在音響行業(yè)里面，DSP是設(shè)備里面很重要的一個(gè)組成部分，更是數(shù)字音頻的重要標(biāo)志，我們都知道DSP本質(zhì)上來說并不能改變音色，但是可以通過調(diào)音起到一個(gè)提高音效的作用，讓音樂更加好聽。DSP不是產(chǎn)品，而是一門技術(shù)，這個(gè)技術(shù)的存在就是為了解決處理數(shù)字音頻信號(hào)的。

　　一、DSP的定義

　　DSP指的就是數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)就是利用計(jì)算機(jī)或者專用的處理設(shè)備，以數(shù)字形式對(duì)信號(hào)進(jìn)行一個(gè)采集、變換、濾波、估值、增強(qiáng)、壓縮、識(shí)別等的處理，這樣才能的到符合人們需要的信號(hào)形式。DSP芯片即是能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的芯片，該芯片的內(nèi)部采用程序和數(shù)據(jù)分開的結(jié)構(gòu)，具有專門的硬件乘法器，廣泛采用流水線操作，提供特殊的指令，可以用來快速地實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號(hào)處理算法，實(shí)時(shí)運(yùn)行速度可以每秒以千萬條復(fù)雜指令程序，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過通過微處理器，是數(shù)字化店子世界中日益重要的電腦芯片。

　　DSP的工作原理是接收模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號(hào)，再對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行修改、刪除、強(qiáng)化，并且在其他系統(tǒng)芯片里面把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或者是實(shí)際環(huán)境的格式。

　　二、DSP芯片分類

　　每個(gè)DSP芯片構(gòu)成的控制系統(tǒng)事實(shí)上都是一個(gè)單片的系統(tǒng)，整個(gè)控制所需的各種功能都可以由DSP芯片來實(shí)現(xiàn)，因此可以減小目標(biāo)系統(tǒng)的體積，減少外部元件的個(gè)數(shù)，增加系統(tǒng)的可靠性。對(duì)于那些性能和精度要求高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、體積小的場(chǎng)合，對(duì)于DSP芯片來構(gòu)成控制系統(tǒng)是具備很高性能價(jià)格比的實(shí)現(xiàn)方法，DSP芯片可以按照以下三種方式來進(jìn)行分類。

　　按照基礎(chǔ)特性分--如果在某個(gè)時(shí)鐘頻率范圍內(nèi)的任何時(shí)鐘頻率上，DSP芯片都是可以正常工作的，這類DSP芯片一般都稱為靜態(tài)的DSP芯片，如果有兩種或者以上的DSP芯片，它們的指令集和相應(yīng)的機(jī)器代碼機(jī)管腳結(jié)構(gòu)是互相兼容的話，那么這類DSP芯片則稱之為一致性的DSP芯片。

　　按照數(shù)據(jù)格式分--數(shù)據(jù)以定點(diǎn)格式工作的DSP芯片稱為定點(diǎn)DSP芯片，不同浮點(diǎn)的DSP芯片采用的浮點(diǎn)格式都是完全不一樣的，有的DSP芯片采用自定義的浮點(diǎn)格式，而有的DSP芯片則采用的是IEEE的標(biāo)準(zhǔn)浮點(diǎn)格式。

　　按照用途分--可以分為通用型DSP芯片以及專業(yè)型的DSP芯片。

　　三、DSP系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)有哪些

　　基于通過的DSP芯片的數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)與模擬信號(hào)處理系統(tǒng)相比的話，具有以下這些優(yōu)點(diǎn)：

　　1、精度高，抗干擾的能力強(qiáng)，穩(wěn)定性好，精度僅受量化誤差即有限字長的影響，信噪比高，器件性能影響比較小，受溫度環(huán)境等外部因素的影響小。

　　2、編程較方便，容易實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜算法，DSP芯片提供了高速計(jì)算平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的信號(hào)處理。

　　3、可程控，當(dāng)系統(tǒng)的功能和性能發(fā)生改變的時(shí)候，是不需要重新設(shè)計(jì)、裝配以及調(diào)試的，如果實(shí)現(xiàn)不同的數(shù)字濾波（低通、高通、帶通）；軟件無線電中不同工作模式的電臺(tái)通信，虛擬儀器中的濾波器、頻譜儀等。

　　4、借口簡單，系統(tǒng)的電氣特性簡單，數(shù)據(jù)采用標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議。

　　5、集成方便。

　　6、可實(shí)現(xiàn)模擬處理不能實(shí)現(xiàn)的功能：線性相位、多抽煙率處理、級(jí)聯(lián)、易于儲(chǔ)存等。

　　7、可用于頻率非常低的信號(hào)。

　　數(shù)字信號(hào)處理器的出現(xiàn)，使得數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的應(yīng)運(yùn)而生并且可以得到迅速的發(fā)展，從音頻的質(zhì)量來說，數(shù)字音頻通過模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換之后，越接近模擬音質(zhì)就是越好的，數(shù)字化技術(shù)在音頻的編輯、合成、效果處理、存儲(chǔ)、傳輸和網(wǎng)絡(luò)化以及在價(jià)格等這些方面都有著極大的優(yōu)勢(shì)。

　　由于數(shù)字信號(hào)在傳輸?shù)倪^程中，并不會(huì)像模擬信號(hào)那樣存在受到損耗和被干擾的問題，所以越來越多的音頻產(chǎn)品都采用了數(shù)字輸入接口，如CD機(jī)、DVD等。

　　四、DSP在音頻信號(hào)上的應(yīng)用

　　重點(diǎn)包括：主動(dòng)噪聲控制(Active Noise Cancellation),語音訊號(hào)處理(Speech Signal Processing)音樂訊號(hào)處理(Audio Processing).

　　主動(dòng)噪聲控制

　　傳統(tǒng)的被動(dòng)隔音方法，只是用隔音材料來阻擋噪聲，中低頻噪聲源產(chǎn)生的噪聲幾乎沒有阻隔能力，所以必須使用厚隔音材料來產(chǎn)生效果。主動(dòng)噪聲控制是通過電子閉環(huán)控制產(chǎn)生與原始噪聲相反的聲音來抵消原始噪聲（如圖-1所示）。其優(yōu)點(diǎn)是它對(duì)抑制低頻噪聲非常有效。其應(yīng)用限制在于無法控制中高頻段的噪聲（1）.5K赫茲以上)

　　在通信的各個(gè)環(huán)節(jié)，都可能產(chǎn)生惱人的噪聲，其綜合影響是降低通信效率和成功率。主動(dòng)噪聲控制技術(shù)可以在許多層面上提高信噪比，與傳統(tǒng)的簡單濾波器相比，可以動(dòng)態(tài)適應(yīng)各種情況，過去濾波器無法處理的不確定噪聲也可以在很大程度上克服。

　　語音訊號(hào)處理

　　雖然目前許多資料已由數(shù)位編碼后，經(jīng)原有的語音通訊通道收發(fā)。但語音仍然穩(wěn)占所有通訊含量的第一位。對(duì)語音訊號(hào)的處理的需求，近年來呈現(xiàn)指數(shù)增長。語音技術(shù)可分為如下四項(xiàng)：語音增強(qiáng)(Speech Enhancement)，語音辨識(shí)(Speech Recognition)，語音編解碼(Speech Coding/Decoding)，回聲抑制(Echo Suppression)。

　　1、語音增強(qiáng)

　　在語音信號(hào)的獲取手段上面，各種麥克風(fēng)都有著不同的頻響、方向性、穩(wěn)定性還有拾取機(jī)制，多個(gè)不同特性的麥克風(fēng)組合陣列更可能滿足使用者在各種頻段對(duì)于訊號(hào)的多種不同要求，在滿足噪聲控制的任務(wù)下所取得的對(duì)電聲系統(tǒng)的有效把握，使我們能夠滿足各種用戶系統(tǒng)對(duì)信號(hào)拾取的要求。

　　在信號(hào)處理上，針對(duì)應(yīng)用場(chǎng)合以及背景噪聲等特性，語音清晰度對(duì)可允許的語音失真的相對(duì)要求等，可以制定不同的方案，以滿足任何需求，例如，語音識(shí)別軟體對(duì)于語音信號(hào)的要求，就有別于人耳對(duì)語音信號(hào)的要求，因此，在完成通訊的時(shí)候，完成語音識(shí)別任務(wù)的時(shí)候，需要使用不同的程序，針對(duì)不同任務(wù)研發(fā)機(jī)構(gòu)若不能對(duì)語音特性具備全面的了解與把握，是無法在這上面取得真正優(yōu)化的結(jié)果。

　　此外，DSP技術(shù)在高速執(zhí)行單通道信號(hào)的檢波，多通道信號(hào)的對(duì)比，其速度可以做到讓使用者無法感到時(shí)間有延遲，在感覺上完全是實(shí)時(shí)工作的效果。

　　2、語音辨識(shí)

　　語音識(shí)別系統(tǒng)的核心，是需要具有硬件要求的，包含時(shí)間矯正以及能量矯正的特點(diǎn)，目前已實(shí)際應(yīng)用的為小詞匯量（200字）系統(tǒng)的獨(dú)立語音識(shí)別，中詞匯量（1800字）的核心亦可以完成，在自動(dòng)語音識(shí)別的發(fā)展方向上，可以集中發(fā)展語音控制技術(shù)，而非語音輸入技術(shù)，重點(diǎn)在于首次識(shí)別的準(zhǔn)確率，而非混合語意的輔助識(shí)別。

　　(3)語音編解碼

　　由于在DSP具有強(qiáng)大的語音處理功能，因此有可能設(shè)計(jì)語音編碼.在使用上，強(qiáng)調(diào)使用壓縮較高的“編碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)”(CELP)型算法。目前使用的開放標(biāo)準(zhǔn)是開放標(biāo)準(zhǔn)。ITU的G.723.1算法廣泛應(yīng)用于1IP在編解碼上，有6.3Kbps和5.3Kbps兩種傳輸率，語音質(zhì)量高，抗噪聲能力和計(jì)算負(fù)荷適中。用戶可以在各種平臺(tái)上使用。同時(shí)，獨(dú)家2.4Kbps語音編碼算法也在開發(fā)中，預(yù)計(jì)該算法將在語音質(zhì)量上.抗噪聲能力.語音壓縮比.計(jì)算負(fù)荷.在計(jì)算延遲方面取得更好的平衡。由于硬體性能的不斷提高，它將適應(yīng)較大的計(jì)算量編碼方法。根據(jù)信息理論的原理，如果在不降低確定信號(hào)指標(biāo)的情況下采用高壓縮比方法，則必須相對(duì)應(yīng)用大計(jì)算量的解碼方法，以在高壓縮比下實(shí)現(xiàn)更好的音頻性能。

　　(4)回聲抑制

　　在長途通信和活動(dòng)通信中，回聲經(jīng)常受到困擾。無論是線性回聲還是音響回聲，延遲超過0.5秒，都會(huì)在接收端清晰收到。針對(duì)這兩種現(xiàn)象，每種都有適用的回聲抑制算法。DSP的算法穩(wěn)定.簡單，不僅抑制響應(yīng)速度快，而且抑制響應(yīng)速度快DoubleTalk.Near-End-Speech而靜音狀態(tài)，可以保持降噪性能。同時(shí)，由于線性回聲延遲可以在1毫秒到900毫秒之間大范圍變化，也是基于DSP獨(dú)家算法克服了變異性對(duì)系統(tǒng)的額外負(fù)荷（在傳統(tǒng)的回聲抑制系統(tǒng)中，300毫秒的延遲意味著系統(tǒng)性能價(jià)格比的急劇下降）。這些算法的源代碼也可以應(yīng)用于各種通信平臺(tái)，以解決長途通信各個(gè)環(huán)節(jié)造成的問題。

　　音樂信號(hào)處理

　　自從數(shù)字音樂規(guī)范開始流行以來，由于數(shù)字信號(hào)處理的彈性因素，音頻和音頻信號(hào)的存儲(chǔ)已經(jīng)存在.傳送.在廣播中，有許多開放規(guī)范和專屬規(guī)范。對(duì)于用戶來說，它們的效果，除了更耐用、更便宜的存儲(chǔ)媒體外，.除了接收管道更加多樣化外，還包括更加絢麗的視聽效果。但到目前為止，在終端上獲得與原始視聽信號(hào)源相同的視聽效果仍然昂貴且不一定有效。實(shí)現(xiàn)所謂的“環(huán)場(chǎng)音效”，現(xiàn)在已經(jīng)有了DolbySurround.DolbyProLogic.AC-3.THX還有各種開放規(guī)范，還有商化的解碼晶片。但整個(gè)環(huán)節(jié)中最弱的部分是從揚(yáng)聲系統(tǒng)到人耳。由于聽者不同，聽環(huán)境不同，這一段的傳輸函數(shù)隨機(jī)變化，甚至差異很大。在這一段中，原始錄音工程師的心血經(jīng)常被毀掉。而且和傳統(tǒng)音響系統(tǒng)一樣，這個(gè)性能最難把握的環(huán)節(jié)往往是一個(gè)昂貴的投資環(huán)節(jié)。

　　針對(duì)這一環(huán)節(jié)，DSP提出的解決方案。除上述開放規(guī)范外，建立類似環(huán)場(chǎng)音效系統(tǒng)。在信號(hào)后處理階段，模擬上述規(guī)范所需的四加一或五加一聲道的要求，采用更人性化的雙聲道

　　且以DSP動(dòng)態(tài)補(bǔ)償聲場(chǎng)的變異基本上可以基于低成本使用DSP技術(shù)系統(tǒng)取代昂貴的非DSP高檔系統(tǒng)，完全還原原始錄音效果。