專利名稱：優(yōu)化音頻系統(tǒng)中的音頻源資料的再現(xiàn)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及對音頻源資料進行重放和/或再現(xiàn)。尤其是，本 發(fā)明涉及至少部分地基于音頻源資料的格式以及正在其上對源資料進 行再現(xiàn)的系統(tǒng)的特性來對各種格式的音頻源資料的再現(xiàn)進行優(yōu)化。
背景技術(shù)：
用于對諸如音樂這樣的音頻內(nèi)容進行記錄和廣播的方法和技術(shù) 的發(fā)展與用于對這種音頻內(nèi)容進行再現(xiàn)的系統(tǒng)和方法的發(fā)展組合在一 起，以提高聽眾的期望。已記錄和/或廣播的音頻內(nèi)容的聽眾不再簡單 地想要接受諸如例如不一致的音量/記錄電平、不自然的音調(diào)勻稱、噓 聲、砰聲、和/或劈啪聲這樣的記錄和/或再現(xiàn)處理的不合乎希望的人 為產(chǎn)物的再現(xiàn)。相反，當(dāng)今的聽眾期望記錄和再現(xiàn)的處理對于收聽體 驗而言實質(zhì)上是透明的。然而，與上面所述相同的在對音頻內(nèi)容進行記錄、廣播、以及再 現(xiàn)的過程中的技術(shù)發(fā)展有時會導(dǎo)致雖然仍有相對高的質(zhì)量但是不是最 優(yōu)的收聽體驗。在各種分辨率和抽樣率下，所記錄的音頻內(nèi)容可具有 諸如例如傳統(tǒng)的雙聲道或多聲道立體聲格式這樣的許多不同格式，并 且可根據(jù)若干環(huán)繞聲編碼方案之一來對其進行編碼。同樣地，對所記 錄的音頻內(nèi)容進行再現(xiàn)的系統(tǒng)可按照諸如例如雙聲道或多聲道系統(tǒng)這
樣的具有不同抽樣率和/或分辨率的許多不同方式來配置，并且僅可對 可用編碼方案中所選的幾個方案進行解碼。因此，當(dāng)在更理想地是適 合于對按照不同格式或第二格式所記錄的音頻內(nèi)容進行再現(xiàn)的系統(tǒng)上 對按照第一格式所記錄的音頻內(nèi)容進行再現(xiàn)時，可能會稍微有點失配。 例如，當(dāng)在可對若干環(huán)繞聲編碼方案進行解碼并且理想地適合于 對多聲道聲音進行再現(xiàn)的系統(tǒng)上對按照傳統(tǒng)的雙聲道格式所記錄的音 頻內(nèi)容進行再現(xiàn)時，存在這種失配。相反地，例如，當(dāng)在僅具有兩個輸出聲道或揚聲器的系統(tǒng)上對按照6聲道格式記錄并且按照環(huán)繞聲格 式編碼的音頻內(nèi)容進行再現(xiàn)時，也存在失配。當(dāng)使用多區(qū)域多源系統(tǒng)時，即，當(dāng)使用可使不同區(qū)域中的收聽者時，會發(fā)生另一失配。多區(qū)域多源系統(tǒng)包括位于不同位置(或區(qū)域) 中的多個聲道或揚聲器，以及位于相同或不同區(qū)域/位置中的多個源。 多區(qū)域多源系統(tǒng)在汽車、其他車輛、以及家中正變得尤其常見。多區(qū)域多源系統(tǒng)通常是用戶可配置的，以便在所有聲道或區(qū)域上 對單個源進行再現(xiàn)(從而起多區(qū)域單源系統(tǒng)的作用)或者在相應(yīng)區(qū)域 中對不同/所選源進行再現(xiàn)(從而起多區(qū)域多源系統(tǒng)的作用)。例如， 在多區(qū)域多源系統(tǒng)中，希望通過與后座或后方區(qū)域相對應(yīng)的揚聲器(或 耳機)來收聽諸如光盤這樣的所記錄音頻內(nèi)容的后座或后方區(qū)域乘客 通過選擇光盤播放器作為該區(qū)域的源來進行收聽。同樣地，希望通過 與前座或前方區(qū)域相對應(yīng)的揚聲器(或耳機)來收聽諸如AM無線電域的音頻源來進行^聽。'5', "多區(qū)域多源系統(tǒng)之內(nèi)的不同區(qū)域很可能具有不同的特性，諸如例 如，揚聲器的數(shù)目不同且位置變化，揚聲器具有不同的頻率響應(yīng)特性， 和不同的聲學(xué)屬性。因此，在對音頻內(nèi)容進行記錄的格式與多區(qū)域系 統(tǒng)中的一個或多個區(qū)域的特性之間可能會出現(xiàn)失配。此外，可以將多 區(qū)域系統(tǒng)的一個配置安裝在若干不同類型或模型的車輛之內(nèi)，從而可 能在該系統(tǒng)與可能因車輛模型不同而變化的車輛聲學(xué)屬性之間創(chuàng)建進
一步的失配。上述失配會導(dǎo)致不是最佳的音頻再現(xiàn)。例如，當(dāng)在雙聲道系統(tǒng)上 對按照多聲道環(huán)繞聲格式所編碼的音頻內(nèi)容進行再現(xiàn)時，音頻信息的 某些部分可能不能被如實地再現(xiàn)或者可能根本不能被再現(xiàn)。同樣地， 并且作為另 一示例，當(dāng)多聲道系統(tǒng)用于按照傳統(tǒng)的立體聲格式對音頻 內(nèi)容進行再現(xiàn)時，不能最佳地利用該多聲道系統(tǒng)。因此，本技術(shù)領(lǐng)域中所必需的是這樣一種方法和裝置，該方法和 裝置用于改善在適合于對不同格式或第二格式的音頻內(nèi)容進行再現(xiàn)的 系統(tǒng)上對第 一格式的音頻內(nèi)容的再現(xiàn)。此外，本技術(shù)領(lǐng)域中所必需的是這樣一種方法和裝置，該方法和 裝置用于改善通過多區(qū)域系統(tǒng)的所選區(qū)域?qū)σ纛l內(nèi)容的再現(xiàn)。此外，本技術(shù)領(lǐng)域中所必需的是這樣一種方法和裝置，該方法和 裝置用于減少可能會在對音頻內(nèi)容進行再現(xiàn)的系統(tǒng)與安裝有該系統(tǒng)的 車輛之間出現(xiàn)的失配。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了 一種對音頻系統(tǒng)中的音頻源資料的再現(xiàn)進行優(yōu)化 的方法和裝置。在本發(fā)明的一種形式中，本發(fā)明包括一種用于優(yōu)化音頻系統(tǒng)對音 頻源內(nèi)容的再現(xiàn)的方法。該方法包括用于確定音頻系統(tǒng)的配置的處理 以及用于確定音頻源內(nèi)容的格式的處理。至少部分地根據(jù)音頻系統(tǒng)的 配置以及音頻內(nèi)容的格式來確定混合參數(shù)。將混合參數(shù)應(yīng)用于音頻源 內(nèi)容上，以創(chuàng)建被優(yōu)化用于在音頻系統(tǒng)上對特定音頻格式進行再現(xiàn)的 混合信號。本發(fā)明的一個優(yōu)點在于，可利用音頻系統(tǒng)配置的全部性能。 本發(fā)明進一步的優(yōu)點在于，可使再現(xiàn)期間的音頻內(nèi)容的損失最小化。


通過結(jié)合附圖參考對本發(fā)明一個實施例的以下描述，可更顯而易 見地得知并且可更好地理解本發(fā)明的上述及其他特征和優(yōu)點以及獲得它們的方式，其中圖l是本發(fā)明的可操作地安裝在示意性環(huán)境中的音頻系統(tǒng)的一個 實施例的方框圖；圖2是圖1的音頻系統(tǒng)的第二方框圖；圖3是本發(fā)明的用于對音頻系統(tǒng)中的音頻源資料的再現(xiàn)進行優(yōu)化 的方法的一個實施例的流程圖；圖4說明了圖1和圖2中的裝置以及圖3中的方法的第一示意性操 作狀態(tài)；以及圖5說明了圖1和圖2中的裝置以及圖3中的方法的第二示意性操 作狀態(tài)。在這若干視圖中相應(yīng)的參考符號表示相應(yīng)的部分。在這里所闡明 的示例以一種形式對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，并且不應(yīng)將這種 示例看作是以任何方式對本發(fā)明的范圍進行限制。
具體實施方式
現(xiàn)在參考附圖，并且尤其是參考圖1和圖2，其中示出了本發(fā)明的 音頻系統(tǒng)的方框圖。音頻系統(tǒng)10在諸如例如汽車或其他機動車這樣的 具有某些聲學(xué)特性和屬性的環(huán)境20中進行操作和/或被安裝在環(huán)境20 中。音頻系統(tǒng)10包括磁頭單元22、前部揚聲器24、后部揚聲器26、低 音炮28、中心揚聲器30、第二區(qū)域揚聲器32、以及音頻源設(shè)備34。然 而，應(yīng)該明白的是，音頻系統(tǒng)10及其子系統(tǒng)和/或部件的前述具體配置 僅僅是示意性的，并且根本不會對本發(fā)明的范圍做出限制。通常，如在下文中更特別描述的，磁頭單元22至少部分地根據(jù)環(huán) 境20的聲學(xué)特性和屬性(包括音頻系統(tǒng)10及其相關(guān)子系統(tǒng)和/或部件的 具體配置)對音頻信號進行處理。此外，還如在下文中更特別描述的， 磁頭單元22至少部分地根據(jù)正在再現(xiàn)的音頻源的格式來對音頻信號進 行處理。
前部揚聲器24、后部揚聲器26、低音炮28、中心揚聲器30、第二 區(qū)域揚聲器32、以及音頻源34與磁頭單元22電互連。前部揚聲器24、 后部揚聲器26、低音炮28、中心揚聲器30、第二區(qū)域揚聲器32接收來 自磁頭單元22的各個電信號AUDIOouT，該電信號由揚聲器24、 26、 28、 30和32或者其一些組合轉(zhuǎn)換成聲音以呈現(xiàn)給一個或多個聽眾。在 下文中有時將揚聲器24、 26、 28、 30和32或者其一些子集稱為音頻系 統(tǒng)10的輸出聲道。諸如例如AM/FM無線電調(diào)諧器、衛(wèi)星無線電接收器、數(shù)字視頻 盤播放器、光盤播放器等這樣的音頻源設(shè)備34 (僅僅示出了 一個設(shè)備) 將表示音頻信息和/或內(nèi)容的輸入信號提供給磁頭單元22。尤其是，音磁頭單元22所接收的一個或多個相應(yīng)音頻信號AUDIOm。音頻源設(shè)備 34可與磁頭單元集成在一起、與磁頭單元相分離、和/或遠離磁頭單元 22。在下文中有時將音頻源設(shè)備34所再現(xiàn)的一個或多個相應(yīng)音頻信號 AUDIOm稱為音頻系統(tǒng)10和/或源34的輸入或源聲道。最好是如圖2所示的，磁頭單元22進一步包括微處理器40、存儲 器50、軟件60、以及混合/放大單元70。微處理器40是諸如插入制造 商和型號這樣的、執(zhí)行軟件60之內(nèi)包括的指令的傳統(tǒng)微處理器或微 控制器。諸如例如非易失性只讀存儲器或硬盤驅(qū)動器這樣的存儲器50 對軟件60進行電存儲，并且它可由微處理器40進行訪問和/或與微處理 器40互連。軟件60包括計算機可讀的且可執(zhí)行的指令，該指令至少部 分地控制磁頭單元22對音頻信號AUDIOm的處理。軟件60通過存儲器 50而駐留并電存儲，或者駐留并電存儲在存儲器50上，或者駐留并存 儲在存儲器50之內(nèi)?？梢耘c磁頭單元22集成在一起和/或與磁頭單元22遠離或分開的 混合/放大單元70對音頻信號AUDIOm進行混合、放大、另外的處理、 并且將其特換成信號MIXqut。如本技術(shù)領(lǐng)域中已知的，優(yōu)選的是將混 合/放大單元70 (在下文中有時稱為混合單元)配置成一個或多個數(shù)字 信號處理器(DSP)集成電路，并且最好是如圖4和5所示的，混合/放
大單元70包括諸如例如濾波器72、通用增益或放大塊74、相加和/或相 減電路76等這樣的、使源34的音頻聲道與系統(tǒng)10的音頻聲道互連的多 個可配置的可變參數(shù)信號處理塊。磁頭單元22的混合單元70至少部分 地根據(jù)音頻系統(tǒng)10的配置以及正在再現(xiàn)的音頻內(nèi)容的格式來對音頻信 號AUDIOm進行處理，并且生成信號MIXout，從而優(yōu)化音頻內(nèi)容的再 現(xiàn)?，F(xiàn)在參考圖3，其示出了本發(fā)明的用于優(yōu)化音頻系統(tǒng)中的音頻源 資料的再現(xiàn)的方法的一個實施例的流程圖。方法100包括系統(tǒng)初始化 110、系統(tǒng)配置檢查120、音頻格式確定130、混合邏輯確定140、應(yīng)用 混合邏輯150、以及輸出混合內(nèi)容160這些處理。在磁頭單元22的初始加電時，執(zhí)4亍系統(tǒng)初始化處理110。當(dāng)音頻 系統(tǒng)10和/或環(huán)境20的配置發(fā)生變化時或者當(dāng)存在表示發(fā)生了變化的 某個指示時，在磁頭單元22的后續(xù)加電序列時也會出現(xiàn)系統(tǒng)初始化處 理IIO。可選地，通過諸如例如插入特定光盤或者在磁頭單元22上激活 預(yù)定的輸入鍵序列(未示出)這樣的重置操作，手動地激活系統(tǒng)初始 化處理IIO。系統(tǒng)初始化處理110包括由磁頭單元22讀取或者取出配置信息 172，或者將配置信息172提供給磁頭單元22。配置信息172表示音頻系 統(tǒng)10的配置以及環(huán)境20的特性。尤其是，配置信息172包括下述信息， 該信息表征了諸如揚聲器數(shù)目、揚聲器的實際位置、大小、環(huán)境20的 聲學(xué)特性、以及可用音頻源設(shè)備34等這樣的音頻系統(tǒng)10和環(huán)境20的配 置。通過與磁頭單元22電互連的環(huán)境20中的通信和/或娛樂總線176 (圖2)，由磁頭單元22讀取配置信息172，或者將配置信息172提供給 磁頭單元22。尤其是，當(dāng)將音頻系統(tǒng)10安裝在環(huán)境20中時，將配置信 息172置于通信和/或娛樂總線176上，并且因此使之可用于磁頭單元 22。磁頭單元22繼而從總線176拾取或讀取配置信息172，并且將配置 信息172存儲在非易失性存儲器50或其他適當(dāng)?shù)拇鎯ζ?未示出)中。 或者，將磁頭單元22配置成對音頻系統(tǒng)10的下述部件進行查詢，所述 部件通過將電信號和/或數(shù)據(jù)置于總線176上來響應(yīng)該查詢，該電信號 和/或數(shù)據(jù)用于傳遞部件設(shè)備的存在以及它的諸如其功能、特性及狀態(tài) 這樣的相關(guān)信息。在作為汽車或機動車環(huán)境的環(huán)境20的特定且示意性的上下文中， 已為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知的系統(tǒng)總線176將電信號傳送到車載 電子設(shè)備、對來自車載電子設(shè)備的電信號進行傳送、以及在車載電子 設(shè)備之間傳送電信號，并且進一步提供了對諸如車輛標(biāo)識號碼這樣的 附加信息的訪問，其中該附加信息可以用作可進一步確定配置信息172 的查找或參考信息。一旦磁頭單元22接收到配置信息172并且系統(tǒng)初始化處理110完 成了，方法100就轉(zhuǎn)到執(zhí)行系統(tǒng)配置檢查處理120。系統(tǒng)配置檢查處理120包括用于確認音頻系統(tǒng)10和/或環(huán)境20的 配置是否變化了這樣的檢查。尤其是，當(dāng)音頻系統(tǒng)10和/或環(huán)境20的配 置變化了時，磁頭單元22讀取其指示，或者將其指示提供給磁頭單元 22。例如，如果已從環(huán)境20中移除了磁頭單元22并且將其安裝在與磁 頭單元22不相連的新車輛或動力上，那么系統(tǒng)配置檢查處理120諸如例 如通過設(shè)置標(biāo)志或發(fā)布中斷信號，來確定發(fā)生了變化或事件，并且方 法100再次執(zhí)行系統(tǒng)初始化處理110。如果沒有指示或出現(xiàn)這種變化， 并且如果沒有手動地激活系統(tǒng)初始化處理IIO，那么方法100執(zhí)行音頻 格式確定處理130。音頻格式確定處理130確定音頻系統(tǒng)10正在再現(xiàn)或?qū)⒁佻F(xiàn)的音 頻內(nèi)容的特性和屬性。尤其是，音頻格式確定處理130對激活的或所選 的音頻源34正在再現(xiàn)或?qū)⒁佻F(xiàn)的音頻內(nèi)容進行檢查，以確定該音頻 內(nèi)容的包括源類型和聲道分配信息在內(nèi)的格式。聲道分配信息不但包 括聲道數(shù)目，而且通常還指示這些聲道中每一個上的音頻內(nèi)容的類型 或特性。聲道分配信息是很重要的，因為3、 4或5聲道源類型可以具有 多個聲道分配。例如，可將5聲道源分配為具有低音炮聲道的前部和后 部或者環(huán)繞聲道(4.1分配)，或者分配為前部、后部以及中心聲道。 因此，在確定混合設(shè)備70的最佳配置的過程中，已知音頻源內(nèi)容的信
道分配(即，哪些聲道包含音頻內(nèi)容)是重要的因素。例如，音頻格式確定處理130對正在再現(xiàn)或?qū)⒁佻F(xiàn)的音頻內(nèi)容 進行檢查，以確定其格式是單聲道、雙聲道立體聲、其他多聲道、還 是多聲道環(huán)繞聲編碼的等。至少部分地根據(jù)音頻內(nèi)容的格式，音頻格 式確定處理130確定格式標(biāo)識信息180，并將其發(fā)布到確定混合邏輯處 理140。一旦確定了音頻內(nèi)容的格式并且音頻格式確定處理130完成了 ， 方法100就執(zhí)行混合邏輯確定處理140。混合邏輯確定處理140至少部分 地取決于配置信息172和格式標(biāo)識信息180，對存儲在存儲器50之內(nèi)的 預(yù)定混合參數(shù)190進行訪問。通常，混合參數(shù)190包括每一個都與一個或多個音頻格式類型相 對應(yīng)的多個數(shù)據(jù)集合。尤其是，至少部分地根據(jù)配置信息172和格式標(biāo) 識信息180，來識別預(yù)定混合參數(shù)190的一個特定集合?；旌蠀?shù)190置的信號處理及其他系數(shù)，也就是說，包括施加到正由應(yīng)用混合邏輯 處理150所處理的音頻信號上的增益等級、濾波特性、混合等級、及其 他系數(shù)。應(yīng)用混合邏輯處理150通常包括將混合參數(shù)190應(yīng)用于可變參數(shù) 信號處理塊上，并且因此應(yīng)用到正由音頻系統(tǒng)10所處理的音頻信號上。 尤其是，將混合參數(shù)190應(yīng)用于可變參數(shù)信號處理塊上，該可變參數(shù)信 號處理塊繼而對信號AUDIOm進行例如路由、重定向、放大、衰減、 加強、去加強、濾波、組合、分離、相位處理、以及其他處理這樣的 混合，并且將信號AUDIOm轉(zhuǎn)換成信號MIXouT。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 應(yīng)該明白的是，可在發(fā)布信號MIXouT之前使信號MIXouT進一步受到 諸如例如放大這樣的處理，或者可以將信號MIXouT直接發(fā)布到揚聲器 24、 26、 28、 30和32或者其某些組合。輸出混合內(nèi)容處理160通常包括將信號提供給各種揚聲器以呈現(xiàn) 給聽眾。尤其是，或者是直接將混合后的音頻信號MIXouT提供給揚聲 器24、 26、 28、 30和32或者其某些組合，或者在進一步對其進行諸如
例如放大這樣的處理之后再提供給揚聲器24、 26、 28、 30和32或者其 某些組合，以便按照可向音頻系統(tǒng)10的聽眾提供最佳的收聽體驗這樣 的方式呈現(xiàn)給一個或多個聽眾。以下示例對音頻系統(tǒng)10所執(zhí)行的方法100進行了說明，并且假定 先前已完成了系統(tǒng)初始化處理110?，F(xiàn)在參考圖4，左側(cè)示出了音頻源34,并且該音頻源34正在或?qū)?要對6聲道格式的音頻內(nèi)容進行再現(xiàn)。因此，正在或?qū)⒁獙⒁纛l信息的 六個聲道提供給混合單元70。然而，音頻系統(tǒng)10僅包括兩個前部揚聲 器24和兩個后部揚聲器26,并且因此最適合于對音頻信息的四個聲道 進行再現(xiàn)。音頻系統(tǒng)10在理論上不適合于或不打算用于對音頻信息的 六個聲道進行再現(xiàn)。因此，在音頻內(nèi)容/源的6聲道格式與音頻系統(tǒng)的4 聲道配置之間多少有點失配。在圖4中，通過用虛線示出第二區(qū)域揚聲 器32、中心揚聲器30、低音炮28、以及混合單元70中的相關(guān)信號通路， 來表示該失配。在這個第一示例中，系統(tǒng)初始化處理110讀取和/或確定配置信息 172。因此，音頻系統(tǒng)10知道聲道數(shù)目以及揚聲器的位置等。類似地， 音頻格式確定處理130確定格式標(biāo)識信息180，該格式標(biāo)識信息180指示 音頻系統(tǒng)10正在再現(xiàn)或?qū)⒁佻F(xiàn)的音頻內(nèi)容包括(在該示例中)音頻 內(nèi)容的六個聲道。混合邏輯確定處理140至少部分地^t艮據(jù)配置信息172 和格式標(biāo)識信息180，對存儲器50進行存取，以便取出相應(yīng)的混合參數(shù) 190的集合。微處理器40從存儲器50中取出混合參數(shù)190。應(yīng)用混合邏 輯處理150將混合參數(shù)1卯應(yīng)用于混合單元70的可變參數(shù)信號處理塊 上，并且因此應(yīng)用于音頻系統(tǒng)10正在處理的音頻信號上。通常，將混合參數(shù)l 90應(yīng)用于混合單元70的可變參數(shù)信號處理塊 上，以便優(yōu)化通過音頻系統(tǒng)10中可用的四個聲道對音頻內(nèi)容的六個聲 道的再現(xiàn)。尤其是，在該示例中，音頻源包括音頻內(nèi)容的六個聲道， 即，左右前部聲道、左右后部聲道、中心聲道、以及低音炮聲道。然 而，音頻系統(tǒng)10僅包括左右前部聲道和左右后部聲道，而未裝備有低 音炮或者中心聲道。因此，在不利用本發(fā)明的裝置和/或方法的情況下，
根本不能以最佳的方式來對低音炮和中心聲道上的音頻信息進行再 現(xiàn)。本發(fā)明如以下進一步所述的那樣解決了這個問題。通常，將混合參數(shù)190應(yīng)用于混合單元70上，該混合單元70繼而 將包含在音頻源內(nèi)容的低音炮和中心聲道之中的音頻信息重定向到最 適合于對該內(nèi)容進行再現(xiàn)的音頻系統(tǒng)10的一個或多個現(xiàn)有輸出聲道 (即，前部揚聲器24和/或后部揚聲器26)上，和/或?qū)ζ溥M行混合。 尤其是，并且最好是如圖4所示的，在該示例中，混合單元70至少部分 地根據(jù)混合參數(shù)190,通過相應(yīng)的低通濾波器72^及相應(yīng)的相加電路 76LF和76^將音頻源內(nèi)容的低音炮聲道SW重定向到音頻系統(tǒng)10的左 前部和右前部聲道或者揚聲器24。通過將適當(dāng)?shù)幕旌蠀?shù)190應(yīng)用于(即系數(shù)加栽到)混合單元70 上，來建立低通濾波器72sw的頻率特性，從而使頻率范圍傳到可對下 述音頻內(nèi)容的再現(xiàn)進行優(yōu)化的前部揚聲器24 ，其中所述音頻內(nèi)容否則 將是由低音炮揚聲器來再現(xiàn)的。對該示例來說，因為音頻系統(tǒng)10不包 括低音炮揚聲器，因此通過將混合參數(shù)190應(yīng)用于混合單元70上來建立 低通濾波器72sw的頻率特性，其中混合參數(shù)190可使整個帶寬的低音炮 聲道音頻內(nèi)容被傳遞到整個范圍的前部揚聲器24。實際上，通過將適 當(dāng)?shù)幕旌蠀?shù)190應(yīng)用于混合單元70上來使低通濾波器72sw旁路。類似地，在該示例中，混合單元70至少部分地根據(jù)混合參數(shù)190， 將中心聲道C音頻源內(nèi)容通過低通濾波器72c以及相應(yīng)的相加電路76w 和76RF送至音頻系統(tǒng)10的左前部和右前部聲道或者揚聲器24。通過將 適當(dāng)?shù)幕旌蠀?shù)190應(yīng)用于(即，系數(shù)加載到)混合單元70上來建立低 通濾波器72c的頻率特性，從而使頻率范圍傳到可對中心聲道音頻內(nèi)容 的再現(xiàn)進行優(yōu)化的前部揚聲器24。對該示例來說，因為音頻系統(tǒng)10不 包括中心聲道揚聲器，因此通過將混合參數(shù)190應(yīng)用于混合單元70上來 建立低通濾波器72c的頻率特性，其中混合參數(shù)190可使整個帶寬的中 心聲道音頻內(nèi)容被傳遞到整個范圍的前部揚聲器24。實際上，通過將 適當(dāng)?shù)幕旌蠀?shù)190應(yīng)用于混合單元70上來使低通濾波器72c旁路。此外，通過將適當(dāng)?shù)幕旌蠀?shù)190應(yīng)用于混合單元70上，來分別
對中心C和低音炮SW聲道中的增益級74c和74sw的增益進行調(diào)節(jié)，從 而分別對缺乏中心和低音炮聲道揚聲器30和28進行補償。因此，可對 音頻源內(nèi)容的六個聲道的再現(xiàn)進行優(yōu)化，以便通過本發(fā)明的音頻系統(tǒng) 和/或方法在四個輸出聲道上進行重放?，F(xiàn)在參考圖5，左側(cè)再次示出了音頻源34。在該示例中，音頻源 34正在或?qū)⒁獙哂?聲道格式的音頻內(nèi)容進行再現(xiàn)。因此，正在或?qū)?要把音頻信息的六個聲道提供給混合單元70。與音頻源34—樣，音頻 系統(tǒng)10包括六個聲道，即，兩個前部揚聲器24、兩個后部揚聲器26、 中心聲道30、以及低音炮28。然而，在該示例中，音頻系統(tǒng)10被配置 成具有低頻響應(yīng)受到限制或制約的中心聲道揚聲器30和后部揚聲器 26。因此，為了對音頻內(nèi)容的再現(xiàn)進行優(yōu)化，混合單元70通常分別使 否則將被引導(dǎo)至中心和后部揚聲器30和26的低頻分量移動到最適合于 對這些頻率進行再現(xiàn)的現(xiàn)有揚聲器。在下文中有時將這種方法稱為"低 音管理"。尤其應(yīng)該注意的是，聲道/信號流路徑如圖5中的虛線所示，但是 仍有可行的聲道/信號流路徑，以便使讀者的注意遠離那些虛線繪制的 聲道/信號流路徑，并且從而使讀者注意到實線所示的聲道/信號流路 徑。實線所示的聲道/信號流路徑包括在這個第二示例的特定條件之下 存在于混合單元70中的信號處理的自適應(yīng)性流路徑。在該第二示例中，系統(tǒng)初始化處理110讀取和/或確定配置信息 172。因此，音頻系統(tǒng)10知道聲道數(shù)目以及揚聲器的位置，其中包括中 心聲道30和后部聲道26揚聲器的受限的低頻響應(yīng)。類似地，音頻格式 確定處理130確定格式標(biāo)識信息180，該格式標(biāo)識信息180指示音頻系統(tǒng) IO正在再現(xiàn)或?qū)⒁佻F(xiàn)的音頻內(nèi)容包括(在該示例中)音頻內(nèi)容的六 個聲道。混合邏輯確定處理140至少部分地根據(jù)配置信息172和格式標(biāo) 識信息180，對存儲器50進行存取，以取出相應(yīng)的混合參數(shù)190的集合。 混合參數(shù)190由微處理器40從存儲器50中取出，并且被應(yīng)用于混合單元 70上。應(yīng)用混合邏輯處理150將混合參數(shù)190應(yīng)用于混合單元70的可變 參數(shù)信號處理塊上，并且繼而應(yīng)用于由音頻系統(tǒng)10正在處理的音頻信 號上。通常，混合單元70應(yīng)用混合參數(shù)190以便在考慮到中心聲道揚聲 器30和后部揚聲器26的受限的低頻響應(yīng)特性的情況下對音頻內(nèi)容的六 個聲道的再現(xiàn)進行優(yōu)化。因此，如果沒有本發(fā)明的裝置和/或方法，通 過音頻系統(tǒng)10根本不能以最佳的方式對音頻源34的中心和后部聲道上 的低頻內(nèi)容進行再現(xiàn)。本發(fā)明如下面進一步所述的那樣解決了這個問 題。通常，將混合參數(shù)1卯應(yīng)用于混合單元70上，該混合單元70繼而 將中心和后部聲道的低頻音頻源內(nèi)容重定向到最適合于對該內(nèi)容進行 再現(xiàn)的音頻系統(tǒng)10的一個或多個現(xiàn)有輸出聲道上和/或?qū)ζ溥M行混合。 尤其是，最好是如圖5所示的，混合單元70至少部分地根據(jù)混合參數(shù) 190，將前部聲道LF和RF、后部聲道LR和RR以及中心聲道C的低于 低通濾波器72p、 72R、 72c的截止頻率的音頻源內(nèi)容分別重定向到相應(yīng) 的聲道LF'和RF'、后部聲道LR'和RR'、以及中心聲道C'，并且通過相 應(yīng)的增益級74p、 74R、 74c到達相加電路76sw。相加電路76sw對聲道LF，、 RF，、 LR，、 RR，、以及C，的低頻音頻 源內(nèi)容進行求和，并且使其路由通過具有下述截止頻率的低通濾波器 72swl，其中所述截止頻率比低通濾波器72F、 72R、 72c的截止頻率低 預(yù)定量。低通濾波器72sw!的截止頻率至少部分地取決于混合參數(shù)190， 而混合參數(shù)190又至少部分地取決于低音炮28的頻率響應(yīng)特性。因此， 只有通過低通濾波器72sw從LF，、 RF，、 LR，、 RR，、以及C'到達低音 炮28的頻率才是低音炮28可進行最佳再現(xiàn)的頻率。另外，混合單元70還至少部分地基于混合參數(shù)190，通過相應(yīng)的 增益級74^和74RF將低于低通濾波器72c的截止頻率的中心聲道C的低 頻音頻內(nèi)容、即聲道C，的音頻內(nèi)容引導(dǎo)至相加電路76ur和76j^，并且 使其進入高通濾波器78rf。通過應(yīng)用適當(dāng)?shù)幕旌蠀?shù)190來確定高通截 止頻率，即，在其之上的音頻內(nèi)容被傳遞到前部揚聲器24的頻率，其 中混合參數(shù)190至少部分地取決于前部揚聲器24的頻率響應(yīng)。此外，還 通過應(yīng)用適當(dāng)?shù)幕旌蠀?shù)190來對增益級74^和74RF的增益進行調(diào)節(jié)， 以分別補償中心和后部聲道揚聲器30和26的降低了的低頻響應(yīng)。
因此，在其中一個或多個聲道(在該示例中，為中心和后部聲道) 具有受限的低頻響應(yīng)的音頻系統(tǒng)中，通過本發(fā)明的音頻系統(tǒng)和/或方 法，優(yōu)化了音頻源內(nèi)容的低頻部分的再現(xiàn)。
在所示的實施例中，將音頻源設(shè)備34和混合單元70描述成包含在 磁頭單元22之內(nèi)和/或構(gòu)成了磁頭單元22的一部分。然而，應(yīng)該明白的 是，作為選擇，還可將音頻系統(tǒng)10配置成例如音頻源設(shè)備34和混合單 元70中的任何一個或者兩者與磁頭單元22相分離并且不同。
在所示的實施例中，將配置信息172描述成是被讀取的和/或獲得 的。然而，應(yīng)該明白的是，作為選擇，可將本發(fā)明的裝置和方法配置 成通過諸如例如分立的邏輯門和/或與音頻系統(tǒng)10相關(guān)的電路這樣的 更多傳統(tǒng)和/或不同的裝置來確定配置信息。
權(quán)利要求
1、一種用于優(yōu)化收聽環(huán)境之內(nèi)的音頻源內(nèi)容的再現(xiàn)的音頻系統(tǒng)，包括至少一個音頻源設(shè)備，用于提供與所述音頻源內(nèi)容相對應(yīng)的一個或多個音頻源聲道；微處理器；可由所述微處理器執(zhí)行的軟件，所述軟件確定混合參數(shù)，所述混合參數(shù)至少部分地取決于所述音頻源內(nèi)容的格式、所述音頻系統(tǒng)的配置、以及所述環(huán)境的一個或多個特性；以及混合單元，用于將所述混合參數(shù)應(yīng)用于所述一個或多個音頻源聲道上，從而產(chǎn)生混合的輸出信號。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l的音頻系統(tǒng)，其中，所述軟件包括用于確定配 置信息的系統(tǒng)初始化處理，所述配置信息表示下述中的至少一個所 述音頻系統(tǒng)的所述配置，以及所述環(huán)境的所述一個或多個特性。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2的音頻系統(tǒng)，其中，所述配置信息表示下述中 的至少一個與所述音頻系統(tǒng)相連的揚聲器的數(shù)目，所述揚聲器的位 置，所述揚聲器的頻率響應(yīng)特性，所述環(huán)境的聲學(xué)特性，以及所述音 頻源設(shè)備的數(shù)目和類型。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2的音頻系統(tǒng)，其中，所述環(huán)境包括系統(tǒng)總線， 所述系統(tǒng)初始化處理包括所述微處理器對所述系統(tǒng)總線進行訪問以讀 取表示所述配置信息的數(shù)據(jù)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4的音頻系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)包括車輛標(biāo)識號碼。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4的音頻系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)包括由所述音頻 系統(tǒng)的部件響應(yīng)于來自所述微處理器的查詢而提供的數(shù)據(jù)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2的音頻系統(tǒng)，其中，所述軟件進一步包括用于 確定所述配置信息是否變化了的系統(tǒng)配置檢查。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l的音頻系統(tǒng)，其中，所述軟件包括用于確定格式標(biāo)識信息的格式確定處理，其中所述格式標(biāo)識信息表示所述音頻源 內(nèi)容的所述格式。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8的音頻系統(tǒng)，其中，所述格式標(biāo)識信息表示下 述中的至少一個所述音頻源內(nèi)容是單聲道、立體聲、多聲道立體聲、 還是多聲道環(huán)繞聲編碼的，以及其聲道數(shù)目。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9的音頻系統(tǒng)，其中，所迷格式標(biāo)識信息進一 步表示所述音頻源內(nèi)容的聲道分配。
11、 根據(jù)權(quán)利要求l的音頻系統(tǒng)，其中，所述軟件包括用于確定 混合參數(shù)的混合邏輯確定處理，所述混合參數(shù)至少部分地取決于所述 格式標(biāo)識信息。
12、 根據(jù)權(quán)利要求ll的音頻系統(tǒng)，其中，所述軟件進一步包括應(yīng) 用混合邏輯處理，該應(yīng)用混合邏輯處理至少部分地基于所述混合參數(shù) 對所述音頻源內(nèi)容進行路由、濾波、重定向、放大、衰減、相位處理、 以及其他處理中的至少一個，從而創(chuàng)建混合輸出信號。
13、 一種用于優(yōu)化音頻系統(tǒng)對音頻源內(nèi)容的再現(xiàn)的方法，包括下 述處理確定所述音頻系統(tǒng)的配置； 確定所述音頻源內(nèi)容的格式；至少部分地基于所述配置和所述格式來確定混合參數(shù)；以及 將所述混合參數(shù)應(yīng)用于所述音頻源內(nèi)容上，從而創(chuàng)建混合信號。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中，所述確定配置的處理確定下 述中的至少一個與所述音頻系統(tǒng)相連的揚聲器的數(shù)目，所述揚聲器 的位置，所述揚聲器的頻率響應(yīng)特性，所述環(huán)境的聲學(xué)特性，以及所 述音頻源設(shè)備的數(shù)目和類型。
15、 根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中，所述確定配置的處理包括對 信號總線進行訪問以讀取表示音頻系統(tǒng)的配置的數(shù)據(jù)。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中，所述數(shù)據(jù)包括車輛標(biāo)識號碼。
17、 根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中，所述數(shù)據(jù)包括作為音頻系統(tǒng) 的部件所提供的數(shù)據(jù)以及從音頻系統(tǒng)的部件讀取的數(shù)據(jù)中的至少一個 的數(shù)據(jù)。
18、 根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中，所述確定格式的處理確定所 迷音頻源內(nèi)容是單聲道、立體聲、多聲道立體聲、還是多聲道環(huán)繞聲 編碼的，以及其聲道數(shù)目。
19、 根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中，所述應(yīng)用混合參數(shù)的處理應(yīng) 用所述混合參數(shù)，以便對所述音頻源內(nèi)容進行路由、濾波、重定向、 放大、衰減、相位處理、以及其他處理中的至少一個，從而創(chuàng)建所述 混合信號。
20、 一種用于優(yōu)化收聽環(huán)境之內(nèi)的音頻源內(nèi)容的再現(xiàn)的音頻系 統(tǒng)，所述音頻系統(tǒng)具有下述配置，該配置包括具有各自相應(yīng)特性的多 個揚聲器，所述特性包括在所述環(huán)境之內(nèi)的位置以及頻率響應(yīng)，所述 音頻源內(nèi)容具有預(yù)定格式，所述格式包括音頻內(nèi)容的聲道數(shù)目和聲道 分配，所述裝置包括至少一個音頻源設(shè)備，用于將所述音頻源內(nèi)容轉(zhuǎn)換成一個或多個 音頻輸入信號； 微處理器；可由所述微處理器執(zhí)行的軟件，所述軟件確定混合參數(shù)，所述混 合參數(shù)至少部分地取決于所述音頻源內(nèi)容的所述格式和所述音頻系統(tǒng) 的所述配置；以及混合單元，用于將所迷混合參數(shù)應(yīng)用于所述一個或多個音頻輸入 信號上，從而產(chǎn)生混合的輸出信號。
21、 根據(jù)權(quán)利要求20的音頻系統(tǒng)，其中，所述混合單元包括一個 或多個數(shù)字信號處理集成電路，所述混合參數(shù)被應(yīng)用于所述混合單元 上。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21的音頻系統(tǒng)，其中，所述混合單元包括多個 可配置的可變參數(shù)信號處理塊，所述信號處理塊的特性至少部分地通 過應(yīng)用于其上的相應(yīng)混合參數(shù)來確定。
23、 根據(jù)權(quán)利要求22的音頻系統(tǒng)，其中，所述可變參數(shù)信號處理 塊包括增益塊、相加塊、以及濾波塊，所述信號處理塊的參數(shù)至少部 分地通過應(yīng)用于其上的相應(yīng)混合參數(shù)來確定。
24、 根據(jù)權(quán)利要求20的音頻系統(tǒng)，其中，所述環(huán)境包括系統(tǒng)總線， 所述音頻系統(tǒng)配置可由所述微處理器通過所述系統(tǒng)總線進行訪問。
25、 一種用于優(yōu)化具有預(yù)定配置的音頻系統(tǒng)對音頻源內(nèi)容的再現(xiàn) 的方法，所述方法包括下述處理確定所述音頻源內(nèi)容的格式；至少部分地基于所述格式并且考慮到所述音頻系統(tǒng)的所述配置 來確定混合參數(shù)；以及將所述混合參數(shù)應(yīng)用于所迷音頻源內(nèi)容上，從而創(chuàng)建混合信號， 所述混合信號被優(yōu)化用于由所述音頻系統(tǒng)進行的再現(xiàn)。
26、 根據(jù)權(quán)利要求25的方法，其中，所述確定格式的處理包括確 定所述音頻內(nèi)容的聲道分配，所述混合參數(shù)至少部分地取決于所述聲 道分配。
27、 根據(jù)權(quán)利要求26的方法，其中所述確定混合參數(shù)的處理包括確定多個信號處理系數(shù)；并且 所述應(yīng)用所述混合參數(shù)的處理包括將所述信號處理系數(shù)應(yīng)用于多個可配置的可變參數(shù)信號處理塊上，從而至少部分地確定所述信號處理塊的特性。
全文摘要
本發(fā)明包括用于優(yōu)化音頻系統(tǒng)對音頻源內(nèi)容(34)的再現(xiàn)的方法和裝置(參見圖4)。該方法包括用于確定音頻系統(tǒng)的配置的處理(70)以及用于確定音頻源內(nèi)容的格式的處理。至少部分地基于音頻系統(tǒng)的配置和音頻內(nèi)容的格式來確定混合參數(shù)(190)。將混合參數(shù)(190)應(yīng)用于音頻源內(nèi)容(34)上，以創(chuàng)建被優(yōu)化用于在音頻系統(tǒng)上對特定音頻格式進行再現(xiàn)的混合信號。
文檔編號H04R5/00GK101161029SQ200680012515
公開日2008年4月9日 申請日期2006年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月17日
發(fā)明者拉瑞·V·克瑞格 申請人:松下北美公司美國分部松下汽車系統(tǒng)公司