專利名稱：具有增強(qiáng)的立體聲圖像的便攜式設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有增強(qiáng)的立體聲圖像的便攜式設(shè)備，更具體來(lái) 說(shuō)，本發(fā)明涉及一種其中通過(guò)對(duì)聲音的相位和電平進(jìn)行電子調(diào)節(jié)來(lái)補(bǔ) 償揚(yáng)聲器的不對(duì)稱放置的設(shè)備。
背景技術(shù)：
例如移動(dòng)電話的便攜式設(shè)備可以具有幾個(gè)實(shí)現(xiàn)立體聲聲音再現(xiàn)的 揚(yáng)聲器，即通過(guò)不同揚(yáng)聲器再現(xiàn)的左、右聲道，從而給出更為自然的 聲音。然而，在小型便攜式設(shè)備中，不總是能夠?qū)ΨQ地放置揚(yáng)聲器。 有時(shí)所述揚(yáng)聲器甚至不是相同的類型，而且并不指向相同的方向。這 導(dǎo)致立體聲圖像不對(duì)稱并且質(zhì)量較差。過(guò)去，已經(jīng)通過(guò)使用均衡器改進(jìn)了所述立體聲圖像，所述均衡器 使得來(lái)自兩個(gè)揚(yáng)聲器的頻率響應(yīng)在用戶的耳中相等。其問(wèn)題在于，由 于僅僅校正了頻率響應(yīng)，因此所述立體聲圖像將仍然是不對(duì)稱的。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了進(jìn)一步得到改進(jìn)的立體聲圖像，這是通過(guò)同時(shí)補(bǔ)償 頻率響應(yīng)(即不同頻率下的電平)以及揚(yáng)聲器的對(duì)稱放置與實(shí)際放置 之間的相位差。本發(fā)明提供了一種設(shè)備，其包括輸出立體聲聲道的聲源和聲音再 現(xiàn)系統(tǒng)，該聲音再現(xiàn)系統(tǒng)把基于所述聲道的電子聲音信號(hào)提供給至少 兩個(gè)揚(yáng)聲器以便利用立體聲圖像進(jìn)行聲音再現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明，所述設(shè)備包括用于調(diào)節(jié)到達(dá)一個(gè)揚(yáng)聲器的其中一個(gè) 聲音信號(hào)的電平和相位的裝置，該調(diào)節(jié)裝置適于增強(qiáng)所述立體聲圖 像。在一個(gè)實(shí)施例中，所述調(diào)節(jié)裝置適于使得所述兩個(gè)揚(yáng)聲器像是關(guān) 于一個(gè)平面內(nèi)的一條線對(duì)稱放置的，該平面平行于所述設(shè)備的圖形用 戶界面并且處在兩個(gè)揚(yáng)聲器的中間。適當(dāng)?shù)?，所述線還平行于所述設(shè)備的一側(cè)。優(yōu)選地，所述圖形用戶界面和所得到的立體聲圖像被適配成取決 于所述設(shè)備的操作模式。適當(dāng)?shù)兀稣{(diào)節(jié)裝置適于調(diào)節(jié)所述聲音信號(hào)，從而使得一個(gè)揚(yáng) 聲器在關(guān)于另一個(gè)揚(yáng)聲器對(duì)稱放置的位置處獲得類似的頻率響應(yīng)。所述調(diào)節(jié)裝置可以被適配成調(diào)節(jié)所述聲音信號(hào)，從而使得所述立 體聲圖像在所設(shè)想的收聽(tīng)者位置處被最優(yōu)化。適當(dāng)?shù)?，所述調(diào)節(jié)裝置適于操作在其中所述揚(yáng)聲器具有類似頻率 響應(yīng)的頻率范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述調(diào)節(jié)裝置適于操作在150Hz到15kHz的頻 率范圍內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述調(diào)節(jié)裝置適于操作在lkHz到8kHz的頻 率范圍內(nèi)。優(yōu)選地，所述調(diào)節(jié)裝置是濾波器。所述濾波器可以是數(shù)字無(wú)限脈沖響應(yīng)(IIR)濾波器或有限脈沖響 應(yīng)(F1R)濾波器，或者是模擬濾波器。適當(dāng)?shù)?，所述調(diào)節(jié)裝置位于連接到具有最佳性能的該揚(yáng)聲器的聲 道內(nèi)。所述設(shè)備可以是便攜式電話、尋呼機(jī)、通信器、智能電話或電子 記事簿。


下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中 圖1A是根據(jù)本發(fā)明的具有兩個(gè)不對(duì)稱放置的揚(yáng)聲器的便攜式設(shè) 備的側(cè)視圖；圖1B是圖1A中的設(shè)備的正視圖；圖2是兩個(gè)揚(yáng)聲器的頻率響應(yīng)圖；以及圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)聲道內(nèi)的濾波器的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將參照移動(dòng)電話來(lái)描述本發(fā)明。本發(fā)明同樣適用于其他便攜 式設(shè)備，比如尋呼機(jī)、通信器、智能電話和電子記事簿等等。除了作 為例如電話的普通功能之外，該設(shè)備還是用于播放音樂(lè)和/或視頻的便
攜式設(shè)備以及游戲設(shè)備，所有這些都使用聲音來(lái)提供音頻信息。已經(jīng) 知道，可以通過(guò)使用立體聲(即不同的左、右聲道)或者為聲音給出 空間外觀的更為先進(jìn)的聲音系統(tǒng)來(lái)增強(qiáng)收聽(tīng)體驗(yàn)。具有展寬的立體聲 和環(huán)繞聲音的各種系統(tǒng)已經(jīng)出現(xiàn)了 一段時(shí)間了 。本發(fā)明不涉及到關(guān)于 如何獲得立體聲信號(hào)本身的方法。
移動(dòng)電話存在許多設(shè)計(jì)類型，比如一體桿型、可折疊蚌殼型以及 具有多種鉸鏈和連接的折刀型。取決于電話的實(shí)際操作模式和用戶優(yōu) 選項(xiàng)，所有的設(shè)計(jì)都具有不同的優(yōu)點(diǎn)。由于在手機(jī)內(nèi)缺少空間，因此 常常不能夠以對(duì)稱的方式放置揚(yáng)聲器，而對(duì)稱放置的揚(yáng)聲器將給出最 佳的立體聲圖像。取決于電話的操作模式，所述揚(yáng)聲器還可能具有不 同的功能。此外，出于經(jīng)濟(jì)的原因，其中一個(gè)揚(yáng)聲器可能較不精密， 從而具有較差的頻率響應(yīng)。
作為一個(gè)說(shuō)明性例子，圖1A和1B分別從側(cè)面和正面示出了桿型 電話l。為了清楚起見(jiàn)，圖中僅僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的組件。正面是 具有顯示器6的較寬的一側(cè)。所述設(shè)備配備有兩個(gè)揚(yáng)聲器，其中一個(gè) 揚(yáng)聲器2處在指向側(cè)邊的一側(cè)，另一個(gè)揚(yáng)聲器3處在正表面。由于所 述揚(yáng)聲器相隔一定距離，從而給出了提供立體聲的可能性。
然而，所述揚(yáng)聲器并非是理想地放置的。例如，在一種操作模式 下，所述設(shè)備被水平持握，比如在觀看視頻序列的時(shí)候。該設(shè)備的控 制系統(tǒng)確保圖形用戶界面GUI在顯示器6上正確地定向所述圖像。在 這種情況下，提供左聲道的揚(yáng)聲器2理想地應(yīng)當(dāng)被放置成用虛線示出 的揚(yáng)聲器4。換句話說(shuō)，所述揚(yáng)聲器關(guān)于一個(gè)平面內(nèi)的一條線被對(duì)稱放 置，該平面平行于該設(shè)備的圖形用戶界面并且處在兩個(gè)揚(yáng)聲器的中 間。所述線還平4亍于該設(shè)備的短側(cè)。
在另一個(gè)例子中，比如在僅聽(tīng)音樂(lè)的時(shí)候，所述顯示器6可以顯 示一個(gè)播放列表，同時(shí)所述設(shè)備被持握在垂直位置。于是，揚(yáng)聲器2 理想地應(yīng)當(dāng)被放置成用虛線示出的揚(yáng)聲器5。換句話說(shuō)，所述揚(yáng)聲器關(guān) 于一個(gè)平面內(nèi)的另 一條線被對(duì)稱放置，該平面平行于該設(shè)備的圖形用 戶界面并且處在兩個(gè)揚(yáng)聲器的中間。所述線還平行于該設(shè)備的長(zhǎng)側(cè)。
簡(jiǎn)而言之，本發(fā)明調(diào)節(jié)被提供給其中一個(gè)揚(yáng)聲器的聲音信號(hào)，從 而使得所述揚(yáng)聲器像是對(duì)稱放置的。所述對(duì)稱放置可以取決于所述設(shè) 備的實(shí)際操作模式。
沒(méi)有必要調(diào)節(jié)整個(gè)頻語(yǔ)。已經(jīng)知道，并不是整個(gè)頻譜都對(duì)所述立 體聲圖像具有顯著影響。低頻具有低方向性，并且不需要用特別定向 的揚(yáng)聲器來(lái)播放。(優(yōu)選地，使用具有最佳基聲再現(xiàn)的揚(yáng)聲器。)另一方面，高頻具有較短波長(zhǎng)。例如，高于10kHz的頻率的波長(zhǎng)在3厘 米左右甚至更短。因此，所述波長(zhǎng)接近所述揚(yáng)聲器之間的距離，并且 難于控制所述立體聲圖像，所述立體聲圖像還特別取決于收聽(tīng)者相對(duì) 于所述揚(yáng)聲器系統(tǒng)的位置。此外，移動(dòng)電話中的揚(yáng)聲器在性能方面有限制。它們主要被設(shè)計(jì) 成再現(xiàn)話音(至少最初如此)，并且常常僅在lkHz到8kHz之間具有良好的聲音再現(xiàn)。圖2示出了兩個(gè)不同揚(yáng)聲器的典型的頻率響應(yīng)圖。在該例中，左 邊的虛線L表示左揚(yáng)聲器2，實(shí)線R表示右揚(yáng)聲器3。根據(jù)本發(fā)明，有 用的僅僅是處理從化到fH范圍內(nèi)的聲音信號(hào)，在該范圍內(nèi)，兩個(gè)揚(yáng)聲 器都具有良好且類似的響應(yīng)。當(dāng)設(shè)置所述極限時(shí)，還應(yīng)當(dāng)考慮到對(duì)于 在其中產(chǎn)生立體聲圖像是有意義的極限的一般討論。還應(yīng)當(dāng)注意的 是，如果使得揚(yáng)聲器補(bǔ)償較差的頻率響應(yīng)，這有可能會(huì)導(dǎo)致增大的失真和噪聲。所述極限fL和fH還可以取決于所述設(shè)備的操作模式。對(duì)于兩個(gè)良好的揚(yáng)聲器，所補(bǔ)償?shù)姆秶梢允菑?50Hz到15kHz。對(duì)于兩 個(gè)普通的電話揚(yáng)聲器來(lái)說(shuō)，所補(bǔ)償?shù)姆秶m當(dāng)?shù)厥菑膌kHz到8kHz。圖3示出了關(guān)于如何根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償?shù)睦印?一個(gè)電子組件位于其中一個(gè)聲道內(nèi)，比如具有可以對(duì)于不同頻率設(shè)置 的不同放大率或衰減(包括相移)的放大器或?yàn)V波器7。優(yōu)選地，該組 件7位于連接到具有最佳性能的該揚(yáng)聲器的聲道內(nèi)。兩個(gè)電子聲音信號(hào)左L和右R被提供給揚(yáng)聲器2和3，從而分別 給出可測(cè)量的聲音電平B和A。 -f人為所述聲音電平A和B存在于每個(gè) 揚(yáng)聲器的出口。然而，在想象的揚(yáng)聲器4或5處還存在另一個(gè)聲音電 平B，。取決于所述設(shè)備l的幾何結(jié)構(gòu)，該聲音B，不同于B?，F(xiàn)在希望 聲音B，精確地等于聲音A。通過(guò)測(cè)量處于揚(yáng)聲器3處的聲音A和處于 想象的揚(yáng)聲器4或5的相應(yīng)位置處的聲音B，并且使用差脈沖響應(yīng)，可 以計(jì)算傳輸函數(shù)H"。為了使得A與B，相等，所述濾波器7被設(shè)置成 H"的倒數(shù)，即H。因此，B-HA。還有可能測(cè)量處于揚(yáng)聲器2的出口處的聲音，即聲音電平B。于是
濾波器7的傳輸函數(shù)當(dāng)然仍然將是//=;。還可以根據(jù)所述設(shè)備l的不同操作模式通過(guò)在所設(shè)想的收聽(tīng)者位置處進(jìn)行測(cè)量來(lái)測(cè)量所述濾波器 7的傳輸函數(shù)H。所述電子組件7適當(dāng)?shù)厥且粋€(gè)數(shù)字濾波器。無(wú)限脈沖響應(yīng)IIR濾 波器給出最好的靈活性，但是也非常昂貴。有限脈沖響應(yīng)FIR濾波器 在多數(shù)情況下都?jí)蛴昧?。此外，如果所述傳輸函?shù)H不是太復(fù)雜，則 可以使用模擬濾波器?？梢杂伤鲈O(shè)備的控制單元根據(jù)所述GUI自動(dòng)設(shè)置所述想象的左 揚(yáng)聲器4或5的放置。例如，如果該設(shè)備被用于顯示視頻或進(jìn)行游戲， 則使用位置4，而當(dāng)使用該設(shè)備來(lái)重放音樂(lè)時(shí)，則使用位置5。取決于 操作模式，還可以設(shè)想收聽(tīng)者的位置，并且相應(yīng)地設(shè)置一個(gè)聲道內(nèi)的 所述立體聲圖像和補(bǔ)償。還應(yīng)當(dāng)有可能根據(jù)收聽(tīng)者的期望位置手動(dòng)地 設(shè)置所述傳輸函數(shù)。本發(fā)明還適用于立體聲麥克風(fēng)。在這種情況下，揚(yáng)聲器2和3被 可以不對(duì)稱地放置的麥克風(fēng)(未示出)所取代。與揚(yáng)聲器的情況相同， 一個(gè)電子組件被放置在一個(gè)聲道內(nèi)，以便補(bǔ)償對(duì)稱放置與實(shí)際的不對(duì) 稱放置之間的電平和相位差。這樣，可以進(jìn)行增強(qiáng)的立體聲記錄。此 外，還可以在會(huì)議呼叫情形下使用這種設(shè)置，其中在揚(yáng)聲器模式下使 用電話，并且在另一端再現(xiàn)立體聲聲音。本發(fā)明導(dǎo)致更好地感知的立體聲圖像。如果寬立體聲被用作所述 電子聲音信號(hào)L和R，則獲得更好的立體聲展寬效應(yīng)。本發(fā)明的范圍 僅由所附權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1、一種包括輸出立體聲聲道的聲源和聲音再現(xiàn)系統(tǒng)的設(shè)備，該聲音再現(xiàn)系統(tǒng)把基于所述聲道的電子聲音信號(hào)提供給至少兩個(gè)揚(yáng)聲器(2，3)以便利用立體聲圖像進(jìn)行聲音再現(xiàn)，其特征在于用來(lái)調(diào)節(jié)到達(dá)一個(gè)揚(yáng)聲器(2)的其中一個(gè)聲音信號(hào)的電平和相位的裝置(7)，該調(diào)節(jié)裝置(7)適于增強(qiáng)所述立體聲圖像。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l的設(shè)備，其特征在于，所述調(diào)節(jié)裝置(7)適于 使得所述兩個(gè)揚(yáng)聲器(2， 3)像是關(guān)于一個(gè)平面內(nèi)的一條線對(duì)稱放置 的，該平面平行于所述設(shè)備(1)的圖形用戶界面(6)并且處在所述 兩個(gè)揚(yáng)聲器(2， 3)的中間。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2的設(shè)備，其特征在于，所述線還平行于所述設(shè) 備(1 )的一側(cè)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3的設(shè)備，其特征在于，所述圖形用戶界面 (6 )和所得到的立體聲圖像被適配成取決于所述設(shè)備(1 )的操作模式。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2到4中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述調(diào) 節(jié)裝置(7)適于調(diào)節(jié)所述聲音信號(hào)，從而使得一個(gè)揚(yáng)聲器(2)在關(guān)于另一個(gè)揚(yáng)聲器(3)對(duì)稱放置的位置(4， 5)處獲得類似的頻率響應(yīng)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2到4中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述調(diào)節(jié)裝置(7)適于調(diào)節(jié)所述聲音信號(hào)，從而使得所述立體聲圖像在所 設(shè)想的收聽(tīng)者位置處被最優(yōu)化。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述調(diào) 節(jié)裝置(7)適于操作在其中所述揚(yáng)聲器(2， 3)具有類似頻率響應(yīng)的 頻率范圍內(nèi)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述 調(diào)節(jié)裝置(7)適于操作在lSOHz到1SkHz的頻率范圍內(nèi)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述調(diào) 節(jié)裝置(7)適于操作在lkHz到8kHz的頻率范圍內(nèi)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述調(diào)節(jié)裝置是濾波器(7)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10的設(shè)備，其特征在于，所述濾波器(7)是數(shù)字無(wú)限脈沖響應(yīng)(IIR)濾波器或有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器，或 者是模擬濾波器。
12、 根據(jù)權(quán)利要求l到11中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所 述調(diào)節(jié)裝置(7)位于連接到具有最佳性能的該揚(yáng)聲器的聲道內(nèi)。
13、 根據(jù)權(quán)利要求l到12中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所 述設(shè)備U)是便攜式電話、尋呼機(jī)、通信器、智能電話或電子記事簿。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有增強(qiáng)的立體聲圖像的便攜式設(shè)備，更具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及一種其中通過(guò)對(duì)聲音的相位和電平進(jìn)行電子調(diào)節(jié)來(lái)補(bǔ)償揚(yáng)聲器的不對(duì)稱放置的設(shè)備。本發(fā)明提供了一種設(shè)備(1)，其包括輸出立體聲聲道的聲源和聲音再現(xiàn)系統(tǒng)，該聲音再現(xiàn)系統(tǒng)把基于所述聲道的電子聲音信號(hào)提供給至少兩個(gè)揚(yáng)聲器(2，3)，以便利用立體聲圖像進(jìn)行聲音再現(xiàn)。所述設(shè)備還包括用于調(diào)節(jié)到達(dá)一個(gè)揚(yáng)聲器(2)的其中一個(gè)聲音信號(hào)的電平和相位的裝置。
文檔編號(hào)H04S1/00GK101129088SQ200680006310
公開(kāi)日2008年2月20日 申請(qǐng)日期2006年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月28日
發(fā)明者D·格勒比, M·米默, S·古斯塔夫森 申請(qǐng)人:索尼愛(ài)立信移動(dòng)通訊股份有限公司