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

　　一、DSP的定義

　　DSP指的就是數(shù)字信號處理技術，數(shù)字信號處理技術就是利用計算機或者專用的處理設備，以數(shù)字形式對信號進行一個采集、變換、濾波、估值、增強、壓縮、識別等的處理，這樣才能的到符合人們需要的信號形式。DSP芯片即是能夠實現(xiàn)數(shù)字信號處理技術的芯片，該芯片的內(nèi)部采用程序和數(shù)據(jù)分開的結構，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，可以用來快速地實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法，實時運行速度可以每秒以千萬條復雜指令程序，遠遠超過通過微處理器，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，轉換為0或1的數(shù)字信號，再對數(shù)字信號進行修改、刪除、強化，并且在其他系統(tǒng)芯片里面把數(shù)字數(shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或者是實際環(huán)境的格式。

　　二、DSP芯片分類

　　每個DSP芯片構成的控制系統(tǒng)事實上都是一個單片的系統(tǒng)，整個控制所需的各種功能都可以由DSP芯片來實現(xiàn)，因此可以減小目標系統(tǒng)的體積，減少外部元件的個數(shù)，增加系統(tǒng)的可靠性。對于那些性能和精度要求高、實時性強、體積小的場合，對于DSP芯片來構成控制系統(tǒng)是具備很高性能價格比的實現(xiàn)方法，DSP芯片可以按照以下三種方式來進行分類。

　　按照基礎特性分--如果在某個時鐘頻率范圍內(nèi)的任何時鐘頻率上，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的機器代碼機管腳結構是互相兼容的話，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)以定點格式工作的DSP芯片稱為定點DSP芯片，不同浮點的DSP芯片采用的浮點格式都是完全不一樣的，有的DSP芯片采用自定義的浮點格式，而有的DSP芯片則采用的是IEEE的標準浮點格式。

　　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)點有哪些

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

　　1、精度高，抗干擾的能力強，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，容易實現(xiàn)各種復雜算法，DSP芯片提供了高速計算平臺，可以實現(xiàn)復雜的信號處理。

　　3、可程控，當系統(tǒng)的功能和性能發(fā)生改變的時候，是不需要重新設計、裝配以及調(diào)試的，如果實現(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)采用標準的協(xié)議。

　　5、集成方便。

　　6、可實現(xiàn)模擬處理不能實現(xiàn)的功能：線性相位、多抽煙率處理、級聯(lián)、易于儲存等。

　　7、可用于頻率非常低的信號。

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

　　由于數(shù)字信號在傳輸?shù)倪^程中，并不會像模擬信號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、DVD等。

　　四、DSP在音頻信號上的應用

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

　　主動噪聲控制

　　傳統(tǒng)的被動隔音方法，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)點是它對抑制低頻噪聲非常有效。其應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。主動噪聲控制技術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，可以動態(tài)適應各種情況，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。對語音訊號的處理的需求，近年來呈現(xiàn)指數(shù)增長。語音技術可分為如下四項：語音增強(Speech Enhancement)，語音辨識(Speech Recognition)，語音編解碼(Speech Coding/Decoding)，回聲抑制(Echo Suppression)。

　　1、語音增強

　　在語音信號的獲取手段上面，各種麥克風都有著不同的頻響、方向性、穩(wěn)定性還有拾取機制，多個不同特性的麥克風組合陣列更可能滿足使用者在各種頻段對于訊號的多種不同要求，在滿足噪聲控制的任務下所取得的對電聲系統(tǒng)的有效把握，使我們能夠滿足各種用戶系統(tǒng)對信號拾取的要求。

　　在信號處理上，針對應用場合以及背景噪聲等特性，語音清晰度對可允許的語音失真的相對要求等，可以制定不同的方案，以滿足任何需求，例如，語音識別軟體對于語音信號的要求，就有別于人耳對語音信號的要求，因此，在完成通訊的時候，完成語音識別任務的時候，需要使用不同的程序，針對不同任務研發(fā)機構若不能對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)化的結果。

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

　　2、語音辨識

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

　　(3)語音編解碼

　　由于在DSP具有強大的語音處理功能，因此有可能設計語音編碼.在使用上，強調(diào)使用壓縮較高的“編碼激勵線性預測”(CELP)型算法。目前使用的開放標準是開放標準。ITU的G.723.1算法廣泛應用于1IP在編解碼上，有6.3Kbps和5.3Kbps兩種傳輸率，語音質量高，抗噪聲能力和計算負荷適中。用戶可以在各種平臺上使用。同時，獨家2.4Kbps語音編碼算法也在開發(fā)中，預計該算法將在語音質量上.抗噪聲能力.語音壓縮比.計算負荷.在計算延遲方面取得更好的平衡。由于硬體性能的不斷提高，它將適應較大的計算量編碼方法。根據(jù)信息理論的原理，如果在不降低確定信號指標的情況下采用高壓縮比方法，則必須相對應用大計算量的解碼方法，以在高壓縮比下實現(xiàn)更好的音頻性能。

　　(4)回聲抑制

　　在長途通信和活動通信中，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，都會在接收端清晰收到。針對這兩種現(xiàn)象，每種都有適用的回聲抑制算法。DSP的算法穩(wěn)定.簡單，不僅抑制響應速度快，而且抑制響應速度快DoubleTalk.Near-End-Speech而靜音狀態(tài)，可以保持降噪性能。同時，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獨家算法克服了變異性對系統(tǒng)的額外負荷（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)性能價格比的急劇下降）。這些算法的源代碼也可以應用于各種通信平臺，以解決長途通信各個環(huán)節(jié)造成的問題。

　　音樂信號處理

　　自從數(shù)字音樂規(guī)范開始流行以來，由于數(shù)字信號處理的彈性因素，音頻和音頻信號的存儲已經(jīng)存在.傳送.在廣播中，有許多開放規(guī)范和專屬規(guī)范。對于用戶來說，它們的效果，除了更耐用、更便宜的存儲媒體外，.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源相同的視聽效果仍然昂貴且不一定有效。實現(xiàn)所謂的“環(huán)場音效”，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。但整個環(huán)節(jié)中最弱的部分是從揚聲系統(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，這個性能最難把握的環(huán)節(jié)往往是一個昂貴的投資環(huán)節(jié)。

　　針對這一環(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)場音效系統(tǒng)。在信號后處理階段，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動態(tài)補償聲場的變異基本上可以基于低成本使用DSP技術系統(tǒng)取代昂貴的非DSP高檔系統(tǒng)，完全還原原始錄音效果。