DSP 数字信号处理大师：MERIDIAN英国之宝重塑听音方式

逆风飘 · 发表于 2018-11-7

“我们是数字信号处理（DSP）的大师” “MERIDIAN 高清音频的先驱”想必刚刚了解、甚至接触过英国之宝产品的人

对这两句“官宣”标语都耳熟能详。好奇一点的也许会产生疑问：什么是DSP扬声器？还有哪些牌子也在生产DSP扬声器？英国之宝的DSP扬声器值得这么高的评价吗？

每个人有着不完全一样的外耳廓，每个人听声音的方式也有所不同，高音的明亮悠扬，中音的铿锵有力，还有低音的沉着稳重，可以说，一千个人可以找出一千个形容词来描述某种声音。而英国之宝的产品，一直在更好地重塑人们听音乐的方式。

DSP扬声器

英国之宝的每一只DSP扬声器

其实就是一个完整的音响系统

   Hi-Fi圈里的人都知道，一个好的音响系统的判定标准，包含有两点：对声音的分频和对相位问题的控制。英国之宝通过其强大的DSP技术，在这两方面都有极为出色的表现。

一、分频过程的准确度及止损度

   传统的音响系统，电流信号（即模拟信号）要先通过分频滤波器实现分频处理，但分频的过程会产生极大的损失，导致传统扬声器普遍存在的失真情况。在各大传统音响厂商几乎都在着重处理分频过程产生的失真的时候，Bob Stuart反其道而行之，彻底舍弃了损耗极大的电流传输，改用近乎无损的数字传输方法。

   当模拟信号转为数字信号之后，会依据某种算法，被“分频”成高音、中音、低音所对应的数字信号。在数字领域中做滤波处理，这样的一个过程被称为DSP过程（Digital Signal Process：数字信号处理）。这种分频方式的损耗极小，小到几乎可以忽略不计。分频后的三组数字信号（高、中、低频），再经过数模转换，还原为原始的模拟信号，再通过前后级放大，最终直达喇叭单元。

英国之宝在整个DSP过程中所用到的各类算法，都不同维度地保证了分频的准确性：

FIFO缓冲调整技术（First In, First Out）

英国之宝DSP包含的多个“First In, First Out”缓冲重整系统可以对数据包进行校对和纠错，最小化抖动之后再输出，确保出色的时差和清晰度的优化。让你对乐器和它们之间的相互关系有更清晰的感觉。

声像中心提升技术（Center Elevation）

当横向摆放的扬声器低于视频显示屏时，发出声音的位置在屏幕下方，降低了观影体验；如果扬声器放置在屏幕后方，也会产生其他一系列问题。

英国之宝通过改变高中低音的频率分布，把声音中心提升到与屏幕、电视机等同一水平线，给人的感觉就像是声音从屏幕的正中心发散出来一样，在大多数情况下都能提升观看电影或音乐会的体验感。

二、是否能够解决相位差问题

无论是高音还是低音，不同频率的声音都以相同的速度传播，可以同时到达你的耳朵。然而，扬声器在同时播放中低频声音时，低频声音会出现延迟到达的问题。这种延迟的低频会减少音乐的空间感，通常被称为“boomy”，低频越深，声音越晚，与整体声音的相位差就越大。在被动的音响世界里，无法从根本上解决相位差问题，尤其是无法解决声波在传播过程中所产生的相位差。

   英国之宝的目标是制造时间精细的扬声器，所有频率在同一时间开始，在同一时间结束。为了消除低、中、高频之间的延迟，英国之宝设计了增强低音校准功能（EBA，Enhanced Bass Alignment）。这个算法是非线性的延迟算法，使中高频能够“等待”低频，而低频则加上一种专利过滤器算法来进行校对，可以解决不同频率声音的相位差问题。增强低音校准提供了系统中驱动程序的精细时间校准，与此同时，也提供了卓越的声场成像和清晰、通透、逼真的声音。

   除此之外，英国之宝还使用到了一种叫做指数平滑滤波器（Meridian Apodising Filter）的算法。指数平滑滤波器是数字音频的关键，声音通常由于“预振铃”而引起失真和刺耳。英国之宝研制的特殊过滤器，增加了预振铃的对冲信号，以此来消除预振铃。不管是新的录音还是旧的录音，声音都会更加高品质、纯净。


MHR与MLP压缩技术

   数字音频是0和1的有序排列，不过使用数字音频也带来了另外一个不容忽视的问题：如何把这么多的数字信号打包、如何传输呢？Meridian公司将他们专属的数字信号打包技术称为Meridian高清音频技术（MHR，Meridian High Resolution）。

   MHR是一种在组件之间传输高清数字音频并得到认证的加密算法。以前，在模拟信号中的压缩一定会降低质量；而MHR允许在英国之宝系统内安全地传输高清数字音频，且不会有任何损耗。MHR传输的音乐具有非常高的声音质量，并支持PCM、MQA和DSD的编码传输。经过MHR技术压缩后的音频，通过一根极简的网线传输，这种传输方式就叫SpeakerLink，它使用“以太网”电缆，控制英国之宝产品组件之间的连接，并提供原始的数字音频信号，简洁又易于安装。

   DSP扬声器这么高品质，然而目前真正在做DSP喇叭的却不多，其中一个重要的原因是没有掌握良好的数字信号的压缩方法。大约在20年前，英国之宝研发出一套相应的压缩技术：MLP（Meridian Lossless Package），解决了这个难题。到了今天， MLP的运用所处可见，它是Dolby TrueHD和dts-HD等多声道音效压缩技术的核心，也是DVD、DVD-Audio、BD与UHD BD等光碟的较底层数据包，更是英国之宝产品所使用的MHR脱去Meridian协议后的根基算法。

MQA压缩技术

   MQA， Master Quality Authenticated的缩写，是由英国之宝创始人之一兼技术顾问Bob Stuart主导开发的一种音频编码技术。MQA最开始的时候属于英国之宝，后来音乐串流在目前的欢迎度飙升后，MQA便自成一家，为各大流媒体服务平台提供技术支持。

Hi-Res音频的好处是解析度高、资料量大、声音质感细腻，然而它的问题就是体积太大，需要用“无损失”的编码技术压缩，比如FLAC或Apple Lossless格式。经过压缩处理后，这些音频用于下载尚可接受，但用于音乐串流仍显庞大。MQA技术是将Hi-Res高清音频压缩到只有CD等级文件的大小，让网络串流Hi-Res成为可能。

网路串流是今日最有发展潜力的生意模式，各项调查报告都指出∶在实体唱片、档案下载、网路串流等各种音乐贩售模式中，网路串流的营业额是不断快速成长者，而且未来还会持续。目前较大的流媒体服务商Tidal就与MQA合作，把超过一半的曲目（2000多万首）通过MQA技术进行压缩，实现影音网络串流。如果把所有数据比成一张纸，那么整个压缩过程，其实是对数据折叠、折叠、再折叠的过程，官方称这种压缩技术为“音乐的折纸工艺（Music Origami）”。

Bob特别腔调，与MP3这类“破坏性压缩”不同，MQA在大幅压缩音频大小的同时，能在解码之後还原出相同的音频信号。此外，这种无损压缩技术还有一个特性，如果你手头上没有支持MQA的设备，一样能播放出经过MQA压缩后的音频，只是播放出来的是受限的效果（CD效果）。随着播放设备不同、操作方式不同，同一个MQA压缩文件会呈现出不同的效果。

同样地，英国之宝的所有产品，都支持经过MQA压缩后的音频，是播放MQA音频文件的较佳搭配。

即使使用高质量的传统模拟电路，不必要的噪音和音质下降也是不可避免的。而通过数字处理音频信号，可以保持精细度，从而产生自然，立体且非常动听的声音。简而言之，DSP 使英国之宝的产品能够实现音频信号的极其精细的重现。让你在使用 MERIDIAN 产品时，感觉就像在欣赏艺术家在房间里进行的表演。

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