用于再生環(huán)繞音的揚聲器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于處理多個音頻輸出源的每個源中的多聲道音頻信號以在收聽區(qū)域內(nèi)生成環(huán)繞音的環(huán)繞音系統(tǒng)和方法以及揚聲器。特別地，系統(tǒng)包括用于向揚聲器傳輸左聲道（L）信號和右聲道（R）信號的發(fā)射器。揚聲器包括被配置為進行如下各項的處理單元：（a）接收具有左聲道（L）信號和右聲道（R）信號的音頻信號；（b）分離地并且獨立地處理L音頻信號和R音頻信號以產(chǎn)生經(jīng)處理信號；并且（c）將經(jīng)處理信號混合以產(chǎn)生環(huán)繞音信號。
【專利說明】用于再生環(huán)繞音的揚聲器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及揚聲器。尤其涉及用于處理多個音頻輸出源的每個源中的多聲道音頻 信號以在收聽區(qū)域內(nèi)生成環(huán)繞音的方法和環(huán)繞音系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的環(huán)繞音記錄格式包括被稱作5.1、6.1和7.1的格式。5.1環(huán)繞格式包括包 含五個聲道的壓縮數(shù)據(jù)流，這五個聲道一般被指定為左聲道、中聲道、右聲道、左環(huán)繞聲道 和右環(huán)繞聲道，以聲道信息意圖的揚聲器位置命名。低頻效果聲道由五個其他聲道的組合 形成，并且可以被提供給重低音揚聲器(sub-wooferXe.1環(huán)繞格式包括與5.1環(huán)繞格式相 同的五個聲道，但增加可以被饋給環(huán)繞音系統(tǒng)中的一個或多個后揚聲器的后環(huán)繞聲道。7.1 環(huán)繞格式與5.1環(huán)繞格式相似，但是具有兩個側(cè)環(huán)繞聲道(左側(cè)環(huán)繞和右側(cè)環(huán)繞)而不是單 個的后聲道，形成總共七個聲道。因而，5.1環(huán)繞格式具有兩個環(huán)繞聲道(左環(huán)繞和右環(huán)繞)，
6.1環(huán)繞格式具有三個環(huán)繞聲道(左環(huán)繞、右環(huán)繞和后環(huán)繞)，而7.1環(huán)繞格式具有四個環(huán)繞 聲道(左側(cè)環(huán)繞和右側(cè)環(huán)繞、以及左后環(huán)繞和右后環(huán)繞)。
[0003]基本的環(huán)繞系統(tǒng)揚聲器配置一般包括六個到八個揚聲器，這些揚聲器根據(jù)其意圖 播放的環(huán)繞格式的類型，放置在傳統(tǒng)上確定的方位。六揚聲器環(huán)繞系統(tǒng)通常包括左揚聲器、 右揚聲器、中置揚聲器(左揚聲器和右揚聲器分隔較遠)、重低音揚聲器以及左環(huán)繞揚聲器 和右環(huán)繞揚聲器(實質(zhì)上可以是單極或者雙極的)。七揚聲器環(huán)繞系統(tǒng)通常包括與六揚聲器 環(huán)繞系統(tǒng)相同的揚聲器排列，但增加了后環(huán)繞揚聲器。八揚聲器環(huán)繞系統(tǒng)通常包括與六揚 聲器環(huán)繞系統(tǒng)相同的揚聲器排列，但增加了左后環(huán)繞揚聲器和右后環(huán)繞揚聲器。
[0004]聽眾在環(huán)繞音系統(tǒng)中體驗的享受可以被許多因素所影響，包括聽眾相對于各種揚 聲器的物理位置、以及系統(tǒng)播放的音軌的特定格式。
[0005]然而，上述傳統(tǒng)的環(huán)繞音系統(tǒng)中存在問題。例如，傳統(tǒng)的7.1系統(tǒng)不能夠被擴展， 即不能增加揚聲器的數(shù)目。因此，用戶沒有根據(jù)用戶的要求增加揚聲器或者改變揚聲器的 配置的靈活性。另外，傳統(tǒng)的7.1系統(tǒng)具有復雜的布線設(shè)置過程并且新手難以輕易地設(shè)置 這些系統(tǒng)。然而，在設(shè)置傳統(tǒng)的環(huán)繞音系統(tǒng)中需要有線連接，因為在音頻/視頻接收器和放 大器單元中被處理和放大之后的信號太大而不能被傳輸?shù)捷敵鲈础?br> [0006]已提出針對立體聲系統(tǒng)的無線解決方案。然而，當前的無線系統(tǒng)只是針對一個發(fā) 送器和一個接收器之間的音頻信號的傳輸而提出的。不利的是該系統(tǒng)要求使用多個發(fā)送 器。另外還有，傳統(tǒng)的立體聲系統(tǒng)不能被轉(zhuǎn)化或者轉(zhuǎn)換以生成環(huán)繞音，因為立體聲系統(tǒng)不能 進行數(shù)字信號處理。這么做會惡化聲音質(zhì)量并最終惡化聽眾所體驗的環(huán)繞音。
[0007]于是，提供一種克服一個或多個上述問題或者短處的改進的環(huán)繞音系統(tǒng)將會是有 利的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了用于生成環(huán)繞音系統(tǒng)的揚聲器，該揚聲器包括處理單元，該處理單元被配置為:(a)接收具有左聲道(L)信號和右聲道(R)信號的音頻信號；
(b)分離地并且獨立地處理L音頻信號和R音頻信號以產(chǎn)生經(jīng)處理信號；并且(C)將經(jīng)處理 信號混合以產(chǎn)生環(huán)繞音信號。
[0009]就“混合”來講，意味著包括技術(shù)人員已知的任何音頻混合處理。沒有不合理的限 制，它包括通過其可以將眾多音頻信號合成到一個或多個聲道(多數(shù)通常是兩聲道立體聲) 中的音頻信號的混合。就“環(huán)繞音信號”來講，它意味著包括由處理的音頻信號產(chǎn)生的音頻 輸出。它還意味著包括被生成以產(chǎn)生環(huán)繞音信號的一個、兩個(例如，左音頻信號和右音頻 信號)或者任何數(shù)目的信號。
[0010]優(yōu)選地，處理單元還被配置為對所接收的音頻信號進行濾波，從而使得輸出環(huán)繞 信號被濾波。
[0011]優(yōu)選地，處理單元還被配置為根據(jù)以下各項中的一項處理所接收的音頻信號:均 衡特性、以及動態(tài)范圍特性。
[0012]優(yōu)選地，揚聲器還包括被配置為將經(jīng)處理信號放大的放大器。
[0013]優(yōu)選地，處理單元包括用于接收L和R信號的無線接收器。
[0014]優(yōu)選地，左聲道信號具有將左聲道信號分為第一部分和第二部分的結(jié)點。更優(yōu)選 地，第一部分信號被利用高通濾波器、均衡器、全通濾波器和動態(tài)范圍控制器處理；并且第 二部分信號被利用高通濾波器、均衡器、低通濾波器和動態(tài)范圍控制器處理。
[0015]優(yōu)選地，揚聲器包括左驅(qū)動器和右驅(qū)動器，并且經(jīng)處理的左聲道信號和右聲道信 號被分別導向左驅(qū)動器和右驅(qū)動器。更優(yōu)選地，被導向右驅(qū)動器的經(jīng)處理的右聲道信號與 被導向右驅(qū)動器的經(jīng)處理的左聲道信號異相。
[0016]優(yōu)選地，高通濾波器被配置為具有70-200HZ的截止頻率。更優(yōu)選地，高通濾波器 被配置為具有200Hz的截止頻率。
[0017]優(yōu)選地，低通濾波器被配置為具有1200Hz的截止頻率。
[0018]優(yōu)選地，揚聲器被耦合到重低音揚聲器單元，重低音揚聲器單元包括由L和R音頻 信號的組合所形成的低頻效果聲道。
[0019]優(yōu)選地，重低音揚聲器單元包括處理單元，該處理單元包括從如下群組中選擇的 任何一項:高通濾波器、低通濾波器、均衡器和動態(tài)范圍控制器。
[0020]優(yōu)選地，低通濾波器具有70-200HZ的截止頻率。
[0021]優(yōu)選地，重低音揚聲器在180Hz左右處具有12dB的提升。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了用于在揚聲器中生成環(huán)繞音信號的方法，該方法 包括:Ca)接收具有左聲道(L)信號和右聲道(R)信號的音頻信號；(b)分離地并且獨立地 處理L信號和R信號以產(chǎn)生經(jīng)處理信號；并且(c)將經(jīng)處理信號混合以產(chǎn)生環(huán)繞音信號。
[0023]優(yōu)選地，處理包括:(a)對L和R輸入信號進行濾波；(b)控制濾波的信號的動態(tài) 范圍；以及(C)將經(jīng)處理信號放大。
[0024]優(yōu)選地，信號被從如下群組中選擇的任何一項處理:高通濾波器、低通濾波器、全 通濾波器、均衡器和動態(tài)范圍控制器。
[0025]優(yōu)選地，左聲道信號被分為第一部分和第二部分。更優(yōu)選地，第一部分信號被利用 高通濾波器、均衡器、全通濾波器和動態(tài)范圍控制器處理；并且第二部分信號被利用高通濾 波器、均衡器、低通濾波器和動態(tài)范圍控制器處理。[0026]優(yōu)選地，經(jīng)處理的左聲道信號和右聲道信號被分別導向左驅(qū)動器和右驅(qū)動器。更 優(yōu)選地，被導向右驅(qū)動器的經(jīng)處理的右聲道信號與被導向右驅(qū)動器的經(jīng)處理的左聲道信號 異相。
[0027]優(yōu)選地，高通濾波器以70-200HZ的截止頻率對信號進行濾波。
[0028]優(yōu)選地，高通濾波器以200Hz的截止頻率對信號進行濾波。
[0029]優(yōu)選地，低通濾波器以1200Hz的截止頻率對信號進行濾波。
[0030]優(yōu)選地，音頻信號被無線地傳輸?shù)綋P聲器。
[0031]優(yōu)選地，右聲道信號和左聲道信號的一部分被傳輸?shù)街氐鸵魮P聲器單元。
[0032]優(yōu)選地，由重低音揚聲器單元所接收的信號被從如下群組中選擇的任何一項處 理:高通濾波器、低通濾波器、均衡器和動態(tài)范圍控制器。
[0033]優(yōu)選地，低通濾波器以70-200HZ的截止頻率對信號進行濾波。
[0034]優(yōu)選地,信號被無線地傳輸?shù)街氐鸵魮P聲器。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種環(huán)繞音系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于向根據(jù)本發(fā)明 第一方面的揚聲器傳輸左聲道(L)信號和右聲道(R)信號的發(fā)射器。
[0036]優(yōu)選地,系統(tǒng)包括7個揚聲器。
[0037]優(yōu)選地,揚聲器位于單個揚聲器箱內(nèi)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]為了使得本發(fā)明可以被充分地理解并且容易地進入實際效果，本發(fā)明的優(yōu)選實施 例應當通過只是非限制性示例的方式來描述，該描述參考了所附的示圖。在圖中:
[0039]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的系統(tǒng)的示意圖；
[0040]圖2A示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的右前處理單元的組件的框圖；
[0041]圖2B示出了針對圖2A的右前處理單元的高通濾波器的增益-頻率圖；
[0042]圖2C示出了針對圖2A的右前處理單元的第一低通濾波器的增益-頻率圖；
[0043]圖2D示出了針對圖2A的右前處理單元的第二低通濾波器的增益-頻率圖；
[0044]圖3示出了根據(jù)實施例的右前處理單元的組件的框圖；
[0045]圖4A示出了根據(jù)實施例的左前處理單元的組件的框圖；
[0046]圖4B示出了針對圖4A的左前處理單元的高通濾波器的增益-頻率圖；
[0047]圖4C示出了針對圖4A的左前處理單元的第一低通濾波器的增益-頻率圖；
[0048]圖4D示出了針對圖4A的左前處理單元的第二低通濾波器的增益-頻率圖；
[0049]圖5示出了根據(jù)實施例的左前處理單元的組件的框圖；
[0050]圖6A示出了根據(jù)實施例的中前處理單元的組件的框圖；
[0051]圖6B示出了針對圖6A的中前處理單元的高通濾波器的增益-頻率圖；
[0052]圖7示出了根據(jù)實施例的中前處理單元的組件的框圖；
[0053]圖8示出了根據(jù)實施例的右側(cè)處理單元的組件的框圖；
[0054]圖9示出了根據(jù)實施例的左側(cè)處理單元的組件的框圖；
[0055]圖10示出了根據(jù)實施例的右后處理單元的組件的框圖；
[0056]圖11示出了根據(jù)實施例的左后處理單元的組件的框圖；【具體實施方式】
[0057]圖1示出了根據(jù)實施例的環(huán)繞音系統(tǒng)100。系統(tǒng)100可以是有線的或者沒有線。 換而言之，系統(tǒng)100中音頻信號的傳輸可以用技術(shù)人員所知的有線或者任何無線的方式來執(zhí)行。系統(tǒng)100具有無線地連接到多個揚聲器的信號源101、以及用于環(huán)繞音生成的重低音揚聲器109。信號源101可以是立體聲源101。揚聲器包括左前揚聲器102、中前揚聲器
103、右前揚聲器104、左側(cè)揚聲器105、右側(cè)揚聲器106、左后揚聲器107和右后揚聲器108。 立體聲源101能夠生成諸如二聲道立體聲輸入信號(即，左聲道輸入信號111和右聲道輸入信號112)之類的立體音頻信號。
[0058]在左前揚聲器102中，具有用于接收左聲道輸入信號111和右聲道輸入信號112 的無線接收器、左前處理單元113和放大器單元114。
[0059]相似地，中前揚聲器103具有用于接收左聲道輸入信號111和右聲道輸入信號112 的無線接收器、中前處理單元117和放大器單元118。
[0060]右前揚聲器104具有用于接收左聲道輸入信號111 接收器、右前處理單元121和放大器單元122。
[0061]左側(cè)揚聲器105具有用于接收左聲道輸入信號111 接收器、左側(cè)處理單元125和放大器單元126。
[0062]右側(cè)揚聲器106具有用于接收左聲道輸入信號111 接收器、右側(cè)處理單元129和放大器單元130。
[0063]左后揚聲器107具有用于接收左聲道輸入信號111 接收器、左后處理單元133和放大器單元134。
[0064]右后揚聲器108具有用于接收左聲道輸入信號111 接收器、右后處理單元137和放大器單元138。
[0065]重低音揚聲器109具有用于接收左聲道輸入(Lin)信號111和右聲道輸入(Rin) 信號112的無線接收器、重低音揚聲器處理單元141和放大器單元142。在所有實施例中， 重低音揚聲器109用于生成被送往與重低音揚聲器109無線連接的所有揚聲器102、103、
104、105、106、107、108的輸入信號111、112的低頻分量。
[0066]在上述揚聲器102、103、104、105、106、107、108和超低音109，無線接收器可以是藍牙接口并且被配置在揚聲器102、103、104、105、106、107、108和超低音109的各自處理單元內(nèi)。
[0067]右前處理單元
[0068]圖2A到2D示出了根據(jù)實施例的右前(FR)揚聲器104的右前(FR)處理單元121。
[0069]圖2A示出了用于生成第一右前(FR)信號123和第二右前(FR)信號124的右前 (FR)處理單元121 (選項“A”)的組件的框圖。FR處理單元121被配置為無線地接收Lin 和Rin信號111、112，分離地并且獨立地處理L和R信號，并且最終產(chǎn)生包括第一右前(FR) 信號123和第二右前(FR)信號124的、為環(huán)繞音信號的輸出。Lin信號111在節(jié)點243被劃分或者分為第一信號203和第二信號204。
[0070]在單獨的信號路徑中，Lin信號111的第一信號203通過一系列組件，這些組件包括:第一高通濾波器(HPFP206、第一均衡濾波器(EQJ212、第二低通濾波器(LPF2)218和第一動態(tài)范圍控制器(DRCP224。第一信號203的低頻分量的幅度被HPF1 (206)衰減。特別
和右聲道輸入信號112的無線和右聲道輸入信號112的無線和右聲道輸入信號112的無線和右聲道輸入信號112的無線和右聲道輸入信號112的無線地，圖2B示出了 HPF206的、圖示了曲線234的增益-頻率圖231。曲線234顯示HPF1C206) 具有70到200Hz的截止頻率。換而言之，第一信號203中具有70到200Hz頻率分量的幅 度或者增益將被減少以生成濾波信號209。
[0071]在低頻分量被濾波之后，濾波信號209接著被引導至用于調(diào)整濾波信號209的高 頻分量的EQl (212)來生成均衡信號215。均衡信號215被傳遞到具有1200Hz截止頻率的 LPF2 (218)。圖2C示出了 LPF2 (218)的增益-頻率圖235，圖235具有針對LPF2 (218)示 出了 1200Hz的截止頻率的曲線238。同樣地，均衡信號215中高于1200Hz的頻率的增益將 被減少以生成第二濾波信號221。第二濾波信號221被傳遞到DRC1 (224)來應用適當?shù)脑?益從而生成第一經(jīng)處理信號226。
[0072]與Lin信號111的處理相似，Rin信號112在節(jié)點244處被劃分為第三信號200和 第四信號201。
[0073]在單獨的信號路徑中，第三信號200以與第一信號203的系列組件相同的方式通 過用于數(shù)字信號處理的系列組件。特別地，第三信號通過包括如下各項的系列組件:第一高 通濾波器(HPF1) 207、第一均衡濾波器(EQ1) 212、第一全通濾波器(APF1) 219和第一動態(tài)范 圍控制器(DRC1) 224。ALPl (219)用于第三信號200的處理以優(yōu)化相位響應，來給出更好 的中心位置聚焦。在數(shù)字信號處理過程中，第三信號200被處理以生成與第一經(jīng)處理信號 226異相相連的第二經(jīng)處理信號228。
[0074]對于重低音，第二信號204 (Lin信號111的0.5倍)和第四信號201 (Rin信號 112的0.5倍)被傳遞到加法器/求和塊202來進行相加以生成重低音信號205。重低音信 號205通過包括如下各項的系列組件:第一低通濾波器(LPF1WOS'高通濾波器(HPF2)214、 第二均衡濾波器(EQ2) 220和第二動態(tài)范圍控制器(DRC2) 225。圖2D示出了 LPF1 (208)的 增益-頻率圖239。圖239具有示出LPF1 (208)具有1200Hz的截止頻率的曲線242?？?以了解，LPF1 (208)、HPF2 (214)、(EQ2) 220 和(DRC2) 225 以與用于 Lin 信號 111 的第一信 號203的系列組件相同的方式被使用。在處理之后，生成了第三經(jīng)處理信號230。
[0075]第三經(jīng)處理信號230在節(jié)點245處被劃分為第一重低音經(jīng)處理信號246和第二重 低音經(jīng)處理信號247。以針對環(huán)繞系統(tǒng)中所有揚聲器的相似的方式處理重低音信號。在中 前揚聲器中，重低音信號的增益在動態(tài)增益控制之后可以被調(diào)整或者增加，如圖7中所示。
[0076]將第二重低音經(jīng)處理信號247和第一經(jīng)處理信號226傳遞到加法器塊227來進行 相加，從而生成第一右前(FR)信號123。以這種方式,第一經(jīng)處理信號226和第二重低音經(jīng) 處理信號247可以被混合以生成第一右前(FR)信號123，該信號123可以是上述“環(huán)繞音信 號”的示例。將第一重低音經(jīng)處理信號246和第二經(jīng)處理信號228傳遞到加法器塊229來 生成第二右前(FR)信號124。以這種方式，第一重低音經(jīng)處理信號246和第二經(jīng)處理信號 228可以被混合以生成第二右前(FR)信號124，該信號124可以是上述“環(huán)繞音信號”的示 例。
[0077]圖3示出了右前揚聲器104的右前處理單元300的實施例?？梢粤私?，右前處理 單元300與圖2A的右前處理單元121相同，不同之處在于Rin信號112在節(jié)點343和稍后 的節(jié)點344處被劃分為三個信號，即第一信號306、第二信號307和第三信號304。這三個 信號被分別以與圖2A的右前處理單兀121的第一信號203和第三信號200相同的方式被 處理。Rin信號112的第一信號306和第二信號307被處理以生成第一經(jīng)處理信號334和第二經(jīng)處理信號335。Lin信號111在節(jié)點345處被劃分為第四信號301和第五信號302。 第四信號301和第五信號302被分別以與圖2A的右前處理單元121的第三信號200和第 四信號201相同的方式被處理。就此而言，適當?shù)兀梢灶愃茟蒙鲜鲫P(guān)于圖2A的說明。
[0078]左前處理單元
[0079]圖4A到4D示出了根據(jù)實施例的左前(FL)揚聲器102的左前處理單元400。
[0080]圖4A示出了用于生成第一左前(FL)信號115和第二左前(FL)信號116的左前 (FL)處理單元400 (選項“A”)的組件的框圖。FL處理單元400被配置為無線地接收Lin 和Rin信號111、112，分離地并且獨立地處理L和R信號，并且最終產(chǎn)生包括第一左前(FL) 信號115和第二左前(FL)信號116的、為環(huán)繞音信號的輸出。Lin信號111在節(jié)點432被 劃分或者分為第一信號401和第二信號434。Rin信號112在節(jié)點433被劃分為第三信號 402和第四信號403。
[0081]第一信號401通過用于數(shù)字信號處理的一系列組件，這些組件包括:第一高通濾 波器(HPF1) 406、均衡濾波器(EQ1) 412、第一全通濾波器(ALP1) 418和第一動態(tài)范圍控制器 (DRC1) 4240 Rin信號112的第三信號402通過用于數(shù)字信號處理的一系列組件，這些組件 包括:第一高通濾波器(HPF1) 407、均衡濾波器(EQ1) 413、第二低通濾波器(LPF2) 419和第 一動態(tài)范圍控制器(DRC1) 424。
[0082]Lin和Rin信號111、112以與FR處理單元(121、300)中的Lin和Rin信號相同的 方式被處理來生成第一左前(FL)信號115和第二左前(FL)信號116，除了 FL處理單元400 中有組件中的切換(即，第一全通濾波器(ALP1) 418和第二低通濾波器(LPF2) 419之外。這 意味著:當左前處理單元400被激活時，左前處理單元400的第一信號401將被傳遞到ALP1 (418)而不是LPF2 (419)。當左前處理單元400被激活時，Lin信號111的第一信號401驅(qū) 動ALPi (418)。ALP1 (418)被用于優(yōu)化相位響應來給出更好的中心位置聚焦。
[0083]對于重低音，第二信號434 (Lin信號111的0.5倍)和第四信號403 (Rin信號 112的0.5倍)被傳遞到加法器/求和塊404來進行相加以生成重低音信號405。重低音信 號405通過包括如下各項的系列組件:第一低通濾波器(LPF1MOS'高通濾波器(HPF2)414、 第二均衡濾波器(EQ2) 420和第二動態(tài)范圍控制器(DRC2) 425。圖4D示出了 LPF1 (408)的 增益-頻率圖239。圖239具有示出LPF1 (408)具有1200Hz的截止頻率的曲線443。可以 了解，LPF1 (408)、HPF2 (414)、(EQ2) 420 和(DRC2) 425 以與用于圖 2A 的 FR 處理單元 121 的重低音信號205的系列組件相同的方式被使用。重低音信號以針對環(huán)繞系統(tǒng)中所有揚聲 器的相似的方式被處理。
[0084]就此而言，適當?shù)乜梢灶愃茟蒙鲜鲫P(guān)于圖2A的說明。
[0085]圖4B示出了用于FL處理單元400的HPF1 (406)的增益-頻率圖432。圖432示 出了指示HPF1 (406)的截止頻率為200Hz的曲線435。
[0086]圖4C示出了用于FL處理單元400的LPF2 (419)的增益-頻率圖436。圖436示 出了指示LPF2 (419)的截止頻率為1200Hz的曲線436。
[0087]圖5示出了左前揚聲器102的左前(FL)處理單元500的實施例。可以了解，左前 處理單元500與圖4A的左前處理單元400相同，不同之處在于Lin信號111在節(jié)點541處 被劃分為第一信號501和第二信號502,并且稍后在節(jié)點542處被劃分為兩個信號，即第三 信號545和第四信號546。這三個信號(501、545、546)被分別以與圖4A的左前處理單兀300的信號相同的方式被處理。就此而言，適當?shù)乜梢灶愃茟蒙鲜鲫P(guān)于圖4A的說明。
[0088]中前處理單元
[0089]圖6A示出了中前揚聲器103的中前(FC)處理單元600的實施例。與上述處理單元相似，F(xiàn)C處理單元600被配置為無線地接收Lin和Rin信號111、112，分離地并且獨立地處理L和R信號，并且最終產(chǎn)生包括第一中前(FC)信號641和第二中前(FC)信號642的、 為環(huán)繞音信號的輸出。
[0090]Lin信號111在節(jié)點643處被劃分為第一信號649和第二信號602 (Lin信號111 的0.5倍)。第一信號649又在節(jié)點644處被劃分為第三信號623和第四信號601。Rin信號112在節(jié)點645處被劃分為第五信號603和第六信號604 (Rin信號112的0.5倍)。
[0091]第二信號602 (Lin信號111的0.5倍)和第六信號604 (Rin信號112的0.5倍) 在加法器塊607處被求和以生成重低音信號608。將重低音信號608通過用于數(shù)字信號處理的系列組件來生成經(jīng)處理信號650，該系列組件包括:第一低通濾波器(LPF1) 613、第二高通濾波器(HPF2) 614、第二均衡濾波器(EQ2) 615和第二動態(tài)范圍控制器(DRC2) 617。EQ2 (615)在180Hz處具有12dB的提升。經(jīng)處理信號650還在節(jié)點648處被劃分為第一重低音信號618和第二重低音信號619。
[0092]在單獨的信號路徑中，第五信號603還在節(jié)點644處被劃分為第七信號605和第八信號608。將第七信號605和第四信號601傳遞至累加器塊609來生成累加信號645。 將該信號645通過包括以下各項的系列組件:高通濾波器(HPFP626、均衡濾波器(EQ3)611 和全通濾波器(ALP2) 612。圖6B示出了 HPF1的增益-頻率圖643，其中的曲線646圖示出 HPF1具有180Hz的截止頻率。EQ3 (611)負責驅(qū)動器頻率響應并且ALP2 (612)優(yōu)化相位差從而提供更好的聚焦。在被該系列組件處理之后，經(jīng)處理信號620在節(jié)點647處被劃分以生成左+0.5輸入信號621和右+0.5輸入信號622。
[0093]左+0.5x輸入信號621和右-0.5x輸入信號622分別在累加器塊624和累加器塊630處與+0.75x左信號623和+0.75x右輸入信號606混合?；旌贤瓿芍?，在左輸入處生成經(jīng)處理信號625。信號625通過系列組件以生成經(jīng)處理信號637,該系列組件包括: 高通濾波器(HPF1)626和均衡濾波器(EQ4) 628以及動態(tài)范圍控制器(01^)636。在右輸入處的單獨信號路徑中，經(jīng)處理信號631在混合之后被生成并且以與經(jīng)處理信號625相同的方式被處理。信號631通過系列組件以生成經(jīng)處理信號638，該系列組件包括:高通濾波器 (HPF1) 632和均衡濾波器(EQ4) 634以及動態(tài)范圍控制器(DRC1) 636。EQ4 (628、634)增強中頻以給`出更清晰的聲樂場景。
[0094]將經(jīng)處理信號637和第二重低音信號619傳遞到加法器塊640以生成第一中前 (FC)信號641。將經(jīng)處理信號638和第一重低音信號618傳遞到加法器塊639以生成第二中前(FC)信號642。
[0095]圖7示出了中前(FC)處理單元(選項B) 700的實施例。FC處理單元700以與圖 6A的FC處理單元600相似的方式處理Lin信號111和Rin信號112，除了在相應信號的動態(tài)范圍控制之后還有進一步混合并且重低音信號在數(shù)字信號處理后也被混合之外。
[0096]右側(cè)處理單元
[0097]圖8示出了根據(jù)實施例的右側(cè)(SR)揚聲器106的右側(cè)(SR)處理單元800的組件的框圖。[0098]右側(cè)(SR)處理單元800生成包括第一右側(cè)(SR)信號841和第二右側(cè)(SR)信號 842的輸出環(huán)繞音信號。SR處理單元800被配置為無線地接收Lin和Rin信號111、112，單 獨地并獨立地處理L和R信號，并且最終產(chǎn)生環(huán)繞音信號的、包括第一右側(cè)(SR)信號841和 第二右側(cè)(SR)信號842的輸出。Lin信號111在節(jié)點843處被劃分或者分為第一信號801 和第二信號802 (+2L-R)。Rin信號112在節(jié)點844處被劃分為第三信號803和第四信號 804。
[0099]在加法器塊805處將第二信號802和第四信號804相加以生成第五信號810。特 別地，第五信號810還在節(jié)點846處被劃分為第六信號811和第七信號812。第六信號811 通過包括以下各項的系列組件:第一高通濾波器(HPF1) 814、第六均衡濾波器(EQ6) 820、第 一全通濾波器(APF1) 826以及第一動態(tài)范圍控制器(DRC1) 832。信號811的低頻分量的幅 度被HPF1 (814)衰減。在低頻分量被濾波之后，為了調(diào)整濾波信號817的高頻分量以生成 均衡信號823，濾波信號817接著被引導至EQ6 (820)。將均衡信號823傳遞到ALP1 (826) 以生成第二濾波信號829。ALP1 (826)用于信號823的處理以優(yōu)化相位響應來給出更好的 中心位置聚焦。將第二濾波信號829傳遞到DRC1 (832)以應用適當?shù)脑鲆鎻亩傻谝?經(jīng)處理信號834 (+1)。
[0100]在單獨的信號路徑中，將第三信號803通過與第一信號801的系列組件相同的方 式進行數(shù)字信號處理的系列組件。特別地，第三信號803和第一信號801被傳遞到加法器塊 806來生成信號807。信號807在節(jié)點845處被劃分為第一信號808和第二信號809。第一 信號808通過由第一高通濾波器(HPF1) 815、第一均衡濾波器(EQ6) 821、低通濾波器(LPF2) 827和第一動態(tài)范圍控制器(DRCP832組成的系列組件來生成第二經(jīng)處理信號835，該第二 經(jīng)處理信號835與第一經(jīng)處理信號834異相。
[0101]對于重低音，第二信號809 (信號807的0.5倍)和信號812 (信號810的0.5倍) 被傳遞到加法器/求和塊847來進行相加以生成信號813。信號813通過由如下各項組成 的系列組件:第一低通濾波器(LPF1) 816、高通濾波器(HPF2) 822、第二均衡濾波器(EQ2) 828 和第二動態(tài)范圍控制器(DRC2)833。在處理之后，重低音信號837被生成并且在節(jié)點850處 被劃分為第一重低音經(jīng)處理信號837和第二重低音經(jīng)處理信號838。
[0102]第二重低音經(jīng)處理信號838和第一經(jīng)處理信號834被傳遞到加法器塊839以生成 第一右側(cè)(SR)信號841。第一重低音經(jīng)處理信號837和第二經(jīng)處理信號835被傳遞到加法 器塊840以生成第二右側(cè)(SR)信號842。
[0103]左側(cè)、右后和左后處理單元
[0104]圖9、10和11分別示出了左側(cè)(SL) 900、右后(RR) 1000和左后(RL) 1100處理單 元。每個處理單元中的信號處理與圖8中針對右側(cè)(SR)處理單元800的說明相似。
[0105]在本發(fā)明的替換實施例中，揚聲器能夠具有與揚聲器在環(huán)繞音系統(tǒng)內(nèi)的放置相關(guān) 聯(lián)的放置信息。然后揚聲器能夠產(chǎn)生與揚聲器在環(huán)繞音系統(tǒng)內(nèi)的放置相關(guān)聯(lián)的放置規(guī)定輸 出信號。該實施例的揚聲器將具有能夠施行上述音頻信號的處理的處理單元。然而，除了 上述說明之外，處理單元還被配置為處理所接收的、與放置信息相關(guān)聯(lián)的音頻信號以產(chǎn)生 放置規(guī)定輸出信號，該音頻信號包括L信號分量和R信號分量。這要求放置信息基于與接 收器相關(guān)聯(lián)的獨特標識符而由處理單元從外部源接收。放置信息可以包括與放置在環(huán)繞音 環(huán)境內(nèi)的一個或多個其他揚聲器相比的、揚聲器的相對放置。[0106]明顯地，相似地，上面對于圖2A和/或圖4A的說明類似地適當應用于圖5到圖 11。
[0107]在上述說明中已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例的同時，所涉及的本領(lǐng)域的技術(shù)人 員將理解:在不背離本發(fā)明的情況下，可以對設(shè)計或者構(gòu)造的細節(jié)做出許多變更或修改。
【權(quán)利要求】
1.一種用于生成環(huán)繞音信號的揚聲器，所述揚聲器包括處理單元，所述處理單元被配置為:Ca)接收具有左聲道(L)信號和右聲道(R)信號的音頻信號；(b)分離地并且獨立地處理L音頻信號和R音頻信號以產(chǎn)生經(jīng)處理信號；并且(c)將所述經(jīng)處理信號混合以產(chǎn)生所述環(huán)繞音信號。
2.如權(quán)利要求1所述的揚聲器，其中所述處理單元還被配置為對接收的音頻信號進行濾波從而使得環(huán)繞音信號被濾波。
3.如權(quán)利要求1或2所述的揚聲器，其中所述處理單元還被配置為根據(jù)下述中的一項來處理所接收的音頻信號:均衡特性，動態(tài)范圍特性。
4.如上述權(quán)利要求中任一項所述的揚聲器，還包括被配置為放大所述經(jīng)處理信號的放大器。
5.如上述權(quán)利要求中任一項所述的揚聲器，其中所述處理單元包括用于接收L信號和 R信號的無線接收器。
6.如上述權(quán)利要求中任一項所述的揚聲器，其中所述左聲道信號具有將所述左聲道信號分為第一部分和第二部分的結(jié)點。
7.如權(quán)利要求6所述的揚聲器，其中所述第一部分被利用高通濾波器、均衡器、全通濾波器和動態(tài)范圍控制器處理；并且所述第二部分被利用高通濾波器、均衡器、低通濾波器和動態(tài)范圍控制器處理。
8.如上述權(quán)利要求中任一項所述的揚聲器，其中所述揚聲器包括左驅(qū)動器和右驅(qū)動器，并且經(jīng)處理的左聲道信號和經(jīng)處理的右聲道信號分別被導向左驅(qū)動器和右驅(qū)動器。
9.如權(quán)利要求8所述的揚聲器，其中被導向所述右驅(qū)動器的所述經(jīng)處理的右聲道信號與被導向所述左驅(qū)動器的所述經(jīng)處理的左聲道信號異相。
10.如權(quán)利要求7至9中任一項所述的揚聲器，其中所述高通濾波器被配置為具有 70-200HZ的截止頻率。
11.如權(quán)利要求10所述的揚`聲器，其中所述高通濾波器被配置為具有200Hz的截止頻率。
12.如權(quán)利要求7至9中任一項所述的揚聲器，其中所述低通濾波器被配置為具有 1200Hz的截止頻率。
13.如上述權(quán)利要求中任一項所述的揚聲器,還包括稱合到所述揚聲器的重低音揚聲器單元，所述重低音揚聲器單元包括由所述L音頻信號和所述R音頻信號的組合形成的低頻效果聲道。
14.如權(quán)利要求13所述的揚聲器，其中所述重低音揚聲器單元包括處理單元，所述處理單元包括從如下群組中選擇的任何一項:高通濾波器、低通濾波器、均衡器和動態(tài)范圍控制器。
15.如權(quán)利要求14所述的揚聲器，其中所述低通濾波器具有70-200HZ的截止頻率。
16.如權(quán)利要求13至15中任一項所述的揚聲器，其中所述重低音揚聲器在180Hz左右具有12dB的提升。
17.一種用于在揚聲器中生成環(huán)繞音信號的方法，所述方法包括:Ca)接收具有左聲道(L)信號和右聲道(R)信號的音頻信號；(b)分離地并且獨立地處理L信號和R信號以產(chǎn)生經(jīng)處理信號；并且(c)將所述經(jīng)處理信號混合以產(chǎn)生所述環(huán)繞音信號。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中處理包括:(a)對L輸入信號和R輸入信號進行濾波；(b)控制濾波信號的動態(tài)范圍；并且(c)將所述經(jīng)處理信號放大。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中信號被利用從如下群組中選擇的任何一項處理: 高通濾波器、低通濾波器、全通濾波器、均衡器和動態(tài)范圍控制器。
20.如權(quán)利要求18或19所述的方法，其中所述左聲道信號被分為第一部分和第二部分。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述第一部分信號被利用高通濾波器、均衡器、全通濾波器和動態(tài)范圍控制器處理；并且所述第二部分信號被利用高通濾波器、均衡器、低通濾波器和動態(tài)范圍控制器處理。
22.如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中經(jīng)處理的左聲道信號和經(jīng)處理的右聲道信號分別被導向左驅(qū)動器和右驅(qū)動器。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中被導向所述右驅(qū)動器的所述經(jīng)處理的右聲道信號與被導向所述左驅(qū)動器的所述經(jīng)處理的左聲道信號異相。
24.如權(quán)利要求19至23中任 一項所述的方法，其中所述高通濾波器以70-200HZ的截止頻率對所述信號進行濾波。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述高通濾波器以200Hz的截止頻率對所述信號進行濾波。
26.如權(quán)利要求19到23中任一項所述的方法，其中所述低通濾波器以1200Hz的截止頻率對所述信號進行濾波。
27.如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述音頻信號被無線地傳輸?shù)剿鰮P聲器。
28.如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述右聲道信號和所述左聲道信號的一部分被傳輸?shù)街氐鸵魮P聲器單元。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其中由所述重低音揚聲器單元接收的信號被利用從如下群組中選擇的任何一項處理:高通濾波器、低通濾波器、均衡器和動態(tài)范圍控制器。
30.如權(quán)利要求28或29所述的方法，其中所述低通濾波器以70-200HZ的截止頻率對所述信號進行濾波。
31.如權(quán)利要求28至30中任一項所述的方法，其中所述信號被無線地傳輸?shù)剿鲋氐鸵魮P聲器單兀。
32.—種環(huán)繞音系統(tǒng),該系統(tǒng)包括用于向權(quán)利要求1至16中任一項的揚聲器傳輸左聲道(L)信號和右聲道(R)信號的發(fā)射器。
33.如權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包括7個揚聲器
34.如權(quán)利要求32或33所述的系統(tǒng)，其中所述揚聲器位于單個揚聲器箱中。
【文檔編號】H04S5/00GK103518384SQ201280022435
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月11日
【發(fā)明者】斯威·萊恩·奧維·許, 王國漢 申請人:創(chuàng)新科技有限公司