專(zhuān)利名稱(chēng)：頻率特征獲取設(shè)備、頻率特征獲取方法和聲音信號(hào)處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及頻率特征獲取設(shè)備及其使用方法，其中頻率特征獲取設(shè)備基于用麥克風(fēng)收集測(cè)試信號(hào)的結(jié)果，來(lái)獲取關(guān)于從揚(yáng)聲器中輸出并被發(fā)送到麥克風(fēng)的聲音信號(hào)的頻率特征信息。本發(fā)明還涉及具有頻率特征信息獲取功能的聲音信號(hào)處理設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，在音頻系統(tǒng)等中，再現(xiàn)和/或輸出音頻信號(hào)、諸如時(shí)間展寬脈沖(TSP)信號(hào)等測(cè)試信號(hào)都是從揚(yáng)聲器中輸出并用單獨(dú)設(shè)置的麥克風(fēng)來(lái)收集的。此外，基于用麥克風(fēng)收集測(cè)試信號(hào)的結(jié)果來(lái)獲取從音頻系統(tǒng)中輸出的聲音信號(hào)的頻率特征信息，并分析該頻率特征。
更具體地講，從揚(yáng)聲器中輸出并被麥克風(fēng)收集的TSP信號(hào)經(jīng)受了諸如快速傅立葉變換(FFT)處理等傅立葉變換處理，并且獲得了頻率特征信息。然后，基于頻率特征獲取的結(jié)果來(lái)計(jì)算增益特征、相位特征等。
過(guò)去，頻率特征信息是根據(jù)下面的方法來(lái)獲得的。即，用來(lái)再現(xiàn)和/或輸出TSP信號(hào)的再現(xiàn)設(shè)備的采樣率(工作頻率)被確定為Fs，并且經(jīng)FFT處理的樣本數(shù)目(TSP信號(hào)的樣本數(shù)目)被確定為n。TSP信號(hào)包括在0到Fs/2Hz范圍中所產(chǎn)生的信號(hào)，其中每間隔Fs/nHz而產(chǎn)生的多個(gè)信號(hào)的增益彼此相同。
例如，其中采樣率由方程式Fs＝44.1kHz來(lái)表示，樣本數(shù)目n由方程式n＝4096來(lái)表示，TSP信號(hào)包括在0到22.05(44.1/2)kHz的頻率范圍中所產(chǎn)生的信號(hào)，其中每間隔約10.8(44100/4096)Hz而產(chǎn)生的多個(gè)信號(hào)的增益彼此相同。
當(dāng)獲得上述TSP信號(hào)時(shí)，例如，便有可能分析在0到22.05kHz范圍中所包括的間隔約為10.8Hz的每一個(gè)頻率帶的頻率特征。
例如，在公布號(hào)為2000-097763的未經(jīng)審查的日本專(zhuān)利申請(qǐng)中以及在公布號(hào)為04-295727的未經(jīng)審查的日本專(zhuān)利申請(qǐng)中，公布了與本發(fā)明有關(guān)的已知技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
此處，根據(jù)上述已知的頻率特征獲取方法，與TSP信號(hào)有關(guān)的上述間隔的值由Fs/n表示，其中該間隔可以被用作可分析的頻率帶的頻率分辨率。不過(guò)，根據(jù)上述配置，當(dāng)幾十Hz到幾百Hz的低頻帶被劃分為多個(gè)窄帶并且分析每一個(gè)窄帶時(shí)，應(yīng)該增大由n指定的TSP信號(hào)樣本數(shù)目。
因此，根據(jù)已知的方法，可能會(huì)不得不增大用于保存TSP信號(hào)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器容量，以便以很短的間隔分析低頻帶的頻率特征。此外，因?yàn)榻?jīng)FFT處理的樣本數(shù)目n有所增大，所以處理的負(fù)荷也增大了。
根據(jù)已知的方法，樣本數(shù)目n的值被確定為4096，這樣每一個(gè)頻率間隔的值大約變?yōu)?0.8Hz，這允許以相對(duì)較短的間隔分析低頻帶的頻率特征。然而，根據(jù)上述配置，很難在當(dāng)再現(xiàn)設(shè)備的硬件資源匱乏時(shí)(比如再現(xiàn)設(shè)備的存儲(chǔ)器容量不夠和/或FFT處理能力較低)增大樣本數(shù)目n的值。接下來(lái)，每一個(gè)頻率間隔的值增大，這使得很難以很短的間隔分析低頻帶的頻率特征。
因此，根據(jù)獲取頻率特征信息的已知方法，獲取頻率特征信息所依據(jù)的間隔的值是有限的，這取決于再現(xiàn)設(shè)備的硬件資源。
因此，根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的頻率特征獲取設(shè)備具有下面的配置。
將時(shí)間展寬脈沖信號(hào)輸入到要測(cè)量的系統(tǒng)并基于該系統(tǒng)所輸出的信號(hào)來(lái)獲取該系統(tǒng)的頻率特征信息的頻率特征獲取設(shè)備包括控制單元，它執(zhí)行控制使得時(shí)間展寬脈沖信號(hào)在時(shí)間軸方向上被擴(kuò)展并被輸出到該系統(tǒng)；以及獲取單元，它分析從該系統(tǒng)中輸出的信號(hào)并獲取頻率特征信息。
根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的頻率特征獲取方法包括如下步驟將在時(shí)間軸方向上擴(kuò)展過(guò)的時(shí)間展寬脈沖信號(hào)發(fā)送到要被測(cè)量的系統(tǒng)；以及分析從該系統(tǒng)中輸出的信號(hào)，以便獲取該系統(tǒng)的頻率特征信息。
根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的聲音信號(hào)處理設(shè)備包括再現(xiàn)單元，它再現(xiàn)應(yīng)該從揚(yáng)聲器中輸出的聲音信號(hào)；控制單元，它使時(shí)間展寬脈沖信號(hào)在時(shí)間軸方向上擴(kuò)展并執(zhí)行控制使得時(shí)間展寬脈沖信號(hào)從揚(yáng)聲器中輸出；獲取單元，它基于麥克風(fēng)所收集的擴(kuò)展后的時(shí)間展寬脈沖信號(hào)，來(lái)獲取從揚(yáng)聲器開(kāi)始并以麥克風(fēng)結(jié)束的聲傳輸系統(tǒng)的頻率特征信息；以及聲音調(diào)節(jié)單元，它基于獲取單元所獲取的頻率特征信息的分析結(jié)果，對(duì)應(yīng)該從揚(yáng)聲器中輸出的聲音信號(hào)執(zhí)行預(yù)定的調(diào)節(jié)。
因此，按上述方式，TSP信號(hào)在時(shí)間軸方向上被擴(kuò)展和輸出。當(dāng)采樣率的值被確定為Fs、樣本數(shù)目被確定為n并且擴(kuò)展TSP信號(hào)的倍率值被確定為K時(shí)，TSP信號(hào)包括在0到Fs/2×K Hz的頻率范圍中所產(chǎn)生的信號(hào)，其中在每一個(gè)Fs/n×K Hz的間隔處所產(chǎn)生的信號(hào)的增益彼此相同。
即，在TSP信號(hào)中所包括的頻率范圍減小了與擴(kuò)展率相對(duì)應(yīng)的值(減小率由1/K來(lái)表示)。然而，每一個(gè)頻率間隔的值可以減小與擴(kuò)展率相對(duì)應(yīng)的值(減小率由1/K來(lái)表示)。
因此，變得有可能以很短的頻率間隔來(lái)獲取頻率特征信息，而不管TSP信號(hào)的樣本數(shù)目n。
接下來(lái)，便有可能在不增大樣本數(shù)目n的情況下減小每一個(gè)頻率間隔的值，使得可以以很短的間隔來(lái)獲取頻率特征信息而不管該設(shè)備的硬件資源。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，基于1/K來(lái)確定TSP信號(hào)中所包括的頻率范圍的值。因此，本發(fā)明允許以很短的間隔來(lái)分析。
此外，上述聲音信號(hào)處理設(shè)備允許基于按上述方式獲得的頻率特征分析結(jié)果，來(lái)調(diào)節(jié)應(yīng)該從揚(yáng)聲器中輸出的聲音信號(hào)。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的聲音信號(hào)處理設(shè)備的內(nèi)部配置以及包括上述聲音信號(hào)處理設(shè)備、揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)的音頻系統(tǒng)的配置的方框圖；圖2示出了由聲音信號(hào)處理設(shè)備中設(shè)置的控制單元所執(zhí)行的各種功能操作；
圖3示出了根據(jù)上述實(shí)施例而執(zhí)行的頻率特征分析操作；圖4A示出了在正常條件下輸出TSP信號(hào)的情況，該情況可以與圖4B所示的TSP信號(hào)被擴(kuò)展并被輸出的情況相比較；圖4B示出了TSP信號(hào)被擴(kuò)展并被輸出的情況，該情況可以與圖4A所示的在正常條件下輸出TSP信號(hào)的情況相比較；圖5是示出了當(dāng)輸出TSP信號(hào)(時(shí)間擴(kuò)展信號(hào))時(shí)作為根據(jù)上述實(shí)施例執(zhí)行的頻率特征分析操作而被執(zhí)行的處理操作的流程圖；圖6是示出了從所收集的聲音信號(hào)被采樣到分析頻率特征這一時(shí)間周期內(nèi)作為根據(jù)上述實(shí)施例執(zhí)行的頻率特征分析操作而被執(zhí)行的處理操作的流程圖；圖7示出了根據(jù)已知方法而獲得的作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果的頻率特征；圖8示出了根據(jù)上述實(shí)施例的方法而獲得的作為另一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的頻率特征；圖9示出了第一實(shí)施例的修改示例；以及圖10是示出了根據(jù)上述實(shí)施例的聲音信號(hào)處理設(shè)備的修改示例的方框圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中，將參照附圖描述本發(fā)明的較佳實(shí)施例。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例用于執(zhí)行聲音信號(hào)處理的再現(xiàn)設(shè)備2的內(nèi)部配置以及包括該再現(xiàn)設(shè)備2的音頻系統(tǒng)1的配置。
如圖1所示，再現(xiàn)設(shè)備2包括介質(zhì)再現(xiàn)單元15，以便再現(xiàn)在期望的記錄介質(zhì)上所記錄的數(shù)據(jù)。期望的記錄介質(zhì)可以是光盤(pán)記錄介質(zhì)(這包括激光唱盤(pán)(CD)、數(shù)字化視頻光盤(pán)(DVD)、藍(lán)光盤(pán)片等)、磁盤(pán)(這包括一種磁光盤(pán)片MD、硬盤(pán)等)、包括半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的記錄介質(zhì)等。
如圖1所示，第一實(shí)施例的音頻系統(tǒng)包括多個(gè)揚(yáng)聲器SP1、SP2、SP3和SP4。每一個(gè)揚(yáng)聲器SP1到SP4輸出由介質(zhì)再現(xiàn)單元15所再現(xiàn)的音頻信號(hào)(聲音信號(hào))。如圖1所示，該音頻系統(tǒng)1還包括分析頻率特征所必需的麥克風(fēng)(MIC)M1，這在下文中會(huì)描述。
上述音頻系統(tǒng)1可以用作汽車(chē)音頻系統(tǒng)和/或帶有5.1聲道的環(huán)繞系統(tǒng)。
在第一實(shí)施例中，音頻系統(tǒng)1中所提供的揚(yáng)聲器的個(gè)數(shù)被確定為四個(gè)。然而，必要的僅僅是音頻系統(tǒng)1至少包括兩個(gè)揚(yáng)聲器。因此，揚(yáng)聲器的數(shù)目并不限于第一實(shí)施例中所確定的個(gè)數(shù)。
再現(xiàn)設(shè)備2包括聲音輸入端Tin，它傳送麥克風(fēng)M1所收集的聲音信號(hào)。再現(xiàn)設(shè)備2通過(guò)聲音輸入端Tin連接到麥克風(fēng)M1。
此外，再現(xiàn)設(shè)備2具有多個(gè)聲音輸出端Tout1、Tout2、Tout3和Tout4，它們分別對(duì)應(yīng)于多個(gè)揚(yáng)聲器SP1、SP2、SP3和SP4。再現(xiàn)設(shè)備2通過(guò)輸出端Tout1到Tout4連接到揚(yáng)聲器SP1到SP4。
從麥克風(fēng)M1通過(guò)聲音輸入端Tin而傳送的收集到的聲音信號(hào)通過(guò)模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器13被傳送到控制單元10。
此外，控制單元10通過(guò)數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器14，將根據(jù)上述揚(yáng)聲器SP1到SP4的數(shù)目而確定其數(shù)目的多個(gè)系統(tǒng)的聲音信號(hào)發(fā)送到上述輸出端Tout1到Tout4。應(yīng)該注意到，根據(jù)聲音信號(hào)發(fā)送所來(lái)自的系統(tǒng)和輸出端之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，任何聲音信號(hào)都被發(fā)送到輸出端Tout1到Tout4之一。
控制單元10包括數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)和/或中央處理單元(CPU)，并且被配置成執(zhí)行各種功能操作，這在下文中進(jìn)行描述。
如圖1所示，控制單元10包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)11和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)12。ROM 11存儲(chǔ)著與控制單元10要執(zhí)行各種控制處理過(guò)程所必需的系數(shù)、參數(shù)等有關(guān)的程序和信息。特別是，在第一實(shí)施例中，ROM 11存儲(chǔ)著關(guān)于時(shí)間展寬脈沖(TSP)信號(hào)的數(shù)據(jù)11a。使用關(guān)于TSP信號(hào)的數(shù)據(jù)，以便執(zhí)行頻率特征分析，這將在下文中描述。
TSP信號(hào)11a按如下來(lái)產(chǎn)生。即，當(dāng)再現(xiàn)設(shè)備2的采樣率(操作頻率)被確定為Fs且TSP信號(hào)11a的樣本數(shù)目(經(jīng)快速傅里葉變換(FFT)處理的樣本數(shù)目，這在下文中再描述)被確定為n時(shí)，TSP信號(hào)11a包括在0Hz到Fs/2Hz的頻率范圍中所產(chǎn)生的信號(hào)，其中在每一個(gè)Fs/nHz的間隔處所產(chǎn)生的信號(hào)的增益彼此相同。
在第一實(shí)施例中，再現(xiàn)設(shè)備2的操作時(shí)鐘頻率(采樣率)Fs被確定為44.1kHz。此外，TSP信號(hào)11a的樣本數(shù)目被確定為512。
此外，RAM 12可用作工作區(qū)域，該區(qū)域用于暫時(shí)存儲(chǔ)與控制單元10所執(zhí)行的操作有關(guān)的數(shù)據(jù)。
如上所述，介質(zhì)再現(xiàn)單元15再現(xiàn)記錄到上述記錄介質(zhì)上的數(shù)據(jù)。
例如，當(dāng)光盤(pán)類(lèi)型的記錄介質(zhì)和/或MD被用作記錄介質(zhì)時(shí)，介質(zhì)再現(xiàn)單元15包括光頭、主軸馬達(dá)、再現(xiàn)信號(hào)處理單元、伺服電路等，以便用激光照射裝入介質(zhì)再現(xiàn)單元15中的盤(pán)片類(lèi)型記錄介質(zhì)并再現(xiàn)出信號(hào)。
然后，介質(zhì)再現(xiàn)單元15將通過(guò)上述再現(xiàn)操作而獲得的音頻信號(hào)發(fā)送到控制單元10。
圖2是示出了控制單元10所執(zhí)行的各種功能操作的方框圖。此外，圖2也示出了圖1中所描述的介質(zhì)再現(xiàn)單元15、ROM 11和RAM 12。
如圖2所示，控制單元10執(zhí)行各種功能操作，示出的有峰值濾波器10a、TSP信號(hào)輸出單元10b、TSP信號(hào)采樣單元10c、FFT處理單元10d、頻率特征分析單元10e和聲音信號(hào)處理單元10f。
在第一實(shí)施例中，控制單元10可通過(guò)執(zhí)行軟件處理來(lái)實(shí)現(xiàn)上述各種功能操作。然而，各方框中所示的功能操作也可以通過(guò)使用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
首先，提供了峰值濾波器10a，以便增強(qiáng)從揚(yáng)聲器SP通過(guò)聲音輸出端Tout而輸出的TSP信號(hào)11a中期望的頻率帶。與峰值濾波器的Q值、中心頻率和增益有關(guān)的信息可以被設(shè)置到峰值濾波器10a。接下來(lái)，峰值濾波器10a基于上述設(shè)置的值來(lái)增強(qiáng)TSP信號(hào)11a中期望的頻帶。
TSP信號(hào)輸出單元10b基于TSP信號(hào)11a，輸出了在下文將描述的頻率特征分析期間應(yīng)該從揚(yáng)聲器SP中輸出的TSP信號(hào)，其中關(guān)于TSP信號(hào)11a的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在ROM11中。即，TSP信號(hào)輸出單元10b基于工作時(shí)鐘頻率，按順序地輸出關(guān)于TSP信號(hào)11a的值的信息。每一個(gè)按上述方式輸出的TSP信號(hào)的值都按圖1所示的順序通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器14和聲音輸出端Tout而被發(fā)送到揚(yáng)聲器SP。接下來(lái)，基于TSP信號(hào)11a產(chǎn)生的聲音信號(hào)從揚(yáng)聲器SP中輸出，成為真實(shí)的聲音。
在第一實(shí)施例中，當(dāng)獲取了關(guān)于頻率特征的信息時(shí)，從全部揚(yáng)聲器SP1到SP4的每一個(gè)中輸出了TSP信號(hào)。接下來(lái)，使TSP信號(hào)輸出單元10b將TSP信號(hào)輸出到全部揚(yáng)聲器通道中的每一根線路。即，如圖1所示，TSP信號(hào)被輸出到與聲音輸出端Tout1相連接的線路、與聲音輸出端Tout2相連接的線路、與聲音輸出端Tout3相連接的線路和與聲音輸出端Tout4相連接的線路。
基于僅從所選揚(yáng)聲器SP中輸出的TSP信號(hào)，可以獲取頻率特征信息。在那種情況下，TSP信號(hào)輸出單元10b將TSP信號(hào)輸出到與所選揚(yáng)聲器SP相對(duì)應(yīng)的聲音輸出端Tout相連接的線路。
TSP信號(hào)采樣單元10c將從圖1所示A/D轉(zhuǎn)換器13中發(fā)出并由麥克風(fēng)M1收集的信號(hào)作為與揚(yáng)聲器SP所輸出的TSP信號(hào)有關(guān)的收集到的聲音信號(hào)來(lái)發(fā)送。然后，TSP信號(hào)采樣單元10c基于工作時(shí)鐘頻率對(duì)所收集的聲音信號(hào)進(jìn)行采樣。關(guān)于所采樣的信號(hào)和/或TSP信號(hào)的數(shù)據(jù)(被稱(chēng)為T(mén)SP數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù))存儲(chǔ)在RAM 12中。
FFT處理單元10d對(duì)采樣后的TSP信號(hào)執(zhí)行FFT處理。即，獲取了與由揚(yáng)聲器SP輸出并被發(fā)送到麥克風(fēng)M1的聲音信號(hào)的頻率特征有關(guān)的信息。與已經(jīng)經(jīng)FFT處理的TSP信號(hào)有關(guān)的信息也存儲(chǔ)在RAM 12中。
為了獲取頻率特征信息，可以使采樣后的TSP信號(hào)經(jīng)受與上述FFT處理不同的傅里葉變換處理。
頻率特征分析單元10e分析通過(guò)FFT處理而獲得的頻率特征。更具體地講，通過(guò)計(jì)算增益特征和/或相位特征，來(lái)分析頻率特征。
如圖2所示，聲音信號(hào)處理單元10f執(zhí)行信道(ch)分配處理、聲音場(chǎng)與聲處理等。
信道分配處理按下述來(lái)執(zhí)行。聲音信號(hào)處理單元10f將多個(gè)系統(tǒng)的音頻信號(hào)(基于介質(zhì)再現(xiàn)單元15發(fā)送過(guò)來(lái)的信號(hào)而產(chǎn)生的音頻信號(hào))分配到與各系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的揚(yáng)聲器SP相連接的各線路(即，與各系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的聲音輸出端Tout)，從而輸出了音頻信號(hào)。例如，當(dāng)音頻系統(tǒng)1作為汽車(chē)音頻系統(tǒng)而提供時(shí)，兩個(gè)系統(tǒng)Lch和Rch的音頻信號(hào)(介質(zhì)再現(xiàn)單元15所再現(xiàn)的音頻信號(hào))被分配到與系統(tǒng)Lch和Rch相對(duì)應(yīng)的揚(yáng)聲器SP相連接的線路上(與系統(tǒng)Lch和Rch相對(duì)應(yīng)的聲音輸出端Tout)，從而輸出了音頻信號(hào)。
當(dāng)音頻系統(tǒng)1作為5.1聲道環(huán)繞系統(tǒng)而提供并且兩個(gè)系統(tǒng)Lch和Rch的音頻信號(hào)由介質(zhì)再現(xiàn)單元15來(lái)再現(xiàn)時(shí)，與5.1聲道相對(duì)應(yīng)的六個(gè)系統(tǒng)的音頻信號(hào)從該兩個(gè)系統(tǒng)的音頻信號(hào)中產(chǎn)生。然后，六個(gè)系統(tǒng)的音頻信號(hào)被分配到與該六個(gè)系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的聲音輸出端Tout相連接的線路，從而輸出了音頻信號(hào)。
此外，上述聲音場(chǎng)和聲處理表示通過(guò)執(zhí)行均衡處理等以實(shí)現(xiàn)各種聲效而執(zhí)行的處理和/或?yàn)閷?shí)現(xiàn)諸如數(shù)字混響等聲場(chǎng)效果而執(zhí)行的處理。
此外，在第一實(shí)施例中，聲音信號(hào)處理單元10f執(zhí)行各種類(lèi)型的調(diào)節(jié)。例如，聲音信號(hào)處理單元10f基于頻率特征分析單元10e所執(zhí)行的頻率特征分析結(jié)果，對(duì)介質(zhì)再現(xiàn)單元15所再現(xiàn)的音頻信號(hào)的每一個(gè)頻帶進(jìn)行增益調(diào)節(jié)。
已經(jīng)提出了基于頻率特征分析結(jié)果對(duì)應(yīng)該從揚(yáng)聲器SP中輸出的音頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)的各種技術(shù)。因此，關(guān)于調(diào)節(jié)的細(xì)節(jié)將不限于本說(shuō)明書(shū)。
因此，在第一實(shí)施例中像過(guò)去那樣使用TSP信號(hào)，以便獲取頻率特征信息。
然而，在執(zhí)行上述使用TSP信號(hào)的已知方法的情況下，TSP信號(hào)的每一個(gè)頻率間隔的值被確定為Fs/n，其中該頻率間隔可以被視為可分析的頻率帶的頻率分辨率。接下來(lái)，在幾十Hz到幾百Hz的低頻帶被劃分成許多小帶并且分析每一個(gè)小帶的情況下，應(yīng)該增大由n指定的TSP信號(hào)的樣本數(shù)目。
因此，當(dāng)根據(jù)已知方法以很短的間隔來(lái)分析低頻帶的頻率特征時(shí)，應(yīng)該增大用于存儲(chǔ)關(guān)于TSP信號(hào)的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器(ROM 11)容量。此外，增大樣本數(shù)目n的值，從而增大經(jīng)FFT處理的樣本數(shù)目。接下來(lái)，控制單元10所承受的處理負(fù)荷也增大了。
即，當(dāng)硬件資源匱乏時(shí)，這意味著再現(xiàn)設(shè)備2的存儲(chǔ)器容量很小和/或控制單元10的處理能力很小，很難增大樣本數(shù)目n的值，所以TSP信號(hào)的頻率間隔的值增大了。因此，變得很難以很短的間隔來(lái)獲取低頻帶的頻率特征信息。
因此，根據(jù)已知的方法，獲取頻率特征信息所依據(jù)的間隔是有限的，這取決于再現(xiàn)設(shè)備2的硬件資源。
因此，在第一實(shí)施例中，根據(jù)圖3所示方法，TSP信號(hào)在時(shí)間軸方向上被擴(kuò)展并被輸出。
首先，當(dāng)每過(guò)一個(gè)單個(gè)時(shí)鐘就輸出一個(gè)TSP信號(hào)11a的值時(shí)，獲取如圖3所示的TSP信號(hào)波形，其中關(guān)于TSP信號(hào)11a的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在圖1和2所示的ROM 11中。即，當(dāng)在正常條件下輸出TSP信號(hào)時(shí)，獲取上述TSP信號(hào)波形。
在第一實(shí)施例中，TSP信號(hào)在時(shí)間軸方向上擴(kuò)展了預(yù)定的倍數(shù)并被輸出。在第一實(shí)施例中，TSP信號(hào)值在時(shí)間軸方向上擴(kuò)展了K倍并被輸出。在下面的描述中，在時(shí)間軸方向上擴(kuò)展TSP信號(hào)的比率被指定為K。
圖3所示圍繞波形的每一個(gè)框表示TSP信號(hào)的單個(gè)周期的開(kāi)始與結(jié)束。
圖4A示出了在正常條件下為了驗(yàn)證而輸出的TSP信號(hào)。即，當(dāng)TSP信號(hào)11a的樣本數(shù)目被確定為n時(shí)，每過(guò)一個(gè)單個(gè)的時(shí)鐘就輸出從零到n個(gè)樣本的值。
如上所述，第一實(shí)施例的TSP信號(hào)的樣本數(shù)目n被確定為512。因此，在這種情況下，TSP信號(hào)的單個(gè)周期長(zhǎng)度被確定為512個(gè)時(shí)鐘。
此外，在這種情況下，工作時(shí)鐘頻率是44.1kHz。因此，在正常條件下輸出的TSP信號(hào)的單個(gè)周期長(zhǎng)度由512/44100秒來(lái)表示。
如圖4B所示，在第一實(shí)施例中，作為一種在時(shí)間軸方向上擴(kuò)展TSP信號(hào)的方法，對(duì)TSP信號(hào)11a進(jìn)行增加采樣并輸出。即，在預(yù)定的多個(gè)時(shí)鐘內(nèi)輸出TSP信號(hào)的每一個(gè)值。
在那種情況下，在時(shí)間軸方向上擴(kuò)展TSP信號(hào)的倍率值K被確定為10。
因此，在10個(gè)時(shí)鐘內(nèi)輸出TSP信號(hào)的每一個(gè)值，這樣要被輸出的TSP信號(hào)的單個(gè)周期長(zhǎng)度的值由512×10個(gè)時(shí)鐘來(lái)表示。此外，在采樣率為44.1kHz的情況下，TSP信號(hào)的單個(gè)周期長(zhǎng)度由5120/44100秒來(lái)表示。
回到圖3，當(dāng)按上述方式在時(shí)間軸方向上對(duì)TSP信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)展并輸出時(shí)，通過(guò)麥克風(fēng)M1可獲得圖3所示的收集聲音信號(hào)。收集聲音信號(hào)是一種擴(kuò)展信號(hào)，其單個(gè)周期長(zhǎng)度的值是通過(guò)使n個(gè)時(shí)鐘乘以K而獲得的。
此外，在第一實(shí)施例中，用與擴(kuò)展TSP信號(hào)的倍率K相對(duì)應(yīng)的值對(duì)收集聲音信號(hào)或擴(kuò)展信號(hào)進(jìn)行縮減采樣。更具體地講，因?yàn)門(mén)SP信號(hào)擴(kuò)展了10倍，所以將收集聲音信號(hào)縮減采樣到原來(lái)的收集聲音信號(hào)的十分之一。即，每10個(gè)時(shí)鐘就對(duì)擴(kuò)展信號(hào)或收集聲音信號(hào)采樣一次。因此，按上述方式獲得的信號(hào)的單個(gè)周期長(zhǎng)度變得與未擴(kuò)展并輸出的TSP信號(hào)的單個(gè)周期長(zhǎng)度相同。在這種情況下，所獲得的信號(hào)的單個(gè)周期長(zhǎng)度由方程式n＝512個(gè)時(shí)鐘來(lái)表示。
此外，通過(guò)執(zhí)行上述縮減采樣而獲得的TSP信號(hào)要經(jīng)FFT處理，這種處理是通過(guò)使用n個(gè)樣本來(lái)執(zhí)行的。即，對(duì)TSP信號(hào)的n個(gè)樣本執(zhí)行FFT處理，這樣便獲得了頻率特征信息。
之后，分析通過(guò)執(zhí)行FFT處理而獲得的頻率特征信息。更具體地講，通過(guò)計(jì)算增益特征和/或相位特征，來(lái)分析頻率特征。
此處，TSP信號(hào)在時(shí)間軸方向上擴(kuò)展了K倍并被輸出。在這種情況下，TSP信號(hào)包括在0Hz到Fs/2×K Hz的頻率帶中產(chǎn)生的信號(hào)，其中在每一個(gè)Fs/n×KHz的間隔處所產(chǎn)生的信號(hào)的增益彼此相同。即，TSP信號(hào)包括在0到Fs/2×KHz的頻率范圍中所產(chǎn)生的信號(hào)，其中與每一個(gè)Fs/n×K Hz的間隔相對(duì)應(yīng)的信號(hào)的增益彼此相同。
接下來(lái)，在TSP信號(hào)中所包括的頻率范圍減小了與擴(kuò)展TSP信號(hào)的倍率相對(duì)應(yīng)的值(減小率由1/K來(lái)表示)。不過(guò)，頻率間隔可以減小與擴(kuò)展TSP信號(hào)的倍率相對(duì)應(yīng)的值(減小率由1/K來(lái)表示)。
此外，根據(jù)上述操作，根據(jù)擴(kuò)展率K將在時(shí)間軸方向上擴(kuò)展了K倍的TSP信號(hào)縮減采樣到原始TSP信號(hào)的K分之一。所獲得的TSP信號(hào)變得與通過(guò)使用原始的n個(gè)尚未輸出的樣本而獲得的TSP信號(hào)相同。
當(dāng)通過(guò)使用n個(gè)樣本而獲得的TSP信號(hào)經(jīng)上述使用n個(gè)樣本的FFT處理時(shí)，通過(guò)上述FFT處理而實(shí)現(xiàn)的頻率分辨率(頻率間隔)變?yōu)榇笮?Fs/K)/nHz的間隔。更具體地講，基于方程式Fs＝44.1kHz、K＝10和n＝51，頻率間隔的每一個(gè)值都是8.61Hz。
不過(guò)，在這種情況下，TSP信號(hào)在時(shí)間軸方向上被擴(kuò)展。因此，如上所述，根據(jù)倍率K，頻率范圍減小了。即，因?yàn)門(mén)SP信號(hào)包括在0Hz到Fs/2Hz的頻率范圍中所產(chǎn)生的信號(hào)，所以在時(shí)間軸方向上被擴(kuò)展了K倍的TSP信號(hào)中所包括的信號(hào)的頻率范圍減小到從0Hz到(Fs/K)/2Hz的頻率范圍。
接下來(lái)，根據(jù)第一實(shí)施例中所用的方法，分析的范圍減小了與擴(kuò)展TSP信號(hào)的倍率相對(duì)應(yīng)的值。不過(guò)，每一個(gè)頻率間隔都可以減小與擴(kuò)展倍率相對(duì)應(yīng)的值。即，根據(jù)上述方法，可以按根據(jù)擴(kuò)展率確定的短間隔來(lái)獲取頻率特征信息，而不管TSP信號(hào)的樣本數(shù)目n，所以可以在不受再現(xiàn)設(shè)備2和/或控制單元10的硬件資源的影響下以很短的間隔來(lái)分析頻率特征。
通過(guò)將已知的方法與第一實(shí)施例所用的方法進(jìn)行比較，便可以清楚地理解上述效果。即，根據(jù)已知的方法，樣本數(shù)目n的值被確定為4096，所以每一個(gè)頻率間隔的值都被設(shè)為大約10.8Hz。此外，根據(jù)第一實(shí)施例中所使用的方法，樣本數(shù)目n的值被確定為512并且擴(kuò)展率K的值被確定為10，所以每一個(gè)頻率間隔的值被設(shè)為大約8.61Hz。
此外，在第一實(shí)施例中，TSP信號(hào)中所包括的頻率范圍減小到原始頻率范圍的K分之一。因此，根據(jù)第一實(shí)施例中所使用的方法，變得有可能以很短的間隔來(lái)分析低頻帶。
此外，如上所述，將擴(kuò)展了K倍的TSP信號(hào)縮減采樣到原始TSP信號(hào)的K分之一，所以經(jīng)FFT處理的樣本(所獲得的TSP信號(hào)中所包括的樣本)數(shù)目可以被確定為T(mén)SP信號(hào)的樣本數(shù)目n。即，盡管通過(guò)執(zhí)行已知方法而設(shè)置的約10.8Hz的間隔值與通過(guò)執(zhí)行第一實(shí)施例中所用的方法而設(shè)置的約為8.61Hz的間隔值大致相同，但是根據(jù)已知的方法，對(duì)其數(shù)目由方程式n＝4096來(lái)表示的那些樣本執(zhí)行FFT處理。另一方面，根據(jù)第一實(shí)施例中所使用的方法，對(duì)其數(shù)目由方程式n＝512來(lái)表示的那些樣本執(zhí)行FFT處理。因此，根據(jù)第一實(shí)施例，變得有可能減小為了獲得頻率特征信息而必須經(jīng)FFT處理的樣本的數(shù)目。
因此，因?yàn)榭梢詼p小經(jīng)FFT處理的樣本的數(shù)目，所以可以減小控制單元10的處理容量。此外，因?yàn)楦鶕?jù)要設(shè)置的擴(kuò)展率K可以減小樣本數(shù)目n，所以可以根據(jù)減小后的樣本數(shù)目n來(lái)減小經(jīng)FFT處理的樣本數(shù)目。即，控制單元10的FFT處理容量可以減小與要設(shè)置的擴(kuò)展率K相對(duì)應(yīng)的值，這也允許在不受再現(xiàn)設(shè)備2的硬件資源的影響下以很短的間隔來(lái)分析頻率特征。
接下來(lái)，將參照?qǐng)D5和6所示的流程圖來(lái)描述為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)第一實(shí)施例的頻率特征分析操作而執(zhí)行的處理操作。
根據(jù)ROM 11中所存儲(chǔ)的程序，用圖1和2所示的控制單元10來(lái)執(zhí)行圖5和6所示的處理操作。
圖5示出了當(dāng)輸出TSP信號(hào)(時(shí)間擴(kuò)展信號(hào))時(shí)所執(zhí)行的處理操作，就像第一實(shí)施例的頻率特征分析操作。圖5所示的處理操作對(duì)應(yīng)于作為圖2所示功能方框之一而提供的TSP信號(hào)輸出單元10b所執(zhí)行的操作。
在圖5中，在步驟S101中，輸出值標(biāo)識(shí)計(jì)數(shù)值i被重置為零。使用輸出值標(biāo)識(shí)計(jì)數(shù)值i，以便在下文將描述的步驟S103中確定應(yīng)該輸出TSP信號(hào)11a中的哪一個(gè)樣本(關(guān)于該樣本的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在ROM 11中)。
在步驟S102中，輸出數(shù)字標(biāo)識(shí)計(jì)數(shù)值j被重置為零。使用輸出數(shù)字標(biāo)識(shí)計(jì)數(shù)值i，以便在步驟S103中確定TSP信號(hào)中的單個(gè)數(shù)值輸出了多少次。
在步驟S103中，輸出TSP信號(hào)中的第i個(gè)樣本。即，由上述輸出值標(biāo)識(shí)計(jì)數(shù)i所指定的數(shù)值(該指定值被包括在TSP信號(hào)11a的多個(gè)數(shù)值中，關(guān)于該指定值的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在ROM 11中)輸出到圖1所示的D/A轉(zhuǎn)換器14。
然后，在步驟S104中，確定該輸出數(shù)字計(jì)數(shù)值j是否達(dá)到了擴(kuò)展率K的值。在這種情況下，擴(kuò)展率K的值可像上文那樣被設(shè)為10。
當(dāng)輸出數(shù)字計(jì)數(shù)值j未達(dá)到擴(kuò)展率K的值使得在步驟S104中獲得否定的結(jié)果時(shí)，該處理過(guò)程推進(jìn)到步驟S105，其中輸出數(shù)字標(biāo)識(shí)計(jì)數(shù)值j增加1，由表達(dá)式j(luò)+1來(lái)表示。然后，該處理過(guò)程返回到步驟S103，其中再次輸出TSP信號(hào)中的第i個(gè)樣本。因此，因?yàn)榕c步驟S104、S105、S103和S104相對(duì)應(yīng)的處理過(guò)程按該順序重復(fù)執(zhí)行，所以在多個(gè)時(shí)鐘內(nèi)(其數(shù)目是根據(jù)擴(kuò)展率K來(lái)確定的)輸出TSP信號(hào)的一個(gè)值。
當(dāng)輸出數(shù)字標(biāo)識(shí)計(jì)數(shù)值j達(dá)到了擴(kuò)展率K的值使得在步驟S104中獲得肯定的結(jié)果時(shí)，該處理過(guò)程推進(jìn)到步驟S106，其中輸出數(shù)字標(biāo)識(shí)計(jì)數(shù)值j被重置到零，并且在步驟S107中確定輸出值標(biāo)識(shí)計(jì)數(shù)值i是否達(dá)到樣本數(shù)目n的值。
樣本數(shù)目值n表示TSP信號(hào)11a的樣本的數(shù)目n。即，在步驟S107中，確定是否輸出TSP信號(hào)的單個(gè)周期。換句話說(shuō)，確定是否輸出TSP信號(hào)的全部數(shù)值。
在步驟S107中，當(dāng)輸出值標(biāo)識(shí)計(jì)數(shù)值i未達(dá)到樣本數(shù)目值n使得在步驟S107中獲得否定結(jié)果時(shí)，該處理過(guò)程推進(jìn)到步驟S108，其中輸出值標(biāo)識(shí)計(jì)數(shù)值i增大1，由表達(dá)式i+1來(lái)表示。然后，該處理過(guò)程返回到步驟S103，其中再次輸出TSP信號(hào)的第i個(gè)樣本。
此外，在步驟S107中，當(dāng)輸出值標(biāo)識(shí)計(jì)數(shù)值i達(dá)到樣本數(shù)目值n使得獲得了肯定的結(jié)果時(shí)，該處理過(guò)程推進(jìn)到步驟S109，其中確定輸出擴(kuò)展信號(hào)是否應(yīng)該結(jié)束。即，確定在預(yù)定的時(shí)間周期內(nèi)是否輸出擴(kuò)展信號(hào)。
如圖5所示，當(dāng)確定在預(yù)定的時(shí)間周期內(nèi)不輸出擴(kuò)展信號(hào)使得在步驟S109中獲得否定的結(jié)果時(shí)，該處理過(guò)程返回到步驟S101，從而輸出擴(kuò)展信號(hào)。
當(dāng)確定在預(yù)定的時(shí)間周期內(nèi)輸出擴(kuò)展信號(hào)使得在步驟S109中獲得了肯定的結(jié)果時(shí)，如圖5所示的輸出處理便結(jié)束了。
圖6示出了從對(duì)收集到的聲音信號(hào)進(jìn)行采樣到分析頻率特征的時(shí)間周期內(nèi)所執(zhí)行的處理操作，就像在第一實(shí)施例中所執(zhí)行的頻率特征分析操作那樣。
應(yīng)該注意到，與圖5所示處理操作相平行地執(zhí)行圖6所示的處理操作。此外，圖6所示的處理操作對(duì)應(yīng)于作為圖2所示功能方框而提供的TSP信號(hào)采樣單元10c、FFT處理單元10d和頻率特征分析單元10e所執(zhí)行的操作。
在圖6中，在步驟S201中，控制單元10等待，直到它進(jìn)入應(yīng)該開(kāi)始采樣的狀態(tài)。即，控制單元10等待，直到它進(jìn)入因圖5所示處理操作而應(yīng)該開(kāi)始對(duì)揚(yáng)聲器SP所輸出的擴(kuò)展信號(hào)進(jìn)行采樣的狀態(tài)。更具體地講，控制單元10等待，直到在開(kāi)始輸出擴(kuò)展信號(hào)之后預(yù)定的時(shí)間流逝而過(guò)。
然后，在步驟S202中，當(dāng)應(yīng)該開(kāi)始對(duì)擴(kuò)展信號(hào)采樣時(shí)，對(duì)擴(kuò)展信號(hào)進(jìn)行采樣。即，對(duì)麥克風(fēng)M1收集并通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器13傳送的聲音信號(hào)進(jìn)行采樣。
在步驟S203中，確定是否對(duì)單個(gè)周期的擴(kuò)展信號(hào)進(jìn)行采樣。即，確定是否對(duì)單個(gè)周期的擴(kuò)展信號(hào)進(jìn)行采樣并以之作為從A/D轉(zhuǎn)換器13發(fā)送過(guò)來(lái)的收集聲音信號(hào)。
此外，在這種情況下，在時(shí)間軸方向上使TSP信號(hào)擴(kuò)展K倍(10倍)并以之作為擴(kuò)展信號(hào)，就像圖3所示的那樣。即，確定在開(kāi)始采樣之后是否在第512×K個(gè)時(shí)鐘(第512×10個(gè)時(shí)鐘)內(nèi)執(zhí)行采樣。
如果確定不對(duì)單個(gè)周期的擴(kuò)展信號(hào)進(jìn)行采樣使得在步驟S203處獲得否定結(jié)果，則該處理過(guò)程推進(jìn)到步驟S204，其中控制單元10在與K-1個(gè)時(shí)鐘相對(duì)應(yīng)的時(shí)間周期內(nèi)等待。然后，該處理過(guò)程返回到步驟S202，其中再次對(duì)擴(kuò)展信號(hào)(收集聲音信號(hào))進(jìn)行采樣。
因?yàn)閳?zhí)行了與步驟S204相對(duì)應(yīng)的等待處理，所以實(shí)現(xiàn)了圖3所示的縮減采樣。
當(dāng)對(duì)單個(gè)周期的擴(kuò)展信號(hào)進(jìn)行采樣使得在步驟S203中獲得肯定的結(jié)果時(shí)，對(duì)于采樣后的擴(kuò)展信號(hào)對(duì)n個(gè)樣本執(zhí)行FFT處理。即，因?yàn)橥ㄟ^(guò)執(zhí)行縮減采樣而獲得的擴(kuò)展信號(hào)的樣本數(shù)目再次變?yōu)閚，所以對(duì)這n個(gè)樣本執(zhí)行FFT處理。
之后，在步驟S206中分析頻率特征。即，針對(duì)通過(guò)上述FFT處理而獲得的頻率特征，計(jì)算增益特征和/或相位特征，以便分析頻率特征。
按上述方式分析的頻率特征信息被用于控制單元10中的聲音信號(hào)處理單元10f所執(zhí)行的音頻信號(hào)調(diào)節(jié)。
圖7和8分別示出了通過(guò)實(shí)際輸出TSP信號(hào)以便獲得頻率特征信息而執(zhí)行的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
圖7示出了當(dāng)根據(jù)已知方法對(duì)麥克風(fēng)M1所收集的聲音信號(hào)進(jìn)行采樣并使其經(jīng)FFT處理時(shí)所獲得的結(jié)果。圖8示出了當(dāng)根據(jù)第一實(shí)施例中所使用的方法對(duì)麥克風(fēng)M1所收集的聲音信號(hào)進(jìn)行采樣并使其經(jīng)FFT處理時(shí)所獲得的結(jié)果。即，圖7和8分別示出了頻率特征獲取的結(jié)果。在圖7和8中，縱軸示出了增益(dB)，橫軸示出了頻率。
為了達(dá)到圖7和8所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，TSP信號(hào)的樣本數(shù)目n被確定為512，而采樣率Fs的值被確定為44.1kHz。此外，根據(jù)圖8所示的第一實(shí)施例，擴(kuò)展率K的值被確定為10。
圖7和8分別示出了當(dāng)揚(yáng)聲器SP所輸出的TSP信號(hào)經(jīng)峰值濾波器時(shí)所獲得的結(jié)果，其中保持方程式Q＝1，增益的值被確定為20dB，中心頻率的值被確定為30Hz。
首先，當(dāng)使用圖7所示的已知方法并且樣本數(shù)目n被確定為512時(shí)，可以計(jì)算可分析的頻率間隔的值，大約由方程式44100/512＝86.1Hz來(lái)表示，其中表達(dá)式Fs/n保持不變。因此，很難分析被設(shè)置到峰值濾波器10a、大小為30Hz的中心頻率附近的頻率。在這種情況下，因?yàn)榭煞治龅念l率間隔的值約為86.1Hz，所以與30Hz的中心頻率最接近的頻率就是那些約86.1Hz的頻率。如圖7所示，參照其數(shù)值大約產(chǎn)生一條直線的高頻，最接近的約86.1Hz的頻率增強(qiáng)了約12dB。
另一方面，根據(jù)圖8所示的第一實(shí)施例，TSP信號(hào)中所包括的信號(hào)的頻率范圍減小到0到(Fs/K)/2Hz，更具體地講，0到4410/2Hz，即0到2.205kHz，因?yàn)閿U(kuò)展率K的值是10。因此，在圖8中，沒(méi)有觀察到如圖7所示的由高頻產(chǎn)生的一條大致直的線。不過(guò)，因?yàn)榭煞治龅念l率間隔的值約為8.61Hz，所以可以分析30Hz的中心頻率(該中心頻率由峰值濾波器10a來(lái)設(shè)置)附近的頻率的特征。如圖8所示，參照高頻區(qū)域附近所獲得的那些增益值，30Hz的中心頻率附近所獲得的增益值增強(qiáng)了約20dB。
上述實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明第一實(shí)施例中所使用的方法允許大致地分析頻率特征。
應(yīng)該注意到，本發(fā)明可以在不限于上述實(shí)施例的情況下得到實(shí)現(xiàn)。
例如，在第一實(shí)施例中，在多個(gè)預(yù)定的時(shí)鐘內(nèi)，輸出相同的信號(hào)值，作為擴(kuò)展信號(hào)的輸出。不過(guò)，在多個(gè)預(yù)定時(shí)鐘(例如，每十個(gè)時(shí)鐘，像第一實(shí)施例中那樣)的每一個(gè)時(shí)鐘內(nèi)可以輸出多個(gè)信號(hào)值，并且可以在其它周期內(nèi)執(zhí)行線性插值和/或零插值。
在任何情況下，當(dāng)像第一實(shí)施例那樣對(duì)收集聲音信號(hào)進(jìn)行縮減采樣時(shí)，在時(shí)間軸方向上擴(kuò)展TSP信號(hào)，并且根據(jù)擴(kuò)展TSP信號(hào)的倍率對(duì)其進(jìn)行縮減采樣。
此外，根據(jù)第一實(shí)施例，擴(kuò)展了K倍并被輸出的TSP信號(hào)減小到原始TSP信號(hào)的K分之一，以便減小經(jīng)FFT(傅里葉變換)處理的樣本數(shù)目。不過(guò)，當(dāng)經(jīng)傅里葉變換處理的樣本數(shù)目并不特別重要時(shí)，擴(kuò)展了K倍并被輸出的TSP信號(hào)可以按原樣進(jìn)行采樣，而不必經(jīng)縮減采樣，然后經(jīng)傅里葉變換處理，從而獲得了如圖9所示的頻率特征信息。即，在每一個(gè)單個(gè)時(shí)鐘內(nèi)就對(duì)擴(kuò)展了K倍并被輸出的TSP信號(hào)的收集聲音信號(hào)進(jìn)行采樣，并使其經(jīng)傅里葉變換處理，從而獲得了頻率特征信息。
根據(jù)上述配置，TSP信號(hào)也被擴(kuò)展并被輸出。因此，可分析的頻率范圍限于基于擴(kuò)展率K而確定的頻率范圍，就像第一實(shí)施例那樣。不過(guò)，頻率間隔減小與擴(kuò)展率K相對(duì)應(yīng)的值。接下來(lái)，應(yīng)該保持不變的樣本數(shù)目n作為T(mén)SP信號(hào)可以根據(jù)擴(kuò)展率K而減小，并且頻率間隔并不因被視為再現(xiàn)設(shè)備2的硬件資源的存儲(chǔ)器容量而受到限制。
不過(guò)，因?yàn)閿U(kuò)展后的TSP信號(hào)按原樣進(jìn)行采樣，所以經(jīng)傅里葉變換處理的樣本數(shù)目是根據(jù)圖9所示的表達(dá)式n×K來(lái)確定。此外，考慮到再現(xiàn)設(shè)備2的處理能力，頻率間隔是受限的。
因此，即便再現(xiàn)設(shè)備2具有足夠的處理能力，當(dāng)存儲(chǔ)器容量匱乏時(shí)，上述方法仍是有效的。
此外，根據(jù)第一實(shí)施例，TSP信號(hào)被擴(kuò)展并通過(guò)增加采樣而被輸出，就像圖4B所示的那樣。不過(guò)，在這種情況下，在擴(kuò)展后的TSP信號(hào)中可能出現(xiàn)高頻噪聲。可預(yù)期，擴(kuò)展率越高，高頻噪聲的出現(xiàn)就變得越顯著。
因此，如圖10所示，在再現(xiàn)設(shè)備2中，可以在用于輸出TSP信號(hào)的系統(tǒng)和/或用于收集并采樣TSP信號(hào)的系統(tǒng)中設(shè)置至少一個(gè)低通濾波器(LPF)20。更具體地講，LPF 20可以被設(shè)置在聲音輸入端Tin和A/D轉(zhuǎn)換器13之間和/或A/D轉(zhuǎn)換器13和控制單元10之間。此外，LPF 20可以被設(shè)置在控制單元10中、在控制單元10和D/A轉(zhuǎn)換器14之間、和/或在D/A轉(zhuǎn)換器14和聲音輸出端Tout之間。
上述配置允許有效地減小出現(xiàn)在擴(kuò)展TSP信號(hào)中的高頻噪聲并獲得正確的頻率特征線性。
此外，根據(jù)上述實(shí)施例，對(duì)單個(gè)周期的擴(kuò)展信號(hào)進(jìn)行采樣，并獲得頻率特征信息。不過(guò)，多個(gè)周期的擴(kuò)展信號(hào)可以被獲得、添加并取平均。之后，取平均后的信號(hào)經(jīng)傅里葉變換處理，從而獲得了頻率特征信息。
在圖1中，提供了介質(zhì)再現(xiàn)單元15，以便再現(xiàn)記錄介質(zhì)上所記錄的音頻信號(hào)。不過(guò)，介質(zhì)再現(xiàn)單元15還可以作為一個(gè)分立的振幅調(diào)制(AM)和頻率調(diào)制(FM)調(diào)諧器而設(shè)置，該調(diào)諧器被配置成接收并解調(diào)AM和/或FM并輸出音頻信號(hào)。
再現(xiàn)設(shè)備2被配置成再現(xiàn)(接收和/或解調(diào))音頻信號(hào)。不過(guò)，再現(xiàn)設(shè)備2可以被配置成再現(xiàn)視頻信號(hào)和電視廣播，以便用于在其上記錄有音頻信號(hào)和視頻信號(hào)的記錄介質(zhì)。在這種情況下，再現(xiàn)設(shè)備2必須被配置成可輸出與音頻信號(hào)同步發(fā)送過(guò)來(lái)的視頻信號(hào)。
因此，根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的聲音信號(hào)處理設(shè)備包括上述介質(zhì)再現(xiàn)單元15，以便具有再現(xiàn)記錄介質(zhì)上所記錄的數(shù)據(jù)的功能和/或接收廣播信號(hào)的功能。然而，聲音信號(hào)處理設(shè)備可以還包括放大器，以便輸入在外部再現(xiàn)的(接收的)聲音信號(hào)并基于所分析的頻率特征來(lái)調(diào)節(jié)所輸入的聲音信號(hào)。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在所附的權(quán)利要求書(shū)或其等價(jià)方案的范圍內(nèi)，可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求和其它因素做出各種修改、組合、子組合和替換。
權(quán)利要求
1.一種將時(shí)間展寬脈沖信號(hào)輸入要被檢測(cè)的系統(tǒng)并基于所述系統(tǒng)輸出的信號(hào)來(lái)獲取所述系統(tǒng)的頻率特征信息的頻率特征獲取設(shè)備，所述頻率特征獲取設(shè)備包括控制裝置，它執(zhí)行控制，使得所述時(shí)間展寬脈沖信號(hào)在時(shí)間軸方向上被擴(kuò)展并被輸出到所述系統(tǒng)；以及獲取裝置，它分析從所述系統(tǒng)中輸出的信號(hào)并且獲取所述頻率特征信息。
2.如權(quán)利要求1所述的頻率特征獲取設(shè)備，其特征在于，所述要被測(cè)量的系統(tǒng)是一種從至少一個(gè)揚(yáng)聲器開(kāi)始并以至少一個(gè)麥克風(fēng)結(jié)束的聲傳輸系統(tǒng)；其中所述控制裝置將擴(kuò)展后的時(shí)間展寬脈沖信號(hào)發(fā)送到所述揚(yáng)聲器；以及其中所述獲取裝置分析從所述麥克風(fēng)中輸出的信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的頻率特征獲取設(shè)備，其特征在于，所述控制裝置執(zhí)行控制，使得所述時(shí)間展寬脈沖信號(hào)在所述時(shí)間軸方向上被擴(kuò)展，并且通過(guò)將所保存的TSP信號(hào)的每一個(gè)值作為數(shù)據(jù)連續(xù)地輸出預(yù)定多個(gè)次數(shù)來(lái)進(jìn)行輸出。
4.如權(quán)利要求1所述的頻率特征獲取設(shè)備，其特征在于，所述獲取裝置進(jìn)行縮減采樣并獲取從所述系統(tǒng)中輸出的信號(hào)，并且對(duì)所述經(jīng)縮減采樣并獲取的輸出信號(hào)執(zhí)行傅里葉變換處理，以便獲取所述頻率特征信息。
5.一種頻率特征獲取方法，所述方法包括如下步驟將在時(shí)間軸方向上擴(kuò)展后的時(shí)間展寬脈沖信號(hào)發(fā)送到要被測(cè)量的系統(tǒng)；以及分析從所述系統(tǒng)中輸出的信號(hào)，以便獲取所述系統(tǒng)的頻率特征信息。
6.如權(quán)利要求5所述的頻率特征獲取方法，其特征在于，所述要被測(cè)量的系統(tǒng)是一種從至少一個(gè)揚(yáng)聲器開(kāi)始并以至少一個(gè)麥克風(fēng)結(jié)束的聲傳輸系統(tǒng)；其中在所述傳輸步驟中將擴(kuò)展后的時(shí)間展寬脈沖信號(hào)發(fā)送到所述揚(yáng)聲器；以及其中在所述分析步驟中分析從所述麥克風(fēng)中輸出的信號(hào)。
7.一種聲音信號(hào)處理設(shè)備，它包括再現(xiàn)裝置，它再現(xiàn)應(yīng)該從揚(yáng)聲器中輸出的聲音信號(hào)；控制裝置，它在時(shí)間軸方向上擴(kuò)展時(shí)間展寬脈沖信號(hào)并且執(zhí)行控制，使得所述時(shí)間展寬脈沖信號(hào)從所述揚(yáng)聲器中輸出；獲取裝置，它基于麥克風(fēng)所收集的擴(kuò)展后的時(shí)間展寬脈沖信號(hào)，來(lái)獲取從所述揚(yáng)聲器開(kāi)始并以所述麥克風(fēng)結(jié)束的聲傳輸系統(tǒng)的頻率特征信息；以及聲音調(diào)節(jié)裝置，它基于對(duì)所述獲取裝置所獲取的頻率特征信息的分析的結(jié)果，對(duì)應(yīng)該從所述揚(yáng)聲器中輸出的聲音信號(hào)進(jìn)行預(yù)定的調(diào)節(jié)。
8.一種將時(shí)間展寬脈沖信號(hào)輸入要被檢測(cè)的系統(tǒng)并基于所述系統(tǒng)輸出的信號(hào)來(lái)獲取所述系統(tǒng)的頻率特征信息的頻率特征獲取設(shè)備，所述頻率特征獲取設(shè)備包括控制單元，它執(zhí)行控制，使得所述時(shí)間展寬脈沖信號(hào)在時(shí)間軸方向上被擴(kuò)展并被輸出到所述系統(tǒng)；以及獲取單元，它分析從所述系統(tǒng)中輸出的信號(hào)并且獲取所述頻率特征信息。
9.一種聲音信號(hào)處理設(shè)備，它包括再現(xiàn)單元，它再現(xiàn)應(yīng)該從揚(yáng)聲器中輸出的聲音信號(hào)；控制單元，它在時(shí)間軸方向上擴(kuò)展時(shí)間展寬脈沖信號(hào)并且執(zhí)行控制，使得所述時(shí)間展寬脈沖信號(hào)從所述揚(yáng)聲器中輸出；獲取單元，它基于麥克風(fēng)所收集的擴(kuò)展后的時(shí)間展寬脈沖信號(hào)，來(lái)獲取從所述揚(yáng)聲器開(kāi)始并以所述麥克風(fēng)結(jié)束的聲傳輸系統(tǒng)的頻率特征信息；以及聲音調(diào)節(jié)單元，它基于對(duì)所述獲取單元所獲取的頻率特征信息的分析的結(jié)果，對(duì)應(yīng)該從所述揚(yáng)聲器中輸出的聲音信號(hào)進(jìn)行預(yù)定的調(diào)節(jié)。
全文摘要
提供了一種將時(shí)間展寬脈沖信號(hào)輸入要被檢測(cè)的系統(tǒng)并基于該系統(tǒng)輸出的信號(hào)來(lái)獲取該系統(tǒng)的頻率特征信息的頻率特征獲取設(shè)備。該頻率特征獲取設(shè)備包括控制單元，它執(zhí)行控制，使得該時(shí)間展寬脈沖信號(hào)在時(shí)間軸方向上被擴(kuò)展并被輸出到該系統(tǒng)；以及獲取單元，它分析從該系統(tǒng)中輸出的信號(hào)并且獲取頻率特征信息。
文檔編號(hào)G10L11/00GK1952629SQ20061013735
公開(kāi)日2007年4月25日 申請(qǐng)日期2006年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月18日
發(fā)明者木野泰之 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社