2024年5月11日发(作者:)

立体声与环绕声 

@ @@囿响 S凹 0,⑥凹响 S◎凹响 

高校5.1声道高清影音观赏 

系统的设计与实践 

王健,曾程 

・系统设计・ 

(辽宁师范大学计算机与信息技术学院,辽宁 大连116081) 

【摘要】高清图像和5.1声道环绕声给人们带来了真实的现场气氛和空间感受。结合高校的设备条件和环境现 

状,设计了一套5.1声道高清影音观赏系统,在原有设备基础上选配了高清视音频播放设备,按照ITU—R建议书对 

5.1声道音箱进行精确摆放设计,并借助专业测试碟对图像和声音进行了校准和调整实践。 

【关键词】5.1声道环绕声;影音观赏系统;设计实践 

【中图分类号】TN912.27 【文献标志码】A 

WANG Jian,ZENG Cheng 

Design and Practice of 5.1 Surround Sound and Hjgh—Definition Video and Audio Appreciation Systems in High School 

(School of Computer and Information Technology,Liaoning Normal University,Dalian Liaoning 1 1608 1,China) 

【Abstract】HD images and 5.1 surround sound bring US real live atmosphere and feeling of space.The condition of equip. 

ment and current situation of environment in high school being concerned.a set of 5.1 surround sound HD video and audio 

appreciation systems is designed,and HD video and audio play equipment is chosen on the basis of the original equipment. 

According to the ITU—R recommendation,5.1 surround sound speaker is displayed and designed accurately.At last,with 

the help of the professional test DVD,the practice of calibration and adjustment on video and audio is done. 

【Key words】5.1 surround sound;video and audio appreciation systems;design and practice 

1 引言 

随着数字影视技术的飞速发展,高清节目源、高 

清电视、环绕声音响和蓝光播放机逐渐普及,追求高 

质量的影音效果已经成为大众消费的时尚。专业数 

字影院采用数字电影播放服务器、数字电影投影机、 

内,图像和声音的质量不应有大的不协调;与双声道 

立体声和电影多声道声音具有兼容性;有高质量的声 

音¨J。蓝光播放机兼容蓝光盘和DVD光盘播放,支 

持Dolby和DTS双解码,带有HDMI数字接口。5.1 

声道音频输出有两种:数字光纤音频接口和5.1声道 

模拟接口。由于数字调音台无法对数字音频信号进 

行解码,数字音频输出需要连接一台DTS/AC一3音 

数字音频处理器和自动化控制系统,观赏面积大,影 

音效果好,但设备和装修投入较大;一般家庭影院采 

用高清电视、DVD播放机和5.1声道组合音响,由于 

频解码器,将数字信号转换为5.1声道模拟信号才能 

使用。如果蓝光播放机具备5.1声道模拟接口,可以 

受设备和室内声学装修的限制,观赏效果与专业影院 

还有一定差距。为了满足高校实验教学中5.1声道 

影音观赏的需要,配置新的高清投影机,选购蓝光播 

直接使用。5.1声道高清影音观赏系统组成框图如 

图1所示。 

放机作为影音源,可保证高质量的图像和声音输出, 

利用原有数字调音台、功放和音箱构建出一套5.1声 

道影音观赏系统。 

2 高校5.1声道高清影音观赏系统的 

设计 

5.1声道高清影音观赏系统的设计主要考虑:要 

能给出比双声道立体声更好的临场感;在有较多人同 

时观看电视节目的场合下,在宽广的视听位置范围 

图1 高校5.1声道高清影音观赏系统框图 

●声援●投稿网址:http://AudioE.cn 

J4Ol 2013 ̄37卷第3期 

5.1声道环绕声音频信号通过数字调音台分别 

与3台功放和6只音箱连接。5.1声道模拟信号按 

照左、右、左环绕、右环绕、中置和重低音的排列顺序, 

依次送入数字调音台的1—6通道,每个通道单独进 

行输入电平、声像定位、均衡调节和编组设置。1,2 

路的声像定位分别设置为左声道、右声道,音量由数 

字调音台1,2路通道推子和立体声主输出推子控制, 

左、右声道信号从数字调音台STEREO OUT L/R输 

出送给主功放,连接左、右声道音箱;3路声像设置为 

中间,将输入信号设置到AUX 1,音量控制选择推子 

前,音量由AUX 1页面中3路通道推子和AUX 1输 

出推子控制,左环绕信号从OMNI OUT 1输出送给环 

绕声功放,连接左环绕声音箱;4路声像设置为中间, 

将输入信号设置到AUX 2,音量控制选择推子前,音 

 

量由AUX 2页面中4路通道推子和AUX 2输出推子 

控制,右环绕信号从OMNI OUT 2输出送给环绕声功 

放,连接右环绕声音箱;5通道声像设置到中间,将输 

人的信号设置到AUX 3,音量控制选择推子前,音量 

由AUX 3页面中5路通道推子和AUX 3输出推子控 

制,中置信号从OMNI OUT 3输出送给功放,连接中 

置音箱;6通道声像设置到中间,将输入的信号设置 

到AUX 4,音量控制选择推子前,音量由AUX 4页面 

中6路通道推子和AUX 4推子控制,重低音信号从 

OMNI OUT 4输出送给功放,连接重低音音箱。 

3 高校5.1声道高清影音观赏系统设 

备的选配 

华录BDP0821蓝光播放机带有7.1声道模拟输 

出端子和HDMI数字接口,兼容BD—ROM和BD— 

R/RE,具有高清1080视频输出、x.v.Colour色域标 

准和24P电影模式,音频支持192 kHz/24 bit、DTS— 

HD和Dolby Digital Plus格式。 

三洋ZM500OCL采用3LCD显示技术的工程投 

影机,兼容1080p/50、1080 ̄60、1080i/60,分辨率为 

1 920×1 080,亮度5 000流明,对比度2 000:1,屏幕 

比例16:10,投影尺寸40~400 in(1 in=2.54 cm),提供 

HDMI接口。具备电动变焦和聚集功能,电动镜头位移 

包括纵向和横向,支持水平梯形校正和垂直梯形校正。 

YAMAHA 01V数字调音台具备20 bit数字处理 

能力,频响范围20 Hz~20 kHz,动态范围105 dB。16 

路模拟输入、1个立体声输出和4个辅助输出。可同 

时使用2个效果器,具备压缩、门限、均衡和延时功 

■一矬●投稿网址:http://AudioE.cn 

立体声与环绕声 

S @ @◎囿圊 S凹0,0,⑨凹响 S⑥凹向 

能,4段参量均衡器,通道延时可达250 ms。数字调 

音台要有足够的频率响应,才能获得均匀而平衡的频 

率响应。 

CROWN XLS 6O2专业功放,频响特性20 Hz一 

20 kHz,信噪比>100 dB,总谐波失真<0.15%,立体 

声输出功率370 W/8 Q、600 W/4 l-I,坚固的全钢质机 

壳,配置高效强制式风扇以免过热。每个通道上的高 

通滤波器有30 Hz/15 Hz/关闭三档选择。用于全频 

音箱时,可以选择30 Hz或15 Hz,用来防止无用的超 

低频信号过载低音单元;用于超低音时,可以关闭。3 

台功放应该型号功率一致,以减小因设备差异带来的 

影响,具备很好的频率响应和适当的声场强度,才能 

达到高保真标准。 

6只JBL MRX515二路分频、15 in低音的全频音 

箱,频率响应52 Hz~20 kHz,灵敏度98 dB,额定阻抗 

8 Q,负载功率400w(连续)/800w(节目),最大声压 

级124 dB,覆盖角度70。×70。。音箱应与功放相匹 

配,具备全音域扩音,最好选取同一厂家产品,保证频 

响的线性、失真、衰减等特陛以及动态范围的一致性。 

如果条件允许,可以单独配置1只重低音音箱。 

4 高校5.1声道高清影音观赏系统音 

箱的摆放 

音箱的精确摆放是声音制品质量控制链中至关 

重要的一环。声学环境和监听扬声器的摆放等因素 

会影响监听的声音 。学院有一个200 nl (长14 ITI、 

宽14 in、高6 m)的中型演播室,有100个伸缩活动看 

台座椅,内部进行了建声处理和声学装修。墙面选用 

安装简单、外观效果好的成品空间吸声体全频吸声, 

顶棚选用吸声吊顶和吊装空间扩散体吸声,演播室所 

有与外相通的门均采用声闸结构,大厅地面采用吸声 

地毯。房间的混响时间小于0.5 S,有足够语言清晰 

度、可懂度,声场分布均匀。配套的音箱和功放具有 

足够的声压级,使动态表现力更加强烈。 

环绕音响的本质是声音的定位,实现声音准确定 

位的关键是音箱的摆位,音箱摆放合理才能使声音的 

方位感和定位感更为真实。扬声器轴线相对听音位 

置的方向性是至关重要的。5.1声道环绕声的监听 

扬声器应严格按照ITu—R建议书BS一775—1进行 

配置,所有5个主扬声器放置应沿观众坐席中心的圆 

周位置上,即演播室前方设置L,C,R,LFE扬声器,演 

播室后方左、右设置LS,RS扬声器,具体音箱的摆放 

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立体声与环绕声 

⑧ @⑥囿响 ④凹 ⑥凹响 ④⑥凹网圈 

位置如图2所示。中置音箱位于观众坐席的正前方, 

图在屏幕上准确定位,调节投影机的锐利度,使测试 

放在投影幕正中位置的下方,距离观众坐席中心点 

6 m。左、右声道音箱位于观众坐席的前侧方对称放 

置,两只音箱和聆听者的夹角以不大于60。为佳。夹 

角过大,声音会跑到左右两侧,中间发空;夹角过小, 

声音都集中在中间,左右定位感表现不出来。音箱放 

在1.2 m高坚固的支架上,与观众坐席中间听者的耳 

部等高,距离观众坐席中心点6 m;超低音音箱摆放 

在观众坐席的前侧方,放在中置音箱和左声道音箱之 

间的位置;环绕声音箱位于观众坐席的后侧方,与中 

置音箱成120。夹角,距离观众坐席中心点6 m,距地 

面高度为1.8 m。 

5 高校5.1声道高清影音观赏系统的 

校准 

监听校准的重要性无论如何强调都不过分,优秀 

的录音作品绝对不只是感性的产物,艺术的高度很大 

程度上取决于技术平台的高度 J。 

5.1高清投影机图像的校准 

投影机应该在打开30分钟后进行调校,才能达 

到最有效和最正确的效果。调校一般包括亮度、对 

比度、锐利度、颜色和色调5个部分。将《DVE HD 

Basics))蓝光高清影音调校光盘放人蓝光机播放,选 

择亮度测试图,调节投影机的亮度,使测试图中间4 

个长方形都可以被分辨出来,而且背景的颜色比长方 

形旁边的6条深灰色色块还要黑。选择对比度测试 

图,调节投影机的对比度,使测试图4个方块都可以 

清楚看到1O个层次的渐变过渡。选择锐利度测试 

图,调整投影机的对焦、位置调整和梯形校正使测试 

1421 2013 ̄37卷第3期 

图清晰呈现。选择颜色与色调测试图,通过附带的三 

色滤光透明胶片,分别在蓝色、红色和绿色的透镜片 

中观看图像效果,使6个正方形之间不出现影子 J。 

5.2音响系统的校准 

在功放和音箱线正负极性连接正确、接触良好的 

前提下,借助中国音像制品评价制作中心出版的《5.1 

声道DVD质量样板测试碟》进行测试。 

5.2.1声道校准 

向影音系统送入一种模拟各种声音信号平均频 

谱的“粉红噪声”测试信号,判断听到测试信号的声 

音是否按照屏幕上所示声道的扬声器发出来?听到 

的5个声道的扬声器所放送出来声音的音色(听感) 

是否接近?如果发声的扬声器与屏幕上的标识不一 

致,请调换扬声器接线或检查调音台的声像设置。如 

果5个声道的扬声器发出声音的音色(听感)不同, 

说明5个声道的扬声器一致性不太好。 

5.2.2声音平衡校准 

5.1声道环绕声放音系统的5个声道必须有准 

确一致的放音音量,这是准确的声像定位还原的必要 

条件,因为音量失衡将导致声像位置的偏移。分别向 

各声道送人0~20 kHz“粉红噪声”测试信号,调整调 

音台各通道推子、编组推子、主输出推子使调音台峰 

值表的显示电平为一12 dBFs(Vu表为0 dB)。坐在 

观众席最佳参考聆听位置处,将声级计测试传声器指 

向扬声器,手持声级计与胸齐平,仪表伸至臂长距离, 

以防止身体对测量的影响。通过调节功率放大器的 

增益控制,保证声级计电平读数为85 dB(C) J。声 

级计测量前要进行校准,设置到C加权和慢等级显 

示模式。调校顺序应该先调左、右声道2只音箱,然 

后再以这2只音箱为准对比调校相邻的其他3只音 

箱。5个主要通道监听电平为85 dB(C),超低音通道 

监听电平为89 dB(C)。用实时分析仪或数字声压计 

测试更好。 

5.2.3扬声器的极性校核 

声音的相位是和声音的定位感密切相关的。放 

大器和扬声器的连接必须有一致极性,才能播放出相 

位一致的声音,这时形成的声像是真实、确定的。如 

果扬声器接线极性正确,应该出现这样的听感:同极 

性电信号时,会在2个发声扬声器之间出现一个可信 

的声音;而反极性电信号时,则不能出现一个真实的 

声像。先校核左、右声道扬声器的极性,再依次校核 

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立体声与环绕声 

S0@0,@⑥匐响 §凹旷旷⑥凹响圈 ⑥凹响 

左声道和中置声道、左声道和左环绕声道、左环绕和 中乐器定位的清晰程度和各个乐器在纵深上远近的 

右环绕声道扬声器的极性。如果出现声音不真实,可 

程度,感觉乐队的声像宽度与真实音乐厅的相似程度 

将其中一个扬声器的2根接线头调换一下再听听。 和声音从四面八方来的包围程度。耳朵的分辨率往 

注意:校核L、C扬声器极性时调换C扬声器的两根 

往比眼睛更灵敏,分辨率更高、解析度更高,通过音量 

接线头;校核L、LS扬声器极性时调换IJS扬声器的 

响度的控制和实际聆听微调,才能获得较好的环绕声 

两根接线头;校核Is、RS扬声器极性时调换RS扬声 效果。 

器的两根接线头 。 

5.2.4各通道音频均衡器的调整 

6 结论 

音响系统要保证每一频段的声音非常均匀,使 5.1声道环绕声已经成为现代影视制作的标准 

各扬声器的音色一致性较好,才能实现高保真扩音。 声音制作规范。高校5.1声道高清影音观赏系统通 

播放试机碟中的“粉红噪声”,将一只强指向性专业 过数字调音台的多路编组功能实现了环绕声信号的 

录音传声器接在便携式计算机的传声器接口上,打开 路径分配,使广大师生能够真正体验国际影视作品的 

程序附件中的录音机,手持传声器正对音箱中心距离 

震撼力和感染力,为学生创作的5.1声道环绕声影视 

2 m远,录制下扬声器中的“粉红噪声”并存储音频文 作品提供了播放的环境,也为电声技术实验课中科学 

件;使用Media Player软件播放录制下的音频文件, 摆放环绕声设备、用仪器校准环绕声系统创造了条 

选择可视化效果中的条形与波浪或者海上薄雾和烈 件。高校只有结合影视新技术的发展和教学的实际 

焰,暂停音乐可以看到静止的波形;参照静止波形的 需求,在实践中不断探索积累,才能创造性地为学生 

频谱显示,向波形显示相反方向适当调整调音台该通 学习和实践创造解决方案,才能成为新技术推广和应 

道图示均衡器的相应频点衰减值,直到录制音频文件 

用的有力推动者。 

播放的波形接近一条水平直线。如果条件允许,使用 

参考文献 

音频分析仪测试调整。 

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5.3主观测试 

辉,译.香港:科讯交流有限公司,2003. 

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以清楚地分辨出声音来自何方、距离远近和移动方 

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[5]钱志远.把你的家庭影院调到最佳——介绍《5.1声道 

向,并能够感受到自己置身于画面展现的声音环境之 

DVD质量样板试机碟》[J].高保真音响,2004(8):54_56. 

中。画面对白应从中置音箱发出,声音自然纯正。环 

作者简介 

绕效果能够体验枪弹呼啸而过、打斗的碰撞声、人物 

王健,副教授,硕士生导师,主要研究方向为广播电视工程、广 

或车辆运动等非常真实的效果,有身临其境的感觉。 

播电视技术与艺术、数字媒体技术应用; 

选择音乐会环绕声DVD进行测试,验证歌手声音本 

曾程,研究生,主要研究方向为数字化教学资源开发。 

质是否自然,女声清纯圆润,男声明亮浑厚;验证乐队 

[责任编辑]闫雯雯 [收稿日期】2012—03—27 

(上接第2.8页) 

[8]李国洪,沈明山.EDA技术与实践[M].北京:机械工业出 放系统设计[J].电声技术,2004(10):60—64. 

版社,2004. 

作者简介 

[9]沈明山.EDA技术及可编程器件应用实例[M].北京:科 

高文华,教授,硕士生导师,长期从事电子技术教学与科研工 

学出版社,2004. 

作,研究方向智能信息处理; 

刘相龙,硕士研究生,主要研究方向智能信号处理; 

[10]孙福明,李笑盈.基于多种EDA工具的设计[J].电子技 

崔丽娟。硕士研究生,主要研究方向智能信号处理; 

术应用,2002,1:70—73. 

冯浩楠,博士研究生,主要研究方向为数字信号处理。 

[1 1]郭培源,乔美华.基于CPLD/FPGA芯片的音乐存储与回 

[责任编辑】闰雯雯 【收稿日期】2012—05—22 

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2013 ̄37卷第3期I43l