KÛ Thu§t Äo Âm

Nhæng phát minh quan tr÷ng trong ngành tÕo thanh ði®n toán

Hi®n tÕi có 4 công ty sØ døng nhæng algorithm (thu§t toán) riêng ð¬ tÕo ra äo âm. Ðó là QSound Labs, SRS, Focal Point, và Spatializer Audio Labs. Thu§t toán cüa Focal Point áp døng thành công h½n khi nghe qua ¯ng nghe tai (headphone). Ng߶i dùng có th¬ nghe ðßþc âm thanh t× v¸ trí cüa tai ði lên khoäng hai gang tay. Khi nghe nhæng âm thanh ðã ðßþc xØ lý trß¾c (pre-processed) v¾i thu§t toán Focal Point, ng߶i dùng s¨ không có cäm giác nghe qua ¯ng nghe tai, trái lÕi âm thanh d߶ng nhß bao b÷c t× ngang t¥m tai và chung quanh ð¥u.

QSound Labs v¾i thu§t toán QSound dùng cho các dàn máy l¾n tr¸ giá hàng tråm ngàn. KÛ thu§t này ðã thñc hi®n mµt s¯ dîa nhÕc cüa Sting, Madonna... Thu§t toán QSound ðã ðßþc viªt ra ð¬ áp døng cho h® th¯ng thu thanh chuyên nghi®p, ðßþc ði«u khi¬n mµt lúc b·i 10 dàn máy ði®n toán tr· lên. Spectrum Signal Processing m¾i ð¥u tß 1 tri®u ðô vào QSound ð¬ chª tÕo mµt chíp ði®n toán mà công ty Mitsumi dñ ð¸nh s¨ dùng trong tß½ng lai. Mµt loÕi chíp "analog" ðang ðßþc chª tÕo ð¬ dùng cho các dàn âm thanh và truy«n hình. Thu§t toán QSound ðang ðßþc dùng trong mµt s¯ thë âm thanh nhß Mwave cüa IBM, Echo Personal Audio Card cüa Analog Devices, và VSound cüa SixGraph Computing. SixGraph Computing là công ty ð¥u tiên ðã áp døng thành công thu§t toán QSound trên thë âm thanh dùng cho máy ði®n toán cá nhân. аng th¶i, SixGraph Computing ðã dùng thu§t toán riêng ð¬ tÕo âm thanh n±i và "ð¥y" h½n (spatial effect). Ði¬m ð£c bi®t là khä nång tß½ng tác (interactive) và xØ lý thñc th¶i (real-time processing).

Công ty SRS (Sound Retrieval System) ðßþc sáng l§p b·i Arnold Klayman. Là mµt chuyên viên v« âm thanh, Klayman ðã không hài lòng v¾i âm thanh bình th߶ng nên ðã nghiên cÑu và phát minh ra thu§t toán SRS. Theo quäng cáo cüa SRS, ng߶i dùng chï c¥n mµt c£p loa và dù · n½i nào trong phòng cûng có cäm giác âm thanh ðßþc räi ð«u · t¤t cä v¸ trí. Tuy nhiên, không nhß kÛ thu§t cüa QSound có th¬ biên mã âm thanh (sound encoding), SRS chï phát lÕi âm thanh (playback) qua nhæng thiªt b¸ dùng thu§t toán SRS mà thôi. SRS có th¬ tång thêm ph¥n n±i cho dù âm thanh ðã ðßþc biên mã QSound, nhßng không th¬ "ð£t" âm thanh · các v¸ trí không gian 3 chi«u.

Spatializer Audio Labs cûng nhß QSound Labs là công ty chuyên v« kÛ thu§t âm thanh 3 chi«u dùng cho các dàn thu thanh l¾n. Cho t¾i nay, kÛ thu§t biên mã cüa Spatializer chï ðßþc áp døng trong ngành thu thanh chuyên nghi®p giá t× 6,000 ðªn g¥n 10,000. Multiwave Innovation v×a tuyên b¯ tung ra th¸ tr߶ng mµt thiªt b¸ ð¬ g¡n chung v¾i thë âm thanh, tÕo ra äo âm, dùng thu§t toán Spatializer. Tuy nhiên thiªt b¸ này chï dùng ðßþc v¾i mµt s¯ ít các trò ch½i ði®n tØ (game) ðã ðßþc biên mã Spatializer (pre-encoded).

Roland, công ty n±i tiªng v« các sän ph¦m âm nhÕc, cûng ðã hoàn thành kÛ thu§t RSS. Cho ðªn nay kÛ thu§t này chï ðßþc dùng ð¬ thâu sÇn bài nhÕc và vçn chßa thành công trên thë âm thanh.

Trên thñc tª mµt s¯ sän ph¦m v« äo âm chßa ðßþc hoàn chïnh l¡m vì chßa ðü khä nång tß½ng tác và xØ lý thñc th¶i.

KÛ thu§t äo âm

Nói chung v« m£t lý thuyªt, các kÛ thu§t äo âm ð«u ðßþc dña trên cách thÑc ðôi tai và bµ óc con ng߶i tiªp nh§n âm thanh. QSound ðßþc nghiên cÑu dña trên ngành Psychoacoustics. Psychoacoustics là mµt ngành tâm lý h÷c nghiên cÑu v« sñ tiªp nh§n và phân tích âm thanh cüa con ng߶i. Vì l² tai con ng߶i ðßþc c¤u tÕo ð¬ âm thanh khi chuy«n ðªn ðßþc phän xÕ b·i các ð߶ng cong, và âm thanh ðßþc tiªp nh§n khác nhau tùy theo v¸ trí phát; do ðó, gi¾i kÛ thu§t ðã dña theo lý thuyªt này ð¬ viªt ra các thu§t toán tÕo thành äo âm. QSound Labs và House Ear Institute g°m các giáo sß ðÕi h÷c, kÛ sß và chuyên viên âm nhÕc ðã bö ra 3 nåm rßÞi ð¬ nghiên cÑu. Nhóm này ðã thñc hi®n vi®c thØ nghi®m v¾i trên 500 ngàn ng߶i ð¬ tìm ra mµt công thÑc chung.

Sau khi phát minh ðßþc các thu§t toán, kÛ thu§t äo âm có th¬ ðßþc áp døng b¢ng hai phß½ng pháp--làm thÆng trên chíp ho£c dùng kÛ thu§t DSP (Digital Signal Processing--xØ lý tín hi®u s¯ tñ).

Cùng v¾i nhæng tiªn bµ chung cüa khoa h÷c, kÛ thu§t äo âm cûng s¨ t×ng ngày t×ng gi¶ gi¾i thi®u nhæng phát minh tr±i vßþt. Khó có th¬ hình dung ðßþc r°i ðây bµ óc con ng߶i s¨ nghî ra nhæng gì. D߶ng nhß xã hµi loài ng߶i ðã "chán ngán" v¾i nhæng gì "hi®n thñc" trong ð¶i s¯ng. V¾i kÛ thu§t "hi®n thñc giä tß·ng" (virtual reality), chï c¥n ng°i mµt ch² mà chúng ta có th¬ "có m£t" · b¤t cÑ n½i nào. V¾i hình n±i 3 chi«u, con m¡t cüa ta "b¸ ðánh l×a" ð¬ th¤y hình änh có chi«u sâu nhß th§t. V¾i äo âm 3 chi«u, ðôi tai cûng "b¸ ðánh l×a" ð¬ ta nghe ðßþc âm thanh · mµt v¸ trí "th§t mà không th§t". Dù sao ði næa, chúng ta hãy chu¦n b¸ ð¬ bß¾c vào mµt thª gi¾i "giä tß·ng" v¾i biªt bao ði«u thú v¸ m¾i lÕ.