專(zhuān)利名稱：在電聲變換器中控制音頻信號(hào)的低音放音的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的一種用于在電聲變換器中控制音頻信號(hào)的低音放音的方法，并且涉及根據(jù)權(quán)利要求9的前序部分所述的一種用于在電聲變換器中控制音頻信號(hào)的低音放音的裝置。
在電聲變換器中，尤其是在揚(yáng)聲器或耳機(jī)中音頻信號(hào)的低音放音是由所述的電聲變換器、揚(yáng)聲器以及耳機(jī)的大小來(lái)決定的。所述揚(yáng)聲器振動(dòng)膜及其最大偏移越小，其下諧振頻率越高。
在附

圖1中示出了一種小揚(yáng)聲器的典型頻率曲線。采用了這種小電聲變換器、并因此所述的低音放音不能令人滿意的電聲設(shè)備主要存在于通訊技術(shù)和信息技術(shù)以及娛樂(lè)電子和消費(fèi)品電子的音頻設(shè)備中(用于輸出或重現(xiàn)音頻信號(hào)的設(shè)備)，諸如無(wú)線移動(dòng)手機(jī)和無(wú)繩電話手機(jī)、筆記本、個(gè)人數(shù)字助理、袖珍無(wú)線電、無(wú)線鬧鐘、便攜式音樂(lè)播放設(shè)備等。
為了改善利用小揚(yáng)聲器的低音放音，可以采用一種已公開(kāi)的心理聲學(xué)原理。該原理被稱為“Residual Hearing(Hearing of MissingFundamentals)(殘余聽(tīng)覺(jué)—聽(tīng)丟失的基頻)”或者“Virtual Pitch(虛擬音調(diào))”。
根據(jù)該原理可以通過(guò)諧波組合來(lái)仿真基頻的感覺(jué)。由此也可以借助其諧波的相應(yīng)組合來(lái)仿真低頻的感覺(jué)。
“Virtual Pitch”原理的詳細(xì)說(shuō)明參見(jiàn)E.Zwicker和H.Fastl的出版物“Psychoakustik(心理聲學(xué))”，Springer出版，1999年第二版。
在US 6,111,960和US 5,930,373中公開(kāi)了基于所述心理聲學(xué)原理的方法，這些方法借助所述的音頻信號(hào)產(chǎn)生一系列相應(yīng)的諧波以仿真界限頻率之下的頻率。
在WO 00/15003中公開(kāi)了一種基于所述心理聲學(xué)原理的方法，其中在所述音頻信號(hào)中已有的諧振頻率被放大。在此為了在電聲變換器中改善音頻信號(hào)的低頻放音，音頻信號(hào)的低頻成分被隔離成低頻的音頻信號(hào)，被隔離的低頻成分用多個(gè)帶通濾波器濾波，帶通濾波的頻率成分在一個(gè)放大系數(shù)可控的放大器中被放大，其中所述的放大系數(shù)由帶通濾波的頻率成分的包絡(luò)來(lái)獲得，并且通過(guò)初始音頻信號(hào)與放大的頻率成分的組合來(lái)產(chǎn)生一個(gè)仿真的低頻音信號(hào)。
本發(fā)明所基于的任務(wù)在于，基于所述的稱為“Virtual Pitch”或者“Residual Hearing(Hearing of Missing Fundamentals)”的心理聲學(xué)原理對(duì)電聲變換器中的音頻信號(hào)的低音放音進(jìn)行控制，使得音頻信號(hào)的虛擬低音重放的感覺(jué)相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)水平而得到改善。
不僅根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所定義的方法并通過(guò)權(quán)利要求1的特征中所給出的特征，而且根據(jù)權(quán)利要求9的前序部分所定義的裝置并通過(guò)權(quán)利要求9的特征中所給出的特征來(lái)解決該任務(wù)。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的觀念在于，在所述的電聲變換器中所輸出的低頻或低音的重放通過(guò)對(duì)包含在音頻信號(hào)中的諧波的放大而在仿真的意義上進(jìn)行控制，使得聽(tīng)者收到或感覺(jué)到改善的低音放音。所述控制或仿真在此不僅可以數(shù)字式地(權(quán)利要求1)通過(guò)所述用電聲變換器來(lái)輸出和/或重放音頻信號(hào)的電聲設(shè)備的數(shù)字信號(hào)處理器DSP中的一個(gè)程序模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，而且可以模擬式地(權(quán)利要求9)通過(guò)在數(shù)/模變換器與所述用電聲變換器來(lái)輸出和/或重放音頻信號(hào)的電聲設(shè)備的末級(jí)放大器之間的一個(gè)硬件電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。
借助所述的程序模塊和所述的硬件電路僅僅對(duì)位于電聲變換器、尤其是揚(yáng)聲器的諧振頻率上方的諧波進(jìn)行放大，以仿真基頻的感覺(jué)。所述諧波的提取或隔離在所述程序模塊中通過(guò)帶通濾波來(lái)實(shí)現(xiàn)，在所述硬件電路中借助一個(gè)帶通濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)，而所述諧波的放大是基于軟件通過(guò)在所述的程序模塊中的放大系數(shù)來(lái)進(jìn)行控制，而在所述的硬件電路中是在一個(gè)為之相應(yīng)設(shè)計(jì)的、放大系數(shù)受控制的放大器(英文Gain Controlled Amplifier增益控制放大器)中進(jìn)行的。所述的放大系數(shù)優(yōu)選由位于所述電聲變換器的諧振頻率或界限頻率之下的音頻信號(hào)的頻率成分來(lái)控制。
根據(jù)權(quán)利要求1的方法的優(yōu)點(diǎn)在于，音頻信號(hào)中所具有的諧振的原始諧波的放大保證了在數(shù)字信號(hào)處理器中所產(chǎn)生的修正音頻信號(hào)的明顯改善的質(zhì)量。由此尤其避免了音頻信號(hào)的失真。另外本發(fā)明的方法對(duì)于數(shù)字信號(hào)處理器中計(jì)算功率和存儲(chǔ)器容量具有較小的要求。
本發(fā)明的有利的擴(kuò)展在從屬權(quán)利要求中給出。
如果在采用一種“有限脈沖響應(yīng)”濾波器的情況下—不同于采用根據(jù)權(quán)利要求3的“無(wú)限脈沖響應(yīng)”濾波器—對(duì)與被放大的頻率成分相組合的音頻信號(hào)進(jìn)行緩沖，以便為了組合而對(duì)由于采用FIR濾波器而產(chǎn)生的在被放大的頻率成分和音頻信號(hào)之間的相位偏移進(jìn)行補(bǔ)償，那么根據(jù)權(quán)利要求2以及權(quán)利要求4是有利的。
如果為了改善由電聲變換器輸出的修正音頻信號(hào)的質(zhì)量而對(duì)所述修正的音頻信號(hào)進(jìn)行濾波以放大被選擇的頻率，那么根據(jù)權(quán)利要求7和10是有利的。
借助附圖2至7對(duì)本發(fā)明的兩個(gè)實(shí)施例進(jìn)行解釋。其中附圖2示出了用于輸出和/或重放音頻信號(hào)的、在電子無(wú)線設(shè)備的數(shù)字信號(hào)處理器中以程序模塊形式實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明方法的數(shù)字實(shí)施，附圖3示出了用于輸出和/或重放音頻信號(hào)的、在電子無(wú)線設(shè)備的硬件方案中的本發(fā)明裝置的模擬式實(shí)施，附圖4示出了根據(jù)附圖2的程序模塊的第一實(shí)施方案，附圖5示出了根據(jù)附圖2的程序模塊的第二實(shí)施方案，附圖6示出了根據(jù)附圖2的程序模塊的第三實(shí)施方案，附圖7示出了根據(jù)附圖3的控制裝置的實(shí)施方案。
附圖2作為第二實(shí)施例以電路功能圖或電路框圖形式示出了在無(wú)線設(shè)備FG中用于輸出和/或重現(xiàn)音頻信號(hào)、尤其是語(yǔ)音信號(hào)的語(yǔ)音處理線路，其中本發(fā)明是在數(shù)字信號(hào)處理器DSP的程序模塊PGM中來(lái)實(shí)施的(數(shù)字實(shí)施)。所述的無(wú)線設(shè)備FG通過(guò)一個(gè)天線ANT來(lái)接收模擬的無(wú)線信號(hào)FS，其中被編碼的語(yǔ)音信息已調(diào)制到該無(wú)線信號(hào)上。在接收器EMP中借助微處理器MP和模數(shù)變換器ADW從被調(diào)制編碼的模擬無(wú)線信號(hào)FS中產(chǎn)生數(shù)字的解調(diào)信號(hào)DDS。之后所述的數(shù)字的解調(diào)信號(hào)DDS被傳輸給所述的數(shù)字信號(hào)處理器DSP的語(yǔ)音解碼器SDK。在所述的語(yǔ)音解碼器SDK中從所述的數(shù)字的解調(diào)信號(hào)DDS中產(chǎn)生語(yǔ)音信號(hào)或—完全一般地稱為—音頻信號(hào)AS。該音頻信號(hào)AS接著被傳輸給所述的程序模塊來(lái)用于在所述數(shù)字信號(hào)處理器DSP的電聲變換器PGM中控制音頻信號(hào)的低音放音。在數(shù)字信號(hào)處理器DSP的所述程序模塊PGM中從所述的音頻信號(hào)AS中產(chǎn)生一個(gè)修正的音頻信號(hào)MAS，該信號(hào)則隨后由所述數(shù)字信號(hào)處理器DSP的濾波器FIL來(lái)進(jìn)行濾波。被濾波的修正音頻信號(hào)MAS最后被傳輸給一個(gè)數(shù)模變換器DAW，并且之后在一個(gè)末級(jí)放大器EVS中被放大，之后在被修正的音頻信號(hào)MAS中所包含的語(yǔ)音信息由一個(gè)電聲變換器EAW來(lái)輸出，其中該電聲變換器優(yōu)選地作為揚(yáng)聲器來(lái)構(gòu)造。
附圖3作為第二實(shí)施例以電路功能圖或電路框圖形式示出了在無(wú)線設(shè)備FG中的語(yǔ)音處理線路，其中與附圖2不同的是，在無(wú)線設(shè)備FG的模擬部分的語(yǔ)音信號(hào)處理器DSP之外，本發(fā)明在一個(gè)用于控制音頻信號(hào)低音放音的裝置中的電聲變換器STV中被實(shí)施(模擬實(shí)施)。在所述的無(wú)線設(shè)備FG中開(kāi)始進(jìn)行語(yǔ)音處理，其開(kāi)頭再次是把所述的其上已被調(diào)制了編碼語(yǔ)音信息的模擬無(wú)線信號(hào)FS通過(guò)所述天線ANT傳輸給所述接收器EMP。在所述接收器EMP中再次借助所述微處理器MP和所述模數(shù)變換器ADW從所述模擬無(wú)線信號(hào)FS中再次產(chǎn)生所述的數(shù)字解調(diào)信號(hào)DDS。該數(shù)字解調(diào)信號(hào)DDS接著再次被傳輸給所述數(shù)字信號(hào)處理器SDP中的語(yǔ)音解碼器SDK。在所述語(yǔ)音解碼器SDK中從所述數(shù)字解調(diào)信號(hào)DDS中再次獲得被解碼的語(yǔ)音信號(hào)或完全一般意義上的解碼音頻信號(hào)AS。所述音頻信號(hào)AS隨后在所述數(shù)字信號(hào)處理器DSP的濾波器FIL中被濾波，之后所述的被濾波的音頻信號(hào)在所述數(shù)模變換器DAW中進(jìn)行相應(yīng)變換。所述被變換的音頻信號(hào)AS隨后被傳輸給電聲變換器STV中的用于控制音頻信號(hào)的低音放音的裝置，在那里從所述音頻信號(hào)AS產(chǎn)生一個(gè)修正的音頻信號(hào)MAS。所述的修正的音頻信號(hào)MAS隨后在所述末級(jí)放大器EVS中被放大，之后所述的在被修正的音頻信號(hào)MAS中所包含的語(yǔ)音信息由一個(gè)電聲變換器EAW來(lái)輸出，其中該電聲變換器再次優(yōu)選地作為揚(yáng)聲器來(lái)構(gòu)造。
附圖4示出了根據(jù)附圖2的程序模塊的第一實(shí)施方案。為了隔離第一頻率成分FK，所述的音頻信號(hào)AS借助一個(gè)通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)的帶通濾波器BPF進(jìn)行帶通濾波，并且為了隔離第二頻率成分FK`而借助一個(gè)通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)的低通濾波器TPF進(jìn)行低通濾波。當(dāng)所述第一頻率成分FK被放大時(shí)，利用所述第二頻率成分FK`生成一個(gè)決定所述第一頻率成分FK的增益的放大系數(shù)VF。
也可以有選擇地采用另一借助軟件實(shí)現(xiàn)的帶通濾波器或者甚至是生成第一頻率成分FK的帶通濾波器BPF來(lái)替代所述的低通濾波器TPF。在后一種情況下所述的兩個(gè)頻率成分FK、FK`相同(FK＝FK`)。
所述的帶通濾波器BPF優(yōu)選地作為“有限脈沖響應(yīng)”濾波器(FIR濾波器)FIR-F或者作為“無(wú)限脈沖響應(yīng)”濾波器(IIR濾波器)IIR-F來(lái)構(gòu)造。如果所述的帶通濾波器BPF作為“有限脈沖響應(yīng)”濾波器FIR-F來(lái)構(gòu)造，那么所述的程序模塊PGM為了緩沖所述的音頻信號(hào)AS而包含有一個(gè)中間存儲(chǔ)器ZWS。如果所述的帶通濾波器BPF作為“無(wú)限脈沖響應(yīng)”濾波器IIR-F來(lái)構(gòu)造，那么就不需要所述的中間存儲(chǔ)器ZWS。為了在附圖4中描述這種情況，所述的中間存儲(chǔ)器ZWS被描述為虛線塊。
所述的被帶通濾波的音頻信號(hào)FK以及所述的借助帶通濾波器BPF而被隔離的頻率成分FK為了放大而被輸出到一個(gè)用放大系數(shù)VF控制的、借助軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的放大器VS的輸入端上。為了獲得放大系數(shù)VF，在所述程序模塊PGM中具有借助軟件實(shí)現(xiàn)的工具M(jìn)BSE來(lái)用于計(jì)算信號(hào)包絡(luò)和/或信號(hào)能量，所述的工具從所述的被低通濾波的音頻信號(hào)FK`中給同樣借助軟件實(shí)現(xiàn)的一個(gè)工具M(jìn)BVF提供輸入值，其中后一工具M(jìn)BVF用于計(jì)算所述程序模塊PGM的放大系數(shù)。所述的計(jì)算工具M(jìn)BVF則提供放大系數(shù)VF，通過(guò)該放大系數(shù)可以控制所述放大器VS。在所述放大器VS的輸出上則提供一個(gè)用放大系數(shù)VF放大了的、被帶通濾波的音頻信號(hào)VSFK。所述的被放大的、被帶通濾波的音頻信號(hào)VSFK和所述的必要時(shí)被中間存儲(chǔ)的音頻信號(hào)AS接著借助優(yōu)選地作為加法工具來(lái)構(gòu)造和借助軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的、程序模塊PGM的組合工具KM而被組合或相加。由于這些操作而產(chǎn)生了被修正的音頻信號(hào)MAS，該音頻信號(hào)為了改善信號(hào)質(zhì)量而優(yōu)選地通過(guò)一種借助軟件實(shí)現(xiàn)的表示濾波器(Prsenzfilter)PRF來(lái)進(jìn)行濾波。然而也可以把被修正的音頻信號(hào)MAS如在附圖2的描述中所解釋的一樣不用通過(guò)表示濾波器PRF進(jìn)行其他濾波而傳輸給所述的濾波器FIL。
附圖5根據(jù)附圖4而示出了根據(jù)附圖2的程序模塊PGM的第二實(shí)施方案。所述的音頻信號(hào)AS為了隔離所述第一頻率成分FK而再次借助所述的帶通濾波器BPF進(jìn)行帶通濾波，并且為了隔離所述第二頻率成分FK`而借助所述的低通濾波器TPF進(jìn)行低通濾波。當(dāng)所述第一頻率成分FK再次被放大時(shí)，利用所述第二頻率成分FK`再次生成一個(gè)決定所述第一頻率成分FK的增益的放大系數(shù)VF。
也可以再次有選擇地采用另一帶通濾波器或者甚至是生成第一頻率成分FK的帶通濾波器BPF來(lái)替代所述的低通濾波器TPF。在后一種情況下所述的兩個(gè)頻率成分FK、FK`再次相同(FK＝FK`)。
所述的帶通濾波器BPF再次優(yōu)選地作為“有限脈沖響應(yīng)”濾波器(FIR濾波器)FIR-F或者作為“無(wú)限脈沖響應(yīng)”濾波器(IIR濾波器)IIR-F來(lái)構(gòu)造。如果所述的帶通濾波器BPF作為“有限脈沖響應(yīng)”濾波器(FIR濾波器)FIR-F來(lái)構(gòu)造，那么所述的程序模塊PGM再次為了緩沖所述的音頻信號(hào)AS而包含有所述的中間存儲(chǔ)器ZWS。如果所述的帶通濾波器BPF作為“無(wú)限脈沖響應(yīng)”濾波器(IIR濾波器)IIR-F來(lái)構(gòu)造，那么就再次不需要所述的中間存儲(chǔ)器ZWS。為了在附圖5中描述這種情況，所述的中間存儲(chǔ)器ZWS被描述為虛線塊。
所述的被帶通濾波的音頻信號(hào)FK以及所述的借助帶通濾波器BPF而被隔離的頻率成分FK為了放大而象附圖4中一樣被輸出到一個(gè)用放大系數(shù)VF可控制的放大器VS的輸入端上。為了獲得放大系數(shù)VF，在所述程序模塊PGM中再次設(shè)有用于計(jì)算信號(hào)包絡(luò)和/或信號(hào)能量的工具M(jìn)BSE，所述的工具從所述的被低通濾波的音頻信號(hào)FK`中再次給所述的用于計(jì)算所述程序模塊PGM的放大系數(shù)的工具M(jìn)BVF提供一個(gè)輸入值。
在根據(jù)附圖5的程序模塊的實(shí)施方案中，與根據(jù)附圖4的實(shí)施方案不同的是，有另一輸入值被輸入給所述的計(jì)算工具M(jìn)BVF，其中該輸入值由另外的用于計(jì)算信號(hào)包絡(luò)和/或信號(hào)能量的工具M(jìn)BSE來(lái)決定。所述的另一輸入值由所述的計(jì)算工具M(jìn)BSE從所述未被濾波的音頻信號(hào)AS中計(jì)算出來(lái)。
所述的計(jì)算工具M(jìn)BVF則由這兩個(gè)輸入值來(lái)提供所述的放大系數(shù)VF，其中通過(guò)該放大系數(shù)再次可以控制所述放大器VS。在所述放大器VS的輸出上從而再次提供一個(gè)用放大系數(shù)VF放大了的、被帶通濾波的音頻信號(hào)VSFK。所述的被放大的、被帶通濾波的音頻信號(hào)VSFK和所述的必要時(shí)被中間存儲(chǔ)的音頻信號(hào)AS接著再次借助再次優(yōu)選地作為加法工具來(lái)構(gòu)造的、程序模塊PGM的組合工具KM被組合或相加。由于這些操作而產(chǎn)生了所述的被修正的音頻信號(hào)MAS，該音頻信號(hào)為了改善信號(hào)質(zhì)量而優(yōu)選地再次通過(guò)所述的表示濾波器PRF來(lái)進(jìn)行濾波。然而也可以再次把所述的被修正的音頻信號(hào)MAS如在附圖2的描述中所解釋的一樣不用通過(guò)表示濾波器PRF進(jìn)行其他濾波而傳輸給所述的濾波器FIL。
附圖6根據(jù)附圖4而示出了根據(jù)附圖2的程序模塊PGM的第三實(shí)施方案。所述的音頻信號(hào)AS為了隔離所述第一頻率成分FK而再次借助所述的帶通濾波器BPF進(jìn)行帶通濾波，并且為了隔離所述第二頻率成分FK`而再次借助所述的低通濾波器TPF進(jìn)行低通濾波。當(dāng)所述第一頻率成分FK再次被放大時(shí)，利用所述第二頻率成分FK`再次生成一個(gè)決定所述第一頻率成分FK的增益的放大系數(shù)VF。
也可以再次有選擇地采用另一帶通濾波器或者甚至是生成第一頻率成分FK的帶通濾波器BPF來(lái)替代所述的低通濾波器TPF。在后一種情況下所述的兩個(gè)頻率成分FK、FK`相同(FK＝FK`)。
所述的帶通濾波器BPF再次優(yōu)選地作為“有限脈沖響應(yīng)”濾波器(FIR濾波器)FIR-F或者作為“無(wú)限脈沖響應(yīng)”濾波器(IIR濾波器)IIR-F來(lái)構(gòu)造。如果所述的帶通濾波器BPF作為“有限脈沖響應(yīng)”濾波器(FIR濾波器)FIR-F來(lái)構(gòu)造，那么所述的程序模塊PGM再次為了緩沖所述的音頻信號(hào)AS而包含有所述的中間存儲(chǔ)器ZWS。如果所述的帶通濾波器BPF作為“無(wú)限脈沖響應(yīng)”濾波器(IIR濾波器)IIR-F來(lái)構(gòu)造，那么就再次不需要所述的中間存儲(chǔ)器ZWS。為了在附圖6中描述這種情況，所述的中間存儲(chǔ)器ZWS被描述為虛線塊。
所述的被帶通濾波的音頻信號(hào)FK以及所述的借助帶通濾波器BPF而被隔離的頻率成分FK為了放大而象附圖4和5中一樣被輸出到一個(gè)用放大系數(shù)VF可控制的放大器VS的輸入端上。為了獲得放大系數(shù)VF，在所述程序模塊PGM中再次設(shè)有用于計(jì)算信號(hào)包絡(luò)和/或信號(hào)能量的工具M(jìn)BSE，所述的工具從所述的被低通濾波的音頻信號(hào)FK`中給用于計(jì)算所述程序模塊PGM的放大系數(shù)的工具M(jìn)BVF提供一個(gè)輸入值。
在根據(jù)附圖6的程序模塊的實(shí)施方案中，與根據(jù)附圖4的實(shí)施方案不同的是，有另一輸入值被輸入給所述的計(jì)算工具M(jìn)BVF，其中該輸入值由另外的用于計(jì)算信號(hào)包絡(luò)和/或信號(hào)能量的工具M(jìn)BSE來(lái)決定。所述的另一輸入值與根據(jù)附圖5的輸入值不同，由所述的計(jì)算工具M(jìn)BSE從所述的被帶通濾波的音頻信號(hào)AS中來(lái)計(jì)算。
所述的計(jì)算工具M(jìn)BVF則由這兩個(gè)輸入值來(lái)提供所述的放大系數(shù)VF，其中通過(guò)該放大系數(shù)可以控制所述放大器VS。在所述放大器VS的輸出上從而再次提供一個(gè)用放大系數(shù)VF放大了的、被帶通濾波的音頻信號(hào)VSFK。所述的被放大的、被帶通濾波的音頻信號(hào)VSFK和所述的必要時(shí)被中間存儲(chǔ)的音頻信號(hào)AS接著再次借助優(yōu)選地作為加法工具來(lái)構(gòu)造的、程序模塊PGM的組合工具KM被組合或相加。由于這些操作而再次產(chǎn)生了所述的被修正的音頻信號(hào)MAS，該音頻信號(hào)為了改善信號(hào)質(zhì)量而優(yōu)選地再次通過(guò)所述的表示濾波器PRF來(lái)進(jìn)行濾波。然而也可以再次把所述的被修正的音頻信號(hào)MAS如在附圖2的描述中所解釋的一樣不用通過(guò)表示濾波器PRF進(jìn)行其他濾波而傳輸給所述的濾波器FIL。
附圖7示出了根據(jù)附圖3的控制裝置STV的一種實(shí)施方案。所述的音頻信號(hào)AS為了隔離第一頻率成分FK而借助一個(gè)作為硬件模塊來(lái)構(gòu)造的帶通濾波器BPF1進(jìn)行帶通濾波，并且為了隔離第二頻率成分FK`而借助一個(gè)作為硬件模塊來(lái)構(gòu)造的低通濾波器TPF1進(jìn)行低通濾波。當(dāng)所述第一頻率成分FK被放大時(shí)，利用所述第二頻率成分FK`生成一個(gè)決定所述第一頻率成分FK的增益的放大系數(shù)VF。
也可以有選擇地采用另一作為硬件模塊來(lái)構(gòu)造的帶通濾波器或者甚至是生成第一頻率成分FK的帶通濾波器BPF1來(lái)替代所述的低通濾波器TPF1。在后一種情況下所述的兩個(gè)頻率成分FK、FK`相同(FK＝FK`)。
所述的被帶通濾波的音頻信號(hào)FK以及所述的借助帶通濾波器BPF1而被隔離的頻率成分FK為了放大而被輸出到一個(gè)用放大系數(shù)VF可控制的、作為硬件模塊來(lái)構(gòu)造的放大器VS1的輸入端上。為了獲得放大系數(shù)VF，在所述控制裝置STV中具有作為硬件模塊來(lái)構(gòu)造的工具M(jìn)BSE1來(lái)用于計(jì)算信號(hào)包絡(luò)和/或信號(hào)能量，其中所述的工具優(yōu)選地由一個(gè)整流器GLR和另一低通濾波器TPF2串聯(lián)地構(gòu)成，并且該工具從所述的被低通濾波的音頻信號(hào)FK`中給同樣作為硬件模塊來(lái)構(gòu)造的一個(gè)工具M(jìn)BVF1提供一個(gè)輸入值，其中后一工具M(jìn)BVF1用于計(jì)算所述控制裝置STV的放大系數(shù)。所述的計(jì)算工具M(jìn)BVF1則提供放大系數(shù)VF，通過(guò)該放大系數(shù)可以控制所述放大器VS1。在所述放大器VS1的輸出上則提供一個(gè)用放大系數(shù)VF放大了的、被帶通濾波的音頻信號(hào)VSFK。所述的被放大的、被帶通濾波的音頻信號(hào)VSFK和所述的音頻信號(hào)AS接著借助優(yōu)選地作為加法工具來(lái)構(gòu)造的、并且作為硬件模塊來(lái)構(gòu)造的、控制裝置STV的組合工具KM1被組合或相加。由于這些操作而產(chǎn)生了所述的被修正的音頻信號(hào)MAS，該音頻信號(hào)為了改善信號(hào)質(zhì)量而優(yōu)選地通過(guò)一種作為硬件模塊來(lái)構(gòu)造的表示濾波器PRF1來(lái)進(jìn)行濾波。然而也可以把所述的被修正的音頻信號(hào)MAS如在附圖3的描述中所解釋的一樣不用通過(guò)表示濾波器PRF進(jìn)行其他濾波而傳輸給所述的末級(jí)放大器EVS。
權(quán)利要求
1.在電聲變換器中用于控制音頻信號(hào)低音放音的方法，其中a)所述音頻信號(hào)(AS)的頻率成分(FK、FK｀)被隔離，并且用一個(gè)根據(jù)所述音頻信號(hào)(AS)而計(jì)算出的放大系數(shù)(VF)被放大(VS、VS1)，b)所述被放大的音頻信號(hào)(AS)的頻率成分(VSFK)和所述音頻信號(hào)(AS)如此被組合(KM、KM｀)，使得產(chǎn)生一個(gè)被修正的音頻信號(hào)(MAS)，c)所述被修正的音頻信號(hào)(MAS)被傳輸至所述的電聲變換器(EAW)，其特征在于，d)所述的音頻信號(hào)(AS)為了隔離和放大第一頻率成分(FK)而被帶通濾波(BPF、BPF1)，e)為了計(jì)算所述的放大系數(shù)(VF)(MBVF、MBVF｀)，e1)所述音頻信號(hào)(AS)被低通濾波和/或帶通濾波(BPF、BPF1、TPF、TPF1)以隔離第二頻率成分(FK｀)，e2)未被濾波的、被低通濾波的和/或被帶通濾波的音頻信號(hào)(AS、FK｀)的包絡(luò)和/或能量被計(jì)算(MBSE、MBSE1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述的帶通濾波借助一種“有限脈沖響應(yīng)”濾波器(FIR-F)來(lái)實(shí)施。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述的帶通濾波借助一種“無(wú)限脈沖響應(yīng)”濾波器(IIR-F)來(lái)實(shí)施。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于，所述的與被放大的頻率成分(VFK)相組合的音頻信號(hào)(AS)被緩沖(ZWS)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的方法，其特征在于，為了隔離和放大所述的頻率成分以及為了計(jì)算所述的放大系數(shù)而借助一個(gè)單獨(dú)的帶通濾波器(BPF、BPF1)來(lái)進(jìn)行帶通濾波。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的方法，其特征在于，為了隔離和放大所述的頻率成分而借助一個(gè)帶通濾波器(BPF、BPF1)來(lái)進(jìn)行帶通濾波，并且為了計(jì)算所述的放大系數(shù)而借助另一個(gè)帶通濾波器來(lái)進(jìn)行帶通濾波。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一的方法，其特征在于，所述的被修正的音頻信號(hào)(AS)為了放大被選擇的頻率而被濾波(PRF、PRF1)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一的方法，其特征在于，所述方法在一個(gè)用于輸出和/或重現(xiàn)音頻信號(hào)的電子設(shè)備中被實(shí)施。
9.用于在電聲變換器中控制低音放音的裝置，其中(a)具有隔離工具(BPF、BPF1、TPF、TPF1)，所述的音頻信號(hào)(AS)被施加到該隔離工具的輸入端上，并且該隔離工具用于隔離所述音頻信號(hào)(AS)的頻率成分(FK、FK｀)，(b)具有根據(jù)所述的音頻信號(hào)(AS)來(lái)計(jì)算放大系數(shù)(VF)的計(jì)算工具(MBVF、MBVF1)，(c)具有一個(gè)放大器(VS、VS1)，該放大器與所述的隔離工具和計(jì)算工具如此來(lái)連接，使得所述音頻信號(hào)(AS)的頻率成分(FK、FK｀)利用所計(jì)算出的放大系數(shù)(VF)被放大，(d)具有組合工具(KM、KM1)，其中所述的音頻信號(hào)(AS)和所述被放大的音頻信號(hào)(AS)的頻率成分(VSFK)被施加到該組合工具的輸入端上，并且該組合工具如此組合所述的頻率成分(AS)和所述音頻信號(hào)(AS)的被放大頻率成分(VSFK)，使得在該組合工具(KM、KM1)的輸出端上具有一個(gè)適合所述電聲變換器(EAW)的被修正的音頻信號(hào)(MAS)，其特征在于，(e)具有至少一個(gè)帶通濾波器(BPF、BPF1)，或者分別具有至少一個(gè)帶通濾波器(BPF、BPF1)和低通濾波器(TPF、TPF1)來(lái)用于隔離所述音頻信號(hào)(AS)的第一頻率成分(FK)和第二頻率成分(FK｀)，(f)在所述的帶通濾波器(BPF、BPF1)中有一個(gè)帶通濾波器在輸出側(cè)與所述放大器(VS、VS1)相連以用于隔離所述第一頻率成分(FK)，(g)具有用于計(jì)算信號(hào)包絡(luò)和/或信號(hào)能量(MBSE、MBSE1)的工具，其中未被濾波的、被低通濾波的和/或被帶通濾波的音頻信號(hào)(AS、FK｀)施加到其輸入側(cè)，(h)所述的用于計(jì)算放大系數(shù)(VF)的計(jì)算工具(MBVF、MBVF1)在輸入側(cè)與所述的用于計(jì)算信號(hào)包絡(luò)和/或信號(hào)能量(MBSE、MBSE1)的工具相連，并且在輸出側(cè)為了調(diào)節(jié)所述的放大系數(shù)(VF)而與所述的放大器(VS、VS1)相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其特征在于，具有一個(gè)表示濾波器(PRF、PRF1)來(lái)用于放大被修正的音頻信號(hào)(MAS)的被選擇的頻率。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10的裝置，其特征在于，所述的裝置被集成或包含在一個(gè)用于輸出和/或重現(xiàn)音頻信號(hào)的電子設(shè)備中。
全文摘要
為了在電聲變換器(EAW)中根據(jù)被稱為“VirtualPitch”或者“Residual Hearing(Hearing of Missing Fundamentals)”的心理聲學(xué)原理來(lái)控制音頻信號(hào)(AS)的低音放音以使得音頻信號(hào)(AS)的虛擬低音重放的感覺(jué)相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)水平而得到改善，在所述的電聲變換器(EAW)中所輸出的低頻或低音的重放通過(guò)對(duì)包含在音頻信號(hào)(AS)中的諧波的放大而在仿真的意義上進(jìn)行控制，使得聽(tīng)者收到或感覺(jué)到改善的低音放音。所述控制或仿真在此不僅可以數(shù)字式地(權(quán)利要求1)通過(guò)用電聲變換器來(lái)輸出和/或重放音頻信號(hào)的電聲設(shè)備的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)中的一個(gè)程序模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，而且可以模擬式地(權(quán)利要求9)通過(guò)在數(shù)/模變換器與所述用電聲變換器來(lái)輸出和/或重放音頻信號(hào)的電聲設(shè)備的末級(jí)放大器之間的一個(gè)硬件電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)H04R3/04GK1550121SQ01823654
公開(kāi)日2004年11月24日 申請(qǐng)日期2001年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月21日
發(fā)明者R·奧鮑爾, S·A·克林克, R 奧鮑爾, 克林克 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司