มารู้จักกับ Digital Signal Processing (DSP)

Digital Signal Processing ( DSP) เครื่องประมวลผลสัญญาณดิจิตอล

ในปัจจุบันนี้ เทคโนโลยีเครื่องเสียงรถยนต์พัฒนาก้าวไปไกลมาก ได้มีการพัฒนาในเรื่องของ DSP ตลอดเวลา ผู้ผลิตหลายเจ้าก็ทำกันออกมาแข่งขันกันในตลาดให้พวกนักเล่นได้เลือกใช้สอย ดังนั้นในหัวข้อนี้เรามาทำความรู้จักับ DPS กันเถอะ

DSP ย่อมาจาก Digital Signal Processing (การประมวลสัญญาณดิจิตอล) นักเล่นเครื่องเสียงมักจะเรียกสั้นๆว่าโปรฯ ซึ่งช่วยให้ท่านเพลิดเพลินกับความกลมกลืนของสภาพแวดล้อมของเสียง เพื่อให้ได้เสียงที่เป็นธรรมชาติสอดคล้องกับดนตรีหรือภาพยนต์ให้มากที่สุด และเนื่องจากระบบ DSP จะแปลงและทำงานกับสัญญาณทั้งหมดในระบบดิจิตอลจึงทำให้สามารถขจัดเสียงที่ ด้อยคุณภาพออกไปเพื่อให้ได้เสียงที่เป็นธรรมชาติอันโดดเด่นอย่างแท้จริง
โดยทั่วๆ ไป การประมวลผลสัญญาณ อาจแบ่งได้ตาม:

รูปแบบของตัวแทนสัญญาณ : การประมวลผลสัญญาณดิจิทัล (digital signal processing) และ การประมวลผลสัญญาณแอนะล็อก (analog signal processing)

คุณสมบัติของสัญญาณ : การประมวลผลสัญญาณไม่สุ่ม (deterministic signal processing) และ การประมวลผลสัญญาณสุ่ม (stochastic/statistical signal processing)

ลักษณะการประมวลผลสัญญาณ : เชิงเส้น (linear signal processing) และ ไม่เป็นเชิงเส้น (nonlinear signal processing)

และ อื่นๆ ที่แบ่งตามคุณลักษณะเฉพาะของสัญญาณ หรือ ลักษณะเฉพาะของการประมวลผล เช่น adaptive signal processing, multirate/multiresolution signal processing, chaotic signal processing ฯลฯ

DSP (ดีเอสพี)เป็นการประมวลผลสัญญาณดิจิทัล หรือ ที่เรียกกันติดปากสั้น ๆ ว่า ดีเอสพี (DSP – digital signal processing) เป็นการศึกษาการประมวลผลสัญญาณที่อยู่ในรูปดิจิทัล (digital) คืออุปกรณ์ในการปรับแต่งให้ได้คุณภาพเสียงที่ดี เวทีเยี่ยม โดยใน dsp แต่ละตัวมีเครื่องมือในการปรับแต่งมาให้แตกต่างกันไปตามความสามารถของ ฮาร์ดแวร์ ความเร็ว และ อัลกอริทึ่ม ที่แตกต่างกันไปแต่ส่วนมากจะมีเครื่องมือมาให้ 3-4 อย่างดังต่อไปนี้

* มี Crossover (ครอสโวเวอร์) มาให้ในตัว สามารถใช้งานได้ทั้งจุดตัดความถี่ ความชัน
* มี EQ อิควอไลเซอร์สามารถปรับได้อย่างละเอียด
* Time Alignment หรือ Time Correction คือดีเลย์หน่วงเวลาเสียง
* Multi chanel input คือรองรับสัญญาณขาเข้าได้หลายรูปแบบ ทั้ง Hi level,Low level , Optical , Coaxial
* 6- 8 Chanel output ระบบเชื่อมต่อสัญญาณเข้าออกต้องมี 6-8 ช่อง บางรุ่นอาจจะมีระบบเสียงแบบ 5.1

แต่เครื่องมือทั้งหมดที่ว่ามาหมายถึง การปรับแต่งเสียงแบบครอบคลุมการแก้ไขปัญหาต่างๆในรถยนต์ได้ทั้งหมดเรียกว่า แทบจะสมบูรณ์แบบเลยทีเดียว

1. กำหนดสัญญาณเข้าออกโดยใช้เครื่องมือ Signal Input/Output
2. กำหนดขอบเขตความถี่เสียงที่จะป้อนให้กับลำโพงอย่างเหมาะสมโดยใช้เครื่องมือ Crossover
3. กำหนดเวลาของแต่ละตำแหน่งลำโพงที่จะได้ยิน โดยใช้เครื่องมือ Time Alignment
4. ปรับความแรงของเสียงในแต่ละความถี่โดยใช้เครื่องมือ Equalizer

ดีเอสพีนี้อาจแบ่งออกได้เป็นในส่วนของซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ หรือตามการประยุกต์เป็น การประมวลผลสัญญาณเสียง (audio signal processing) การประมวลผลภาพดิจิตอล (digital image processing) และ การประมวลผลคำพูด (speech processing)

รูป DSP

การปรับแต่ง DSP

เรารู้จักเจ้าเครื่องมือมาตรฐานในเครื่องดีเอสพี (dsp) แล้วว่ามี 3-4 อย่างหลักด้วยกันตั้งแต่ครอสโอเวอร์ อิควอไลเซอร์ ไทม์คอเร็คชั่น

การจัดการเสียงแบบเจาะลึกลงไปโดยดีเอสพี (dsp) โดยใช้เครื่องมือทีว่ามา แต่ยังมีคำถามตามมาที่สำคัญมาก คือ เราจะปรับอะไร สิ่งที่เราต้องรู้มีสามอย่างคือ

• ความถี่เสียง | Frequency

• เวลาการเดินทางของเสียง | Time

• ปริมาณเสียง | Amplitude

รูปการปรับแต่ง DSP โดยใช้ computer

ข้อดีของ DSP

• สามารถกำหนด ปรับแต่งส่วนผสมความถี่ เวลา และปริมาณได้เอง
• ให้เสียงที่เป็นธรรมชาติ ปรับโทนเสียงได้ตามใจชอบ
• มีตำแหน่งเสียง กว้าง สูง ลึก แยกแยะได้อย่างชัดเจน
• เวทีเสียงสูงอยู่ด้านหน้าเหมือนนั่งดูคอนเสิร์ตเล่นจริง
• กำหนดตำแหน่งเสียงเบสได้ สามารถทำให้เสียงเบสอยู่หน้าคอนโซลรถได้
• เสียงคนร้องอยู่กลางคอนโซลตรงกลางกระจกมองหลัง
• ประหยัดงบ ประมาณเมื่อเทียบกันต้องซื้ออุปกรณ์ปรับเสียงหลายตัวแยกกันเช่น ปรีแอมป์ อีคิว ครอส ไทม์ดีเลย์ คอนเวิร์ทเตอร์ ดีทูเอ และอื่นๆ

ข้อเสียของ DSP

• มีราคาสูง
• ใช้งานยุ่งยาก
• ต้องการเครื่องมือเฉพาะทางในการปรับจูนเสียง
• ต้องการผู้ที่มีความรู้ความชำนาญในการปรับจูน

ดีเอสพีนี้อาจแบ่งออกได้เป็นในส่วนของซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ หรือตามการประยุกต์เป็น การประมวลผลสัญญาณเสียง (audio signal processing) การประมวลผลภาพดิจิทัล (digital image processing) และ การประมวลผลคำพูด (speech processing)
ถึงแม้ว่าในดีเอสพีนั้น สัญญาณที่เราพิจารณากันจะเป็นดิจิทัล แต่โดยทั่วไปสัญญาณเหล่านี้จากแหล่งกำเนิด จะอยู่ในรูปเดิมที่เป็นอะนาล็อก การได้มาซึ่งสัญญาณดิจิทัลซึ่งเป็นตัวแทนสัญญาณแอนะล็อกที่เราสนใจนี้ จะต้องผ่านกระบวนการแปลงสัญญาณแอนะล็อกเป็นดิจิทัล (Analog-to-Digital Conversion – ADC) หรือการดิจิไทซ์ (digitization) ซึ่งประกอบด้วยการสุ่มตัวอย่าง (sampling) (อย่าสับสนกับคำว่า สุ่ม ที่มาจาก random หรือ stochastic) และการควอนไทซ์ (quantization) ให้อยู่ในรูปดิจิตอลก่อนที่จะทำการประมวลผลต่อไป

DSP ที่มีอยู่ในเครื่องเสียงรถยนต์เท่าที่เห็นมีอยู่ 2 แบบ

1.DSP มีมีมากับฟร้อนติดรถยนต์เลย ( build in ) DSP แบบนี้จะมีกล่องแยกจากตัวฟร้อนต่างหาก หรือมีอยู่ในตัวฟร้อนเลยก็เป็นได้ DSP ลักษณะนี้ ไม่สามารถนำไปใช้กับฟร้อนชนิดอื่นๆ หรือฟร้อนตัวอื่นได้ แต่ก็มีข้อดีคือไม่ต้องไปยุ่งยากหา DSP มาใส่เพิ่มอีก ฟร้อนที่มี DSP มาในตัว เช่นพวก Pioneer DEX-P99RS pioneer DEX-P90RS Alpine F#1 DVI9990

รูปฟร้อนที่มี DSP มาในตัว

2.DSP ที่สามารถนำไปใช้กับฟร้อนไหนก็ได้ ( stand alone) DSP แบบนี้จะมีกล่องแยกต่างหาก บางตัวอาจจะมีหน้าจอควบคุมการทำงาน หรือที่เรียกกันว่า DRC control มากับเครื่องด้วย ในบางรุ่นนั้น สามารถใช้ DRC ในการปรับตั้งค่าต่างๆได้ด้วย แต่ในบางรุ่น DRC อาจจะเป็นแค่ตัวแสดงผล และปรับค่า main vol และ sub vol ได้เท่านั้น ข้อดีของ DSP แบบนี้คือ สามารถนำไปใช้กับฟร้อนตัวไหนก็ได้ รับสัญญาณได้ทั้งแบบ Optical Coaxial RCA และ Hi level ครบเลย ข้อเสียก็คงเป็นเรื่องของราคาที่สูงใช้ได้ และการปรับจูนที่ค่อนข้างยุ่งยาก