技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實施例涉及用于音頻信號的有線單向處理系統(tǒng)的領(lǐng)域，在該音頻信號中存在兩個或多個獨立音頻信號，該兩個或多個獨立音頻信號將分別被再現(xiàn)以創(chuàng)建深度感；并且更具體地，本發(fā)明的實施例涉及從各獨立音頻信號創(chuàng)建兩個或多個經(jīng)處理的音頻信號的音頻處理系統(tǒng)，該音頻處理系統(tǒng)通過對經(jīng)處理的音頻信號中的至少一個進行頻譜調(diào)整來產(chǎn)生該經(jīng)處理的音頻信號.

背景技術(shù)：

便攜式電子設(shè)備(例如，平板電腦)可以包括多個揚聲器以向設(shè)備的用戶提供立體聲音頻呈現(xiàn).在立體聲音頻呈現(xiàn)中，表示左聲道的音頻信號將被傳導(dǎo)至相對于用戶被定向的設(shè)備左側(cè)的揚聲器.同樣的，右聲道信號將被傳導(dǎo)至設(shè)備右側(cè)的揚聲器.所述設(shè)備可以包括相對于用戶觀看的顯示器表面的水平和垂直中心線兩者對稱布置在設(shè)備上的四個或多個揚聲器.如果聲音對于矩形設(shè)備的四個方位中的任一個方位被適當?shù)芈酚?，這將在該方位上向聽眾提供基本相似的立體聲音頻呈現(xiàn).

希望的是將表示左聲道的音頻信號路由至設(shè)備左側(cè)的全部揚聲器，以增加最大響度和動態(tài)范圍，并使沿著設(shè)備的垂直軸線的聲場的表觀中心關(guān)于聽眾更好地集中.然而，當相同的音頻信號被發(fā)送至兩個揚聲器時，從該兩個揚聲器產(chǎn)生的聲波將在所產(chǎn)生的聲場范圍內(nèi)的某些位置處發(fā)生破壞性干擾。這些破壞性干擾的區(qū)域的位置取決于聲波的頻率和揚聲器之間的距離.

期望能提供用于最小化其中每個聲道的音頻信號被路由到多于一個揚聲器的便攜式電子設(shè)備的聲場中的破壞性干擾的方式。

附圖說明

可以通過參照用于作為示例解釋本發(fā)明的實施例的下述描述和附圖來理解本發(fā)明。本發(fā)明不限于所述描述和附圖的示例.在附圖中，相似的參考標號指示相似的元素：

圖1是示例性的便攜式電子設(shè)備的圖示，在所述設(shè)備的四個拐角處通常設(shè)有四個揚聲器.

圖2是示例性的便攜式電子設(shè)備的框圖，其示出了用于根據(jù)設(shè)備的方位處理和路由音頻信號的音頻處理組件.

圖3是兩個揚聲器的側(cè)視圖，表明了具有等于揚聲器間距離的一半的波長的聲音。

圖4是兩個揚聲器的另一側(cè)視圖，表明了具有等于揚聲器間距離的兩倍的波長的第二聲音。

圖5A示出了用戶將便攜式電子設(shè)備保持在軸上位置.

圖5B示出了用戶將便攜式電子設(shè)備保持在離軸的位置.

圖6示出了具有圍繞顯示屏布置的8個揚聲器的便攜式電子設(shè)備.

圖7是用于根據(jù)設(shè)備方位處理和路由音頻信號的音頻處理組件的另一實施例的框圖.

圖8是用于處理和路由音頻信號至揚聲器的音頻管理的另一實施例的框圖。

圖9是用于處理和路由音頻信號至揚聲器的音頻管理的另一實施例的框圖.

圖10是示例性的一般性的解相關(guān)度量生成器和解相關(guān)引擎的框圖.

具體實施方式

在下述的描述中，闡述了大量的具體細節(jié)。然而，應(yīng)當理解，本發(fā)明的實施例可以在沒有這些具體的細節(jié)的情況下被實施。在其他實例中，為了不模糊對本說明書的理解，未詳細給出公知的電路、結(jié)構(gòu)和技術(shù).

在下述描述中，參考附圖，附圖描述了本發(fā)明的若干實施例.應(yīng)當理解，還可使用其他實施例，并且可以在不背離本公開的精神和范圍的情況下進行機械組成、結(jié)構(gòu)、電氣以及操作上的改變.下面的詳細描述不應(yīng)該被認為是限制性的，并且本發(fā)明的實施例的范圍僅由公布的專利的權(quán)利要求書所限定.

這里使用的術(shù)語僅是為了描述特定實施例，而并非旨在限制本發(fā)明.空間相關(guān)的術(shù)語，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于說明圖中所示的一個元件或特征與另一元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解，除了圖中示出的方位之外，空間相關(guān)的術(shù)語還預(yù)期涵蓋使用或操作中的設(shè)備的不同方位.例如，如果圖中的設(shè)備翻轉(zhuǎn)，描述為在其它元件或特征的“下方”或“下面”的元件也將定位為在該其它元件或特征的“上方”。因此，示例性術(shù)語“下方”可包含上方和下方兩者的方位.設(shè)備可以為其它取向(旋轉(zhuǎn)90度或處于其它方位)，并且此處使用的空間相關(guān)的描述符可以被相應(yīng)地解釋.

如同在本文中所使用的，單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”旨在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文中有相反的指示.應(yīng)當進一步理解，術(shù)語“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步驟、操作、元件、組件、項目、種類、和/或組，但不排除一個或多個其他特征、步驟、操作、元件、組件、項目、種類、和/或組的存在、出現(xiàn)或添加.

此處使用的術(shù)語“或”和“和/或”被解釋為包括性的，或意味著任一個或任何組合.因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味著“以下任一個：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”.僅當元件、功能、步驟或操作的組合在某些方式下內(nèi)在地互相排斥時，才會出現(xiàn)該定義的例外.

為了本申請的目的，“音頻信號”將用于描述聲音的電學(xué)表示.“聲音”將用于描述由揚聲器發(fā)出的用于為聽者產(chǎn)生可聽聲音的空中聲壓波.可以將音頻信號發(fā)送至揚聲器以產(chǎn)生聲音.可交替使用術(shù)語揚聲器和擴音器以描述將電氣輸入轉(zhuǎn)換成通過空氣傳播至聽者的音頻聲壓波的電氣換能器.為了本申請的目的，揚聲器不包括耳機，其中換能器聽覺緊密地耦合到聽者的耳朵以使得所述聲壓波至少某些程度上被限制到所述聽者的耳朵.

圖1是示例性便攜式電子設(shè)備100的視圖，該電子設(shè)備100具有通常位于所述設(shè)備的四個拐角的四個揚聲器102、104、106、108(例如，擴音器).所述設(shè)備包括顯示屏110，顯示屏110面向與揚聲器相同的方向，以傳送視聽內(nèi)容至設(shè)備的用戶.在一個實施例中，所有的揚聲器被集成在所述便攜式電子設(shè)備100的同一外殼內(nèi)，并布置為從顯示屏向外，并且穿過所述外殼的將看到顯示屏(例如平板電腦的外殼內(nèi)的觸摸屏)的相同表面在聲學(xué)上開放.

更一般的，體現(xiàn)本發(fā)明的便攜式電子設(shè)備具有四個或更多個揚聲器組件(或揚聲器)，每個具有相似的聲音再現(xiàn)能力，該四個或更多個揚聲器組件(或揚聲器)彼此間隔開但在設(shè)備上對稱布置，使得在具有兩個垂直側(cè)邊和兩個水平側(cè)邊的設(shè)備的四個方位中，相似的揚聲器陣列面對用戶.在任何給定的方位中，所述兩個垂直側(cè)邊可被看作左側(cè)和右側(cè).在左側(cè)將具有至少兩個揚聲器，并且在右側(cè)將具有至少兩個揚聲器。為了呈現(xiàn)立體聲音頻節(jié)目，表示所述節(jié)目的左側(cè)的音頻信號將基于設(shè)備方位被發(fā)送至設(shè)備左側(cè)的揚聲器.表示所述節(jié)目的右側(cè)的音頻信號將基于設(shè)備方位被發(fā)送至設(shè)備右側(cè)的揚聲器.

圖2是示例性的便攜式電子設(shè)備100的框圖，其示出了用于處理和路由音頻信號的音頻管理系統(tǒng)240。音頻源200提供左音頻信號202和右音頻信號204.所述左音頻信號和右音頻信號可以被提供給所述音頻管理系統(tǒng)240的音頻路由器230，其將左音頻信號202傳導(dǎo)至設(shè)備的左側(cè)的揚聲器并將右音頻信號204傳導(dǎo)至設(shè)備的右側(cè)的揚聲器.所述音頻管理系統(tǒng)240可以包括方位傳感器220，其可提供方位信號224至所述音頻路由器230的選擇輸入端，以控制每個音頻信號被路由到哪一個或哪幾個揚聲器.

圖3是接收相同音頻信號的兩個揚聲器102、104的側(cè)視圖.該圖表示了純正弦波的聲音，其波長是揚聲器102、104之間距離的一半。半圓形實線302、304表示在揚聲器102、104前面的空間中的定位或位置，在該處存在來自揚聲器102、104中的每一個的最大聲壓。半圓形虛線312、314表示存在來自揚聲器102、104中的每一個的最小聲壓的定位或位置.如果揚聲器102、104之間的距離是20cm，則所述聲音將具有10cm的波長和大約3400Hz的頻率.

當至所述兩個揚聲器102、104中每個揚聲器的距離相等或者相差整數(shù)倍波長時，來自揚聲器102、104中的每個揚聲器的聲壓將會互相增強，以產(chǎn)生最大聲壓水平.至所述兩個揚聲器102、104中的每個揚聲器的距離沿著該兩個揚聲器之間的線的垂直平分面300相等.在平分面300上可以被稱作在軸上.可存在額外的表面310，在該表面310上，至兩個揚聲器102、104中每個揚聲器的距離相差整數(shù)倍波長并且所述揚聲器產(chǎn)生最大聲壓水平.這些額外的表面310的定位或位置取決于與兩個揚聲器之間的距離有關(guān)的聲音波長.當來自每個揚聲器的最大聲壓重合以產(chǎn)生最大聲壓水平時，來自兩個揚聲器的聲波可以被描述為對于特定頻率是同相的.

當?shù)絻蓚€揚聲器102、104中每個揚聲器的距離相差整數(shù)倍波長加1/2波長時，來自揚聲器102、104中的每個揚聲器的聲壓會互相破壞地干擾以產(chǎn)生最小聲壓水平。在該處來自所述兩個揚聲器中一個揚聲器102的最大聲壓302與來自另一個揚聲器104的最小聲壓314重合的表面320由具有由兩條短虛線分隔的長虛線的線來表示.來自兩個揚聲器102、104的聲波302、312、304、314的破壞性干擾320產(chǎn)生被稱作“波瓣(lobing)”的不良后果，其中隨著聽者移動至遠離理想的軸上位置的不同位置(也被稱作離軸移動)，音頻信號中的變化的頻率會隨之衰減.由于波瓣導(dǎo)致的頻譜中的陷波，聽者會經(jīng)受不良的心理聲學(xué)影響.

圖4是表現(xiàn)出第二聲音的兩個揚聲器102、104的另一個側(cè)視圖，該第二聲音是純正弦波，其具有為揚聲器102、104之間的距離的兩倍的波長.該第二聲音的頻率是圖3中所示聲音的頻率的四分之一.半圓實線402、404表示來自揚聲器102、104中的每個揚聲器的最大聲壓.半圓虛線412，414表示來自揚聲器102，104中的每個揚聲器的最小聲壓。如果兩個揚聲器102、104之間的距離是20cm，該聲波將會具有40cm的波長和大約860Hz的頻率.

如圖3所示，至兩個揚聲器102、104中每個揚聲器的距離沿著該兩個揚聲器之間的線的垂直平分面400是相等的，并且所述揚聲器在該面處產(chǎn)生最大聲壓水平.至兩個揚聲器102、104中每個揚聲器的距離沿著通過該兩個揚聲器的線420相差半個波長，并且來自揚聲器102、104中的每個揚聲器的聲壓將會互相破壞性干擾，以沿著該線產(chǎn)生最小聲壓水平.在聲場內(nèi)的所有其他地點，所述聲壓水平將大于該最小水平.當對于該頻率的聲壓水平隨著聽者離軸移動而減小時，該減小是平緩的，并且聽者不會如他們使用更高頻率(例如圖3所示的頻率)所體驗的那樣在水平中體驗到多個峰值和谷值.

當聲音的波長增加到超過兩個揚聲器102、104之間的距離的兩倍時，其等效于降低頻率，聲場中將不存在具有完全破壞性干擾的地點。隨著聽者離軸移動的聲壓水平的減少將會變得更加平緩，因為聲音波長進一步增加而頻率變得更低。對于具有為揚聲器之間的距離的四倍或者更大的波長的頻率，通常認為波瓣影響可忽略不計。

期望在立體聲場的一側(cè)使用多于一個揚聲器以增加可用的最大聲壓水平，從而增大音頻系統(tǒng)的動態(tài)范圍.還期望在立體聲場的一側(cè)使用多于一個揚聲器以使音頻信號的視在起源更好地集中在揚聲器之間，以使得所述音頻呈現(xiàn)看起來更多朝向設(shè)備100上的顯示屏110的中心。然而，如上所述，向兩個揚聲器提供相同的音頻信號會由于揚聲器產(chǎn)生的聲波之間的破壞性干擾而導(dǎo)致不期望的波瓣。

再次參見圖2，音頻源200向音頻管理系統(tǒng)240提供左音頻信號和右音頻信號202、204.所述音頻管理系統(tǒng)240包括音頻處理器210(例如低通濾波器)，其接收來自音頻源200的音頻信號202、204.所述音頻處理器210衰減所述左音頻信號和右音頻信號202、204的高頻部分，以產(chǎn)生經(jīng)處理的左音頻信號和右音頻信號211、214.將所述經(jīng)處理的左音頻信號和右音頻信號提供給音頻管理系統(tǒng)240的音頻路由器230.所述音頻路由器230將所述經(jīng)處理的左音頻信號212傳導(dǎo)至設(shè)備左側(cè)的除了一個之外所有的揚聲器，以及將所述經(jīng)處理的右音頻信號214傳導(dǎo)至設(shè)備右側(cè)的除了一個之外所有的揚聲器.

音頻路由器230將具有左音頻信號的高頻部分的左音頻信號202傳導(dǎo)至設(shè)備100的左側(cè)的僅一個揚聲器。同樣，音頻路由器230將具有右音頻信號的高頻部分的右音頻信號204傳導(dǎo)至設(shè)備100的右側(cè)的僅一個揚聲器.通過這種方式，音頻節(jié)目的高頻部分被限定于設(shè)備的每側(cè)的單個揚聲器，以最小化不期望的波瓣效應(yīng)。對于波瓣具有較小貢獻的音頻節(jié)目的低頻部分被輸送至全部揚聲器以最大化所輸送的音頻節(jié)目的聲壓水平.

用于衰減音頻信號的一部分的低通濾波器的截止頻率和下降率可以通過實驗被“調(diào)整”，以對于設(shè)備上的音頻呈現(xiàn)產(chǎn)生希望的心理聲學(xué)效果.在一些實施方式中，可使用二階低通濾波器消除音頻信號的高頻部分。在其他實施方式中，可以使用架式濾波器衰減音頻信號的高頻信號部分，而非完全消除高頻部分.

應(yīng)當理解，設(shè)備100的左側(cè)和右側(cè)的揚聲器之間的距離可以基于設(shè)備的方位改變.例如，如圖1所示，揚聲器A 102和B 104在設(shè)備100的左側(cè)，揚聲器C 106和D 108在右側(cè).每個揚聲器對都分隔開第一距離。當設(shè)備順時針方向旋轉(zhuǎn)九十度時，揚聲器B 104和C 106在設(shè)備100的左側(cè)，揚聲器D 108和A 102在右側(cè)。這些揚聲器對以大于第一距離的第二距離分隔開?？赡芷谕憫?yīng)于設(shè)備方位提供用于產(chǎn)生經(jīng)處理的左和右音頻信號212、214的不同的截止頻率和/或其他處理參數(shù).音頻管理系統(tǒng)的方位傳感器220可以向低通濾波器提供方位信號222以控制如何處理音頻信號202、204.

圖5A示出了用戶510將便攜式電子設(shè)備100保持在軸上500位置處。在該位置處，用戶510處于距每個揚聲器的距離近似相等的聲場內(nèi)的區(qū)域中.來自每個揚聲器的聲壓將會彼此增強，以在用戶的收聽位置處產(chǎn)生最大聲壓水平.

圖5B示出了用戶510將所述便攜式電子設(shè)備100保持在離軸520的位置，其中設(shè)備的頂部邊緣成角度地朝向用戶.通過圍繞在設(shè)備左側(cè)和右側(cè)之間延伸的中心線旋轉(zhuǎn)設(shè)備而傾斜該設(shè)備.在一些實施例中，方位傳感器220可以感知設(shè)備100的這樣的傾斜以估計用戶510相對于軸上位置的位置.設(shè)備傾斜可以用于進一步調(diào)整低通濾波器的操作.在一個實施例中，設(shè)備傾斜可用于可控地延遲被傳導(dǎo)至處于由于設(shè)備的傾斜而更靠近用戶510的水平邊緣的揚聲器的音頻信號，以重定向軸上500位置朝向用戶.可以按照揚聲器由于傾斜而向用戶移動每英寸大約74毫秒的速率延遲音頻信號。

在一個實施例中，方位傳感器220可以感知設(shè)備100傾斜到近似水平位置，例如當設(shè)備平放在桌上時，并且可調(diào)整低通濾波器以使得呈現(xiàn)適合于在寬泛的區(qū)域內(nèi)收聽的聲場。

圖7是用于處理和路由音頻信號到設(shè)備700的揚聲器102、104、106、108的音頻管理系統(tǒng)240的另一實施例的框圖.設(shè)備700可以包括方位傳感器220，其作為音頻管理系統(tǒng)240的一部分，用于提供方位信號222、224、726以控制所述音頻信號的處理和路由的各方面。

音頻源200提供左音頻信號202和右音頻信號204.所述左音頻信號和右音頻信號202、204被耦合到音頻處理器210，音頻處理器210衰減所述左音頻信號和右音頻信號202、204的高頻部分以產(chǎn)生經(jīng)處理的左音頻信號和右音頻信號212、214.可以響應(yīng)于設(shè)備方位而調(diào)整音頻信號高頻部分的截止頻率.響應(yīng)于由音頻信號202、204所表示內(nèi)容的頻率譜，可以通過音頻處理器210的譜分析器部分(未示出)進一步調(diào)整音頻信號的高頻部分的截止頻率。左音頻信號和右音頻信號202、204也可以被耦合到均衡器740，均衡器740增強或強化左音頻信號和右音頻信號202、204的高頻部分以產(chǎn)生增強的左音頻信號和右音頻信號712、714.

經(jīng)處理的左音頻信號和右音頻信號212、214以及增強的左音頻信號和右音頻信號712、714被耦合到延遲處理器，延遲處理器可以對將路由至由于設(shè)備傾斜而更靠近聽者的揚聲器的音頻信號進行時間延遲。音頻信號被提供給音頻路由器230.該音頻路由器將增強的左音頻信號712傳導(dǎo)到在設(shè)備當前方位中在設(shè)備的左側(cè)的僅一個揚聲器。該音頻路由器將增強的右音頻信號714傳導(dǎo)到在設(shè)備當前方位中在設(shè)備的右側(cè)的僅一個揚聲器.經(jīng)處理的左音頻信號和右音頻信號212、214被傳導(dǎo)至在設(shè)備700的適當側(cè)的一個或多個其余的揚聲器.

圖6示出了便攜式電子設(shè)備600，其具有環(huán)繞顯示器610布置的8個揚聲器602、604、606、608、612、614、616、618.在該實施例中，根據(jù)四個“居中”揚聲器612、614、616、618中的哪兩個揚聲器位于設(shè)備600的左側(cè)及右側(cè)，左音頻信號和右音頻信號中的每一個可以被傳導(dǎo)至該四個“居中”揚聲器中的一個.其中高頻被衰減的經(jīng)處理的左音頻信號和右音頻信號在左信號和右信號被適當選降的情況下被傳導(dǎo)至四個“角落”揚聲器602、604、606、608.該四個“居中”揚聲器中的位于設(shè)備600的頂側(cè)和底側(cè)的另外兩個揚聲器可以不使用，或者一個或兩者可以接收經(jīng)處理的左音頻信號和右音頻信號的混合.應(yīng)當注意，不管揚聲器的數(shù)量如何，具有未衰減的高頻的左音頻信號和右音頻信號中的每一個被傳導(dǎo)至僅單個揚聲器.

圖8是用于處理和路由音頻信號至設(shè)備800的揚聲器102、104、106、108的音頻管理的另一實施例的框圖.設(shè)備800可以包括方位傳感器200以提供方位信號224來控制音頻信號的路由.

音頻源200提供左音頻信號202和右音頻信號204.所述左音頻信號和右音頻信號202、204均被耦合到高通濾波器822、832和低通濾波器824、834，以將音頻信號分離成高頻部分和低頻部分.高通濾波器和低通濾波器可被匹配為使得高頻部分和低頻部分可重新組合，以提供與被提供給高通濾波器和低通濾波器的音頻信號基本相同的信號.在一些實施例(未示出)中，來自方位傳感器220的信號可以被使用以響應(yīng)于設(shè)備方位調(diào)整高通濾波器和低通濾波器，與圖7所示的實施例類似。

左音頻信號202的左高頻部分826和右音頻信號204的右高頻部分836被提供給音頻路由器850.該音頻路由器將左高頻部分826傳導(dǎo)到在設(shè)備當前方位中在設(shè)備的左側(cè)的僅一個揚聲器.該音頻路由器將右高頻部分836傳導(dǎo)到在設(shè)備當前方位中在設(shè)備的右側(cè)的僅一個揚聲器.這會降低如上文描述的不期望的波瓣效應(yīng)。

揚聲器102、104、106、108全部可以具有相似的聲音再現(xiàn)能力.每個揚聲器可能相對較小，并且缺少有效再現(xiàn)低頻所需的移動大量空氣的能力.在該實施例中，左音頻信號202的左低頻部分828和右音頻信號204的右低頻部分838通過低音混合器842組合，以提供單個低音信號844，該單個低音信號844包括左音頻信號和右音頻信號202、204的左低頻部分和右低頻部分828、838.所述單個低音信號844被路由到設(shè)備800的所有揚聲器102、104、106、108.

揚聲器混合器862、864、866、868均接收該單個低音信號844，并可以接收通過設(shè)備800的方位確定的高頻部分826、836中的一個.每個揚聲器混合器862、864、866、868被耦合到揚聲器102、104、106、108中的一個，以提供用于驅(qū)動揚聲器的組合的音頻信號.通過將同一低音信號844提供給全部揚聲器，可通過全部揚聲器的協(xié)作操作來移動更大量的空氣，以更有效地再現(xiàn)低頻.如上所述，低頻不會產(chǎn)生波瓣效應(yīng)，即使設(shè)備的全部揚聲器都再現(xiàn)相同的低頻內(nèi)容也是如此.

圖9是用于處理和路由音頻信號至設(shè)備900的揚聲器102、104、106、108的音頻管理的另一實施例的框圖.如上所述，音頻源200提供左音頻信號和右音頻信號202、204，左音頻信號和右音頻信號202、204均耦合到高通濾波器和低通濾波器822、832、824、834，以將音頻信號分離成高頻部分和低頻部分.具有四個揚聲器和兩個音頻通道(或者也被稱作音頻通道信號)的配置作為音頻設(shè)備的示例配置而被示出.本發(fā)明可以應(yīng)用于具有不同數(shù)量的揚聲器和/或呈現(xiàn)不同數(shù)量的通道(或通道信號)的設(shè)備.

左音頻信號202的左高頻部分826和右音頻信號204的右高頻部分836被提供給解相關(guān)引擎950。該解相關(guān)引擎使其接收的音頻信號的內(nèi)容的相位偏移.所述解相關(guān)引擎產(chǎn)生左音頻信號202的左高頻部分826的解相關(guān)版本958，以及右音頻信號204的右高頻部分836的解相關(guān)版本956.當揚聲器再現(xiàn)信號時，音頻信號的高頻部分的解相關(guān)版本產(chǎn)生在聽覺上與音頻信號的高頻部分產(chǎn)生的聲音相同的聲音.然而，由于解相關(guān)版本中的相位偏移，該解相關(guān)版本可在與播放高頻部分的揚聲器相鄰的揚聲器中播放，且具有更少的不期望的波瓣效應(yīng).

解相關(guān)引擎950可以包括音頻路由器，以便將左高頻部分826的解相關(guān)版本958和左高頻部分952傳導(dǎo)至在如來自方位傳感器的方位信號224指示的在設(shè)備當前方位中在設(shè)備的左側(cè)的揚聲器.音頻路由器可以將右高頻部分826的解相關(guān)版本956和右高頻部分954傳導(dǎo)至在設(shè)備當前方位中在設(shè)備的右側(cè)的揚聲器.如果設(shè)備方位固定，解相關(guān)引擎可以按照需要傳導(dǎo)音頻信號，而無需使用方位傳感器.應(yīng)理解，解相關(guān)引擎可提供音頻通道的高頻部分的附加解相關(guān)版本，以允許多于兩個的揚聲器再現(xiàn)該音頻通道的聲音.

應(yīng)理解，左音頻信號202的左高頻部分826和右音頻信號204的右高頻部分836可以根據(jù)音頻源200的原材料而較大程度地或者較小程度地相關(guān)。在一種極端情況中，左通道和右通道可以是完全不同的音頻材料，兩個通道之間不相關(guān).在另一種極端情況中，單聲材料可以被編碼以使得左通道和右通道是相同且完全相關(guān).在這些極端情況之間，左通道和右通道可以包括在兩個通道中相同的一些材料，例如聲樂軌跡(vocal track)，，而其他材料(例如樂器伴奏(instrumental accompaniment))在通道之間或多或少地不同。因此，通道的高頻部分之間的相關(guān)性可基于音頻源材料而變化，音頻源材料繼而可以隨時間變化.

為了減少來自通道間相關(guān)性的不期望的波瓣效應(yīng)，設(shè)備可以包括解相關(guān)度量生成器948，其確定音頻源通道202、204的高頻部分822、832之間的相關(guān)性，并響應(yīng)于所需的解相關(guān)量向解相關(guān)引擎950提供通道解相關(guān)度量946.這也可以被看作音頻源通道202、204的高通濾波版本的對比.響應(yīng)于通道解相關(guān)度量946，解相關(guān)引擎將其接收的通道信號的相位偏移以產(chǎn)生中間通道信號.應(yīng)理解，解相關(guān)引擎可以修改一個或兩個通道以對信號進行解相關(guān)，并產(chǎn)生中間通道信號.解相關(guān)引擎可以隨后進一步產(chǎn)生左音頻信號202的左中間高頻部分826的解相關(guān)版本958、和右音頻信號204的右中間高頻部分836的解相關(guān)版本956.除了降低對于相同通道產(chǎn)生聲音的多個揚聲器之間不期望的波瓣效應(yīng)之外，還可降低通道之間的不期望的波瓣效應(yīng).盡管已針對兩個通道和每通道兩個揚聲器描述了解相關(guān)，但應(yīng)理解，本發(fā)明可以應(yīng)用于具有不同數(shù)量的通道和每通道不同數(shù)量揚聲器的設(shè)備。

揚聲器混合器862、864、866、868中的每一個接收解相關(guān)的高頻部分952、954、956、958的一個以及單個低音信號844。揚聲器混合器862、864、866、868中的每一個被耦合到揚聲器102、104、106、108中的一個以提供驅(qū)動該揚聲器的組合音頻信號.通過向所有揚聲器提供同一低音信號844，可以通過所有揚聲器的協(xié)作動作移動更大量的空氣以更有效地再現(xiàn)低頻.如上所討論的，即使設(shè)備的所有揚聲器再現(xiàn)相同的低頻內(nèi)容，低頻也不會產(chǎn)生波瓣效應(yīng).通過向所有揚聲器提供解相關(guān)的高頻部分，設(shè)備900可對于音頻節(jié)目的高頻部分產(chǎn)生更豐滿的聲音.產(chǎn)生音頻節(jié)目的高頻部分的多個揚聲器之間的不期望的波瓣效應(yīng)可以通過在發(fā)送信號到揚聲器102、104、106、108之前解相關(guān)該高頻部分來被減少或者消除.

圖10是示例的一般性解相關(guān)度量生成器1048和解相關(guān)引擎1050的框圖，其接收m個音頻通道1026-1、10262、1026-m的高頻部分，并產(chǎn)生m個解相關(guān)的中間通道信號1052-1、10522、1052-m.應(yīng)理解，在m＝2的情況下的解相關(guān)度量生成器1048和解相關(guān)引擎1050可以被結(jié)合到如圖9所述的設(shè)備900內(nèi).

解相關(guān)引擎1050可以使各音頻通道1026的各高頻部分通過一連串n個全通濾波器1072-1、1072-2、1072-n，并產(chǎn)生解相關(guān)的中間通道信號1052。全通濾波器是如下這樣的信號處理濾波器，其使全部頻率以相等的增益通過，但通過作為頻率的函數(shù)改變其相位偏移來改變不同頻率間的相位關(guān)系.

全通濾波器是具有相等數(shù)量的輸入和輸出的線性的、非時變的、因果的數(shù)字濾波器，其在Z域中的傳遞函數(shù)可以被表示為：

全通濾波器可以通過優(yōu)化下述參數(shù)而被配置：

f_LP低通濾波器的截止頻率

n_LP低通濾波器的階數(shù)

f_HP高通濾波器的截止頻率

n_HP高通濾波器的階數(shù)

N_AP全通濾波器的一般數(shù)量

APf_start全通濾波器的頻譜中的一般起始點

APf_stop全通濾波器的頻譜中的一般截止點

APf_n，m用于n個揚聲器和m個音頻通道的全通濾波器的頻率

APQ_n，m所有全通濾波器的質(zhì)量因子(Q)

全通濾波器被計算為：

其中，

f₀是濾波器的中心頻率

Q是濾波器的質(zhì)量因子(Q)

f_s是采樣頻率

B₁＝1-alpha

B₂＝-2cos(w₀)

B₃＝1+alpha

A是B的逆：

A₁＝B₃

A₂＝B₂

A₃＝B₁

A和B可用于計算全通濾波器的傳遞函數(shù)。

解相關(guān)引擎1050可以包括系數(shù)計算器1080以執(zhí)行用于全通濾波器的系數(shù)的計算.如圖中所表示的，可以利用矩陣數(shù)學(xué)運算執(zhí)行所述計算.用于處理單個音頻通道的n個全通濾波器中的每個全通濾波器的系數(shù)可以對于m個音頻通道被表示為矢量A[1]到A[m]。通道鏈中的每個全通濾波器可以被配置有選擇為按照級聯(lián)電路1082-1、1082-2、1082-m分布的矢量的元素.

應(yīng)當理解，當設(shè)備中的揚聲器的數(shù)量大于音頻通道的數(shù)量時，可期望創(chuàng)建部分或全部的解相關(guān)中間通道信號的解相關(guān)版本，以使得如對于圖9所示實施例所描述的那樣通過多于一個的揚聲器再現(xiàn)音頻通道的聲學(xué)相似的高頻部分.

解相關(guān)引擎1050可以接收來自解相關(guān)度量生成器1048的通道解相關(guān)度量信號1046，其指示通道間所需的解相關(guān)的量。通道解相關(guān)度量信號1046可以被用于全通濾波器的系數(shù)的計算.

圖10中示出的示例解相關(guān)度量生成器1048形成音頻通道1026-1、1026-2、1026-m的全部高頻部分的和1030和差1032.所述和1030與差1032隨后相乘1034.乘積被并行發(fā)送到m個延遲線1036-1、1036-2、1036-m。該乘積和m個延遲的乘積被求和1038，以產(chǎn)生通道解相關(guān)度量信號1046.在一個實施例中，兩個通道中的同相內(nèi)容產(chǎn)生相關(guān)系數(shù)1.0，而相同頻率的完全反相的正弦波得到0.諸如非相關(guān)噪聲的輸入解相關(guān)內(nèi)容將隨著時間上下變動.

可以使用其他函數(shù)，例如逆自相關(guān)函數(shù)(inverse autocorrelation function，IACF)式，產(chǎn)生通道解相關(guān)度量信號：

所述通道解相關(guān)度量信號可以是任何如下的度量，該度量表達每個通道的內(nèi)容在給定時刻相對于每個其它通道的內(nèi)容如何獨特.例如，在立體聲場景中，信號的“立體聲特性”對于單聲內(nèi)容是“根本沒有”，而對于每個通道中完全不相關(guān)的內(nèi)容是“非常大”.通道解相關(guān)度量的目的是通知系數(shù)計算器1080的解相關(guān)算法在給定時間需要多少解相關(guān).

盡管在附圖中描述并示出了某些示例的實施方式，應(yīng)當理解這些實施例僅僅是示意性的，而非限制本發(fā)明的范圍，并且由于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以想到多種不同的變型，因此本發(fā)明不限于所示和描述的特定的結(jié)構(gòu)和安排.例如，盡管實施例被描述為應(yīng)用于平板設(shè)備，這些實施例也可以被應(yīng)用于其他設(shè)備，例如蜂窩式電話或樞轉(zhuǎn)架上的電腦顯示器.作為另一個示例，每個所述揚聲器組件均可包含若干個揚聲器驅(qū)動元件，例如同軸揚聲器驅(qū)動器或緊鄰的低音單元/高音單元對.因此，該描述可以看作是示例性的而非是限制性的。