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[音频] 网红APC声学相位处理器全国技术交流会

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发表于 2019-3-28 19:58:36 | 显示全部楼层 |阅读模式
网红APC声学相位处理器全国技术交流会
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2019年新春伊始,在专业音响扩声圈,有一款神秘的小机器,突然一夜之间就网红了!各大微信群、社交媒体几乎天天都有人在议论这款神秘的小机器:由北京赛因科技研发的这台APC声学相位处理器!6 q5 J  X' f  R% g2 H# U, ^

# U0 g( C7 w& n/ A0 p 201903271345550078567.jpg 9 ^- ~+ x1 ?0 b
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这款声学相位处理器到底具备什么样的魔力让大家如此关注和追捧呢?其实,这确切的说,它并不是什么所谓的神器,而是一台带FIR滤波器的声学处理器,只是在目前的技术层面,这款机器具有较低系统延时,较高阶数(4096阶)的FIR滤波器,并且自带测量功能和自动计算功能。其特点是无需人为过多的干预,就能简单而快速的实现较优化的扩声系统,很多同行在不了解的情况下,听朋友说如何神奇就不自觉的把它神话了!& y5 Q1 W5 X7 `7 E: U& w0 S
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201903271345560452263.jpg
6 L1 Y5 h8 ?( m& }7 S蓝色为处理器曲线,红色为处理后曲线
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通俗的讲:在本质高品质的扩声系统,加入APC有如锦上添花,本质一般的扩声系统,加入APC反而像雪中送碳!因为操作简单,让用户能够快速的掌握操作技巧,给音响工作者调试系统带来极大的方便,也节省了时间,因此深受大家喜欢。
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而同类产品目前只能做到512阶-1024阶的FIR滤波器,但是过长的系统延时对音响师来讲都是无法忍受的!过于复杂繁琐的操作程序让很多音响工作者很难正确使用也是非常尴尬的事情。
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. s5 o2 ~$ A, N在数字音频横行的时代,有太多的软硬件层出不穷,为什么这款APC声学相位处理器就一夜网红了呢?
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7 ~5 W1 P% T1 e( e7 B* |这事儿还得从2019年2月24日的这次“广州国际专业灯光·音响展览会”上说起,虽然这款APC小机器早在录音圈已经不是什么新鲜事儿了,但是录音圈子不像专业音响展览会那么有传播力,大多录音师们也很低调,各自晚上闷在录音棚或者个人音乐工作室里面忙活着,根本就“两耳不闻窗外事儿……”
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/ H5 v1 T  S( B5 j在这次广州国际专业灯光·音响展览会上,爵士音响户外的线阵演示中,一曲由法国“保罗·莫里哀乐团”演奏的轻音乐《Paris Musette》打动了全场的观众!一组双12寸线阵扬声器把法国轻音乐大师“保罗·莫里哀(Paul Mauriat)”乐曲演绎的淋漓尽致!即使站在几十米以外的地方也明显能感觉到音乐的细节和层次!
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这些年来,在各大音响品牌演示过程中,音乐风格通常是低音响度为王的曲风下,几乎越来越多的观众把注意力都集中在低频的响度上去了;而忽略了音乐本身属性和整体细节以及听觉平衡感。而爵士音响的技术团队却冒着敢为天下先的风险,将一曲轻音乐用来PK“动次打次”显然是有风险的,4天的轮流演示过程中,的确有点意想不到的事:一是观众对音乐的感知已经是相当专业性水准了,二是大多数观众也厌倦了多年来从各种发烧天碟拷贝下来的口水歌和电子音乐的低频响度,因此爵士音响这次给广大观众一个耳目一新的感受,纷纷询问这套线阵扬声器的系统架构。0 M  R; R: H/ _, W) V: X
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 楼主| 发表于 2019-3-28 19:59:17 | 显示全部楼层
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说到这里,不得不说说具备4096阶FIR滤波器的APC声学相位处理器的事儿了,说道APC就得从北京赛因科技总经理“吴健”先生说起,从一名法官改行做音乐技术开始,曾经给摇滚音乐家崔健研发过话筒放大器以及话筒分裂机、电子管压缩器等电子产品,在十多年的时间,一直与录音棚和各种模拟音频设备打交道的吴健,直到2015年终于放弃了所有的模拟音频设备的研发,开始了数字音频转折,2016年研发出一款基于FPGA芯片音频设备,2017年5月,一台Demo板APC声学相位处理器亮相。
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话说爵士音响创始人陈万勇先生与吴健先生两位来自湖南湘西人,在音频领域一直有着密切的合作,一台Demo板APC机器就是拿给陈万勇测试的,经过多次测试和完善,在2018年初,APC经过三年多时间的研发,终于在德国法兰克福音响技术论坛上和广州国际灯光音响展览会上公开见面了,开始只是在各录音棚做演示,得到很多音乐人和录音师的认可;到2018年7月,由北京北奥公司与鸟巢官方共同打造的《造梦·鸟巢》大型光影秀的扩声系统上,爵士音响把APC植入到扩声系统中,在长达一百多天的北京鸟巢光影秀活动中,扩声系统得到各专家老师以及音响界同行的高度赞许!- R3 b/ ^! P) P6 P7 H
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" s5 [. C; k$ p, N+ \% n/ _从《造梦·鸟巢》光影秀之后,吴健有意想把APC声学相位处理器从录音棚推广到扩声现场,在接下来的时间,由陈万勇带领“PLAY TIME”技术团队,在各种扩声现场不断的测试和应用,总结出这款APC声学相位处理器功能特性和应用技巧。# L: A. E% t8 s5 u7 [$ R. j
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APC声学相位处理器特性:                           
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① 采用高速数据交换的FPGA芯片9 _& n& S4 H4 o) c  ]- O! s
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② 采用强大的并行计算的逻辑架构4 p: U9 p+ h7 |9 z

& d' r1 X2 q" ]* U③ 独创的数字音频计算方法6 H& {" [. M! E0 p  f( C

: E3 c4 N0 Z% K1 ~: B" |% C④ 在极低的系统延时(小于0.3ms)实现4096阶FIR滤波器4 ]. Y' S( L; `9 K# P6 r
3 L+ [7 o$ }) J8 Y( n) _
⑤ 自带测量功能并能自行计算的声场校准工具
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⑥ 不劣化相频特性的前提下优化幅频特性
. ?1 p- a8 G( K8 J, @) B( Z3 V! E" y
3 f; z- ?4 V3 o⑦ 最快速优化扩声系统和解决环境干涉$ h& y1 f  P5 P: Q
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8 X* C; D( j2 v* ~! R' @, R+ b. E
很多时候,我们认为声音是不干净的,不清晰的,让人体感官是不舒服的!APC很形象的比喻为:解决声音的“雾霾”利器!) q$ A- X3 |, }: e$ W0 C
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1 o6 C5 M" [1 \3 D; a0 A7 f: ]/ P. g- W, r9 g' x
什么是FIR滤波器?              2 f: b( {/ \4 N: D4 j

- M" C# m$ ?/ W4 o9 Z+ VFIR(Finite Impulse Response)滤波器:有限长单位冲激响应滤波器,又称为非递归型滤波器,是数字信号处理系统中最基本的元件,它可以在保证任意幅频特性的同时具有严格的线性相频特性,同时其单位抽样响应是有限长的,因而滤波器是稳定的系统。因此,FIR滤波器在雷达、通信、图像处理、模式识别等领域都有着广泛的应用。# q4 G. v" r3 `& ~5 W$ _* L& r

& j! Z0 k! n: S5 S- Ga. FIR用于音频的优势6 [/ x1 h5 ]& D
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FIR的优势在于可以无限增加精度(在足够运算能力的前提下),并且不存在IIR滤波器的相位扭曲和离散问题,是目前数字音频领域最理想的在保证任意幅频特性的同时具有严格的线性相频特性解决方案!' }8 p0 r. @# X0 O

1 c  o5 v# I+ F3 e  Cb. FIR滤波器需满足的基础条件
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% \8 O  I' r" a5 Y& m" U% Y, [●  因为采用的精度很高,所以对计算资源和内存要求很高:(传统DSP处理器即使采用服务器也很难完成全音域计算,同时还产生巨大的系统延时也是无法接受的!);
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●  FIR在音频应用领域,FIR至少需要512阶才能对1KHz以下的频率产生作用;
! N& F# \8 i* `5 E7 V& e- d. o5 K2 {3 a2 T  Y% ~
●  要满足40Hz-20KHz频率范围处理能力,至少要具备4096阶FIR的阶数以上;
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, P0 o5 g. I- i3 Q) q1 L0 v7 U●  必须基于FPGA芯片运算平台,具备并行计算的系统架构;$ `) e. @6 s1 I6 G9 a
. p5 v1 K2 B$ ]9 M. E$ G/ h5 l# `+ d
●  针对数字音频需独立开发先进的算法器& x; N$ X: r2 W

  Z/ H$ G) \8 W, [  [( z4 U4 D什么是FPGA?              , G" f$ |" o. }& V$ D0 E6 Y1 y9 R7 _
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FPGA作为通信、航天、军工等领域的关键核心器件,近年来,随着数字化、网络化和智能化的发展,FPGA的应用领域得到快速扩张。美国在FPGA领域拥有的垄断优势,已成为制约他国的重要工具之一。& c  w/ f# m2 X4 ^
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FPGA(Field Programmable Gate Array)于1985年由xilinx创始人之一Ross Freeman发明,虽然有其他公司宣称自己较先发明可编程逻辑器件PLD,但是真正意义上的一颗FPGA芯片XC2064为xilinx所发明。2 E4 J2 {; ^7 }6 w/ s8 w1 c# @

; r' p% ]- I; ^. Z, |" o2 }7 fFPGA的优势:5 Q% f+ x! ]! [) |: n

1 M9 b% i4 N) \7 n0 P# b3 t●  高速信号处理,如果AD采样率高,数据速率高,这时就需要FPGA对数据进行处理,比如对数据进行抽取滤波,降低数据速率,使信号容易处理,传输,存储;
" i5 m& k# _* q: ]9 q- L' S  C" _; @+ _8 m; w
●  数字信号处理,包括通信数据、图像处理,雷达信号处理,医学信号处理等;
2 }* [; P5 Z9 H$ [
! }0 }5 D) R6 S: \+ l, C: F) @●  实时性好,用面积换速度,比传统CPU快N倍;4 _: n2 P, @3 J$ O3 |, t$ Z
! `! j5 R0 v. v1 L- U. l. z6 \
●  强大的并行计算能力,使得多个模块之间可以同时独立进行计算) r- S  e7 B; y* Y- M2 ]. Q

8 r. T, P5 T: ]3 s3 u9 [: gAPC声学相位处理器也就是基于上述诸多因素,基于FPGA的平台高度集成了高阶FIR滤波器,在极低的系统延时前提下,在保证任意幅频特性的同时具有严格的线性相频特性得到快速处理。     
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! H: `, k: G) R APC460L   J7 @* W0 A0 E( x
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20190327134600042329.jpg ) K. A1 l; m; m5 Y6 M$ F
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" D$ h$ A, S+ L8 I3 @& o# x; L6 z
0 J" Z! a  S# b7 Z3 K在APC系列产品推出的一段时间内,工程师们一面惊叹于APC带来令人震撼的声音变化,一面急于了解声音改变的基本原理,APC创造性的使用了4096阶FIR滤波器来改变声音的相位畸变,从而得到清晰而有力的声音。$ T1 z% H4 h& [% X

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