当前消费电子产品的热点已经从追求纯粹的硬件指标转为更加关注应用和体验(如内容、易用性、连接性等)。随着内容的来源和体验的方式发生了根本改变,消费电子产品正面临着种种困境,包括硬件性能、软件环境的同质化;工业设计的扁平化;价格竞争的极端化;厂商利润分布极其不均衡……尤其值得关注的是,用户的部分体验也被迫倒退,比如牺牲了音频效果。由于音频的感官享受的重要性日益凸显,在目前消费电子同质化严重,竞争激烈的市场环境下,音频设计的差异化或许将成为中国厂商新的商机。
对于音频产品而言,市场上扬声器类型种类繁多,因此制造商正在寻求提高便携式、薄型扬声器的音频质量且同时降低成本的新途径,以满足消费者的高品质需求。“Sontia公司的理念就是让消费者自然且舒服地享受音频。”Sontia执行董事兼亚太区总裁谭军博士强调。Sontia推出的SPT(Stable Phase Technology)稳定相位技术借助扬声器优化和数字音频处理,在无需更改扬声器设计的情况下将大幅改善用户的音频体验,从而提升消费电子产品的竞争力。
传统扬声器的既有问题和应对方法
音频系统中的扬声器是一种两阶段的换能器,将声能转换成机械能,再转换成声能。谭军介绍说,目前的扬声器都存在着一些既有的问题,从而影响消费者的聆听体验。例如,频率响应/振幅问题使得每个频率的扬声器敏感度不同,声音平衡感不正确;相位问题使得声音延迟、音场不佳、细节不足;谐波失真会造成播放音频信号时声音粗糙;调幅失真导致声音粗糙、低音不佳;脉冲响应失真则使得声音细节度丧失,不同聆听位置听感差异大。
而目前Hi-Fi品牌鄙弃数字音频处理,其作法是通过不计成本地设计更完美的扬声器,将倒相装置与被动共振单元用于腔体设计,使用复杂的类比滤波器设计分频电路等方法来改善扬声器品质。这样导致的问题是声学技术的进入门槛过高、需要很多的尝试错误和原型机制作、材料成本极高、由声学而非外观设计主导、需要大腔体的设计等等。而对于消费级产品而言,其成本限制和外观设计都使其无法满足这些条件。
那么该如何应对?谭军打了个比方,这好比近视眼如何看美女?必须带量身定做的眼镜!“我们的方法不需要改变任何扬声器设计。仅需通过测试客户产品的音频参数,量身定做SPT算法,再嵌入SPT算法到客户产品中进行矫正。”Sontia SPT算法包括一系列的算法,其中,扬声器最优化算法不仅能提升扬声器效能,使小音腔听起来像大音腔,还能移除扬声器既有的失真,改善原有扬声器的定位度。
图1:采用了Sontia SPT算法的条形音响。
相比Hi-Fi的作法,使用SPT算法降低了设计高品质音响的门槛,仅需修改现有音频设计,降低了模型制作成本和扬声器成本,并能带来更广阔的聆听空间。在消费电子产品中使用,SPT算法将有助于彻底改善声学设计,全方位提升音质。通过现场平板电视和条形音响的演示,采用了SPT算法后,明显感觉声场延伸变大、声音更加自然清晰、细节提高,尤其是低音部分丰厚,圆润饱满。
Sontia SPT技术
Sontia本质上是属于录音室中时域与相位导向的音频信号处理技术,其特点是:通过对扬声器运作原理与音乐录制过程的整体了解,利用时域与相位导向SPT稳定相位算法,将扬声器系统讯号链中的每一个环节均进行频率响应与时域、相位的修正,再结合自身对耳蜗声学与心理声学的专利研究,全方位提升音质。经过修正之后的扬声器系统,能提升暂态响应12.5dB,将时域失真转为主信号的能量,使一些原本扬声器系统无法表现的声音细节完美呈现,并维持频率响应的平坦性。因此能使用少量的计算即达到录音室等级的音质改善,进而应用于消费性电子产品。
图2:采用了Sontia SPT算法的完整音频系统模块。
Sontia SPT线性数字分频器,在SPT扬声器暂态响应及频率响应已被修正的前提之下,设计出全球唯一的准线性数字分频。SPT线性数字分频器革命性地应用超过每倍频256dB的高通与低通滤波器进行衰减,带来的听觉效果是扬声器单元之间的频率分离极度干净,也没有传统高传真音响品牌商担心的响声,因而获得众多音响品牌商的肯定。另外SPT 线性数字分频器带来的扬声器系统线性相位,能大量减少扬声器单元之间的相长性与相消性干涉,使得最佳聆听空间扩大许多。
Sontia SPT动态低音增强技术,在Sontia SPT核心技术的基础之上,使用具有专利保护的有机卷积算法,取出播放中音乐档的低音成分进行分析,插入相关的谐波成分,并根据内容进行动态调节,在不超出扬声器低频动态范围的前提之下,更细致地提升在低音上的听觉效果,这个有机卷积算法比起传统插入固定谐波的方式更为自然,再加上耳蜗声学与心理声学的修正,完整重现原有低音。
据悉,LG公司采用该技术的NB2020A条形音响已经上市,售价仅为99美元。谭军指出,由于不需要采用非常昂贵的扬声器,加上了软件成本后,音频系统的总成本反而会下降。最近,THX公司还宣布与Sontia展开战略合作,双方致力于为各个消费层级客户提供更为全面的音频和扬声器产品系列,展现卓越音频性能。两家公司将共同为包括家庭影院、平板电脑、汽车和扬声器公司的制造商提供创新的音频解决方案,该技术可以增强音频性能,同时降低研发和生产成本。
此外,Sontia将和THX携手利用Sontia的重点测试实验室和THX的精准测试体系详细分析产品,进行产品性能评估。这种双重测试法的目的就是为各项产品实现卓越音频性能。
“Sontia将帮助中国的创新公司在全球同一起跑线上竞争来提高品质地差异化。”谭军最后表示。
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