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一款紧凑型无线杜比全景声无线环绕声系统的诞生记

2019-08-13来源: EEWORLD关键字:消费电子  3D音频编解码器

传统的7.1环绕声包括七个扬声器和一个低音炮,这些扬声器放置在房间周围:左前、前中、右前、低音炮、左、右、左后和右后。5.1环绕声类似,但省略了左侧和右侧扬声器,只使用前后扬声器。而杜比全景声是一种更先进的环绕声类型。启用杜比全景声的音频源不仅包含发送到扬声器的六个或八个声道,同时声音也会被映射到3D空间中的虚拟位置,例如上方。

 

因此虽然上一代环绕声技术 [如5.1声道系统和杜比音效(Dolby Audio™)] 提供了极具吸引力的2D环绕声音景,但杜比全景声技术增加了第三个维度,以完美的同步声道填充观众上方和周围的音频空间。作为竞争激烈的家庭音响设备市场中的挑战者品牌,Damson Global看到了迎战成熟的家庭影院产品制造商以获取市场份额的绝佳机会,希望推出一款基于最新杜比全景声 (Dolby® Atmos™) 环绕声技术的新型扬声器系统。

 

Time to Market,消费电子产品市场的关键挑战

 

要设计一个能够充分体现杜比全景声的3D音效功能的系统本就十分困难,而在无线架构中实现该系统又进一步提高了技术复杂性。显然消费市场对新产品的机会时间窗口是很窄的,基于什么样的解决方案才能快速面市?

 

Damson Global的产品理念是在模块化环绕声系统中以无线技术实现杜比全景声,旨在通过配置便捷的无线多音箱系统实现令人赞叹的沉浸式音频体验。为此Damson Global选择与ADI公司合作,在其全新S系列产品中实现杜比全景声。


Damson Global紧凑型无线S系列采用杜比全景声3D音频编解码器

 

Damson Global的理念是通过模块化无线环绕声配置实现杜比全景声。在S系列中,用户可以向前置条型音箱和低音炮添加2到 14个后置扬声器。Damson Global采用这种设计面临两大技术挑战:首先,如何实现极其复杂的杜比全景声编解码器,该编解码器需由包含数百万行代码的代码库来运行。对于Damson Global来说,开发时间是一个关键指标,它期望能超越高端市场的竞争对手,尽早将无线杜比全景声产品推向市场。

 

其次,对于从音源(如机顶盒或蓝光播放器)传输音频信号到每个扬声器回放之间的间隔,系统必须满足绝对最大时延为 35ms的要求。若间隔超过35ms,观众将会明显感觉到视频信号和音频信号的不同步。为了满足这一总体延迟预算,Damson Global必须尽可能减少整个系统中的所有延迟源。这是选择关键元件时的首要考虑因素,尤其是执行复杂的杜比全景声编解码的处理器。

 

ADI公司双SHARC内核ADSP-21584数字信号处理器功能框图

 

出于这些考虑以及快速上市的需求,促使Damson Global决定与ADI公司合作。ADI公司面向众多电子市场领域(包括消费电子、汽车、专业音响、工业领域、军用和航空航天等)提供各种音频解决方案。ADI公司提供的全面支持,包括元器件、中间件、软件、参考设计、工具和专业知识,以帮助客户实现专业级和消费级音频设计。在Damson Global的这一成功案例中,主要得益于可以基于ADI已有的杜比全景声系统演示样机,其采用双核SHARC+数字信号处理器 ADSP-21584。该杜比全景声系统参考设计由ADI公司音频信号处理专家组成的世界级团队实现,他们同时也会支持客户的方案实现。

 

此外,还提供全面直观的SHARC系列DSP专用工具套件,有助于设计工程师使用基于SHARC®内核的DSP时加快开发周期。这些工具包括:SigmaStudio™图形化开发工具,是专用于ADI公司DSP音频处理器的编程、开发和调音软件;CrossCore® Embedded Studio™集成开发环境(IDE),适用于ADI公司SHARC处理器系列。

 

这些软件工具帮助Damson Global的工程师配置ADSP-21584的操作,以满足S系列产品的要求。但杜比全景声是一种全新的编解码器,比以往任何环绕声技术更复杂,包括之前的杜比产品(如杜比音频或Dolby Digital+)。因此,尽管Damson Global的工程师本身就是音频电子产品设计方面的专家,但ADI公司音频处理工程师提供的强大支持也至关重要,有助于Damson Global大幅缩短这一复杂技术产品的开发时间。因为在开始使用杜比全景声这样的全新编解码器之前,你很难预料新开发工作与采用早期技术(如5.1环绕声或杜比音频技术)时的差距有多大,ADI在ADSP-21584上采用杜比全景声技术,使Damson Global能够专注于实现系统级功能(如音频平衡和同步)。

 

从市场分秒必争到延迟毫秒纠结,这款全景声系统如何做到的

 

S系列的开发由两个Damson Global团队并行完成,以实现S系列产品的架构。基本控制单元采用无线通信功能(通过片上无线电系统(SoC)实现)和音频处理功能(在ADSP21584上执行杜比全景声编解码)分区设计。这意味着Damson Global的一个开发团队可以专注于高频无线电系统设计。该系统必须提供极高的数据传输速率,以便将杜比全景声音频信号以非常低的时延传送至每个扬声器。

 

另一个开发团队由ADI音频处理专家提供技术支持,同时在 ADSP-21584上实现杜比全景声。对于无线电系统来说,速度和时延都是音频处理系统的重要参数。Damson Global研发团队选择器件的一个非常重要的考虑因素是:要达到35毫秒的时延要求,每毫秒的延迟都很重要。在对S系列基本单元适用DSP的评估中,采用DSP处理杜比全景声编解码器运行负载的模拟测试, ADSP-21584的速度是最快的。而ADSP-21584的卓越性能够提供一些额外的裕量,可满足系统中的其他相关需求。

 

2018年初,Damson Global实现了目标,抢先在其他基于杜比全景声的无线产品上市之前,将这种优质环绕声产品推向市场,S系列获得众多高保真产品评论员和用户的好评。部分好评是针对ADSP-21584的高性能,以较宽的裕量实现了延迟目标:S系列的延迟低于20毫秒,同时带来了完全浸入式3D音频体验。

 

模块化设计开启高品质音频系统设计新方法论

 

Damson Global公司的全新S系列杜比全景声系统设计过程非常典型,事实上ADI在前不久更宣布其SHARC®音频模块(ADZS-SC589-MINI)开始供货,这款硬件/软件平台有助于提高各种数字音频产品的原型制作、开发和生产效率。

ADZS-SC589-MINIANGLE

SHARC音频模块平台加快音频系统开发

 

传统的产品开发工作通常需要先花费大量的时间和精力在器件选型、电路板原型开发以及基本软件结构开发,然后才开始考虑如何满足自己的产品需求。SHARC音频模块通过提供集成各种模拟和数字I/O选项以及基本软件包和开发环境的音频平台,可以大大加速这个进程。SHARC音频模块可用作独立自足的系统,也可以扩展,支持创建自定义I/O和控制界面。SHARC音频模块实现了高性能音频信号处理器件与全面的软件开发环境的创新组合,非常适合音效处理器、多通道音频系统、MIDI合成器,以及许多其他基于DSP的音频项目应用。


关键字:消费电子  3D音频编解码器

编辑:muyan 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/IoT/ic470839.html
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