專利名稱：聲音測(cè)量設(shè)備和方法以及音頻信號(hào)處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聲音測(cè)量設(shè)備和方法以及音頻信號(hào)處理設(shè)備。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種基于通過(guò)從揚(yáng)聲器輸出測(cè)試信號(hào)并使用話筒拾取該測(cè)試信號(hào)而獲得的結(jié)果來(lái)測(cè)量從揚(yáng)聲器到話筒的聲音到達(dá)延遲時(shí)間的聲音測(cè)量設(shè)備和方法。本發(fā)明還涉及具有測(cè)量聲音到達(dá)延遲時(shí)間的功能的音頻信號(hào)處理設(shè)備。
背景技術(shù)：
在相關(guān)技術(shù)的音頻系統(tǒng)中，尤其是在音頻信號(hào)從多個(gè)聲道輸出的音頻系統(tǒng)中，諸如正弦波或時(shí)間擴(kuò)展脈沖(TSP)信號(hào)等測(cè)試信號(hào)自揚(yáng)聲器輸出，并由與揚(yáng)聲器處于不同位置的話筒拾取。其結(jié)果被用來(lái)測(cè)量直到自揚(yáng)聲器輸出的聲音到達(dá)話筒為止的延遲時(shí)間(聲音到達(dá)延遲時(shí)間)。
圖12示出相關(guān)技術(shù)的一種示例技術(shù)。
在圖12中，將TSP信號(hào)用作測(cè)試信號(hào)。正如業(yè)內(nèi)公知的，TSP信號(hào)是通過(guò)平移圖12所示的脈沖信號(hào)的相位而產(chǎn)生。因此，從揚(yáng)聲器輸出并由話筒拾取的TSP信號(hào)輸出經(jīng)快速傅立葉變換(FFT)和相位轉(zhuǎn)換以使相位被回移產(chǎn)生TSP信號(hào)所確定的相移量，然后進(jìn)行快速傅立葉逆變換(IFFT)以獲得脈沖響應(yīng)。
如此獲得的脈沖響應(yīng)包括關(guān)于直到輸出自揚(yáng)聲器的聲音到達(dá)話筒為止的延遲時(shí)間的信息。具體地說(shuō)，如果揚(yáng)聲器和話筒之間的距離不為零，則從所拾取的TSP信號(hào)獲得的脈沖響應(yīng)的上升位置被延遲到待從揚(yáng)聲器輸出的TSP信號(hào)所基于的脈沖信號(hào)的上升位置之后，并且測(cè)量脈沖響應(yīng)的上升位置和脈沖信號(hào)的上升位置之間的差以確定聲音到達(dá)延遲時(shí)間(即圖12示出的延遲時(shí)間DT)。
鑒于前面的說(shuō)明，參閱圖12，首先如圖12所示的輸出信號(hào)所指示那樣在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)從揚(yáng)聲器輸出TSP信號(hào)以使TSP信號(hào)被重復(fù)輸出多個(gè)周期。
在從TSP信號(hào)輸出開(kāi)始后經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間之后，如圖12所示的所拾取的音頻信號(hào)指示的那樣，話筒開(kāi)始拾取TSP信號(hào)。話筒也在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)拾取TSP信號(hào)以使多個(gè)周期的TSP信號(hào)可被拾取。
拾取操作的開(kāi)始與以圖12所示方式作為輸出信號(hào)獲得的TSP信號(hào)的一個(gè)周期的開(kāi)始同步。如圖12所示，由于揚(yáng)聲器從一個(gè)周期開(kāi)始時(shí)開(kāi)始輸出TSP信號(hào)，所以拾取操作與TSP信號(hào)的一個(gè)周期的開(kāi)始同步地開(kāi)始，因此可通過(guò)測(cè)量由開(kāi)始于一個(gè)周期的起始(第0個(gè)時(shí)鐘)的所拾取音頻信號(hào)計(jì)算得到的脈沖響應(yīng)的上升位置來(lái)容易地獲得輸出TSP信號(hào)和所拾取的TSP信號(hào)之間的相移。
在圖12所示的技術(shù)中，輸出TSP信號(hào)和拾取的TSP信號(hào)之間的相移被測(cè)量作為上述脈沖響應(yīng)的上升位置的偏移。
具體地說(shuō)，首先將所拾取的多個(gè)周期的TSP信號(hào)以圖12所示方式相加并求平均。相加和求平均操作相對(duì)地降低諸如背景噪聲等不與這些周期同步的噪聲電平，并提高測(cè)得的響應(yīng)信號(hào)的信噪(S/N)比。相加和求平均操作的結(jié)果經(jīng)如上所述的FFT、相位轉(zhuǎn)換和IFFT以獲得脈沖響應(yīng)，并且所獲得的脈沖響應(yīng)的上升位置和尚未輸出的原始脈沖信號(hào)的上升位置之間的偏移被測(cè)量以測(cè)量聲音到達(dá)延遲時(shí)間，即圖12所示的延遲時(shí)間DT。
由于拾取操作與輸出TSP信號(hào)的開(kāi)始同步地開(kāi)始，因此基于所獲得的脈沖響應(yīng)的延遲時(shí)間DT的測(cè)量實(shí)際上是通過(guò)確定脈沖響應(yīng)在哪個(gè)時(shí)鐘上升來(lái)執(zhí)行的。
相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)公開(kāi)于日本未審專利申請(qǐng)第2000-097763號(hào)和04-295727號(hào)公報(bào)中。
發(fā)明內(nèi)容
因此，可使用從揚(yáng)聲器輸出的測(cè)試信號(hào)以及通過(guò)使用話筒拾取該測(cè)試信號(hào)而獲得的信號(hào)來(lái)測(cè)量從揚(yáng)聲器至話筒的聲音到達(dá)延遲時(shí)間。
然而，相關(guān)技術(shù)的這種基于測(cè)試信號(hào)的測(cè)量技術(shù)的局限性在于，只能測(cè)量長(zhǎng)度最多僅至測(cè)試信號(hào)一個(gè)周期的延遲時(shí)間。
在圖12所示的相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)中，如上所述，延遲時(shí)間是基于輸出測(cè)試信號(hào)和拾取的測(cè)試信號(hào)之間的相位差(時(shí)間差)來(lái)測(cè)量的。因此例如圖13所示，如果延遲時(shí)間比圖12所示的長(zhǎng)一個(gè)周期，則會(huì)獲得相同的延遲時(shí)間作為測(cè)量結(jié)果。
如從上面的說(shuō)明中所能理解的那樣，圖12所示的相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)不允許延遲時(shí)間的精確測(cè)量，除非延遲時(shí)間的長(zhǎng)度在測(cè)試信號(hào)的一個(gè)周期之內(nèi)。也就是說(shuō)，相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)只能用于事先已知道延遲時(shí)間的長(zhǎng)度在一個(gè)周期之內(nèi)的情形下(即，在事先已知揚(yáng)聲器和話筒之間的距離在與一個(gè)周期相對(duì)應(yīng)的延遲時(shí)間所對(duì)應(yīng)的距離之內(nèi))。
由于可測(cè)量延遲時(shí)間被局限于測(cè)試信號(hào)的一個(gè)周期之內(nèi)，所以允許測(cè)量更長(zhǎng)延遲時(shí)間的當(dāng)前方法中的一種是增加測(cè)試信號(hào)的樣本數(shù)。
實(shí)際上，測(cè)試信號(hào)從揚(yáng)聲器輸出以使測(cè)試信號(hào)值根據(jù)恒定時(shí)鐘(例如44.1kHz)逐一輸出。如果測(cè)試信號(hào)的樣本數(shù)增加，則測(cè)試信號(hào)的一個(gè)周期的時(shí)間長(zhǎng)度相應(yīng)變長(zhǎng)。因此，可測(cè)量更長(zhǎng)的延遲時(shí)間。
然而，隨著測(cè)試信號(hào)的樣本數(shù)增加，作為測(cè)試信號(hào)的數(shù)據(jù)量同樣增加，這導(dǎo)致存儲(chǔ)測(cè)試信號(hào)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器的容量增加。因此，上述方法不適用于存儲(chǔ)器資源有限的設(shè)備。
此外，尤其是當(dāng)將TSP信號(hào)用作測(cè)試信號(hào)時(shí)，樣本數(shù)的增加也使用于測(cè)量脈沖響應(yīng)的FFT和IFFT操作中的樣本數(shù)增加，這導(dǎo)致大的處理負(fù)荷。另外從這個(gè)角度看來(lái)，上述方法不適用于硬件資源有限的設(shè)備。
因此希望基于通過(guò)從揚(yáng)聲器輸出測(cè)試信號(hào)并使用話筒拾取該測(cè)試信號(hào)而獲得的結(jié)果來(lái)測(cè)量從揚(yáng)聲器到達(dá)話筒的聲音到達(dá)延遲時(shí)間，其中可測(cè)量延遲時(shí)間不受到設(shè)備硬件資源的限制。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，一種基于通過(guò)從揚(yáng)聲器輸出測(cè)試信號(hào)并使用話筒拾取該測(cè)試信號(hào)而獲得的結(jié)果來(lái)測(cè)量從揚(yáng)聲器到話筒的聲音到達(dá)延遲時(shí)間的聲音測(cè)量設(shè)備包括，執(zhí)行控制以使測(cè)試信號(hào)在時(shí)間軸上被擴(kuò)展并隨后從揚(yáng)聲器輸出的控制裝置。
根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，一種具有基于通過(guò)從揚(yáng)聲器輸出測(cè)試信號(hào)并用話筒拾取該測(cè)試信號(hào)而獲得的結(jié)果來(lái)測(cè)量從揚(yáng)聲器到話筒的聲音到達(dá)延遲時(shí)間的聲音測(cè)量功能的音頻信號(hào)處理設(shè)備包括，執(zhí)行控制以使測(cè)試信號(hào)在時(shí)間軸上被擴(kuò)展并隨后從揚(yáng)聲器輸出的控制裝置。
該音頻信號(hào)處理設(shè)備還包括延遲時(shí)間測(cè)量裝置，它基于根據(jù)在時(shí)間軸上被擴(kuò)展并從揚(yáng)聲器輸出的測(cè)試信號(hào)和通過(guò)拾取所輸出的擴(kuò)展的測(cè)試信號(hào)而從話筒獲得的信號(hào)之間的時(shí)間差的基礎(chǔ)上測(cè)量得到的延遲時(shí)間，獲得聲音到達(dá)延遲時(shí)間作為基于擴(kuò)展的測(cè)得延遲時(shí)間。
該音頻信號(hào)處理設(shè)備還包括延遲時(shí)間調(diào)整裝置，它根據(jù)由延遲時(shí)間測(cè)量裝置獲得的聲音到達(dá)延遲時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)待從揚(yáng)聲器輸出的音頻信號(hào)的延遲時(shí)間。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，通過(guò)在時(shí)間軸上擴(kuò)展測(cè)試信號(hào)，可測(cè)量較長(zhǎng)的延遲時(shí)間。因此，可測(cè)量長(zhǎng)的延遲時(shí)間而不管測(cè)量信號(hào)的樣本數(shù)為何。
因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，由于測(cè)試信號(hào)在時(shí)間軸上的擴(kuò)展允許測(cè)量較長(zhǎng)延遲時(shí)間，因此可測(cè)量長(zhǎng)的延遲時(shí)間而不管測(cè)試信號(hào)的樣本數(shù)為何。
因此，在基于通過(guò)從揚(yáng)聲器輸出測(cè)試信號(hào)并使用話筒拾取該測(cè)試信號(hào)獲得的結(jié)果來(lái)對(duì)從揚(yáng)聲器到話筒的聲音到達(dá)延遲時(shí)間進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中，不管設(shè)備的硬件資源如何，都不存在對(duì)可測(cè)量的延遲時(shí)間的限制。
此外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的音頻信號(hào)處理設(shè)備可根據(jù)使用本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)測(cè)得的延遲時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)待從揚(yáng)聲器輸出的音頻信號(hào)的延遲時(shí)間。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的音頻信號(hào)處理設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及包括該音頻信號(hào)處理設(shè)備、揚(yáng)聲器和話筒的音頻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖；
圖2是示出由根據(jù)該實(shí)施例的音頻信號(hào)處理設(shè)備中的控制單元實(shí)現(xiàn)的功能性操作的圖解；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的延遲時(shí)間測(cè)量過(guò)程的圖解；圖4A和圖4B分別為示出根據(jù)現(xiàn)有方法輸出的測(cè)試信號(hào)和擴(kuò)展的輸出測(cè)試信號(hào)的圖解；圖5是示出當(dāng)輸出測(cè)試信號(hào)(擴(kuò)展信號(hào))時(shí)，作為根據(jù)第一實(shí)施例的延遲時(shí)間測(cè)量過(guò)程執(zhí)行的處理操作的流程圖；圖6是示出從所拾取的音頻信號(hào)被采樣直至獲得延遲時(shí)間(基于擴(kuò)展測(cè)得的延遲時(shí)間)的期間內(nèi)，作為根據(jù)第一實(shí)施例的延遲時(shí)間測(cè)量過(guò)程執(zhí)行的處理操作的流程圖；圖7是第一實(shí)施例的修改方案的圖解；圖8是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的延遲時(shí)間測(cè)量過(guò)程的圖解；圖9是表示當(dāng)輸出測(cè)試信號(hào)時(shí)，作為根據(jù)第二實(shí)施例的延遲時(shí)間測(cè)量過(guò)程執(zhí)行的處理操作的流程圖；圖10A和圖10B是示出從所拾取的音頻信號(hào)被采樣起直至獲得延遲時(shí)間的期間，作為根據(jù)第二實(shí)施例的延遲時(shí)間測(cè)量過(guò)程執(zhí)行的處理操作的流程圖；圖11是示出根據(jù)本實(shí)施例的修改方案的音頻信號(hào)處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖12是示出相關(guān)技術(shù)的延遲時(shí)間測(cè)量過(guò)程的圖解；以及圖13是示出當(dāng)延遲時(shí)間的長(zhǎng)度比圖12所示的長(zhǎng)測(cè)試信號(hào)的一個(gè)周期時(shí)，輸出信號(hào)和所拾取的音頻信號(hào)之間的關(guān)系的圖解。
具體實(shí)施例方式
下面將對(duì)本發(fā)明諸實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
圖1是示出作為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的音頻信號(hào)處理設(shè)備的回放設(shè)備2的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及包括該回放設(shè)備2的音頻系統(tǒng)1的結(jié)構(gòu)的圖解。
在圖1中，根據(jù)本實(shí)施例的回放設(shè)備2包括能夠回放所需記錄介質(zhì)的介質(zhì)回放單元15，所述記錄介質(zhì)有諸如壓縮光盤(pán)(CD)、數(shù)字多功能盤(pán)(DVD)或藍(lán)光盤(pán)等光盤(pán)記錄介質(zhì)、諸如迷你盤(pán)(MD)等磁光盤(pán)、諸如硬盤(pán)等磁盤(pán)、或是具有內(nèi)建半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的記錄介質(zhì)。
根據(jù)本實(shí)施例的音頻系統(tǒng)1還包括多個(gè)揚(yáng)聲器SP(即 SP1、SP2、SP3和SP4)，由回放設(shè)備2的介質(zhì)回放單元15回放的音頻信號(hào)(聲音信號(hào))從這些揚(yáng)聲器輸出。音頻系統(tǒng)1還包括后述的延遲時(shí)間測(cè)量過(guò)程所使用的話筒(MIC)M1。
根據(jù)本實(shí)施例的音頻系統(tǒng)1可以是例如汽車音頻系統(tǒng)或5.1聲道環(huán)繞系統(tǒng)。
盡管提供四個(gè)揚(yáng)聲器SP，但它們僅表示音頻系統(tǒng)1包括多個(gè)揚(yáng)聲器SP，而揚(yáng)聲器SP的數(shù)目不限于四個(gè)。
回放設(shè)備2設(shè)有音頻輸入端Tin，由話筒M1拾取的音頻信號(hào)通過(guò)音頻輸入端Tin被輸入，且回放設(shè)備2通過(guò)音頻輸入端Tin連接于話筒M1。
回放設(shè)備2還設(shè)有多個(gè)音頻輸出端Tout1-Tout4，其數(shù)目與揚(yáng)聲器SP1-SP4的數(shù)目對(duì)應(yīng)，并且回放設(shè)備2通過(guò)音頻輸出端Tout1-Tout4連接于揚(yáng)聲器SP1-SP4。
通過(guò)音頻輸入端Tin從話筒M1輸入的所拾取的音頻信號(hào)通過(guò)模-數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器13輸入到控制單元10。
其數(shù)目與揚(yáng)聲器SP的數(shù)目對(duì)應(yīng)的多個(gè)聲道的音頻信號(hào)，從控制單元10通過(guò)數(shù)-模(D/A)轉(zhuǎn)換器14被提供給相應(yīng)的音頻輸出端Tout1-Tout4。
控制單元10由例如數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)或中央處理單元(CPU)構(gòu)成，并實(shí)現(xiàn)下文所述的功能性操作。
為控制單元10提供有只讀存儲(chǔ)器(ROM)11和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)12。ROM 11存儲(chǔ)控制單元10用來(lái)執(zhí)行各種控制操作的程序、系數(shù)、參數(shù)等。在該實(shí)施例中，ROM 11還將測(cè)試信號(hào)11a以數(shù)據(jù)形式存儲(chǔ)，該測(cè)試信號(hào)在下文中描述的延遲時(shí)間測(cè)量過(guò)程中使用。在本實(shí)施例中，時(shí)間擴(kuò)展脈沖(TSP)信號(hào)被用作測(cè)試信號(hào)。
RAM 12暫存控制單元10的工作數(shù)據(jù)，并被用作工作區(qū)。
如上所述，介質(zhì)回放單元15回放記錄介質(zhì)。
例如，當(dāng)介質(zhì)回放單元15支持諸如光盤(pán)記錄介質(zhì)和MD等記錄介質(zhì)時(shí)，介質(zhì)回放單元15包括光機(jī)頭、心軸電機(jī)、回放信號(hào)處理器以及伺服電路，并且將激光作用于放置于其中的盤(pán)形記錄介質(zhì)以回放信號(hào)。
由回放操作獲得的音頻信號(hào)被提供給控制單元10。
圖2是示出由控制單元10實(shí)現(xiàn)的功能性操作的圖解。在圖2中，由控制單元10實(shí)現(xiàn)的功能性操作以塊的形式示出。圖1中所示的介質(zhì)回放單元15、ROM 11和RAM 12也在圖2中示出。
在圖2中，控制單元10包括起到測(cè)試信號(hào)輸出單元10a、測(cè)試信號(hào)采樣單元10b、相加和求平均單元10c、脈沖響應(yīng)計(jì)算單元10d、延遲時(shí)間測(cè)量單元10e以及音頻信號(hào)處理單元10f作用的功能。
在本實(shí)施例中，控制單元10通過(guò)軟件處理實(shí)現(xiàn)那些功能性操作。然而，那些功能塊可由硬件實(shí)現(xiàn)。
測(cè)試信號(hào)輸出單元10a基于以數(shù)據(jù)形式存儲(chǔ)在ROM 11中的測(cè)試信號(hào)11a輸出要在后述的延遲時(shí)間測(cè)量過(guò)程中從揚(yáng)聲器SP輸出的測(cè)試信號(hào)(在此情形中為T(mén)SP信號(hào))。即，測(cè)試信號(hào)11a的值是根據(jù)工作時(shí)鐘順序地輸出的。測(cè)試信號(hào)(TSP信號(hào))的輸出值通過(guò)圖1所示的D/A轉(zhuǎn)換器14和相應(yīng)音頻輸出端Tout被提供給每個(gè)揚(yáng)聲器SP，而揚(yáng)聲器SP基于測(cè)試信號(hào)11a輸出音頻信號(hào)作為實(shí)際的聲音。
同樣在這種情形下，在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)輸出測(cè)試信號(hào)以使測(cè)試信號(hào)被輸出多個(gè)周期，如下面所描述的那樣。
對(duì)每個(gè)揚(yáng)聲器SP執(zhí)行延遲時(shí)間測(cè)量過(guò)程。因此通過(guò)根據(jù)揚(yáng)聲器聲道來(lái)切換輸出，測(cè)試信號(hào)輸出單元10a就可輸出測(cè)試信號(hào)。即，當(dāng)選擇揚(yáng)聲器SP1的聲道時(shí)，測(cè)試信號(hào)11a的值被輸出到連接于音頻輸出端Tout1的線路上。當(dāng)選擇揚(yáng)聲器SP2的聲道時(shí)，測(cè)試信號(hào)11a的值被輸出到連接于音頻輸出端Tout2的線路上。同樣，當(dāng)選擇揚(yáng)聲器SP3的聲道時(shí)，測(cè)試信號(hào)的值被輸出到連接于音頻輸出端Tout3的線路上，并且當(dāng)選擇揚(yáng)聲器SP4的聲道時(shí)，則輸出到連接于音頻輸出端Tout4的線路上。
測(cè)試信號(hào)采樣單元10b接收音頻信號(hào)，該音頻信號(hào)由話筒M1拾取，并且是作為關(guān)于從每個(gè)揚(yáng)聲器SP輸出的TSP信號(hào)的拾取音頻信號(hào)從圖1所示的A/D轉(zhuǎn)換器13提供的，測(cè)試信號(hào)采樣單元10b還根據(jù)工作時(shí)鐘(例如44.1kHz)對(duì)所接收的音頻信號(hào)進(jìn)行采樣。作為所采樣的TSP信號(hào)的數(shù)據(jù)(下文中也稱之為“TSP數(shù)據(jù)”)被存儲(chǔ)在RAM 12中。
也在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)對(duì)所拾取的音頻信號(hào)進(jìn)行采樣以獲得多個(gè)周期的測(cè)試信號(hào)。
相加和求平均單元10c對(duì)采樣并存儲(chǔ)于RAM 12中的多個(gè)周期的TSP數(shù)據(jù)進(jìn)行同步相加和求平均操作。經(jīng)相加和求平均操作的TSP數(shù)據(jù)也被存入RAM 12。
脈沖響應(yīng)計(jì)算單元10d基于經(jīng)相加和求平均操作并存儲(chǔ)在RAM 12中的TSP數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算脈沖響應(yīng)。脈沖響應(yīng)計(jì)算單元10d首先對(duì)TSP數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅立葉變換(FFT)。然后，脈沖響應(yīng)計(jì)算單元10d對(duì)經(jīng)FFT處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行相位轉(zhuǎn)換，由此將相位回移產(chǎn)生TSP數(shù)據(jù)所確定的相移量，并隨后執(zhí)行快速傅立葉逆變換(IFFT)以計(jì)算脈沖響應(yīng)。
延遲時(shí)間測(cè)量單元10e通過(guò)測(cè)量計(jì)算得到的脈沖響應(yīng)的上升位置和作為測(cè)試信號(hào)11a存儲(chǔ)的TSP信號(hào)所基于的脈沖信號(hào)的上升位置之間的差(即通過(guò)測(cè)量延遲樣本數(shù))來(lái)測(cè)量延遲時(shí)間。
同樣在本實(shí)施例中，如下文所描述的那樣，TSP信號(hào)被輸出以使脈沖信號(hào)在第0個(gè)時(shí)鐘上升，并且所拾取的音頻信號(hào)的采樣的開(kāi)始與待輸出的TSP信號(hào)的一個(gè)周期的開(kāi)始同步。因此，實(shí)際上是通過(guò)確定脈沖響應(yīng)在從TSP信號(hào)的一個(gè)周期的開(kāi)始起的哪個(gè)時(shí)鐘上升來(lái)進(jìn)行基于計(jì)算得到的脈沖響應(yīng)的延遲時(shí)間DT的測(cè)量。
在本實(shí)施例的延遲時(shí)間測(cè)量過(guò)程中，關(guān)于通過(guò)測(cè)量(計(jì)數(shù))計(jì)算得到的脈沖響應(yīng)的延遲樣本數(shù)獲得的延遲時(shí)間(第一延遲時(shí)間DT1)的信息被用來(lái)執(zhí)行下文所述的處理(見(jiàn)圖6或圖10)，由此獲得關(guān)于最終延遲時(shí)間(下文所述的延遲時(shí)間DT2、DT4)的信息。
音頻信號(hào)處理單元10f對(duì)每個(gè)聲道進(jìn)行聲道分配處理、聲場(chǎng)/聲學(xué)處理以及延遲處理等。
在聲道分配處理中，從介質(zhì)回放單元15輸入的多個(gè)音頻信號(hào)被分配并輸出到連接于相應(yīng)揚(yáng)聲器SP的線路上(即相應(yīng)的音頻輸出端Tout)。例如，當(dāng)音頻系統(tǒng)1是汽車音頻系統(tǒng)時(shí)，從介質(zhì)回放單元15回放的兩個(gè)(左和右)聲道的音頻信號(hào)被分配和輸出到連接于與左和右聲道對(duì)應(yīng)的揚(yáng)聲器SP的線路上(即與左和右聲道對(duì)應(yīng)的音頻輸出端Tout)。
當(dāng)音頻系統(tǒng)1為5.1聲道環(huán)繞系統(tǒng)并且被配置成回放來(lái)自介質(zhì)回放單元15的兩個(gè)(左和右)聲道的音頻信號(hào)時(shí)，從兩個(gè)聲道的音頻信號(hào)產(chǎn)生六個(gè)聲道的音頻信號(hào)以支持5.1聲道。這六個(gè)聲道的音頻信號(hào)被分配并輸出至連接于相應(yīng)音頻輸出端Tout的線路。
聲場(chǎng)/聲學(xué)處理包括使用均衡技術(shù)添加各種聲音效果的處理以及施加諸如數(shù)字混響等聲場(chǎng)效果的處理。
在每個(gè)聲道的延遲處理中，由延遲時(shí)間測(cè)量單元10e為每個(gè)揚(yáng)聲器SP(即每個(gè)聲道)測(cè)得的延遲時(shí)間DT(下文中的延遲時(shí)間DT2或DT4)被用來(lái)確定待從每個(gè)揚(yáng)聲器SP輸出的音頻信號(hào)的延遲時(shí)間，并且每個(gè)音頻信號(hào)根據(jù)所確定的延遲時(shí)間而經(jīng)延遲處理。即根據(jù)測(cè)得的延遲時(shí)間DT調(diào)節(jié)每個(gè)音頻信號(hào)的延遲時(shí)間。
對(duì)每個(gè)聲道的延遲時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)以使自揚(yáng)聲器SP輸出的聲音輸出可同時(shí)到達(dá)話筒M1。因此，當(dāng)話筒M1位于所需的收聽(tīng)位置時(shí)，來(lái)自揚(yáng)聲器SP的聲音可同時(shí)到達(dá)收聽(tīng)位置。
根據(jù)諸揚(yáng)聲器SP單獨(dú)測(cè)得的延遲時(shí)間來(lái)延遲和輸出自揚(yáng)聲器SP輸出的音頻信號(hào)的具體技術(shù)在這里沒(méi)有特別限制，并且可以是各種已提出技術(shù)中的任何一種。
根據(jù)前面的說(shuō)明，在本實(shí)施例中，延遲時(shí)間也是基于輸出測(cè)試信號(hào)和拾取的測(cè)試信號(hào)之間的相位差(時(shí)間差)來(lái)測(cè)量的。
然而，如前所述，這一基于測(cè)試信號(hào)的測(cè)量技術(shù)的局限性在于僅能測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)度最多僅為測(cè)試信號(hào)的一個(gè)周期的延遲時(shí)間。
因此，當(dāng)前的一種測(cè)量較長(zhǎng)延遲時(shí)間的方法是如上所述的增加測(cè)試信號(hào)的樣本數(shù)。
然而，隨著測(cè)試信號(hào)的樣本數(shù)增加，作為測(cè)試信號(hào)的數(shù)據(jù)量同樣增加，這導(dǎo)致用于存儲(chǔ)測(cè)試信號(hào)數(shù)據(jù)(測(cè)試信號(hào)11a)的存儲(chǔ)器(在本例中為ROM11)容量增加。因此，上述方法不適用于存儲(chǔ)器資源有限的設(shè)備。
此外，尤其是如在本例中，當(dāng)TSP信號(hào)被用作測(cè)試信號(hào)時(shí)，樣本數(shù)的增加使用來(lái)計(jì)算脈沖響應(yīng)的FFT和IFFT操作中的樣本數(shù)增加，這導(dǎo)致大的處理負(fù)荷。同時(shí)從這個(gè)角度看來(lái)，上述方法不適用于硬件資源有限的設(shè)備。
另外，在本實(shí)施例中，測(cè)試信號(hào)在時(shí)軸上被擴(kuò)展并隨后從每個(gè)揚(yáng)聲器SP輸出。在時(shí)軸上的擴(kuò)展增加測(cè)試信號(hào)一個(gè)周期的時(shí)間長(zhǎng)度。通過(guò)擴(kuò)展測(cè)試信號(hào)，可測(cè)量更長(zhǎng)的延遲時(shí)間。
下面將結(jié)合本發(fā)明的第一和第二實(shí)施例對(duì)這種測(cè)量技術(shù)進(jìn)行說(shuō)明。
第一實(shí)施例圖3是示出根據(jù)第一實(shí)施例的延遲時(shí)間測(cè)量過(guò)程的圖解。
在圖3中，關(guān)于時(shí)軸T示出了TSP信號(hào)、該TSP信號(hào)所基于的脈沖信號(hào)、根據(jù)第一實(shí)施例的方法基于TSP信號(hào)從每個(gè)揚(yáng)聲器SP輸出的輸出信號(hào)、以及通過(guò)使用話筒M1拾取輸出信號(hào)而獲得的拾取音頻信號(hào)的波形。
圖3所示的每個(gè)波形被分成多個(gè)幀，并且每幀代表作為測(cè)試信號(hào)的TSP信號(hào)的一個(gè)周期。
為便于說(shuō)明，下面將對(duì)其中一個(gè)揚(yáng)聲器SP的延遲時(shí)間測(cè)量過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明?？赏ㄟ^(guò)對(duì)每個(gè)揚(yáng)聲器SP重復(fù)執(zhí)行相似的測(cè)試過(guò)程來(lái)測(cè)量諸揚(yáng)聲器SP的延遲時(shí)間。
在圖3中，TSP信號(hào)的波形是當(dāng)作為測(cè)試信號(hào)11a以數(shù)據(jù)形式存儲(chǔ)在圖1所示ROM 11中的TSP信號(hào)的值在逐個(gè)時(shí)鐘的基礎(chǔ)上被輸出時(shí)所獲得的波形。即根據(jù)現(xiàn)有方法輸出的TSP信號(hào)的波形被示出。
在第一實(shí)施例中，通過(guò)在時(shí)軸上將TSP信號(hào)擴(kuò)展預(yù)定倍數(shù)而獲得圖3所示的輸出信號(hào)。在本例中，例如在時(shí)軸上將TSP信號(hào)擴(kuò)展4倍。
為了確認(rèn)，根據(jù)現(xiàn)有方法輸出的TSP信號(hào)在圖4A中被示出。如果作為測(cè)試信號(hào)11a存儲(chǔ)的TSP信號(hào)的樣本數(shù)為n，則第0至第n個(gè)樣本處的值在逐個(gè)時(shí)鐘的基礎(chǔ)上被輸出。
如圖4A所示，假設(shè)TSP信號(hào)的樣本數(shù)(n)為512，TSP信號(hào)的一個(gè)周期因此具有512個(gè)時(shí)鐘的長(zhǎng)度。
例如，如果工作時(shí)鐘為44.1kHz。則TSP信號(hào)的一個(gè)周期的長(zhǎng)度由512÷44100(秒)給出。
TSP信號(hào)在時(shí)軸上被擴(kuò)展，即在第一實(shí)施例中，如圖4B所示，作為測(cè)試信號(hào)11a存儲(chǔ)的TSP信號(hào)(數(shù)據(jù))被上升采樣并輸出。具體地說(shuō)，以圖4B所示的方式將TSP信號(hào)在多個(gè)預(yù)定時(shí)鐘上輸出。
在這種情況下，TSP信號(hào)在時(shí)軸上被擴(kuò)展4倍，并且TSP信號(hào)的每個(gè)值在四個(gè)時(shí)鐘上被輸出。如圖4B所示，待輸出的TSP信號(hào)的一個(gè)周期具有512×4個(gè)時(shí)鐘的長(zhǎng)度，并且在44.1kHz的工作時(shí)鐘下，一個(gè)周期的長(zhǎng)度由2048×44100(秒)給出。
回過(guò)頭來(lái)參閱圖3，如上所述，TSP信號(hào)在時(shí)軸上被擴(kuò)展并被輸出預(yù)定時(shí)間長(zhǎng)度以能夠?qū)⒔?jīng)擴(kuò)展的信號(hào)輸出多個(gè)預(yù)定周期。在圖3中，經(jīng)擴(kuò)展的信號(hào)被輸出三個(gè)周期。
在經(jīng)擴(kuò)展信號(hào)被輸出時(shí)，所拾取的音頻信號(hào)被并行采樣。即，從揚(yáng)聲器SP輸出并由話筒M1拾取的經(jīng)擴(kuò)展信號(hào)被采樣。
所拾取的音頻信號(hào)的采樣與經(jīng)擴(kuò)展的輸出信號(hào)的一個(gè)周期的開(kāi)始同步地開(kāi)始。在圖3中為便于說(shuō)明，所拾取的音頻信號(hào)的開(kāi)始定時(shí)和輸出信號(hào)(擴(kuò)展信號(hào))的第二周期的開(kāi)始定時(shí)彼此同步。實(shí)際上，正如所能理解的那樣，在與揚(yáng)聲器SP和話筒M1之間距離對(duì)應(yīng)的時(shí)間(即聲音到達(dá)延遲時(shí)間)過(guò)去之后，話筒M1開(kāi)始拾取來(lái)自揚(yáng)聲器的經(jīng)擴(kuò)展的信號(hào)。
在第一實(shí)施例中，在采樣操作中，由于TSP信號(hào)已被擴(kuò)展，因此所拾取的音頻信號(hào)根據(jù)TSP信號(hào)被擴(kuò)展的倍率被下降采樣。具體地說(shuō)，在這種情況下，由于在輸出前TSP信號(hào)被擴(kuò)展4倍，因此所拾取的音頻信號(hào)被下降采樣至1/4。即，作為所拾取的音頻信號(hào)獲得的擴(kuò)展信號(hào)每四個(gè)時(shí)鐘被采樣一次。因此所得到信號(hào)的一個(gè)周期的長(zhǎng)度與未經(jīng)擴(kuò)展和輸出的原始信號(hào)的一個(gè)周期的長(zhǎng)度(在本例中為512個(gè)時(shí)鐘)相同。
同樣在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)對(duì)所拾取的音頻信號(hào)進(jìn)行下降采樣，由此作為所拾取的音頻信號(hào)獲得的多個(gè)周期的經(jīng)擴(kuò)展信號(hào)可被下降采樣。在圖3所示的例子中，作為拾取的音頻信號(hào)獲得的兩個(gè)周期的擴(kuò)展信號(hào)經(jīng)下降采樣處理，并且獲得兩個(gè)周期的TSP信號(hào)。
當(dāng)作為拾取的音頻信號(hào)獲得的多個(gè)周期的擴(kuò)展信號(hào)被下降采樣以獲得多個(gè)周期的TSP信號(hào)時(shí)，這多個(gè)周期的TSP信號(hào)經(jīng)相加和求平均處理以獲得一個(gè)周期的TSP信號(hào)。
然后，從由相加和求平均處理獲得的TSP信號(hào)計(jì)算出脈沖響應(yīng)。如上面結(jié)合圖2所示的脈沖響應(yīng)計(jì)算單元10d所述那樣，作為相加和求平均處理結(jié)果的TSP數(shù)據(jù)經(jīng)FFT和相位轉(zhuǎn)換，從而使TSP數(shù)據(jù)的相位相對(duì)該TSP信號(hào)所基于的脈沖信號(hào)回移一定相移量，并隨后經(jīng)IFFT以計(jì)算脈沖響應(yīng)。
當(dāng)計(jì)算脈沖響應(yīng)時(shí)，對(duì)計(jì)算得到的脈沖響應(yīng)的上升位置和從揚(yáng)聲器SP輸出的TSP信號(hào)所基于的脈沖信號(hào)的上升位置之間的偏移進(jìn)行測(cè)量以測(cè)得如圖3所示的延遲時(shí)間DT1(第一延遲時(shí)間)。
在第一實(shí)施例中，以上述方式根據(jù)擴(kuò)展倍數(shù)對(duì)所拾取的音頻信號(hào)進(jìn)行下降采樣，以獲得與尚未輸出的原始TSP信號(hào)一個(gè)周期具有相同長(zhǎng)度的TSP信號(hào)。因此，計(jì)算得到的脈沖響應(yīng)和尚未輸出的原始TSP信號(hào)的脈沖信號(hào)被照常比較以測(cè)量延遲時(shí)間DT1。
如此測(cè)得的延遲時(shí)間DT1具有反映相對(duì)于經(jīng)擴(kuò)展的TSP信號(hào)的一個(gè)周期的長(zhǎng)度(即512×4個(gè)時(shí)鐘)而獲得的延遲量的值。然而，由于延遲時(shí)間DT1是基于以上述方式下降采樣的TSP信號(hào)而確定的，因此延遲時(shí)間DT1不代表真實(shí)比例的延遲時(shí)間。具體地說(shuō)，延遲時(shí)間DT1代表等于所定義的下降采樣倍數(shù)的四分之一比例上的延遲時(shí)間。
因此在第一實(shí)施例中，根據(jù)待輸出的TSP信號(hào)被擴(kuò)展的倍數(shù)來(lái)倍乘(在圖3中，上升采樣)所測(cè)得的延遲時(shí)間DT1。具體地說(shuō)，在本例中延遲時(shí)間DT1被乘以四。
因此，可以在基于經(jīng)擴(kuò)展的TSP信號(hào)的一個(gè)周期的長(zhǎng)度的比例上獲得延遲時(shí)間DT2(基于擴(kuò)展的測(cè)得延遲時(shí)間)。在第一實(shí)施例中，延遲時(shí)間DT2作為最終時(shí)間信息而獲得，該最終時(shí)間信息指示直到自揚(yáng)聲器SP輸出的聲音到達(dá)話筒M1的延遲時(shí)間(即聲音到達(dá)延遲時(shí)間)。
將第一實(shí)施例的測(cè)量技術(shù)與現(xiàn)有測(cè)量技術(shù)相比，如上所述，現(xiàn)有技術(shù)僅允許測(cè)量最多至與TSP信號(hào)樣本數(shù)對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度的延遲時(shí)間。在圖3所示的例子中，能夠測(cè)量基于TSP信號(hào)樣本數(shù)的最多至512個(gè)時(shí)鐘的時(shí)間長(zhǎng)度的延遲時(shí)間。
另一方面，在第一實(shí)施例的技術(shù)中，可測(cè)量最多至TSP信號(hào)樣本數(shù)四倍的時(shí)間長(zhǎng)度的延遲時(shí)間。TSP信號(hào)被擴(kuò)展的倍數(shù)不局限于4，而可以是例如5或10，在這些情況下可使用相似技術(shù)測(cè)得五倍或十倍長(zhǎng)度的延遲時(shí)間。因此根據(jù)第一實(shí)施例，可根據(jù)待輸出的TSP信號(hào)被擴(kuò)展的倍數(shù)來(lái)測(cè)量更長(zhǎng)的延遲時(shí)間。
因此，由于TSP信號(hào)在時(shí)軸上的擴(kuò)展允許更長(zhǎng)延遲時(shí)間的測(cè)量，因此可測(cè)量長(zhǎng)延遲時(shí)間，而不管TSP信號(hào)的樣本數(shù)為何。
因此，在基于通過(guò)從揚(yáng)聲器輸出TSP信號(hào)并用話筒拾取該TSP信號(hào)而獲得的結(jié)果來(lái)測(cè)量從揚(yáng)聲器到話筒的聲音到達(dá)延遲時(shí)間的過(guò)程中，對(duì)可測(cè)的延遲時(shí)間沒(méi)有限制，而不管設(shè)備的硬件資源如何。
下面將結(jié)合圖5和圖6的流程圖對(duì)實(shí)現(xiàn)上述第一實(shí)施例的測(cè)量過(guò)程的處理操作進(jìn)行說(shuō)明。
圖5和圖6所示的處理操作是由圖1(和圖2)中示出的控制單元10根據(jù)存儲(chǔ)在例如ROM 11中的程序執(zhí)行的。
圖5示出當(dāng)輸出測(cè)試信號(hào)(擴(kuò)展信號(hào))時(shí)，作為根據(jù)第一實(shí)施例的延遲時(shí)間測(cè)量過(guò)程被執(zhí)行的處理操作。圖5所示的處理操作與圖2所示的功能塊中的測(cè)試信號(hào)輸出單元10a的操作對(duì)應(yīng)。
參閱圖5，首先在步驟S101中，輸出值標(biāo)識(shí)計(jì)數(shù)值i被復(fù)位為0。輸出值標(biāo)識(shí)計(jì)數(shù)值i是用于標(biāo)識(shí)以數(shù)據(jù)形式存儲(chǔ)在ROM 11中的測(cè)試信號(hào)11a的哪個(gè)樣本將在下面的步驟S103輸出的值。
在步驟S102中，輸出次數(shù)標(biāo)識(shí)計(jì)數(shù)值j被復(fù)位為0。輸出次數(shù)標(biāo)識(shí)計(jì)數(shù)值j是用于標(biāo)識(shí)在步驟S103中輸出的測(cè)試信號(hào)值中的一個(gè)已被輸出多少次的值。
在步驟S103中，測(cè)試信號(hào)的第i個(gè)樣本被輸出。即在作為測(cè)試信號(hào)11a存儲(chǔ)于ROM 11中的TSP信號(hào)(數(shù)據(jù))值當(dāng)中，由輸出值標(biāo)識(shí)計(jì)數(shù)值i指定的值被輸出到圖1中所示的D/A轉(zhuǎn)換器14。
在步驟S104中，執(zhí)行輸出次數(shù)標(biāo)識(shí)計(jì)數(shù)值j是否等于倍數(shù)值K的確定。倍數(shù)值K代表TSP信號(hào)被擴(kuò)展的倍數(shù)，并且在前述圖3所示的例子中被設(shè)為4。
如果輸出次數(shù)標(biāo)識(shí)計(jì)數(shù)值j不等于倍數(shù)值K并得到否定結(jié)果，則該過(guò)程前進(jìn)至步驟S105，并且輸出次數(shù)標(biāo)識(shí)計(jì)數(shù)值j被正計(jì)數(shù)(即j+1)。然后，該過(guò)程回到步驟S103，并且測(cè)試信號(hào)的第i個(gè)樣本被再次輸出。通過(guò)重復(fù)執(zhí)行步驟S104、S105、S103然后S104的處理，測(cè)試信號(hào)(TSP信號(hào))的值在對(duì)應(yīng)于倍數(shù)值K的多個(gè)時(shí)鐘上被輸出。
如果在步驟S104中得到指示輸出次數(shù)標(biāo)識(shí)計(jì)數(shù)值j等于倍數(shù)值K的肯定結(jié)果，則該過(guò)程前進(jìn)至步驟S106，并且輸出次數(shù)標(biāo)識(shí)計(jì)數(shù)值j被復(fù)位為0。然后，在步驟S107，對(duì)輸出值標(biāo)識(shí)計(jì)數(shù)值i是否等于樣本值n進(jìn)行確定。
樣本值n為指示測(cè)試信號(hào)11a的樣本數(shù)的值。因此，在步驟S107中，確定TSP信號(hào)是否已被輸出了一個(gè)周期，換句話說(shuō)，是否已輸出該TSP信號(hào)的所有值。
如果在步驟S107中獲得指示輸出值標(biāo)識(shí)計(jì)數(shù)值i不等于樣本數(shù)n的否定結(jié)果，則該過(guò)程前進(jìn)至步驟S108，并且輸出值標(biāo)識(shí)計(jì)數(shù)值i被正計(jì)數(shù)(即i+1)。然后，該過(guò)程返回到步驟S103，并且測(cè)試信號(hào)的第i個(gè)樣本被再次輸出。
如果在步驟S107得到輸出值標(biāo)識(shí)計(jì)數(shù)值i等于樣本值n的肯定結(jié)果，則在步驟S109中，執(zhí)行是否要終止擴(kuò)展信號(hào)的輸出的確定。
如上面結(jié)合圖3所述那樣，在第一實(shí)施例中，經(jīng)擴(kuò)展的信號(hào)被輸出多個(gè)周期(在本例中為三個(gè)周期)。在步驟S109中，執(zhí)行經(jīng)擴(kuò)展的信號(hào)是否已被輸出預(yù)定周期數(shù)的確定。
如果在步驟S109中獲得指示已被輸出的經(jīng)擴(kuò)展信號(hào)的周期數(shù)未達(dá)到預(yù)定周期數(shù)的否定結(jié)果，則如圖5所示，該過(guò)程返回到步驟S101，經(jīng)擴(kuò)展的信號(hào)被輸出另一個(gè)周期。即將經(jīng)擴(kuò)展的信號(hào)輸出下一個(gè)周期。
如果在步驟S109中獲得指示已被輸出的經(jīng)擴(kuò)展信號(hào)的周期數(shù)達(dá)到預(yù)定周期數(shù)的肯定結(jié)果，則圖5所示的輸出過(guò)程結(jié)束。
圖6示出從所拾取的音頻信號(hào)被采樣開(kāi)始、直至獲得延遲時(shí)間(基于擴(kuò)展的測(cè)得延遲時(shí)間)的時(shí)間段內(nèi)，將作為根據(jù)第一實(shí)施例的延遲時(shí)間測(cè)量過(guò)程被執(zhí)行的處理操作。
為便于確認(rèn)，圖6所示的處理操作與圖5所示的處理操作并行地進(jìn)行。圖6中所示的處理操作與圖2所示的功能塊中的測(cè)試信號(hào)采樣單元10b、相加和求平均單元10c、脈沖響應(yīng)計(jì)算單元10d以及延遲時(shí)間測(cè)量單元10e的操作對(duì)應(yīng)。
參閱圖6，首先在步驟S201中，該過(guò)程等待經(jīng)擴(kuò)展的信號(hào)被輸出預(yù)定周期數(shù)。如果經(jīng)擴(kuò)展的信號(hào)被輸出預(yù)定周期數(shù)，則在步驟S202對(duì)經(jīng)擴(kuò)展的信號(hào)進(jìn)行采樣。即，由話筒M1拾取并通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器13輸入的所拾取音頻信號(hào)被采樣。
如前面結(jié)合圖3所述那樣，在第一實(shí)施例中，所拾取的音頻信號(hào)的采樣與待輸出的擴(kuò)展信號(hào)的一個(gè)周期的開(kāi)始同步地開(kāi)始。具體地說(shuō)，該采樣與待輸出的擴(kuò)展信號(hào)的第二周期的開(kāi)始(即第(512×4+1)個(gè)時(shí)鐘)同步。
如上所述，在步驟S201中，該過(guò)程等待經(jīng)擴(kuò)展的信號(hào)被輸出預(yù)定周期數(shù)(在本例中為一個(gè)周期)，并且此后，在步驟S202開(kāi)始采樣。這允許所拾取的音頻信號(hào)(擴(kuò)展的信號(hào))的采樣與擴(kuò)展的輸出信號(hào)的一個(gè)周期的開(kāi)始同步地開(kāi)始。
在第一實(shí)施例中，所拾取的音頻信號(hào)的采樣始與待輸出的擴(kuò)展信號(hào)的一個(gè)周期的開(kāi)始同步地開(kāi)始。因此，僅通過(guò)測(cè)量從脈沖響應(yīng)開(kāi)始至上升位置的延遲時(shí)鐘數(shù)即可方便地測(cè)得基于計(jì)算得到的脈沖響應(yīng)的延遲時(shí)間(即延遲時(shí)間DT1)。
然而，在不將這樣的方便性考慮在內(nèi)的情形下，所拾取的音頻信號(hào)的采樣的開(kāi)始不一定要與待輸出的擴(kuò)展信號(hào)的一個(gè)周期的開(kāi)始同步。即使采樣的定時(shí)和一個(gè)周期的開(kāi)始的定時(shí)彼此不同步，一旦確定了兩個(gè)定時(shí)之間的偏移量，就將從計(jì)算得到的脈沖響應(yīng)開(kāi)始以相似方式測(cè)得的延遲時(shí)間加上(或減去)該偏移量，由此獲得相同的測(cè)量結(jié)果。
在步驟S203中，進(jìn)行關(guān)于是否已采樣了預(yù)定周期數(shù)的擴(kuò)展信號(hào)的確定。即確定作為提供自A/D轉(zhuǎn)換器13的拾取的音頻信號(hào)而獲得的擴(kuò)展信號(hào)是否已被采樣了預(yù)定周期數(shù)。
根據(jù)前面結(jié)合圖3的說(shuō)明，在本例中，經(jīng)擴(kuò)展的信號(hào)被采樣兩個(gè)周期。由此確定是否已采樣擴(kuò)展信號(hào)兩個(gè)周期。具體地說(shuō)，確定從采樣開(kāi)始的第(512×4×2)個(gè)時(shí)鐘是否已被采樣。
如果在步驟S203獲得指示尚未采樣預(yù)定周期數(shù)的擴(kuò)展信號(hào)的否定結(jié)果，則在步驟S204中，該過(guò)程等待(K-1)個(gè)時(shí)鐘。然后該過(guò)程返回到步驟S202并再次采樣經(jīng)擴(kuò)展的信號(hào)(拾取的音頻信號(hào))。
通過(guò)執(zhí)行步驟S204的等待處理，可實(shí)現(xiàn)上面結(jié)合圖3描述的下降采樣的操作。
如果在步驟S203中獲得指示已采樣預(yù)定周期數(shù)的擴(kuò)展信號(hào)的肯定結(jié)果，則在步驟S205中，所采樣的擴(kuò)展信號(hào)經(jīng)相加和求平均處理。即對(duì)通過(guò)下降采樣操作獲得的多個(gè)周期的擴(kuò)展信號(hào)(TSP信號(hào))進(jìn)行相加和求平均操作。
在步驟S206中，從相加和求平均操作的結(jié)果計(jì)算得到脈沖響應(yīng)。在步驟S207內(nèi)，從計(jì)算得到的脈沖響應(yīng)測(cè)量延遲時(shí)間DT1。即，測(cè)量從計(jì)算得到的脈沖響應(yīng)開(kāi)始的時(shí)鐘(即第0個(gè)時(shí)鐘)至計(jì)算得到的脈沖響應(yīng)的上升時(shí)間的延遲樣本數(shù)。
在步驟S208中，將延遲時(shí)間DT1乘以倍數(shù)值K以獲得延遲時(shí)間DT2作為基于擴(kuò)展測(cè)得的延遲時(shí)間。
盡管已結(jié)合圖5和圖6對(duì)其中一個(gè)揚(yáng)聲器SP的延遲時(shí)間測(cè)量過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明，但是通過(guò)按順序選擇多個(gè)揚(yáng)聲器SP(即SP1-SP4)中的一個(gè)并按順序?qū)λx擇的揚(yáng)聲器SP執(zhí)行圖5和圖6所示的過(guò)程了測(cè)量各揚(yáng)聲器的延遲時(shí)間DT2。由此可獲得各揚(yáng)聲器SP的延遲時(shí)間DT2。
如此得到的各揚(yáng)聲器SP的延遲時(shí)間DT2被用來(lái)調(diào)節(jié)每個(gè)揚(yáng)聲器聲道的延遲時(shí)間，正如以上就圖2中的音頻信號(hào)處理單元10f對(duì)每個(gè)聲道的延遲處理所述的那樣，這是由控制單元10實(shí)現(xiàn)的。即，控制單元10根據(jù)對(duì)每個(gè)揚(yáng)聲器SP測(cè)得的延遲時(shí)間DT2設(shè)置要由介質(zhì)回放單元15回放并從每個(gè)揚(yáng)聲器SP輸出的音頻信號(hào)的延遲時(shí)間，并根據(jù)所設(shè)定的延遲時(shí)間對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行延遲處理。
如上所述，每個(gè)聲道的延遲時(shí)間被設(shè)置成使來(lái)自揚(yáng)聲器SP的聲音可同時(shí)到達(dá)話筒M1。因此，當(dāng)將話筒M1置于所需的收聽(tīng)位置時(shí)，從揚(yáng)聲器SP輸出的聲音可同時(shí)到達(dá)收聽(tīng)位置。
在前面的說(shuō)明中，擴(kuò)展作為測(cè)試信號(hào)的TSP信號(hào)所用的擴(kuò)展倍數(shù)是固定的。然而，擴(kuò)展倍率可以變化。
例如，可提供用于設(shè)置擴(kuò)展倍數(shù)的用戶界面以根據(jù)用戶操作設(shè)置擴(kuò)展倍數(shù)。
或者，如圖7所示，可首先以預(yù)定的高擴(kuò)展倍數(shù)(諸如最大擴(kuò)展倍數(shù)(MAX))來(lái)進(jìn)行測(cè)量以確定粗略的延遲時(shí)間，然后根據(jù)結(jié)果再次設(shè)定更接近的擴(kuò)展倍術(shù)來(lái)進(jìn)行第二次測(cè)量。
圖7以圖3所示的經(jīng)擴(kuò)展的脈沖響應(yīng)的形式示出在同一揚(yáng)聲器SP和話筒M1之間的延遲時(shí)間，例如以倍數(shù)50測(cè)得的延遲時(shí)間DT2和用倍數(shù)10測(cè)得的延遲時(shí)間DT2。
根據(jù)第一實(shí)施例的技術(shù)，擴(kuò)展倍數(shù)越高，可測(cè)量的延遲時(shí)間就越長(zhǎng)(即揚(yáng)聲器和話筒之間的距離越長(zhǎng))，而擴(kuò)展倍數(shù)越高，測(cè)量精度就越低。這是由于為了根據(jù)第一實(shí)施例確定延遲時(shí)間DT2，基于下降采樣結(jié)果測(cè)得的延遲時(shí)間DT1以與該擴(kuò)展倍數(shù)對(duì)應(yīng)的量被倍乘并返回。
將這些特性考慮在內(nèi)，如上所述，首先用高擴(kuò)展倍數(shù)確定粗略的延遲時(shí)間，并隨后根據(jù)結(jié)果用更為接近的擴(kuò)展倍數(shù)來(lái)測(cè)量更準(zhǔn)確的延遲時(shí)間，由此允許根據(jù)每次確定的延遲時(shí)間實(shí)現(xiàn)更高精確度的測(cè)量。
為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)更高精度的測(cè)量，可重復(fù)執(zhí)行從第二次測(cè)量獲得的延遲時(shí)間設(shè)置更接近的擴(kuò)展倍數(shù)以及用所設(shè)定的擴(kuò)展倍數(shù)進(jìn)行另一次測(cè)量的操作，從而最終用最接近的擴(kuò)展倍數(shù)測(cè)量延遲時(shí)間。
第二實(shí)施例如上所述，一種用第一實(shí)施例的技術(shù)來(lái)提高測(cè)量精度的有效技術(shù)是從以高擴(kuò)展倍數(shù)獲得的測(cè)量結(jié)果設(shè)置更接近的擴(kuò)展倍數(shù)、并用設(shè)定的擴(kuò)展倍數(shù)執(zhí)行另一次測(cè)量。在任何一種情形下，都是基于擴(kuò)展的TSP信號(hào)獲得最終測(cè)得的延遲時(shí)間DT2，并且與現(xiàn)有方法一樣，很難提供以逐個(gè)時(shí)鐘為基礎(chǔ)的高精度測(cè)量。
因此，第二實(shí)施例提供一種根據(jù)第一實(shí)施例的技術(shù)以所定義的擴(kuò)展倍數(shù)測(cè)量更長(zhǎng)延遲時(shí)間、并能提供基于現(xiàn)有技術(shù)的以逐個(gè)時(shí)鐘為基礎(chǔ)的高精度測(cè)量的技術(shù)。
為了便于理解第二實(shí)施例的技術(shù)，現(xiàn)在重新審視現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題。如前面將圖12和圖13進(jìn)行比較時(shí)說(shuō)明的那樣，由于難以指定延遲時(shí)間延伸到哪個(gè)周期，因此現(xiàn)有技術(shù)不允許測(cè)量超過(guò)測(cè)試信號(hào)一個(gè)周期的延遲時(shí)間。換句話說(shuō)，如果已確定該周期，則在現(xiàn)有技術(shù)中可高精度地測(cè)量長(zhǎng)度超過(guò)測(cè)試信號(hào)的一個(gè)周期的延遲時(shí)間。
換句話說(shuō)，盡管測(cè)量精度很低，但第一實(shí)施例的技術(shù)允許測(cè)量長(zhǎng)度超過(guò)測(cè)試信號(hào)一個(gè)周期的長(zhǎng)延遲時(shí)間。即，關(guān)于根據(jù)第一實(shí)施例的技術(shù)測(cè)得的延遲時(shí)間(基于擴(kuò)展測(cè)得的延遲時(shí)間)的信息被用作指定在現(xiàn)有技術(shù)中延遲時(shí)間延伸到測(cè)試信號(hào)諸個(gè)周期中的哪個(gè)周期的信息。
因此如圖8所示，在第二實(shí)施例中，通過(guò)使用第一實(shí)施例的技術(shù)和現(xiàn)有技術(shù)的組合來(lái)獲得最終延遲時(shí)間信息，由此實(shí)現(xiàn)根據(jù)所定義的擴(kuò)展倍數(shù)的更長(zhǎng)延遲時(shí)間的測(cè)量以及以逐個(gè)時(shí)鐘為基礎(chǔ)的高精度測(cè)量。
首先，如圖8(a)所示，在第二實(shí)施例的測(cè)量過(guò)程中，使用上述第一實(shí)施例的技術(shù)獲得延遲時(shí)間DT2。在以逐個(gè)時(shí)鐘為基礎(chǔ)輸出TSP信號(hào)的值的情形下(即現(xiàn)有技術(shù)的情形下)，可用延遲時(shí)間DT2來(lái)獲得指定延遲時(shí)間延伸到TSP信號(hào)的哪個(gè)周期(在圖8(a)中為周期n1、n2、n3、n4、n5、......)的粗略信息。
在圖8(a)中，所測(cè)得的延遲時(shí)間DT2指定延遲時(shí)間延伸到TSP信號(hào)的第三個(gè)周期(即n3)。
除了根據(jù)第一實(shí)施例的延遲時(shí)間DT2的測(cè)量外，還根據(jù)現(xiàn)有測(cè)量技術(shù)以圖8(b)所示的方式測(cè)量延遲時(shí)間DT3(下文中稱之為“正常測(cè)得的延遲時(shí)間”)。
在圖8(b)中，在圖13所示的現(xiàn)有測(cè)量過(guò)程中，僅提取和示出從相加和求平均操作的結(jié)果計(jì)算脈沖響應(yīng)和從計(jì)算得到的脈沖響應(yīng)測(cè)量延遲時(shí)間的操作。
使用現(xiàn)有技術(shù)測(cè)得的延遲時(shí)間DT3以及指定延遲時(shí)間DT2延伸到哪個(gè)周期的信息(在圖8(a)中獲得)被用來(lái)確定最終延遲時(shí)間(延遲時(shí)間DT4)，該最終延遲時(shí)間指示從揚(yáng)聲器SP到話筒M1的聲音到達(dá)延遲時(shí)間。
在這種情形下，由于延遲時(shí)間DT2指定了TSP信號(hào)的第三個(gè)周期，所以與延遲時(shí)間DT2對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘數(shù)與直到例如第三個(gè)周期前的第二個(gè)周期的時(shí)鐘數(shù)相加，從而獲得延遲時(shí)間DT4作為聲音到達(dá)延遲時(shí)間。
因此，使用第一實(shí)施例的技術(shù)測(cè)得的延遲時(shí)間DT2(即基于擴(kuò)展測(cè)得的延遲時(shí)間)以及使用現(xiàn)有技術(shù)測(cè)得的延遲時(shí)間DT3(即正常測(cè)得的延遲時(shí)間)被用來(lái)獲得延遲時(shí)間DT4作為最終聲音到達(dá)延遲時(shí)間。
圖9和圖10是示出用于實(shí)現(xiàn)上述第二實(shí)施例的測(cè)量過(guò)程的處理操作的流程圖。圖9和圖10中所示的處理操作同樣由圖1(和圖2)中所示的控制單元10根據(jù)存儲(chǔ)在例如ROM 11中的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。
圖9示出當(dāng)輸出測(cè)試信號(hào)時(shí)，作為根據(jù)第二實(shí)施例的延遲時(shí)間測(cè)量過(guò)程執(zhí)行的處理操作。
如上所述，在第二實(shí)施例中，第一實(shí)施例的測(cè)量過(guò)程和現(xiàn)有的測(cè)量過(guò)程均被執(zhí)行。因此，當(dāng)輸出測(cè)試信號(hào)時(shí)，根據(jù)第二實(shí)施例執(zhí)行的處理操作是通過(guò)執(zhí)行與如圖5所示第一實(shí)施例的過(guò)程對(duì)應(yīng)的輸出經(jīng)擴(kuò)展的信號(hào)的處理(即步驟S301-S309的處理)并執(zhí)行相關(guān)技術(shù)中的輸出測(cè)試信號(hào)(TSP信號(hào))的過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
步驟S301-S309的處理與圖5所示的步驟S101-S109的處理是相似的，并因此省去對(duì)相應(yīng)內(nèi)容的描述。
在圖9中，在步驟S309的確定處理中，如果要終止根據(jù)第一實(shí)施例的技術(shù)的擴(kuò)展信號(hào)的輸出并獲得了肯定結(jié)果，則該過(guò)程前進(jìn)至步驟S310，并且輸出值標(biāo)識(shí)計(jì)數(shù)值i被復(fù)位為0。如上所述，輸出值標(biāo)識(shí)計(jì)數(shù)值i是用于標(biāo)識(shí)測(cè)試信號(hào)11a(TSP信號(hào))的哪個(gè)樣本將被輸出的值。
在步驟S311輸出測(cè)試信號(hào)的第i個(gè)樣本。即在作為測(cè)試信號(hào)存儲(chǔ)在ROM 11中的TSP信號(hào)的值當(dāng)中，將由輸出值標(biāo)識(shí)計(jì)數(shù)值i指定的值輸出至圖1所示的D/A轉(zhuǎn)換器14。
在步驟S312中，對(duì)輸出值標(biāo)識(shí)計(jì)數(shù)值i是否等于樣本值n進(jìn)行確定。另外，樣本值n是指示測(cè)試信號(hào)11a的樣本數(shù)的值。因此在步驟S312中確定TSP信號(hào)是否已被輸出一個(gè)周期，換句話說(shuō)，TSP信號(hào)的所有值是否都已被輸出。
如果在步驟S312得到指示輸出值標(biāo)識(shí)計(jì)數(shù)值i不等于樣本值n的否定結(jié)果，則該過(guò)程前進(jìn)至步驟S313，并且輸出值標(biāo)識(shí)計(jì)數(shù)值i被正計(jì)數(shù)(即i+1)。然后，該過(guò)程返回到步驟S311，并且測(cè)試信號(hào)的第i個(gè)樣本被再次輸出。
通過(guò)重復(fù)執(zhí)行步驟S311、S312、S313然后再是S311的處理，作為測(cè)試信號(hào)11a的TSP信號(hào)的值在逐個(gè)時(shí)鐘的基礎(chǔ)上被輸出。即采用現(xiàn)有技術(shù)不經(jīng)擴(kuò)展地輸出TSP信號(hào)。
如果在步驟S312獲得指示輸出值標(biāo)識(shí)計(jì)數(shù)值i等于樣本值n的肯定結(jié)果，則在步驟S314中，對(duì)是否要終止根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的測(cè)試信號(hào)的輸出進(jìn)行確定。
在第二實(shí)施例中，與擴(kuò)展信號(hào)的輸出相同，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的逐個(gè)時(shí)鐘基礎(chǔ)上的測(cè)試信號(hào)的輸出也被執(zhí)行多個(gè)預(yù)定周期(如圖12所示，在本例中為12個(gè)周期)。在步驟S314中，對(duì)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的測(cè)試信號(hào)的輸出是否已被執(zhí)行預(yù)定周期數(shù)進(jìn)行確定。
如果在步驟S314中獲得指示已輸出的測(cè)試信號(hào)的周期數(shù)未到達(dá)預(yù)定周期數(shù)的否定結(jié)果時(shí)，則如圖9所示，該過(guò)程返回到步驟S310，并且將測(cè)試信號(hào)輸出另一個(gè)周期。
如果在步驟S314獲得指示已被輸出的測(cè)試信號(hào)的周期數(shù)達(dá)到預(yù)定周期數(shù)的肯定結(jié)果，則圖9所示的輸出過(guò)程結(jié)束。
圖10A和圖10B示出從所拾取的音頻信號(hào)被采樣開(kāi)始直至獲得延遲時(shí)間的期間，要作為根據(jù)第二實(shí)施例的延遲時(shí)間測(cè)量過(guò)程來(lái)執(zhí)行的處理操作。圖10A和圖10B所示的處理操作與圖9所示的處理操作并行地進(jìn)行。
從所拾取的音頻信號(hào)被采樣開(kāi)始直至測(cè)得延遲時(shí)間DT2期間要對(duì)經(jīng)擴(kuò)展的信號(hào)進(jìn)行的處理操作(即步驟S401-S408的處理)與圖6所示的步驟S201-S208的處理相似，并且省去其描述。在圖10A和圖10B中，將對(duì)在步驟S408中獲得延遲時(shí)間DT2后將要執(zhí)行的過(guò)程(即步驟S409-S415的處理)進(jìn)行描述。
步驟S409-S414的處理與從圖9所示的步驟S310-S314中使用現(xiàn)有技術(shù)輸出多個(gè)預(yù)定周期的測(cè)試信號(hào)進(jìn)行采樣開(kāi)始直至測(cè)得延遲時(shí)間DT3的期間執(zhí)行的處理操作(即現(xiàn)有的延遲時(shí)間測(cè)量過(guò)程)對(duì)應(yīng)。
首先在步驟S409中，該過(guò)程等待測(cè)試信號(hào)被輸出預(yù)定周期數(shù)。如果測(cè)試信號(hào)被輸出了預(yù)定周期數(shù)，則在步驟S410測(cè)試信號(hào)(具體地說(shuō)是經(jīng)拾取的音頻信號(hào))被采樣。
同樣在第二實(shí)施例中，使用現(xiàn)有技術(shù)輸出的測(cè)試信號(hào)的采樣與待輸出的測(cè)試信號(hào)的一個(gè)周期的開(kāi)始同步地開(kāi)始。具體地說(shuō)，與圖12所示的例子相同，該采樣與待輸出的測(cè)試信號(hào)的第五個(gè)周期的開(kāi)始(即第(512×4+1)個(gè)時(shí)鐘)同步。
如上所述，在步驟S409中，該過(guò)程等待測(cè)試信號(hào)被輸出預(yù)定周期數(shù)(在本例中為四個(gè)周期)，此后，在步驟S410開(kāi)始進(jìn)行采樣。這允許所拾取信號(hào)的采樣的開(kāi)始與根據(jù)現(xiàn)有方法輸出的測(cè)試信號(hào)的一個(gè)周期的開(kāi)始同步地開(kāi)始。
另外在現(xiàn)有的輸出過(guò)程中，測(cè)試信號(hào)的采樣的開(kāi)始不一定要與待輸出的測(cè)試信號(hào)的一個(gè)周期的開(kāi)始同步。其原因與上面就擴(kuò)展信號(hào)采樣開(kāi)始的定時(shí)所說(shuō)明的相似。
在步驟S411，對(duì)是否已采樣預(yù)定周期數(shù)的測(cè)試信號(hào)進(jìn)行確定。即，確定作為從A/D轉(zhuǎn)換器13提供的所拾取的音頻信號(hào)而獲得的測(cè)試信號(hào)是否已被采樣了預(yù)定周期數(shù)。
另外在本例中，例如圖12所示，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)輸出的測(cè)試信號(hào)(TSP信號(hào))被采樣八個(gè)周期。因此，在步驟S411中確定是否已采樣了八個(gè)周期的測(cè)試信號(hào)(具體地，確定從采樣開(kāi)始第(512×8)個(gè)時(shí)鐘是否已被采樣)。
如果在步驟S411中得出尚未采樣預(yù)定周期數(shù)的測(cè)試信號(hào)的否定結(jié)果，則該過(guò)程返回到步驟S410，并且測(cè)試信號(hào)(所拾取的音頻信號(hào))被再次采樣。
即，在現(xiàn)有輸出過(guò)程中以逐個(gè)時(shí)鐘為基礎(chǔ)輸出其值的測(cè)試信號(hào)在每個(gè)時(shí)鐘的基礎(chǔ)上被采樣(或以現(xiàn)有方式被采樣)。
如果在步驟S411中得到指示已采樣了預(yù)定周期數(shù)的測(cè)試信號(hào)的肯定結(jié)果，則在步驟S412，經(jīng)采樣的測(cè)試信號(hào)經(jīng)同步的相加和求平均處理。
在步驟S413，從相加和求平均操作的結(jié)果計(jì)算得到脈沖響應(yīng)。在步驟S414，從所計(jì)算得到的脈沖響應(yīng)測(cè)量延遲時(shí)間DT3。因此，延遲時(shí)間DT3(正常測(cè)量的延遲時(shí)間)是使用現(xiàn)有延遲時(shí)間測(cè)量過(guò)程來(lái)測(cè)量的。
在步驟S415中，分別在步驟S408和S414獲得的延遲時(shí)間DT2和DT3被用來(lái)計(jì)算延遲時(shí)間DT4作為最終聲音到達(dá)延遲時(shí)間。如上所述，例如與延遲時(shí)間DT2對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘數(shù)被加至由延遲時(shí)間DT2指定的周期前的周期為止的時(shí)鐘數(shù)，從而獲得延遲時(shí)間DT4作為聲音到達(dá)延遲時(shí)間。
盡管已結(jié)合圖9和圖10對(duì)揚(yáng)聲器SP中的一個(gè)的延遲時(shí)間測(cè)量過(guò)程進(jìn)行了說(shuō)明，然而諸揚(yáng)聲器的延遲時(shí)間DT4可通過(guò)按順序選擇多個(gè)揚(yáng)聲器SP中的一個(gè)并按順序?qū)x擇的選揚(yáng)聲器SP執(zhí)行圖9和圖10所示的過(guò)程來(lái)測(cè)量。由此可測(cè)得各揚(yáng)聲器SP的延遲時(shí)間DT4。
如此獲得的各揚(yáng)聲器SP的延遲時(shí)間DT4同樣被用來(lái)調(diào)節(jié)每個(gè)揚(yáng)聲器聲道的延遲時(shí)間，如上面結(jié)合對(duì)圖2中的每個(gè)聲道的延遲處理進(jìn)行的說(shuō)明那樣，這由控制單元10實(shí)現(xiàn)。即控制單元10根據(jù)對(duì)每個(gè)揚(yáng)聲器SP測(cè)得的延遲時(shí)間DT4設(shè)置將由介質(zhì)回放單元15回放并將從每個(gè)揚(yáng)聲器SP輸出的音頻信號(hào)的延遲時(shí)間，并根據(jù)所設(shè)定的延遲時(shí)間對(duì)音頻信號(hào)執(zhí)行延遲處理。因此，當(dāng)話筒M1位于所需的收聽(tīng)位置時(shí)，自揚(yáng)聲器SP輸出的聲音可同時(shí)到達(dá)收聽(tīng)位置。
此外，在第二實(shí)施例中，能以比第一實(shí)施例更高的精度測(cè)量延遲時(shí)間DT4。因此，從揚(yáng)聲器SP輸出的聲音可更準(zhǔn)確地同時(shí)到達(dá)收聽(tīng)位置。
在第二實(shí)施例中，經(jīng)擴(kuò)展的信號(hào)被輸出和采樣以測(cè)量延遲時(shí)間DT2，之后執(zhí)行現(xiàn)有技術(shù)，即在逐個(gè)時(shí)鐘的基礎(chǔ)上輸出測(cè)試信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行采樣以測(cè)量延遲時(shí)間DT3，由此來(lái)測(cè)量最終延遲時(shí)間DT4。相反，在以現(xiàn)有技術(shù)測(cè)得延遲時(shí)間DT3后，可基于第一實(shí)施例中的經(jīng)擴(kuò)展的輸出信號(hào)來(lái)測(cè)量延遲時(shí)間DT2，由此測(cè)得最終延遲時(shí)間DT4。
盡管已對(duì)本發(fā)明諸實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，然而本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例。
例如，在上述實(shí)施例中，將相同信號(hào)值輸出多個(gè)預(yù)定時(shí)鐘作為經(jīng)擴(kuò)展的輸出信號(hào)?；蛘呙慷鄠€(gè)預(yù)定時(shí)鐘(在上述實(shí)施例中為每四個(gè)時(shí)鐘)上輸出不同的值，并且在其余部分之間進(jìn)行線性內(nèi)插或零內(nèi)插。
在任何情形下，只要是以上面結(jié)合諸實(shí)施例描述的方式對(duì)所拾取的音頻信號(hào)進(jìn)行下降采樣，就與TSP信號(hào)在時(shí)軸上被擴(kuò)展并根據(jù)擴(kuò)展倍數(shù)對(duì)所得到的TSP信號(hào)進(jìn)行下降采樣的情形沒(méi)有區(qū)別。
如圖4B所示，當(dāng)通過(guò)執(zhí)行上升采樣擴(kuò)展并輸出測(cè)試信號(hào)時(shí)，要考慮到經(jīng)擴(kuò)展的信號(hào)可能含有高頻噪聲。隨著擴(kuò)展倍數(shù)增加，該噪聲問(wèn)題將變得顯著。
因此，如圖11所示，回放設(shè)備2還可在測(cè)試信號(hào)輸出系統(tǒng)或測(cè)試信號(hào)拾取和采樣系統(tǒng)中包括低通濾波器(LPF)20。例如，將低通濾波器20插入到音頻輸入端Tin和A/D轉(zhuǎn)換器13之間、A/D轉(zhuǎn)換器13和控制單元10之間、控制單元10內(nèi)、控制單元10和D/A轉(zhuǎn)換器14之間或D/A轉(zhuǎn)換器14和音頻輸出端Tout之間。
因此，可有效地抑制經(jīng)擴(kuò)展信號(hào)中產(chǎn)生的高頻噪聲，并能夠獲得更精確的延遲時(shí)間DT2(基于擴(kuò)展測(cè)得的延遲時(shí)間)。
盡管在諸實(shí)施例中使用TSP信號(hào)作為測(cè)試信號(hào)，然而也可使用諸如脈沖信號(hào)、偽隨機(jī)噪聲信號(hào)或正弦波信號(hào)來(lái)代替。即，允許基于從揚(yáng)聲器輸出的信號(hào)和通過(guò)用話筒拾取并采樣該輸出信號(hào)而得到的信號(hào)之間的相位差(時(shí)間差)來(lái)測(cè)量揚(yáng)聲器和話筒之間的聲音到達(dá)延遲時(shí)間的任何信號(hào)可作為本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)試信號(hào)。
具體地說(shuō)，當(dāng)使用TSP信號(hào)以外的測(cè)試信號(hào)(例如正弦波信號(hào))時(shí)，作為基于擴(kuò)展測(cè)得的延遲時(shí)間的延遲時(shí)間DT2可基于經(jīng)擴(kuò)展的輸出測(cè)試信號(hào)和通過(guò)拾取該測(cè)試信號(hào)并根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)對(duì)所拾取的音頻信號(hào)進(jìn)行采樣而獲得的信號(hào)之間的時(shí)間差來(lái)測(cè)量。在這種情形下，不需要如對(duì)TSP信號(hào)所進(jìn)行的那樣根據(jù)擴(kuò)展倍數(shù)進(jìn)行下降采樣或倍乘。
同時(shí)當(dāng)使用TSP信號(hào)外的測(cè)試信號(hào)時(shí)，如第二實(shí)施例中那樣，可基于擴(kuò)展測(cè)得的延遲時(shí)間DT2和使用現(xiàn)有技術(shù)測(cè)得的正常測(cè)得的延遲時(shí)間DT3，以高精度在逐個(gè)時(shí)鐘的基礎(chǔ)上確定延遲時(shí)間DT4。
盡管在圖1中，介質(zhì)回放單元15被配置成從記錄介質(zhì)回放音頻信號(hào)，然而可將介質(zhì)回放單元15配置成接收并解調(diào)AM和FM廣播信號(hào)并輸出音頻信號(hào)的調(diào)幅(AM)和調(diào)頻(FM)調(diào)諧器。
盡管回放設(shè)備2被配置成對(duì)音頻信號(hào)執(zhí)行回放處理(包括接收和解調(diào)處理)，然而也可將回放設(shè)備2配置成對(duì)音頻信號(hào)和視頻信號(hào)進(jìn)行回放處理以支持存儲(chǔ)音頻和視頻信號(hào)、電視廣播服務(wù)等的記錄介質(zhì)。在這種情形下，回放設(shè)備2可被配置成與音頻信號(hào)同步地輸出視頻信號(hào)。
作為包括介質(zhì)回放單元15并實(shí)現(xiàn)例如回放記錄介質(zhì)功能或接收廣播信號(hào)功能的音頻信號(hào)處理設(shè)備的替換形式，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的音頻信號(hào)處理設(shè)備被配置成放大器之類以使從外界回放(接收)的音頻信號(hào)可被接收并且能對(duì)接收到的音頻信號(hào)進(jìn)行基于測(cè)得的延遲時(shí)間的延遲時(shí)間調(diào)節(jié)。
本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)設(shè)計(jì)需要和其它因素可產(chǎn)生各種修正、組合、子組合和改變，但是它們?nèi)月湓谒綑?quán)利要求及其等效方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種聲音測(cè)量設(shè)備，所述聲音測(cè)量設(shè)備基于通過(guò)從揚(yáng)聲器輸出測(cè)試信號(hào)并用話筒拾取所述測(cè)試信號(hào)而獲得的結(jié)果來(lái)測(cè)量從所述揚(yáng)聲器至所述話筒的聲音到達(dá)延遲時(shí)間，所述聲音測(cè)量設(shè)備包括控制裝置，用來(lái)執(zhí)行控制以使所述測(cè)試信號(hào)在時(shí)軸上被擴(kuò)展并隨后從所述揚(yáng)聲器輸出；以及延遲時(shí)間測(cè)量裝置，用來(lái)在基于在時(shí)軸上擴(kuò)展并從所述揚(yáng)聲器輸出的所述測(cè)試信號(hào)與通過(guò)拾取所輸出的經(jīng)擴(kuò)展的測(cè)試信號(hào)而從所述話筒獲得的信號(hào)之間的時(shí)間差的基礎(chǔ)上測(cè)得的延遲時(shí)間測(cè)量基于擴(kuò)展測(cè)得的延遲時(shí)間，由此獲得所述聲音到達(dá)延遲時(shí)間作為所述基于擴(kuò)展測(cè)得的延遲時(shí)間。
2.如權(quán)利要求1所述的聲音測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述控制裝置執(zhí)行控制以通過(guò)接連輸出作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的所述測(cè)試信號(hào)的值預(yù)定多次來(lái)在時(shí)軸上擴(kuò)展所述測(cè)試信號(hào)并將其輸出。
3.如權(quán)利要求1所述的聲音測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述測(cè)試信號(hào)包括時(shí)間擴(kuò)展脈沖信號(hào)；所述延遲時(shí)間測(cè)量裝置通過(guò)根據(jù)時(shí)間擴(kuò)展脈沖信號(hào)被擴(kuò)展的擴(kuò)展倍數(shù)對(duì)在時(shí)軸上被擴(kuò)展并由所述話筒拾取的所述時(shí)間擴(kuò)展脈沖信號(hào)進(jìn)行下降采樣而獲得經(jīng)下降采樣的時(shí)間擴(kuò)展脈沖信號(hào)，并且在從所述經(jīng)下降采樣的時(shí)間擴(kuò)展脈沖信號(hào)獲得的脈沖響應(yīng)與從所述揚(yáng)聲器輸出的所述時(shí)間擴(kuò)展的脈沖信號(hào)所基于的脈沖信號(hào)之間的時(shí)間差的基礎(chǔ)上測(cè)量第一延遲時(shí)間；以及所述延遲時(shí)間測(cè)量裝置將所述第一延遲時(shí)間乘以所述擴(kuò)展倍數(shù)以獲得所述聲音到達(dá)延遲時(shí)間作為所述基于擴(kuò)展測(cè)得的延遲時(shí)間。
4.如權(quán)利要求1所述的聲音測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述延遲時(shí)間測(cè)量裝置還基于從所述揚(yáng)聲器輸出并未在時(shí)軸上被擴(kuò)展的正常輸出測(cè)試信號(hào)與通過(guò)用所述話筒拾取所述正常輸出的測(cè)試信號(hào)而獲得的測(cè)試信號(hào)之間的時(shí)間差來(lái)測(cè)量正常測(cè)得的延遲時(shí)間；以及所述延遲時(shí)間測(cè)量裝置基于所述正常測(cè)得的延遲時(shí)間和所述基于擴(kuò)展測(cè)得的延遲時(shí)間來(lái)測(cè)量所述聲音到達(dá)延遲時(shí)間。
5.一種聲音測(cè)量方法，用于基于通過(guò)從揚(yáng)聲器輸出測(cè)試信號(hào)并用話筒拾取所述測(cè)試信號(hào)而獲得的結(jié)果來(lái)測(cè)量從所述揚(yáng)聲器至所述話筒的聲音到達(dá)延遲時(shí)間，所述聲音測(cè)量方法包括下列步驟在時(shí)軸上擴(kuò)展所述測(cè)試信號(hào)并從所述揚(yáng)聲器輸出經(jīng)擴(kuò)展的測(cè)試信號(hào)；以及在基于在時(shí)軸上被擴(kuò)展并從所述揚(yáng)聲器輸出的所述測(cè)試信號(hào)與通過(guò)拾取所輸出的經(jīng)擴(kuò)展的測(cè)試信號(hào)從所述話筒獲得的信號(hào)之間的時(shí)間差而測(cè)得的延遲時(shí)間的基礎(chǔ)上，來(lái)測(cè)量基于擴(kuò)展測(cè)得的延遲時(shí)間，由此獲得所述聲音到達(dá)延遲時(shí)間作為所述基于擴(kuò)展測(cè)得的延遲時(shí)間。
6.一種音頻信號(hào)處理設(shè)備，所述音頻信號(hào)處理設(shè)備具有基于通過(guò)從揚(yáng)聲器輸出測(cè)試信號(hào)并用話筒拾取所述測(cè)試信號(hào)而獲得的結(jié)果來(lái)測(cè)量從所述揚(yáng)聲器至所述話筒的聲音到達(dá)延遲時(shí)間的聲音測(cè)量功能，所述音頻信號(hào)處理設(shè)備包括控制裝置，用來(lái)執(zhí)行控制以使所述測(cè)試信號(hào)在時(shí)軸上被擴(kuò)展并隨后從所述揚(yáng)聲器輸出；延遲時(shí)間測(cè)量裝置，用來(lái)在基于在時(shí)軸上被擴(kuò)展并從所述揚(yáng)聲器輸出的所述測(cè)試信號(hào)與通過(guò)拾取所輸出的經(jīng)擴(kuò)展的測(cè)試信號(hào)從所述話筒獲得的信號(hào)之間的時(shí)間差而測(cè)得的延遲時(shí)間的基礎(chǔ)上，來(lái)測(cè)量基于擴(kuò)展測(cè)得的延遲時(shí)間，由此獲得所述聲音到達(dá)延遲時(shí)間作為所述基于擴(kuò)展測(cè)得的延遲時(shí)間；以及延遲時(shí)間調(diào)節(jié)裝置，用于根據(jù)由所述延遲時(shí)間測(cè)量裝置獲得的所述聲音到達(dá)延遲時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)將要從所述揚(yáng)聲器輸出的音頻信號(hào)的延遲時(shí)間。
7.一種聲音測(cè)量設(shè)備，用于基于通過(guò)從揚(yáng)聲器輸出測(cè)試信號(hào)并用話筒拾取所述測(cè)試信號(hào)獲得的結(jié)果來(lái)測(cè)量從所述揚(yáng)聲器到所述話筒的聲音到達(dá)延遲時(shí)間，所述聲音測(cè)量設(shè)備包括控制單元，用于執(zhí)行控制以使所述測(cè)試信號(hào)在時(shí)軸上被擴(kuò)展并隨后從所述揚(yáng)聲器輸出；以及延遲時(shí)間測(cè)量單元，用于在基于在時(shí)軸上被擴(kuò)展并從所述揚(yáng)聲器輸出的所述測(cè)試信號(hào)與通過(guò)拾取所輸出的經(jīng)擴(kuò)展的測(cè)試信號(hào)而從所述話筒獲得的信號(hào)之間的時(shí)間差而測(cè)得的延遲時(shí)間的基礎(chǔ)上測(cè)量基于擴(kuò)展測(cè)得的延遲時(shí)間，由此獲得所述聲音到達(dá)延遲時(shí)間作為所述基于擴(kuò)展測(cè)得的延遲時(shí)間。
8.一種音頻信號(hào)處理設(shè)備，所述音頻信號(hào)處理設(shè)備具有基于通過(guò)從揚(yáng)聲器輸出測(cè)試信號(hào)并用話筒拾取所述測(cè)試信號(hào)而獲得的結(jié)果來(lái)測(cè)量從所述揚(yáng)聲器至所述話筒的聲音到達(dá)延遲時(shí)間的聲音測(cè)量功能，所述音頻信號(hào)處理設(shè)備包括控制單元，用來(lái)執(zhí)行控制以使所述測(cè)試信號(hào)在時(shí)軸上被擴(kuò)展并隨后從所述揚(yáng)聲器輸出；延遲時(shí)間測(cè)量單元，用來(lái)在基于在時(shí)軸上被擴(kuò)展并從所述揚(yáng)聲器輸出的所述測(cè)試信號(hào)與通過(guò)拾取所輸出的經(jīng)擴(kuò)展的測(cè)試信號(hào)而從所述話筒獲得的信號(hào)之間的時(shí)間差而測(cè)得的延遲時(shí)間的基礎(chǔ)上，來(lái)測(cè)量基于擴(kuò)展測(cè)得的延遲時(shí)間，由此獲得所述聲音到達(dá)延遲時(shí)間作為所述基于擴(kuò)展測(cè)得的延遲時(shí)間；以及延遲時(shí)間調(diào)節(jié)單元，用來(lái)根據(jù)由所述延遲時(shí)間測(cè)量單元獲得的所述聲音到達(dá)延遲時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)將要從所述揚(yáng)聲器輸出的音頻信號(hào)的延遲時(shí)間。
全文摘要
一種基于通過(guò)從揚(yáng)聲器輸出測(cè)試信號(hào)并用話筒拾取該測(cè)試信號(hào)獲得的結(jié)果來(lái)測(cè)量從揚(yáng)聲器至話筒的聲音到達(dá)延遲時(shí)間的聲音測(cè)量設(shè)備包括下列部件。控制單元，用來(lái)執(zhí)行控制以使測(cè)試信號(hào)在時(shí)軸上被擴(kuò)展并隨后從揚(yáng)聲器輸出。延遲時(shí)間測(cè)量單元，用來(lái)在基于在時(shí)軸上被擴(kuò)展并從揚(yáng)聲器輸出的測(cè)試信號(hào)與通過(guò)拾取所輸出的經(jīng)擴(kuò)展的測(cè)試信號(hào)而從話筒獲得的信號(hào)之間的時(shí)間差的基礎(chǔ)上測(cè)得的延遲時(shí)間來(lái)測(cè)量基于擴(kuò)展測(cè)得的延遲時(shí)間，并獲得聲音到達(dá)延遲時(shí)間作為基于擴(kuò)展測(cè)得的延遲時(shí)間。
文檔編號(hào)G10L11/00GK1952628SQ20061013735
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
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