專利名稱：多聲道低音管理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本說明書描述多聲道音頻系統(tǒng)的低音部分的管理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面， 一種具有多個輸入聲道(channel)的音頻系 統(tǒng)， 一種用于處理音頻信號的方法包括多個聲道的第一組的第一 合成處理，以提供包括第一譜帶中頻率的第一低音音頻信號流；多 個聲道的第二組的第二合成處理，以提供包括第一i普帶中頻率的第 二低音音頻信號流；以及多個聲道的第三合成處理，以提供包括第 二語帶中頻率的第三低音音頻信號流，該第二譜帶包括低于第 一譜 帶的頻率。
第一合成處理可以包括合成(combine)前聲道，第二合成處理 可以包括合成后聲道。
第一合成處理可以包括合成左半球聲道，第二合成處理可以包 括合成右半球聲道。
第一合成處理可以包括合成多聲道音頻系統(tǒng)的第一相鄰定向聲 道，第二合成處理可以包括合成多聲道音頻系統(tǒng)的第二相鄰聲道。
用于處理音頻信號的方法還可以包括將第 一 低音音頻信號流傳 送到第 一全頻揚(yáng)聲器，以用于與第 一低音音頻信號流相對應(yīng)的到聲
能的轉(zhuǎn)換；以及將第二低音音頻信號流傳送到第二全頻揚(yáng)聲器，以 用于與第二低音音頻信號流相對應(yīng)的到聲能的轉(zhuǎn)換。
用于處理音頻信號的方法還可以包括將第三低音音頻信號流傳 送到低音或亞低音揚(yáng)聲器，以用于與第三低音音頻信號流相對應(yīng)的 到聲能的轉(zhuǎn)換。
用于處理音頻信號的方法還可以包括合成第二低音音頻信號流
和第三低音音頻信號流以提供合成的低音音頻信號流。
用于處理音頻信號的方法還可以包括將合成的音頻信號流傳送
到第 一 全頻揚(yáng)聲器以用于到聲能的轉(zhuǎn)換。
用于處理音頻信號的方法還可以包括將合成的音頻信號流傳送
到低音或亞低音揚(yáng)聲器以用于到聲能的轉(zhuǎn)換。
用于處理音頻信號的方法還可以包括第 一 低音音頻信號流至)J
第 一揚(yáng)聲器的第 一傳送；第二低音音頻信號流到第二揚(yáng)聲器的第二
傳送；以及第三低音音頻信號流到第三揚(yáng)聲器的第三傳送。
用于處理音頻信號的方法還可以包括合成第一低音音頻流、第 二低音音頻信號流和第三低音音頻信號流，以提供合成的低音音頻
信號流；以及將合成的低音音頻信號流傳送到第三揚(yáng)聲器，以用于 與該合成的低音音頻信號流相對應(yīng)的到聲能的轉(zhuǎn)換。
合成可以包括調(diào)整(scale)第一音頻信號流和第三低音信號流。
第一合成處理可以包括合成多個聲道的第一組以創(chuàng)建第一合成 的信號，以及通過帶通濾波器對該合成的信號進(jìn)行濾波。
濾波可以包括通過上截止頻率小于300Hz的帶通濾波器對第一 合成的音頻信號進(jìn)行濾波。
第三合成處理可以包括合成多個聲道以創(chuàng)建合成的信號，以及 通過衰減約80Hz以上頻率的濾波器對該合成的信號進(jìn)行濾波。
濾波可以包4舌通過j氐通濾波器進(jìn)4亍濾波。
濾波可以包括通過帶通濾波器進(jìn)行濾波。
用于處理音頻信號的方法還可以包括第一濾波，對多個聲道 的第一組的一個進(jìn)行濾波以提供第一高頻音頻信號流；第二濾波，
對多個聲道的第 一 組的另 一 個進(jìn)行濾波以提供第二高頻音頻信號
流；第三濾波，對多個聲道的第二組的一個進(jìn)行濾波以提供第三高 頻音頻信號流；以及第四濾波，對多個聲道的第二組的另一個進(jìn)行 濾波以提供第四高頻音頻信號流。
本方法還可以包括將第 一 高頻音頻信號流傳送到第 一 揚(yáng)聲器 用于到聲能的轉(zhuǎn)換；將第二高頻音頻信號流傳送到第二揚(yáng)聲器用于
到聲能的轉(zhuǎn)換；將第三高頻音頻信號流傳送到第三揚(yáng)聲器用于到聲
能的轉(zhuǎn)換；將第四高頻音頻信號流傳送到第四揚(yáng)聲器用于到聲能的 轉(zhuǎn)換；將第 一 低音音頻信號流傳送到第 一 揚(yáng)聲器和第二揚(yáng)聲器用于 到聲能的轉(zhuǎn)換；以及將第二低音音頻信號流傳送到第三揚(yáng)聲器和第 四揚(yáng)聲器用于到聲能的轉(zhuǎn)換。
本方法還可以包括將第三低音音頻信號流傳送到低音或亞低音 揚(yáng)聲器用于到聲能的轉(zhuǎn)換。
對多個輸入聲道中至少 一個聲道的濾波可以包括通過高通濾波 器對輸入聲道信號進(jìn)行濾波。
合成處理可以包括對多個輸入聲道進(jìn)行濾波，用以為多個聲道 中的每一個提供高頻鐠部分、低頻語部分和甚低頻語部分；合成多
個頻譜部分的第一子集的低頻部分，以提供第一合成的低頻音頻信 號流；合成多個頻譜部分的第二子集的低頻部分，以提供第二合成 的低頻音頻信號流，其中第一子集和第二子集不相同；以及合成多 個輸入聲道的甚低頻部分以提供甚低頻信號流。
本發(fā)明的另一方面，多聲道音頻系統(tǒng)可以包括第一合成電路， 用于合成第一多個聲道的第一諮帶以提供第一低音音頻信號流；第 二合成電路，用于合成第二多個聲道的第一謙帶以提供第二低音音 頻信號流；以及第三合成電路，用于合成第一多個聲道和第二多個 聲道的第二i脊帶以提供第三低音音頻信號流，該第二譜帶包含低于 第一i脊帶的頻率。
第一合成電路可以包括用于合成前聲道的元件，第二合成電^各 可以包括用于合成后聲道的元件。
第一合成電路可以包括用于合成左半球聲道的元件，第二合成 電路可以包括用于合成右半〗求聲道的元件。
多聲道音頻系統(tǒng)還可以包括第一傳送電路，用于將第一低音 音頻信號流傳送到第 一全頻揚(yáng)聲器，以用于與第 一低音音頻信號流 相對應(yīng)的到聲能的轉(zhuǎn)換；以及第二傳送電路，用于將第二低音音頻 信號流傳送到第二全頻揚(yáng)聲器，以用于與第二低音音頻信號流相對
應(yīng)的到聲能的轉(zhuǎn)換。
多聲道音頻系統(tǒng)可以包括第三傳送電路，用于將第三低音音頻 信號流傳送到低音或亞低音揚(yáng)聲器，以用于與第三低音音頻信號流 相對應(yīng)的到聲能的轉(zhuǎn)換。
多聲道音頻系統(tǒng)可以包括第四合成電路，用于合成第二低音音 頻信號流和第三低音音頻信號流，以提供合成的低音音頻信號流。
多聲道音頻系統(tǒng)可以包括第四傳送電路，用于將合成的音頻信 號流傳送到第 一 全頻揚(yáng)聲器以用于到聲能的轉(zhuǎn)換。
多聲道音頻系統(tǒng)可以包括第五傳送電路，用于將合成的音頻信 號傳送到低音或亞低音揚(yáng)聲器以用于到聲能的轉(zhuǎn)換。
多聲道音頻可以包括第一傳送電路，用于將第一低音音頻信 號流傳送到第一揚(yáng)聲器；第二傳送電路，用于將第二低音音頻信號 流傳送到第二揚(yáng)聲器；以及第三傳送電路，用于將第三低音音頻信 號流傳送到第三揚(yáng)聲器。
多聲道音頻系統(tǒng)可以包括傳送電路，用于將第二音頻信號流 傳送到第三揚(yáng)聲器；合成電路，用于合成第一音頻信號流和低音音 頻信號流以提供合成的音頻信號流；以及將合成的信號音頻信號流 傳送到第三揚(yáng)聲器。
多聲道音頻系統(tǒng)可以包括這樣的電路，該電路包含用于調(diào)整第 一音頻信號流和第三低音信號流的調(diào)整器。
第一合成電路可以包括這樣的電路，該電路用于合成第一多個 聲道以創(chuàng)建第一合成的信號，以及通過帶通濾波器對該合成的信號 進(jìn)4亍濾波。
濾波電路可以包括上截止頻率小于300Hz的帶通濾波器。 第三合成電路可以包括這樣的電路，該電路用于合成多個聲道 以創(chuàng)建合成的信號、以及通過低通濾波器對該第二合成的信號進(jìn)行濾波。
多聲道音頻系統(tǒng)還可以包括第一高通濾波器，用于對第一多
個聲道中的一個進(jìn)行濾波以提供第一高頻音頻信號流；第二高通濾
波器，用于對第一多個聲道中的另一個進(jìn)行濾波以提供第二高頻音
頻信號流；第三高通濾波器，用于對第二多個聲道中的一個進(jìn)行濾 波以提供第三高頻音頻信號流；以及第四高通濾波器，用于對第二 多個聲道中的另 一個進(jìn)行濾波以提供第四高頻音頻信號流。
多聲道音頻系統(tǒng)還可以包括第一傳送電路，用于將第一高頻 音頻信號流傳送到第 一揚(yáng)聲器以用于到聲能的轉(zhuǎn)換；第二傳送電路， 用于將第二高頻音頻信號流傳送到第二揚(yáng)聲器以用于到聲能的轉(zhuǎn) 換；第三傳送電路，用于將第三高頻音頻信號流傳送到第三揚(yáng)聲器 以用于到聲能的轉(zhuǎn)換；第四傳送電路，用于將第四高頻音頻信號流 傳送到第四揚(yáng)聲器以用于到聲能的轉(zhuǎn)換；第五傳送電路，用于將第 一低音音頻信號流傳送到第 一揚(yáng)聲器和第二揚(yáng)聲器以用于到聲能的 轉(zhuǎn)換；以及第六傳送電路，用于將第二低音音頻信號流傳送到第三 揚(yáng)聲器和第四揚(yáng)聲器以用于到聲能的轉(zhuǎn)換。
多聲道音頻系統(tǒng)還可以包括第七傳送電路，用于將第三低音音 頻信號流傳送到低音或亞低音揚(yáng)聲器以用于到聲能的轉(zhuǎn)換。
其他特征將在下文描述和權(quán)利要求中說明。參考附圖可以最好 地理解本說明書中描述的音頻系統(tǒng)，附圖中


圖1是多聲道音頻系統(tǒng)的框圖2A和圖2B是圖1中多聲道音頻系統(tǒng)的一部分的框圖，更詳 細(xì)示出了其中一個元件；
圖3示出了表示圖1、圖2A和圖2B中一些元件的頻率響應(yīng)的 曲線；
圖4A-圖4E是音頻系統(tǒng)的可選擇實(shí)施的示意圖5是在車輛艙室內(nèi)實(shí)施的音頻系統(tǒng)的示意圖6是圖1中音頻系統(tǒng)的框圖，更詳細(xì)示出了其中一個元件；
以及
圖7是示出了在音頻系統(tǒng)的一個實(shí)施中被傳送到各種揚(yáng)聲器的
音頻信號流內(nèi)容的圖表。
具體實(shí)施例方式
盡管附圖中的一些示圖的元件在框圖中被顯示為離散元件并被 稱之為"電路"，除非另外指明，這些元件可以作為執(zhí)行軟件指令的 微處理器被實(shí)施，其中軟件指令可以包括數(shù)字信號處理(DSP)指令。
除非另外指明，信號線可以以如下方式實(shí)施離散模擬信號線，帶 有適當(dāng)?shù)男盘柼幚硪蕴幚愍?dú)立音頻信號流的單個離散數(shù)字信號線， 或無線通信系統(tǒng)的元件。如果信號線作為單個離散信號線被實(shí)施， 則元件輸入和輸出終端的數(shù)量和性質(zhì)可以被實(shí)施為單個輸入和輸出 終端。除非另有說明，音頻信號可以以數(shù)字的或模擬的形式被編碼。 為簡單起見，可以使用"聲道x"代替"對應(yīng)于聲道x的音頻信號"。 例如，"聲道Lin被高通濾波"的意思是對應(yīng)于聲道Lin的音頻信號被 高通濾波。
一般地，本說明書描述了一種音頻系統(tǒng)，其被配置用于合成定 向聲道的譜帶以形成多個低音流。多個低音流中的每 一 個可以是兩 個或多個輸入聲道的譜帶的線性組合。
音頻頻諮被劃分為頻帶。低音頻帶被劃分為兩個頻帶，低頻帶 和甚低頻帶。如果存在來自所有定向聲道和低頻效果聲道的甚低頻 帶，則將其合成以提供單個單聲道甚低頻音頻信號流。來自定向聲
道子集組合的低頻帶被合成以提供低音區(qū)域音頻信號流。低音區(qū)域 音頻信號流是定向輸入聲道子集的組合，其表示旨在源于低于高頻 聲能的區(qū)域和源于高于甚低頻聲能的區(qū)域的低音聲能。
傳統(tǒng)音頻系統(tǒng)一般被配置為合成定向聲道的低音頻譜部分，以 提供單個單聲道低音信號(如果存在低頻效果聲道，則該單個單聲 道低音信號可以與低頻效果聲道進(jìn)行合成)，并提供對應(yīng)于輸入聲
道的離散高頻定向輸出聲道；或提供對應(yīng)于定向輸入聲道的全頻輸 出聲道。
根據(jù)本說明書的音頻系統(tǒng)優(yōu)于傳統(tǒng)音頻系統(tǒng)。甚低頻音頻信號
流不被路由到將由于此信號而過載的任何揚(yáng)聲器，但是可以 一皮路由 到系統(tǒng)中能夠再生甚低頻音頻信號流的任何揚(yáng)聲器。對于保持方向
揚(yáng)聲器發(fā)射。這4吏完全(complete)系統(tǒng)的凈空(headroom)最大化， 并為揚(yáng)聲器能力的選擇提供了極大的靈活性。定向聲道的高頻譜部 分可由按傳統(tǒng)方式放置的小揚(yáng)聲器發(fā)射，而低頻譜部分可以由保持 一定方向性的揚(yáng)聲器發(fā)射。
現(xiàn)在參考附圖，特別是圖1，示出了音頻系統(tǒng)的框圖。n聲道音 頻信號源2通過信號線6與源信號處理電路4通信地耦合。源信號 處理電路4通過信號線IO與路由、混合和調(diào)整電路8通信地耦合。 路由、混合和調(diào)整電路8通過信號線14與播放系統(tǒng)12的元件耦合。
N聲道音頻信號源2可以是傳統(tǒng)的音頻信號源，例如CD或DVD 播放器或無線電調(diào)諧器。下文實(shí)例中將使用5.1 (即，n=5.1,其中".l" 是指有限帶寬低頻效果聲道)聲道源。音頻信號源可以具有多于5 個的定向聲道(即，n=6.1， 7.1,...),但不能具有低頻效果聲道(即， n=5， 6, 7,...)。在5或5.1聲道系統(tǒng)中的5個定向聲道典型地包 括左、右、中央、左環(huán)繞和右環(huán)繞聲道。下文中，左、右和中央聲 道可以被稱之為"前，，聲道，而右環(huán)繞和左環(huán)繞聲道可以;故稱之為"后，， 聲道。在具有多于5個聲道的系統(tǒng)中，意在表示相對于正常收聽位 置處于前半球中的源的聲道可以被視為"前，，聲道，意在表示相對于 正常收聽位置處于后半球中的源的聲道可以被視為"后"位置。意在 表示處于正常收聽位置的正左或正右聲道的聲道，可被視為前聲道、 后聲道、既前且后聲道、或非前非后聲道。意在表示相對于正常收 聽位置處于左半球中的源的聲道可以被視為"左半球，，聲道，意在表 示相對于正常收聽位置處于右半^i中的源的聲道可以祐^見為"右半 3求，，聲道。中央或中央環(huán)繞聲道可以^皮一見為左半^求或右半^"聲道、或 兩個半球都是、或兩個半球都不是。
源信號處理電路4接收來自音頻信號源的n個聲道作為輸入信 號，處理該信號，并提供具有適合播放系統(tǒng)12的方向性和頻譜內(nèi)容
的音頻信號的流作為輸出。音頻信號流中包括低音頻率范圍內(nèi)的多 個音頻信號流。低音音頻信號流的數(shù)量和性質(zhì)取決于發(fā)射低音聲能 的揚(yáng)聲器的數(shù)量、能力和位置。源信號處理電路將在對圖2A和圖
2B的討論中進(jìn)行更加詳細(xì)的討論。路由、混合和調(diào)整電路8將在下 文進(jìn)行詳細(xì)討論。播放系統(tǒng)12包括電聲換能器、放大器、均衡器、 壓縮器、限幅器等通常與音頻信號到聲能轉(zhuǎn)換相關(guān)的類似元件。電 聲換能器組合的例子將在下文討論圖4A-圖4E和圖5時描述。
圖2A詳細(xì)說明了源信號處理電路4的實(shí)施。源信號處理電路具 有6個對應(yīng)于音頻信號源2的n個聲道的輸入終端16L、 16R、 16C、 16LS、 16RS和16LFE (分別標(biāo)記為Lin、 Rin、 Cin、 LSin、 RSin和 LFEin)。
聲道Lin通過高通濾波器18-1被高通濾波，用以在輸出終端20-1 提供輸出音頻流Lout。聲道Rin通過高通濾波器18-23皮高通濾波， 用以在輸出終端20-2提供輸出音頻流Rout。聲道Cin通過高通濾波 器18-3被高通濾波，用以在輸出終端20-3提供輸出音頻流Cout。 聲道LSin通過高通濾波器18-4#皮高通濾波，用以在輸出終端20-4 提供輸出音頻流LSout。聲道RSin通過高通濾波器18-5 — 皮高通濾波， 用以在輸出終端20-5提供輸出音頻流RSout。聲道LFEin在加法器 22-1處與聲道RSin合成并在加法器22-2處與聲道LSin合成并在帶 通濾波器24-1處被帶通濾波，用以在輸出終端20-6處提供輸出后低 音音頻流RBass。聲道Cin在加法器22-3處與聲道Rin合成并在加 法器22-4處與聲道Lin合成并在帶通濾波器24-2處被帶通濾波，用 以在輸出終端20-8處提供前低音音頻流FBass。為清晰起見，加法 器22-1和22-2顯示為一對加法器，且加法器22-3和22-4顯示為一 對加法器。每對加法器也可被實(shí)施為具有多個輸入終端的單個加法 器。來自加法器22-2和22-4的輸出信號在加法器22-5處被合成并 在低通濾波器26處被低通濾波，用以在輸出終端20-7處提供全低音 音頻流ABass。加法器22-1至22-5可以包括2000年12月12日提 交的名為"Phase Shifting Audio Signal Combining"的美國專利申請
09〃35123中描述的低音信號合成技術(shù)。加法器與低通、高通和帶通 濾波器的很多其他組合可以用來產(chǎn)生包含不同信號組合的音頻信號 流。例如，RBass信號可以包括帶通的LSin和RSinU旦不是LFEin )。 輸入信號和所應(yīng)用的濾波器的具體組合依賴于播放系統(tǒng)12元件的數(shù) 量、位置、頻率范圍能力。
圖2B示出了源信號處理電路4的另一個實(shí)施。在圖2B的實(shí)施 中，定向輸入聲道Lin、 Rin、 Cin、 LSin和RSin分別被高通濾波器 18HP-1至18HP-5濾波，用以分別在輸出終端20-1至20-5處分別拔_ 供輸出音頻流Lout、 Rout、 Cout、 LSout和RSout。定向聲道還分別 被帶通濾波器18BP-1至18BP-5濾波，并分別被低通濾波器18LP-1 至18LP-5低通濾波。被帶通的L、 LS和C信號在加法器22-9處被 合成，用以在輸出終端20-9處提供左低音輸出音頻流LtBass。被帶 通的R、RS和C信號在加法器22-7處被合成，用以在輸出終端20-10 處提供輸出音頻流RtBass。被低通的L、 R、 C、 LS、 RS和LFE信 號在加法器22-8處被合成，用以在輸出終端20-7處提供ABass音頻 信號流。加法器22-8可以如圖所示是多個加法器，或可以包括一個 或多個具有多個輸入終端的加法器。圖2B的實(shí)施說明多個低音流無 需是前聲道和后聲道的組合，但也可以是左聲道和右聲道的組合。 圖2A和圖2B的實(shí)施還說明濾波可以在合成之前進(jìn)行，也可以在合 成之后進(jìn)行。
圖2A和圖2B的實(shí)施可以以更為復(fù)雜的布置結(jié)合。例如，在7.1 或8.1聲道系統(tǒng)中輸入聲道可以被濾波并合成，以提供左前低音、右 前低音、左后低音和右后低音音頻信號流。類似于圖2A,任意多個 加法器可以通過帶有多個輸入終端的單個加法器實(shí)施。
圖3示出了圖2A和圖2B中濾波器的交叉特性。曲線28可以表 示圖2A中低通濾波器26或圖2B中18LP-1至18LP-5中一個或多個 的頻率響應(yīng)，曲線30-1可以表示圖2A中帶通濾波器24-2或圖2B 中帶通濾波器18BP-1至18BP-5中一個或多個的頻率響應(yīng)；曲線30-2 可以表示圖2中帶通濾波器24-1或圖2B中帶通濾波器18L-1至
1SLP-5中一個或多個的頻率響應(yīng)；曲線32-1可以表示圖2A中高通 濾波器18-1、 18-2和18-3或圖2B中高通濾波器18HP-1至18HP-5 中一些或全部的頻率響應(yīng)；曲線32-2可以表示圖2A中高通濾波器 18_4和18-5或圖2B中高通濾波器18HP-1至18HP-5中一些或全部 的頻率響應(yīng)。通常低通濾波器26和帶通濾波器24-1之間的交叉頻率 //與低通濾波器26和帶通濾波器24-2之間的交叉頻率//相同。帶通 濾波器24-1和高通濾波器18-1、 18-2及18-3之間的交叉頻率/z/7與 帶通濾波器24-2和高通濾波器18-4及18-5之間的交叉頻率可以 相同，也可以不同。在一些實(shí)施中，高通濾波器18-4的頻率響應(yīng)可 以與高通濾波器18-5的頻率響應(yīng)不同，因此高通濾波器18-4及18-5 和帶通濾波器24-1之間的交叉頻率不同。類似地，高通濾波器18-1 的頻率響應(yīng)、高通濾波器18-2的頻率響應(yīng)和高通濾波器18-3的頻率 響應(yīng)可以不同，使得帶通濾波器24-2和高通濾波器18-1 、 18-2及18-3 之間的交叉頻率不同。在一種實(shí)施中，交叉頻率/Z是80Hz,交叉頻 率/ /7和小于300Hz,例如為200Hz。在本i兌明書中，{氐于//的 頻率可以被稱之為"甚低頻，，，高于//但低于/z/7和/z/2的頻率可以被
稱之為"低頻"。
在另外的實(shí)施中，低通濾波器26可以是帶通濾波器，其低頻斷 點(diǎn)被設(shè)置為過濾掉低頻噪音信號，類似地，高通濾波器18-1至18-5 中的 一個或多個可以是過濾掉高頻噪聲的帶通濾波器。任何濾波器 都可以被實(shí)施為聲學(xué)濾波器，例如通過將輸出信號流發(fā)射到具有聲 學(xué)驅(qū)動器和被設(shè)計為可在適當(dāng)頻率產(chǎn)生聲學(xué)滑移的揚(yáng)聲器外殼的揚(yáng) 聲器。濾波也可通過有源或無源元件電子地實(shí)施。
圖2A中輸出終端20-1至20-7和圖2B中輸出終端20-1至20-10 被路由、混合和調(diào)整電路8混合和路由，并作為音頻信號流輸出到 4番》丈系統(tǒng)12。
參考圖4A,其示出了圖1中示例性播放系統(tǒng)12。除揚(yáng)聲器之外 的元件，例如放大器、均衡器、壓縮器、限幅器等沒有在圖中示出。 播放系統(tǒng)包括全頻揚(yáng)聲器34L、 34R、 34C，分別被放置在位于預(yù)期 收聽位置的收聽者36前方的左邊、右邊和中間。播放系統(tǒng)還包括全 頻揚(yáng)聲器34LS和34RS，分別被放置在收聽者36后方的左邊和右邊。 〗番放系統(tǒng)還包括亞低音揚(yáng)聲器38,它^皮;改置在方便的位置，在本例 中在收聽者36后方；亞低音揚(yáng)聲器38的位置不如其他揚(yáng)聲器的位 置重要。圖1中路由、混合和調(diào)整電路8被配置為將音頻信號流 FBass和Lout,還可以有音頻信號流ABass，傳送到揚(yáng)聲器34L;將 音頻信號流FBass和Cout，還可以有音頻信號流ABass,傳送到揚(yáng) 聲器34C;將音頻信號流FBass和Rout,還可以有音頻流ABass, 傳送到揚(yáng)聲器34R;將音頻信號流RBass和LSout,還可以有音頻流 ABass，傳送到揚(yáng)聲器34LS;將音頻信號流RBass和RSout,還可以 有音頻流ABass,傳送到揚(yáng)聲器34RS;以及將音頻流ABass，還可 以有音頻流RBass或音頻流FBass或是兩者(這取決于亞低音揚(yáng)聲 器的位置和其他準(zhǔn)則)，傳送到亞低音揚(yáng)聲器38。揚(yáng)聲器34L至34RS 和亞低音揚(yáng)聲器38將音頻信號轉(zhuǎn)換為與音頻信號流相對應(yīng)的聲能。 如果6個揚(yáng)聲器都發(fā)射了音頻流ABass,則收聽者36所在位置的頻 率響應(yīng)包含的與ABass相對應(yīng)的聲能可以大于與其他音頻信號相對 應(yīng)的聲能。這時可能期望圖1中的路由、混合和調(diào)整電路8削弱發(fā) 送到揚(yáng)聲器的ABass音頻流的振幅(即，使用小于l的因子調(diào)整)， 以在與ABass音頻信號流相對應(yīng)的聲能和與其他音頻信號流相對應(yīng) 的聲能之間取得適當(dāng)?shù)钠胶狻?br> 參考圖4B,其示出了圖1中另一示例性播放系統(tǒng)12。這個播放 系統(tǒng)包括限頻(limited range )揚(yáng)聲器(例如高頻揚(yáng)聲器,Twiddler, 或中頻揚(yáng)聲器或其組合)40L、 40C和40R,分別被放置在處于預(yù)期 收聽位置的收聽者36前方的左邊、中間和右邊，以及限頻揚(yáng)聲器 40LS、 40RS，分別被放置在收聽者36后方的左邊和右邊。揚(yáng)聲器 可以具有兩個或多個具有適當(dāng)交叉電路(沒有示出)的、在不同頻 率范圍中工作的聲學(xué)驅(qū)動器(例如中頻聲學(xué)驅(qū)動器和高頻揚(yáng)聲器)。 此外，前亞低音揚(yáng)聲器42F被放置在收聽者36前方方便的位置，后 亞低音揚(yáng)聲器42R被放置在收聽者36后方方便的位置。亞低音揚(yáng)聲
器也可以具有兩個或多個聲學(xué)驅(qū)動器。圖1中的路由、混合和調(diào)整
電路8被配置為將音頻信號流Lout傳送到揚(yáng)聲器40L;將音頻流 Cout傳送到揚(yáng)聲器40C;將Rout傳送到揚(yáng)聲器40R;將音頻流Lsout 傳送到揚(yáng)聲器40LS;以及將音頻流RSout傳送到揚(yáng)聲器40RS。此外， 圖1中的路由、混合和調(diào)整電路8被配置為將音頻信號流RBass傳 送到后亞低音揚(yáng)聲器42R，以及將音頻信號流FBass傳送到前亞低音 揚(yáng)聲器42F。圖1中的路由、混合和調(diào)整電路8還被配置為將信號流 ABass傳送到前亞低音揚(yáng)聲器42F和后亞低音揚(yáng)聲器42R中的一個 或二者。如圖4A中所示實(shí)例，圖1中的路由、混合和調(diào)整電路8可 以被配置為調(diào)整音頻信號流，以獲得與幾個音頻流相對應(yīng)的聲能的 適當(dāng)平Y(jié)軒。
其他播放系統(tǒng)可以通過組合圖4A和圖4B系統(tǒng)實(shí)施方面來構(gòu)造。 例如，圖4C中的播放系統(tǒng)類似于圖4A中的播放系統(tǒng)，只是圖4A 中的全頻揚(yáng)聲器34C被替換為限頻揚(yáng)聲器40C。圖1中的路由、混 合和調(diào)整電路8被配置為將音頻信號流Cout傳送到限頻揚(yáng)聲器40C。 與前面附圖中的系統(tǒng)相似，圖1中的路由、混合和調(diào)整電路8可以 被配置為調(diào)整音頻信號流，以獲得與幾個音頻流相對應(yīng)的聲能的適 當(dāng)平衡。
圖4D示出了另一示例性播放系統(tǒng)12，它被設(shè)計為與圖2B中的 電路一起使用。圖1中的路由、混合和調(diào)整電路8被配置為將音 頻信號流Lout傳送到限頻揚(yáng)聲器34L;將音頻信號流Cout傳送到限 頻揚(yáng)聲器40C;將音頻信號流Rout傳送到限頻揚(yáng)聲器34R;將音頻 信號流LSout傳送到限頻揚(yáng)聲器34LS;將音頻信號流RSout傳送到 限頻揚(yáng)聲器34RS;將音頻信號流ABass和LtBass傳送到左亞低音揚(yáng) 聲器38L;以及將音頻信號流ABass和RtBass傳送到右亞低音揚(yáng)聲 器38R。
圖4E示出了又一示例性播放系統(tǒng)12。在圖4E中，聲道Lout、 Rout、 Cout、 LSout和RSout被分別傳送到限頻揚(yáng)聲器34L、 34R、 40C、 34LS和34RS。輸入聲道L、 C和R的低頻被合成以提供前低
音音頻信號流FBass,它被傳送到前低音揚(yáng)聲器37F。輸入聲道C、 L和LS的低頻被合成以提供左低音音頻信號流LtBass，它被傳送到 左低音揚(yáng)聲器37L。輸入聲道LS和RS的低頻被合成以提供后低音 音頻信號流RBass,它被傳送到后低音揚(yáng)聲器37B。聲道C、 R和 RS的低頻被合成以提供右低音音頻信號流RtBass，它被發(fā)送到右低 音揚(yáng)聲器37Rt。輸入聲道的甚低頻被合成以提供音頻信號流ABass, 它被發(fā)送到亞低音揚(yáng)聲器38。圖4E的實(shí)施說明任意兩個或多個相鄰 的聲道可以被合成以形成低音"區(qū)域，，； 一個聲道可以被包含在多于 一個區(qū)域內(nèi)，換言之，這些區(qū)域可以重疊；低音音頻信號流可以通 過專門的揚(yáng)聲器發(fā)射。
圖4A-圖4E中的實(shí)施方面可以結(jié)合以形成許多其他構(gòu)造。若存 在亞低音揚(yáng)聲器，則信號ABass被傳送到該亞低音揚(yáng)聲器。在圖4A-圖4E的任何實(shí)施或變化中，其中只有ABass音頻流被傳送到亞低音 揚(yáng)聲器38,例如亞低音揚(yáng)聲器38的亞低音揚(yáng)聲器的放置是任意的。 其他適當(dāng)?shù)牡鸵粜盘柨梢员粋魉偷絹喌鸵魮P(yáng)聲器，這取決于亞低音 揚(yáng)聲器的放置。例如，在圖4D中，亞低音揚(yáng)聲器38L和38R分別 放置在收聽者的左邊和右邊，左低頻信號LtBass被傳送到左亞低音 揚(yáng)聲器38L，且右低頻信號RtBass被傳送到右亞低音揚(yáng)聲器38R。
參考圖5，示出是圖1中的播放系統(tǒng)12,被設(shè)計用于車輛客艙。 由于可安裝的揚(yáng)聲器種類的限制和可安裝揚(yáng)聲器的位置的限制，根 據(jù)本發(fā)明的音頻系統(tǒng)在車輛客艙中特別據(jù)有優(yōu)勢。在圖5的播放系 統(tǒng)中，前方中央揚(yáng)聲器44FC是限頻揚(yáng)聲器，被放置在靠近儀表板橫 向中心的位置；前左揚(yáng)聲器46FL和前右揚(yáng)聲器46FR是全頻揚(yáng)聲器， 分別被安裝在左前門和右前門內(nèi)；中左揚(yáng)聲器46IL和中右揚(yáng)聲器 46IR是全頻揚(yáng)聲器，分別被安裝在左后門和右后門的中間位置，位 于前座乘客位置之后以及后座乘客位置之前；后左揚(yáng)聲器46BL和后 右揚(yáng)聲器46BR是全頻揚(yáng)聲器，分別被安裝在車輛后邊行李架中的左 邊和右邊；以及低音揚(yáng)聲器48被安裝在方便的位置，例如行李架內(nèi) 或某座椅下面。在其他車輛構(gòu)造中，還可以有其他位置的揚(yáng)聲器，
并且還可以有另外的排座。
圖6示出了被設(shè)計為和圖5的播放系統(tǒng)一起使用的路由、混合 和調(diào)整電路。路由、混合和調(diào)整電路被配置為如圖7所示的那樣將 音頻信號流傳送到圖5中播放系統(tǒng)的揚(yáng)聲器。
根據(jù)本發(fā)明的揚(yáng)聲器系統(tǒng)優(yōu)于傳統(tǒng)的揚(yáng)聲器系統(tǒng)，因?yàn)樗峁?了更好的前/后分離并提供了改進(jìn)的低音能量平衡，并且支持寬范圍 的揚(yáng)聲器頻率范圍和放置，特別是在車輛音頻系統(tǒng)中放置。
備和技術(shù)進(jìn)行很多應(yīng)用并有所偏離，而不背離本發(fā)明的概念。因此， 本發(fā)明應(yīng)被理解為包含在此揭示的每一個和全部新穎特征以及特征 的新穎組合，并且僅受限于所附權(quán)利要求的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于在具有多個輸入聲道的音頻系統(tǒng)中處理音頻信號的方法，包括所述多個聲道的第一組的第一合成處理，以提供包含第一譜帶內(nèi)頻率的第一低音音頻信號流；所述多個聲道的第二組的第二合成處理，以提供包含所述第一譜帶內(nèi)頻率的第二低音音頻信號流；以及所述多個聲道的第三合成處理，以提供包含第二譜帶內(nèi)頻率的第三低音音頻信號流，所述第二譜帶包含低于所述第一譜帶的頻率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理音頻信號的方法，其中所述 第一合成處理包括合成前聲道，以及其中所述第二合成處理包括合 成后聲道。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理音頻信號的方法，其中所述 第一合成處理包括合成左半球聲道，以及其中所述第二合成處理包 括合成右半球聲道。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理音頻信號的方法，其中所述 第一合成處理包括合成多聲道音頻系統(tǒng)的第一相鄰定向聲道，以及 其中所述第二合成處理包括合成多聲道音頻系統(tǒng)的第二相鄰聲道。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理音頻信號的方法，還包括 將所述第 一低音音頻信號流傳送到第 一全頻擴(kuò)音器，以用于到與所述第 一 低音音頻信號流相對應(yīng)的聲能的轉(zhuǎn)換；以及將所述第二低音音頻信號流傳送到第二全頻擴(kuò)音器，以用于到與 所述第二低音音頻信號流相對應(yīng)的聲能的轉(zhuǎn)換。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理音頻信號的方法，還包括將 所述第三低音音頻信號流傳送到低音或亞低音揚(yáng)聲器，以用于到與 所述第三低音音頻信號流相對應(yīng)的聲能的轉(zhuǎn)換。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理音頻信號的方法，還包括合 成所述第二低音音頻信號流和所述第三低音音頻信號流，以提供合 成的低音音頻信號流。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于處理音頻信號的方法，還包括將 所述合成的音頻信號流傳送到第 一 全頻揚(yáng)聲器，以用于到聲能的轉(zhuǎn)換。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于處理音頻信號的方法，還包括將 所述合成的音頻信號流傳送到低音或亞低音揚(yáng)聲器，以用于到聲能 的轉(zhuǎn)換。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理音頻信號的方法，還包括所 述第一低音音頻信號流到第一揚(yáng)聲器的第一傳送；以及所述第二低 音音頻信號流到第二揚(yáng)聲器的第二傳送；以及所述第三低音音頻信 號流到第三揚(yáng)聲器的第三傳送。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于處理音頻信號的方法，還包括 合成所述第一低音音頻流、所述第二低音音頻信號流和所述第三低 音音頻信號流，以提供合成的低音音頻信號流；以及將所述合成的 低音音頻信號流傳送到所述第三揚(yáng)聲器，以用于到與所述合成的低 音音頻信號流相對應(yīng)的聲能的轉(zhuǎn)換。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于處理音頻信號的方法，其中所 述合成包括調(diào)整所述第一音頻信號流和所述第三低音信號流。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理音頻信號的方法，其中所述 第一合成處理包括合成所述多個聲道的所述第一組以創(chuàng)建第一合成 的信號，以及通過帶通濾波器對所述合成的信號進(jìn)行濾波。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的用于處理音頻信號的方法，其中所 述濾波包括通過上截止頻率小于300Hz的帶通濾波器對所述第一合 成的音頻信號進(jìn)行濾波。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理音頻信號的方法，其中所述 第三合成處理包括合成所述多個聲道以創(chuàng)建合成的信號，以及通過 衰減約80Hz以上頻率的濾波器對所述合成的信號進(jìn)行濾波。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于處理音頻信號的方法，其中所 述濾波包括通過低通濾波器進(jìn)行濾波。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于處理音頻信號的方法，其中所 述濾波包括通過帶通濾波器進(jìn)行濾波。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理音頻信號的方法，還包括 第一濾波，對所述多個聲道的所述第一組的一個進(jìn)行濾波以提供第一高頻音頻信號流；第二濾波，對所述多個聲道的所述第 一 組的另 一 個進(jìn)行濾波以提 供第二高頻音頻信號流；第三濾波，對所述多個聲道的所述第二組的 一 個進(jìn)行濾波以提供 第三高頻音頻信號流；以及第四濾波，對所述多個聲道的所述第二組的另 一 個進(jìn)行濾波以提 供第四高頻音頻信號流。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的用于處理音頻信號的方法，還包括 將所述第 一 高頻音頻信號流傳送到第 一 揚(yáng)聲器，以用于到聲能的轉(zhuǎn)換；將所述第二高頻音頻信號流傳送到第二揚(yáng)聲器，以用于到聲能的 轉(zhuǎn)換；將所述第三高頻音頻信號流傳送到第三揚(yáng)聲器，以用于到聲能的 轉(zhuǎn)換；將所述第四高頻音頻信號流傳送到第四揚(yáng)聲器，以用于到聲能的 轉(zhuǎn)換；將所述第一低音音頻信號流傳送到所述第一揚(yáng)聲器和所述第二 揚(yáng)聲器，以用于到聲能的轉(zhuǎn)換；以及將所述第二低音音頻信號流傳送到所述第三揚(yáng)聲器和所述第四 揚(yáng)聲器，以用于到聲能的轉(zhuǎn)換。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的音頻信號的方法，還包括 將所述第三低音音頻信號流傳送到低音或亞低音音頻揚(yáng)聲器，以用于到聲能的轉(zhuǎn)換。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的用于處理音頻信號的方法，其中對 所述多個輸入聲道中至少一個聲道的所述濾波包括通過高通濾波器對輸入聲道信號進(jìn)行濾波。
22. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理音頻信號的方法，其中所述 合成處理包括對所述多個輸入聲道進(jìn)行濾波，用以為所述多個聲道中的每 一 個 提供高頻i普部分、低頻譜部分和甚低頻譜部分；合成所述多個頻譜部分的第 一 子集的所述低頻部分，以提供第一 合成的低頻音頻信號流；合成所述多個頻語部分的第二子集的所述低頻部分，以提供第二 合成的低頻音頻信號流，其中所述第一子集和第二子集不相同；以 及合成所述多個輸入聲道的甚低頻部分以提供甚低頻信號流。
23. —種多聲道音頻系統(tǒng)，包括第 一合成電路，用于合成第 一多個聲道的第 一譜帶以提供第 一低 音音頻信號流；第二合成電路，用于合成第二多個聲道的所述第一譜帶以提供第 二低音音頻信號流；以及第三合成電路，用于合成所述第 一多個聲道和所述第二多個聲道 的第二譜帶以提供第三低音音頻信號流，所述第二譜帶包含低于所 述第一譜帶的頻率。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的多聲道音頻系統(tǒng)，其中所述第一合 成電路包括用于合成前聲道的元件，以及其中所述第二合成電路包 括用于合成后聲道的元件。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的多聲道音頻系統(tǒng)，其中所述第一合 成電路包括用于合成左半球聲道的元件，以及第二合成電路包括用 于合成右半球聲道的元件。
26. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的多聲道音頻系統(tǒng)，還包括 第一傳送電路，用于將所述第一低音音頻信號流傳送到第一全頻揚(yáng)聲器，以用于到與所述第 一 低音音頻信號流相對應(yīng)的聲能的轉(zhuǎn)換； 以及第二傳送電路，用于將所述第二低音音頻信號流傳送到第二全頻 揚(yáng)聲器，以用于到與所述第二低音音頻信號流相對應(yīng)的聲能的轉(zhuǎn)換。
27. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的多聲道音頻系統(tǒng)，還包括第三傳送 電路，用于將所述第三低音音頻信號流傳送到低音或亞低音揚(yáng)聲器， 以用于到與所述第三低音音頻信號流相對應(yīng)的聲能的轉(zhuǎn)換。
28. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的多聲道音頻系統(tǒng)，還包括第四合成 電路，用于合成所述第二低音音頻信號流和所述第三低音音頻信號 流以提供合成的低音音頻信號流。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的多聲道音頻系統(tǒng)，還包括第四傳送 電路，用于將所述合成的音頻信號流傳送到第 一 全頻揚(yáng)聲器以用于 到聲能的轉(zhuǎn)換。
30. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的多聲道音頻系統(tǒng)，還包括第五傳送 電路，用于將所述合成的音頻信號傳送到低音或亞低音揚(yáng)聲器以用 于到聲能的轉(zhuǎn)換。
31. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的多聲道音頻系統(tǒng)，還包括第一傳送 電路，用于將所述第一低音音頻信號流傳送到第一揚(yáng)聲器；第二傳送電路，用于將所述第二低音音頻信號流傳送到第二揚(yáng)聲器；以及第三傳送電路，用于將所述第三低音音頻信號流傳送到第三揚(yáng)聲器。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的多聲道音頻系統(tǒng)，還包括傳送電路，用于將所述第二音頻信號流傳送到所述第三揚(yáng)聲器；合成電路，用于合成所述第一音頻信號流和所述低音音頻信號流以提供合成的音頻信號流；以及將所述合成的音頻信號流傳送到所述第三揚(yáng)聲器。
33. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的多聲道音頻系統(tǒng)，其中所述合成電 路包括調(diào)整器，用于調(diào)整所述第一音頻信號流和所述第三低音信號流。
34. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的多聲道音頻系統(tǒng)，其中所述第一合 成電路包括這樣的電路，該電路用于合成所述第 一 多個聲道以創(chuàng)建 第一合成的信號，以及通過帶通濾波器對所述合成的信號進(jìn)行濾波。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中所述濾波電路包括上截 止頻率小于300Hz的帶通濾波器。
36. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的多聲道音頻系統(tǒng)，其中所述第三合 成電路包括這樣的電路，該電路用于合成所述多個聲道以創(chuàng)建合成 的信號、以及通過低通濾波器對所述第二合成的信號進(jìn)行濾波。
37. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的多聲道音頻系統(tǒng)，還包括 第一高通濾波器，用于對所述第一多個聲道中的一個進(jìn)行濾波以提供第 一 高頻音頻信號流；第二高通濾波器，用于對所述第 一 多個聲道中的另 一 個進(jìn)行濾波 以提供第二高頻音頻信號流；第三高通濾波器，用于對所述第二多個聲道中的 一個進(jìn)行濾波以 提供第三高頻音頻信號流；以及第四高通濾波器，用于對所述第二多個聲道中的另 一 個進(jìn)行濾波 以提供第四高頻音頻信號流。
38. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的多聲道音頻系統(tǒng)，還包括第 一 傳送電路，用于將所述第 一 高頻音頻信號流傳送到第 一 揚(yáng)聲 器以用于到聲能的轉(zhuǎn)換；第二傳送電路，用于將所述第二高頻音頻信號流傳送到第二揚(yáng)聲 器以用于到聲能的轉(zhuǎn)換；第三傳送電路，用于將所述第三高頻音頻信號流傳送到第三揚(yáng)聲 器以用于到聲能的轉(zhuǎn)換；第四傳送電路，用于將所述第四高頻音頻信號流傳送到第四揚(yáng)聲 器以用于到聲能的轉(zhuǎn)換；第五傳送電路，用于將所述第一低音音頻信號流傳送到所述第一 揚(yáng)聲器和所述第二揚(yáng)聲器以用于到聲能的轉(zhuǎn)換；以及第六傳送電路，用于將所述第二低音音頻信號流傳送到所述第三 揚(yáng)聲器和所述第四揚(yáng)聲器以用于到聲能的轉(zhuǎn)換。
39. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的多聲道音頻系統(tǒng)，還包括 第七傳送電路，用于將所述第三低音音頻信號流傳送到低音或亞低音音頻揚(yáng)聲器以用于到聲能的轉(zhuǎn)換。
全文摘要
一種多聲道音頻系統(tǒng)，包括第一合成電路，用于合成第一多個聲道的第一譜帶以提供第一低音音頻信號流；第二合成電路，用于合成第二多個聲道的第一譜帶以提供第二低音音頻信號流；以及第三合成電路，用于合成第一多個聲道和第二多個聲道的第二譜帶以提供第三低音音頻信號流，其中第二譜帶包含低于第一譜帶的頻率。
文檔編號H04S3/02GK101180919SQ200680018044
公開日2008年5月14日 申請日期2006年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月13日
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