全息立体音响系统技术方案

一种全息立体音响系统，包括：多通道声音信号产生系统、第一多通道音频功放系统、记录存储系统、m通道前置放大器、第二多通道音频功放系统及多通道全息立体放音器；多通道声音信号产生系统产生m通道声音电信号；第一多通道音频功放系统接收通道声音信号产生系统产生的多通道声音电信号并放大；记录存储系统连接第一多通道音频功放系统，存储放大的m通道声音电信号；m通道前置放大器连接记录存储系统，将放大的m通道声音电信号放大；第二多通道音频功放系统接收经m通道前置放大器放大的多通道声音电信号放大；多通道全息立体放音器连接第二多通道音频功放系统，根据m通道声音电信号放音。本发明专利技术可以实现多点全向的全息立体物理音场再现。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及音响
，尤其涉及一种全息立体音响系统。
技术介绍
音响在实现声音的立体成像，有模拟生物感觉成像和物理波场再现成像两种思路。生物感觉成像方法是在人体两耳位置模拟波场的差异，使大脑得出音源位置的感觉。目前技术主要通过左右音量差异来实现，实际上并未真正实现波场的再现。现在有一种头戴式全息音响技术，以模拟人头周围音场的方式，实现前后左右拾音和放音，但听音者必须头戴该耳机才有全息音响(全围绕音响技术)效果，容易影响听音者的现场感和舒适感。物理波场再现方法是在较大范围的四维空间中再现声波波场，听音者处于该四维空间中，无论姿态如何，自然就有了立体的感觉。上述两种方法的明显差异主要有以下三点：1、物理波场再现方法的实施难度较大，关键在于能否保持波场方向性；2、听音者的位置和姿态的局限，即音像是否随着听音者的走动而飘浮不定；3、深度和广度的局限，即音像是否只能出现在一个薄片状区域内。现有音响只具备对声音振动的频率、振幅、相位等信息的捡拾和回放功能，不具备对振动方向及波场形态的检拾和回放功能。简而言之，就是丢失了波动的方向性特征。丢失方向性特征的原因，就在于以振膜直接检测和驱动空气介质的工作方式。这种工作方式丢失空间方向性，立体定位浅薄漂浮，不准确不真实，概括如下：1)声电、电声转换效率低振膜直接驱动空气介质，流体自然向周围流动而不振动，相当于挥拳击打空气使不上劲，效率当然就低。技术上称其为声阻抗不匹配。目前多以增加机械阻尼的方法来解决这个问题，如弹波和振膜边设置较强的阻尼等。机械阻尼是要耗费能量的，损失了能量效率当然就提不高。2)效率与保真度的矛盾比较严重图1A为单振膜方向性丢失示意图，图1B为单振膜结构声音短路示意图，如图1A及图1B所示，振膜直接驱动空气介质振动，振膜前后的声压是完全相反的，这更强化了空气在振膜周围流动而不振动的效应，使得拾音丢失方向性，放音短路效率低。稍微远一些，声压就急剧下降，效率很低，业界称其为“声音短路”。现有技术是以封闭箱或倒向箱的方法来解决声音短路问题。封闭箱损失了振膜后的能量，效率较低；倒向箱效率高，但倒向路径的长短具有较强的选频特性，且在频带上重复跳跃，导致频响变差，这就产生了效率与保真度的矛盾。3)丢失空间方向性，立体定位浅薄漂浮，不准确不真实。振膜直接驱动或检测空气介质的振动，还存在一个缺陷，就是转换过程丢失了振动的方向性，如图1A、图1B、图2及图3所示。图2中201为波前面，202为话筒振膜，声波波场经过话筒振膜之后，输出为bcos(ωt-kx)cosθ，其中，cos(ωt-kx)为话筒振膜处的波动，ω为圆频率，t为时间，k为波数，x为距离，θ为夹角，b为灵敏度，由图2可知，单振膜声电转换，方向性θ丢失。传统技术中所说的方向性是指向性，指的是灵敏度与声波传播方向之间的关系，这两个方向性的含义是不尽相同的。在记录下来的信息中，振动的方向蕴含在振幅里，但是是未知的。现有技术中，任何方向形状的来波，回放时都是振膜面垂直振动驱动，波传播一段距离，会以振膜中点为圆心散开，无法准确模拟现场声波波场的空间分布形态，参见图3中，301为波前面圆心等效位置，302为振膜，单面振膜声电转换时，声音短路、力场发散效率低，正前方波前面为局部球面，球面圆心在振膜稍后位置。综合现技术声电和电声转换存在转换效率低与方向性丢失，以及扬声器的声音短路问题几大缺陷，对实现高保真立体声场的回放，是非常不利的，会有定位不准确，远近无层次，声像随听音位置和姿态漂浮，以及声音平淡无弹性的缺陷。针对现有技术中音响系统无法实现全息立体拾音和放音的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术提供了一种全息立体音响系统，以达到声波波场的物理全息再现，实现全息立体拾音和放音。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种全息立体音响系统，该全息立体音响系统包括：多通道声音信号产生系统、至少一第一多通道音频功放系统、记录存储系统、m通道前置放大器、至少一第二多通道音频功放系统及至少一多通道全息立体放音器；所述多通道声音信号产生系统用于产生m通道声音电信号；其中，m≥4，并m为4或6整数倍；所述第一多通道音频功放系统包括多组由第一单通道前置放大器及第一功率放大器组成的第一放大电路，每组第一放大电路接收所述通道声音信号产生系统产生的其中一通道声音电信号并进行放大；所述记录存储系统连接所述第一多通道音频功放系统，用于存储放大后的所述m通道声音电信号；所述m通道前置放大器连接所述记录存储系统，用于将放大后的所述m通道声音电信号进行再次放大；所述第二多通道音频功放系统连接所述m通道前置放大器，所述第二多通道音频功放系统包括多组由第二前置放大器及第二功率放大器组成的第二放大电路，每组第二放大电路接收经所述m通道前置放大器放大后的其中一通道声音电信号并进行放大；所述多通道全息立体放音器的每一通道连接其中一组第二放大电路，用于根据再次放大后的m通道声音电信号进行放音。一实施例中，所述多通道声音信号产生系统包括：至少一多通道全息立体拾音器，包括：多个拾音器及支撑结构，所述支撑结构用于支撑所述多个拾音器，使得所述多个拾音器的等效工作面分别位于一正多面体的其中一个面上，每个拾音器等效工作面的中心与其对应的面的中心重合。一实施例中，所述多通道全息立体放音器包括：多个扬声器及支撑结构，所述支撑结构用于支撑所述多个扬声器，使得所述多个扬声器的等效工作面分别位于一正多面体的其中一个面上，每个扬声器等效工作面的中心与其对应的面的中心重合。一实施例中，该全息立体音响系统还包括：广播接收解调解码系统，连接在所述记录存储系统与m通道前置放大器之间，所述广播接收解调解码系统包括：编码器，用于对所述m通道声音电信号编码为单通道声音电信号；调制器，连接所述编码器，用于对编码后的所述单通道声音电信号进行调制；发射台，连接至所述调制器，用于发射调制后的所述单通道声音电信号；接收器，连接所述发射台，接收所述发射台发射的单通道声音调制电信号；解调器，连接所述接收器，用于对所述单通道声音调制电信号进行解调；解码器，连接所述解调器，用于将所述单通道声音电信号解码为m通道声音电信号。一实施例中，所述多通道声音信号产生系统用于将现有立体声转换为拟全息立体信号，其中，所述多通道声音信号产生系统包括：双通道立体声设备，用于产生双通道立体声；滤波器，连接所述双通道立体声设备，对所述双通道立体声进行滤波；分路器，用于将滤波后的所述双通道立体声分为m通道声音电信号；相位分配器，用于将所述分路器得到的所述m通道声音电信号中的每个通道的声音电信号分别进行相位全息化，得到m通道全息信号。本专利技术实施例的全息立体音响系统，具有对上下左右前后不同方向的声源的响应，在每个方向上的强度和相位都不同，回放可延续记录现场的真实波场方向。全息立体拾音器可以捡拾现场声场的空间方向相位特征，为全息放音采集信号，从而可以物理波场局部再现的方式，实现全息立体的音响效果，是全息立体音响技术的第一环节。全息立体扬声器可以物理波场局部再现的方式，实现全息立体的音响效果，是全息立体音响技术的最后环节。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全息立体音响系统，其特征在于，包括：多通道声音信号产生系统、至少一第一多通道音频功放系统、记录存储系统、m通道前置放大器、至少一第二多通道音频功放系统及至少一多通道全息立体放音器；所述多通道声音信号产生系统用于产生m通道声音电信号；其中，m≥4，并m为4或6整数倍；所述第一多通道音频功放系统包括多组由第一单通道前置放大器及第一功率放大器组成的第一放大电路，每组第一放大电路接收所述通道声音信号产生系统产生的其中一通道声音电信号并进行放大；所述记录存储系统连接所述第一多通道音频功放系统，用于存储放大后的所述m通道声音电信号；所述m通道前置放大器连接所述记录存储系统，用于将放大后的所述m通道声音电信号进行再次放大；所述第二多通道音频功放系统连接所述m通道前置放大器，所述第二多通道音频功放系统包括多组由第二前置放大器及第二功率放大器组成的第二放大电路，每组第二放大电路接收经所述m通道前置放大器放大后的其中一通道声音电信号并进行放大；所述多通道全息立体放音器的每一通道连接其中一组第二放大电路，用于根据再次放大后的m通道声音电信号进行放音。

【技术特征摘要】
1.一种全息立体音响系统，其特征在于，包括：多通道声音信号产生系统、至少一第一多通道音频功放系统、记录存储系统、m通道前置放大器、至少一第二多通道音频功放系统及至少一多通道全息立体放音器；所述多通道声音信号产生系统用于产生m通道声音电信号；其中，m≥4，并m为4或6整数倍；所述第一多通道音频功放系统包括多组由第一单通道前置放大器及第一功率放大器组成的第一放大电路，每组第一放大电路接收所述通道声音信号产生系统产生的其中一通道声音电信号并进行放大；所述记录存储系统连接所述第一多通道音频功放系统，用于存储放大后的所述m通道声音电信号；所述m通道前置放大器连接所述记录存储系统，用于将放大后的所述m通道声音电信号进行再次放大；所述第二多通道音频功放系统连接所述m通道前置放大器，所述第二多通道音频功放系统包括多组由第二前置放大器及第二功率放大器组成的第二放大电路，每组第二放大电路接收经所述m通道前置放大器放大后的其中一通道声音电信号并进行放大；所述多通道全息立体放音器的每一通道连接其中一组第二放大电路，用于根据再次放大后的m通道声音电信号进行放音。2.根据权利要求1所述的全息立体音响系统，其特征在于，所述多通道声音信号产生系统包括：至少一多通道全息立体拾音器，包括：多个拾音器及支撑结构，所述支撑结构用于支撑所述多个拾音器，使得所述多个拾音器的等效工作面分别位于一正多面体的其中一个面上，每个拾音器等效工作面的中心与其对应的面的中心重合。3.根据权利要求1所述的全息立体音响系统，其特征在于，所述多通道全息立体放音器包括：多个扬声器及支撑结构，所述支撑结构用于支撑所述多个扬声器，使得所述多个扬声器的等效工作面分别位于一正多面体的其中一个面上，每个扬声器等效工作面的中心与其对应的面的中心重合。4.根据权利要求1-3中任一项所述的全息立体音响系统，其特征在于，还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立康，陈雯箐，吴小洲，
申请(专利权)人：陈立康，陈雯箐，吴小洲，
类型：发明
国别省市：北京;11