，直接输入各自的音箱，可以改善环绕声的效果，扩大了可听位置(皇帝位)，另一种是幻象(PHANTOM)模式，对应于只有两个音箱的情况，这时把中置及环绕经换算后叠加到主声道上，以实现两音箱回放多声道的功能，并使人觉得有幻象音箱在回放中央声道及环绕声道，效果甚为理想。但听了会有短期耳压感觉。当移动一个座位时，只能听到少许环绕声，移动几英尺，环绕声完全丧失，但对白仍可听懂。

　　A3D虚拟环绕声

　　A3D环绕声是一种模拟环绕声系统，采用计算滤波法来营造虚拟环绕声，对音源没有特殊要求，无须对节目源进行处理，同时对听音环境也没有严格的要求。其经过数字信号处理后左、右声道的立体声信号，通过左、右两路音箱，产生三维的环绕声场效果，临场感宽阔，定位效果好，声音悦耳、流畅。但有时能感到短期耳压，当移动一个座位时，声音变得略带空虚，空间感也降级至普通双声道水平;移动几英尺时，对白变得轻微而模糊。

　　N-2-2DVS虚拟环绕声

　　n-2-2的技术还未完全公开，其目标在于扩大非常好的听音区、减少染色和听觉疲劳。n-2-2技术的背音色声音自然，没有短期耳压。但声音定位感不够好，对白不如真实5声道清晰响亮，包围感不强。当用户移动一个座位时，感觉环绕声似乎来自主音箱平面之外，大部分时间仍只能听到普通双声道立体声;离开几英尺时，对白更是低弱无力。

　　vmax虚拟环绕声

　　Harman公司的VMAX虚拟环绕声技术,采用串音抵消法，声音宽广，空间感和包围感好，定位非常准确，在非常好的听音区听音时双耳间无干扰。但移动感不及杜比虚拟环绕声方案，但比其它四种方案好。对白也比其它方案清晰。在大音量场面中总的声特性有点刺耳。移动一个座位时，临场感变成普通双声道，移动几英尺时，声音带瓮声，对白也混浊不清。

　　从以上6类虚拟环绕声技术来看，在声音的流畅性和准确度、对话的可懂度、声像定位的精确度和空间感方面都还是可以接受的，当用户坐在非常好的听音位置时，二音箱虚拟环绕声的音色均匀性、临场感等方面的表现不亚于真实5音箱系统。其突出缺憾是非常好的听音区太小。