经常说的DSP是什么？对音响行业有什么影响？

      在音响行业里面，DSP是设备里面很重要的一个组成部分，更是数字音频的重要标志，我们都知道DSP本质上来说并不能改变音色，但是可以通过调音起到一个提高音效的作用，让音乐更加好听。DSP不是产品，而是一门技术，这个技术的存在就是为了解决处理数字音频信号的。

　　一、DSP的定义

　　DSP指的就是数字信号处理技术，数字信号处理技术就是利用计算机或者专用的处理设备，以数字形式对信号进行一个采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等的处理，这样才能的到符合人们需要的信号形式。DSP芯片即是能够实现数字信号处理技术的芯片，该芯片的内部采用程序和数据分开的结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊的指令，可以用来快速地实现各种数字信号处理算法，实时运行速度可以每秒以千万条复杂指令程序，远远超过通过微处理器，是数字化店子世界中日益重要的电脑芯片。

　　DSP的工作原理是接收模拟信号，转换为0或1的数字信号，再对数字信号进行修改、删除、强化，并且在其他系统芯片里面把数字数据解译回模拟数据或者是实际环境的格式。

　　二、DSP芯片分类

　　每个DSP芯片构成的控制系统事实上都是一个单片的系统，整个控制所需的各种功能都可以由DSP芯片来实现，因此可以减小目标系统的体积，减少外部元件的个数，增加系统的可靠性。对于那些性能和精度要求高、实时性强、体积小的场合，对于DSP芯片来构成控制系统是具备很高性能价格比的实现方法，DSP芯片可以按照以下三种方式来进行分类。

　　按照基础特性分--如果在某个时钟频率范围内的任何时钟频率上，DSP芯片都是可以正常工作的，这类DSP芯片一般都称为静态的DSP芯片，如果有两种或者以上的DSP芯片，它们的指令集和相应的机器代码机管脚结构是互相兼容的话，那么这类DSP芯片则称之为一致性的DSP芯片。

　　按照数据格式分--数据以定点格式工作的DSP芯片称为定点DSP芯片，不同浮点的DSP芯片采用的浮点格式都是完全不一样的，有的DSP芯片采用自定义的浮点格式，而有的DSP芯片则采用的是IEEE的标准浮点格式。

　　按照用途分--可以分为通用型DSP芯片以及专业型的DSP芯片。

　　三、DSP系统的优点有哪些

　　基于通过的DSP芯片的数字信号处理系统与模拟信号处理系统相比的话，具有以下这些优点：

　　1、精度高，抗干扰的能力强，稳定性好，精度仅受量化误差即有限字长的影响，信噪比高，器件性能影响比较小，受温度环境等外部因素的影响小。

　　2、编程较方便，容易实现各种复杂算法，DSP芯片提供了高速计算平台，可以实现复杂的信号处理。

　　3、可程控，当系统的功能和性能发生改变的时候，是不需要重新设计、装配以及调试的，如果实现不同的数字滤波（低通、高通、带通）；软件无线电中不同工作模式的电台通信，虚拟仪器中的滤波器、频谱仪等。

　　4、借口简单，系统的电气特性简单，数据采用标准的协议。

　　5、集成方便。

　　6、可实现模拟处理不能实现的功能：线性相位、多抽烟率处理、级联、易于储存等。

　　7、可用于频率非常低的信号。

　　数字信号处理器的出现，使得数字信号处理技术的应运而生并且可以得到迅速的发展，从音频的质量来说，数字音频通过模数、数模转换之后，越接近模拟音质就是越好的，数字化技术在音频的编辑、合成、效果处理、存储、传输和网络化以及在价格等这些方面都有着极大的优势。

　　由于数字信号在传输的过程中，并不会像模拟信号那样存在受到损耗和被干扰的问题，所以越来越多的音频产品都采用了数字输入接口，如CD机、DVD等。

　　四、DSP在音频信号上的应用

　　重点包括：主动噪声控制(Active Noise Cancellation),语音讯号处理(Speech Signal Processing)音乐讯号处理(Audio Processing).

　　主动噪声控制

　　传统的被动隔音方法，只是用隔音材料来阻挡噪声，中低频噪声源产生的噪声几乎没有阻隔能力，所以必须使用厚隔音材料来产生效果。主动噪声控制是通过电子闭环控制产生与原始噪声相反的声音来抵消原始噪声（如图-1所示）。其优点是它对抑制低频噪声非常有效。其应用限制在于无法控制中高频段的噪声（1）.5K赫兹以上)

　　在通信的各个环节，都可能产生恼人的噪声，其综合影响是降低通信效率和成功率。主动噪声控制技术可以在许多层面上提高信噪比，与传统的简单滤波器相比，可以动态适应各种情况，过去滤波器无法处理的不确定噪声也可以在很大程度上克服。

　　语音讯号处理

　　虽然目前许多资料已由数位编码后，经原有的语音通讯通道收发。但语音仍然稳占所有通讯含量的第一位。对语音讯号的处理的需求，近年来呈现指数增长。语音技术可分为如下四项：语音增强(Speech Enhancement)，语音辨识(Speech Recognition)，语音编解码(Speech Coding/Decoding)，回声抑制(Echo Suppression)。

　　1、语音增强

　　在语音信号的获取手段上面，各种麦克风都有着不同的频响、方向性、稳定性还有拾取机制，多个不同特性的麦克风组合阵列更可能满足使用者在各种频段对于讯号的多种不同要求，在满足噪声控制的任务下所取得的对电声系统的有效把握，使我们能够满足各种用户系统对信号拾取的要求。

　　在信号处理上，针对应用场合以及背景噪声等特性，语音清晰度对可允许的语音失真的相对要求等，可以制定不同的方案，以满足任何需求，例如，语音识别软体对于语音信号的要求，就有别于人耳对语音信号的要求，因此，在完成通讯的时候，完成语音识别任务的时候，需要使用不同的程序，针对不同任务研发机构若不能对语音特性具备全面的了解与把握，是无法在这上面取得真正优化的结果。

　　此外，DSP技术在高速执行单通道信号的检波，多通道信号的对比，其速度可以做到让使用者无法感到时间有延迟，在感觉上完全是实时工作的效果。

　　2、语音辨识

　　语音识别系统的核心，是需要具有硬件要求的，包含时间矫正以及能量矫正的特点，目前已实际应用的为小词汇量（200字）系统的独立语音识别，中词汇量（1800字）的核心亦可以完成，在自动语音识别的发展方向上，可以集中发展语音控制技术，而非语音输入技术，重点在于首次识别的准确率，而非混合语意的辅助识别。

　　(3)语音编解码

　　由于在DSP具有强大的语音处理功能，因此有可能设计语音编码.在使用上，强调使用压缩较高的“编码激励线性预测”(CELP)型算法。目前使用的开放标准是开放标准。ITU的G.723.1算法广泛应用于1IP在编解码上，有6.3Kbps和5.3Kbps两种传输率，语音质量高，抗噪声能力和计算负荷适中。用户可以在各种平台上使用。同时，独家2.4Kbps语音编码算法也在开发中，预计该算法将在语音质量上.抗噪声能力.语音压缩比.计算负荷.在计算延迟方面取得更好的平衡。由于硬体性能的不断提高，它将适应较大的计算量编码方法。根据信息理论的原理，如果在不降低确定信号指标的情况下采用高压缩比方法，则必须相对应用大计算量的解码方法，以在高压缩比下实现更好的音频性能。

　　(4)回声抑制

　　在长途通信和活动通信中，回声经常受到困扰。无论是线性回声还是音响回声，延迟超过0.5秒，都会在接收端清晰收到。针对这两种现象，每种都有适用的回声抑制算法。DSP的算法稳定.简单，不仅抑制响应速度快，而且抑制响应速度快DoubleTalk.Near-End-Speech而静音状态，可以保持降噪性能。同时，由于线性回声延迟可以在1毫秒到900毫秒之间大范围变化，也是基于DSP独家算法克服了变异性对系统的额外负荷（在传统的回声抑制系统中，300毫秒的延迟意味着系统性能价格比的急剧下降）。这些算法的源代码也可以应用于各种通信平台，以解决长途通信各个环节造成的问题。

　　音乐信号处理

　　自从数字音乐规范开始流行以来，由于数字信号处理的弹性因素，音频和音频信号的存储已经存在.传送.在广播中，有许多开放规范和专属规范。对于用户来说，它们的效果，除了更耐用、更便宜的存储媒体外，.除了接收管道更加多样化外，还包括更加绚丽的视听效果。但到目前为止，在终端上获得与原始视听信号源相同的视听效果仍然昂贵且不一定有效。实现所谓的“环场音效”，现在已经有了DolbySurround.DolbyProLogic.AC-3.THX还有各种开放规范，还有商化的解码晶片。但整个环节中最弱的部分是从扬声系统到人耳。由于听者不同，听环境不同，这一段的传输函数随机变化，甚至差异很大。在这一段中，原始录音工程师的心血经常被毁掉。而且和传统音响系统一样，这个性能最难把握的环节往往是一个昂贵的投资环节。

　　针对这一环节，DSP提出的解决方案。除上述开放规范外，建立类似环场音效系统。在信号后处理阶段，模拟上述规范所需的四加一或五加一声道的要求，采用更人性化的双声道

　　且以DSP动态补偿声场的变异基本上可以基于低成本使用DSP技术系统取代昂贵的非DSP高档系统，完全还原原始录音效果。