TWI403187B - 擴音系統、裝置以及方法 - Google Patents

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Po Yu Li
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Lai Shi Huang
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Stereophonic System (AREA)
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Description

擴音系統、裝置以及方法
本發明係關於一種擴音系統、裝置以及方法,特別是關於一種分別於左右聲道各增加一輸出定位音源訊號之定位喇叭單元之擴音系統、裝置以及方法,以加強環場音場效果。
現今可攜式產品由於空間限制,僅能設置2或3個喇叭單元,以配合立體音源之媒體資料進行播放。但隨時代進步,多數媒體資料皆提供5.1之環場音效,此時產品需借助信號處理器運算,將原本之多聲道音源轉換成立體音源,並配合所調整之頻率、相位資料,使聆聽者能感受到環場音效。不過,受限於產品體積,使得左右聲道喇叭單元過於接近,造成模擬出之音效效果不甚理想。
現有之環場音效方法為改變音源信號,如杜比虛擬擴音(Dolby Virtual Speaker)技術、擴音陣列(Speaker Array)技術,藉由少數且位於聆聽者同一方向角度內之喇叭單元,以軟體計算使聆聽者聽到模擬之環場音效。然,先前技術其所模擬出音場之效果有限,且當擴音裝置所處之環境與反射物位置,或兩聲道間喇叭單元之相對位置改變時,使用者或製造者無法配合擴音裝置當時所處之情況,或二喇叭單元之相對位置作設定。
因此有必要提供一種擴音系統、裝置以及方法,以解決 上述問題。
鑑於上述需求,本發明之目的在提供一種擴音系統、裝置以及方法,利用分別於左右聲道各增加一輸出定位音源之定位喇叭單元,藉此改善並增強環場音效的效果。
於一面向,提供一種擴音系統,包含一音訊編/解碼器,係接收一外部音源訊號,並執行一第一音源處理程式且經過編/解碼處理後而輸出之一第一訊號與一第二訊號,以及執行一第二音源處理程式並編/解碼處理後以輸出一第三訊號以及一第四訊號;一第一主音效喇叭單元以及一第二主音效喇叭單元,第一主音效喇叭單元用以接收第一訊號且第二主音效喇叭單元用以接收第二訊號;以及一第一定位喇叭單元以及一第二定位喇叭單元,第一定位喇叭單元用以接收第三訊號且第二定位喇叭單元用以接收第四訊號;其中音訊編/解碼器並根據一輸入參數而執行第二音源處理程式,以處理所輸入之外部音源訊號。
於另一面向,本發明提供一種擴音裝置,包含至少一主音效喇叭單元,用以接收一第一音源訊號;至少一主音效喇叭單元,用以接收一第二音源訊號;以及一音箱,係具有一第一表面以及一第二表面,第一表面用以設置至少一主音效喇叭單元,以及第二表面用以設置該至少一定位喇叭單元;其中第一表面之一法線與第二表面之一法線間具有一夾角。
於又一面向,本發明提供一種擴音方法,包含:輸入一外部音源訊號;輸入一參數;執行一第一音源處理程式以處理外部音源訊號,而產生一第一訊號以及一第二訊號;根據參數執行一第二音源處理程式,以處理外部音源訊號,而產生一第三訊號以及一第四訊號;以及以二主音效喇叭單元分別輸出第一訊號以及第二訊號,且以二定位喇叭單元分別輸出第三訊號以及第四訊號。
為使本發明之目的與特徵更為明顯,配合所附圖式詳細說明實施例於下。
本發明揭露一種擴音系統、裝置以及方法。本構想分別於左右聲道各增加一輸出具定位音場之高頻音源訊號之定位喇叭單元,以加強環場音效之效果。為使本發明之敘述更加詳盡與完備,可參照下列描述並配合圖1至圖4之圖式。
參考圖1,係本發明以筆記型電腦為實施例之系統方塊圖。於此實施例,筆記型電腦10包含一中央處理單元20以及一擴音系統100,當使用者將一儲存媒體,如CD、DVD、隨身碟或任何資料記錄媒體。筆記型電腦10讀取儲存媒體之資料,並傳送至中央處理單元20(未圖示)。中央處理單元20處理所接收之資料,以產生一外部音源訊號,並傳送至擴音系統100。需說明的是,本實施例之筆記型電腦10可為電視、電腦或任何具有音效輸出裝置之多媒體裝置。
擴音系統100傳送外部音源訊號至音訊編/解碼器102,並執行第一音源訊號處理程式與第二音源訊號處理程式,以分別對外部音源訊號進行處理。首先,外部音源訊號經過第一音源處理程式(如杜比(Dolby)音效處理程式)計算並模擬出具環場音效之訊號,且此訊號經過編/解碼處理後而輸出為第一訊號以及第二訊號。其中,第一訊號以及第二訊號係分別為左聲道以及右聲道之音源訊號。需說明的是,第一音源訊號處理程式係任何模擬環場音效之程式。分別傳送第一訊號及第二訊號至各別電連接於音訊編/解碼器102與第一主音效喇叭單元120間,及第二主音效喇叭單元122間之第一功率放大器110及第二功率放大器112以放大訊號,並分別由第一主音效喇叭單元120、一第二主音效喇叭單元122輸出。
隨後,音訊編/解碼器102根據使用者輸入之參數,而執行第二音源訊號處理程式以處理所接收之外部音源訊號。且,第二音源處理程式將大於一預定頻率的處理過之外部音源訊號濾出,即將外部音源訊號之高頻訊號濾出,分別輸出為第三訊號及第四訊號。其中,第三訊號以及第四訊號係分別為左聲道以及右聲道之定位音源訊號。接著,傳送第三訊號以及第四訊號至各別電連接於音訊編/解碼器102與第一定位喇叭單元132及第二定位喇叭單元134間之第三功率放大器114以及第四功率放大器116,並分別由第一定位喇叭單元132以及第二定位喇叭單元134輸出。由於高頻音源較低頻音源更具有方向性,因此,藉由增加第一定位喇叭單元132以及第二定位喇叭單元134輸出高頻音源訊號,可增強環場音效之效果。
於此實施例,參考圖2,係根據本發明設置主音效喇叭單元220、222與定位喇叭單元232、234之筆記型電腦10結構圖。本發明之第一主音效喇叭單元220、第二主音效喇叭單元222輸出主要之外部音源訊號,讓使用者聆聽完整的聲音,另外,提供具有定位音效聲道之第一定位喇叭單元232、第二定位喇叭單元234。其中,第一定位喇叭單元232、第二定位喇叭單元234係輸出具定位音效之高頻音源訊號,其經由直射、繞射、折射或反射方式,讓使用者聆聽後,可感受環場音效之效果。
第一主音效喇叭單元220與第一定位喇叭單元232,以及第二主音效喇叭單元222與第二定位喇叭單元234係分別設置於一音箱中(未圖示)。其中,輸入第二音源訊號處理程式之參數,係於一音箱中之設置第一主音效喇叭單元220之一第一表面270之一法線與設置第一定位喇叭單元232之一第二表面272之一法線,或設置第二主音效喇叭單元222之一第一表面270之一法線與設置第二定位喇叭單元234之一第四表面282之一法線間之一夾角θ。於此實施例,夾角θ=90度。需說明的是,此夾角θ可為0度至359度之任一角度。又,此實施例中,第一主音效喇叭單元220與第二主音效喇叭單元222係設置於同一表面(第一表面270),需說明的是,第一主音效喇叭單元220與第二主音效喇叭單元222亦可分別設置於不同之二表面。
於另一實施例,參數係第一主音效喇叭單元220與第二主音效喇叭單元222間之一距離d1 或第一定位喇叭單元232與第二定位喇叭單元234間之一距離d2 ,如圖2所示。
於又一實施例,舉例來說,參數係第二定位喇叭單元234與一反射物202間之一聲音反射距離r,如圖2所示。需說明的是,參數亦可為第一定位喇叭單元232與反射物202間之一聲音反射距離。
於另一實施例,參考圖2,與上述實施例不同之處為,第二音源處理程式用以延遲外部音源訊號一預定時間,並分別輸出為第三訊號及第四訊號。使得輸出之第三訊號與第四訊號較第一訊號與第二訊號相差一預定時間,藉此產生環場之音效效果。需說明的是,第二音源處理程式亦可對外部音源訊號作相位位移之處理。
於一實施例,圖3係顯示根據本發明實施例之擴音裝置300圖。擴音裝置300包含一音箱304,係具有第一表面370以及第二表面372。主音效喇叭單元320以及定位喇叭單元332分別設置於第一表面370以及第二表面372。其中,第一表面370之一法線3xx以及第二表面372之一法線3aa間具有夾角θ。一電視302分別產生一第一音源訊號(即包含高頻至低頻之一全頻率音源訊號),以及一第二音源訊號(即過濾掉外部音源訊號低頻部分,且具有定位效果之高頻音源訊號)至擴音裝置300,並由主音效喇叭單元320輸出第一音 源訊號,以及由定位喇叭單元332輸出第二音源訊號。需說明的是,此實施例係包含至少一主音效喇叭單元320以及至少一定位喇叭單元332,熟之此技術者亦可了解,本擴音裝置300亦包含一個以上之主音效喇叭單元以及一個以上之定位喇叭單元。
於此實施例,使用者同時聆聽由主音效喇叭單元320輸出之完整聲音,且聆聽由定位喇叭單元332輸出具有定位音效之高頻音源訊號,其經由直射、繞射、折射或反射方式產生的環場音效,藉此讓使用者感受環場音效之效果。需說明的是,擴音裝置300不作任何之音效處理動作,如延遲一預定時間、過濾出一預定頻率之訊號,音效處理完全由電視302中之音效編/解碼器處理(未圖示)。
於又一實施例,圖4係本發明一較佳實施例之擴音方法流程圖400。擴音方法步驟如下:首先,輸入包含全頻率音源訊號之外部音源訊號S410。需說明的是,此外部音源訊號可為儲存於記錄媒體,如CD、DVD、隨身碟或任何資料記錄媒體之資料所讀取出之一音源訊號,或接收自一多媒體裝置,如電視之一外部音源訊號,或由電腦處理輸入資料所產生。接著,輸入一參數至第二音源處理程式S420。此參數係設置於同一音箱中之主音效喇叭單元與定位喇叭單元之二表面法線間之一夾角、二主音效喇叭單元間或二定位喇叭單元間之距離,或定位喇叭單元與一反射物間之一聲音反射距離。
第一音源處理程式(如杜比(Dolby)音效處理程式)對所接收之外部音源訊號計算並模擬出具環場音效之第一訊號以及第二訊號S430。其中,第一音源處理程式如杜比(Dolby)音效處理程式。需說明的是,第一音源訊號處理程式係任何模擬環場音效之程式。接著,第二音源處理程式根據使用者輸入之參數,並計算外部音源訊號強度、頻率、相位等參數混合出新的定位音源訊號S440,並將大於一預定頻率之音源訊號過濾出,而輸出為第三訊號以及第四訊號。此第三訊號與第四訊號即為具定位效果之高頻訊號。
最後,二主音效喇叭單元分別輸出第一訊號以及第二訊號S450。另外,由於高頻音源較低頻音源更具有方向性,因此,二定位喇叭單元輸出之第三訊號以及第四訊號S460,即定位音源訊號,再經由直射、繞射、折射或反射方式而產生環場音效,藉此讓使用者感受環場音效之效果。
於另一實施例,與上一實施例不同之處在於步驟S440,延遲外部音源訊號一預定時間,分別輸出為第三訊號及第四訊號。使得輸出之第三訊號與第四訊號較第一訊號與第二訊號相差一預定時間,藉此產生環場之音效效果。需說明的是,第二音源處理程式亦可對外部音源訊號作相位位移處理。
以上所述僅為本發明之較佳實施例而已,並非用以限定本發明之申請專利範圍;凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾,均應包含在下述之申請專利範 圍內。
10‧‧‧筆記型電腦
20‧‧‧中央處理單元
100‧‧‧擴音系統
102‧‧‧音訊編/解碼器
110‧‧‧第一功率放大器
112‧‧‧第二功率放大器
114‧‧‧第三功率放大器
116‧‧‧第四功率放大器
120‧‧‧第一主音效喇叭單元
122‧‧‧第二主音效喇叭單元
132‧‧‧第一定位喇叭單元
134‧‧‧第二定位喇叭單元
202、204‧‧‧反射物
220‧‧‧第一主音效喇叭單元
222‧‧‧第二主音效喇叭單元
232‧‧‧第一定位喇叭單元
234‧‧‧第二定位喇叭單元
270‧‧‧第一表面
272‧‧‧第二表面
282‧‧‧第四表面
300‧‧‧擴音裝置
302‧‧‧電視
304‧‧‧音箱
320‧‧‧主音效喇叭單元
332‧‧‧定位喇叭單元
370‧‧‧第一表面
372‧‧‧第二表面
3aa、3yy‧‧‧法線
圖1顯示係根據本發明以筆記型電腦為實施例之系統方塊圖;圖2顯示根據本發明一實施例設置主音效喇叭單元與定位喇叭單元之筆記型電腦結構圖;圖3係顯示一種根據本發明實施例之擴音裝置圖;以及圖4係顯示一種根據本發明之擴音方法流程圖。
10‧‧‧筆記型電腦
20‧‧‧中央處理單元
100‧‧‧擴音系統
102‧‧‧音訊編/解碼器
110‧‧‧第一功率放大器
112‧‧‧第二功率放大器
114‧‧‧第三功率放大器
116‧‧‧第四功率放大器
120‧‧‧第一主音效喇叭單元
122‧‧‧第二主音效喇叭單元
132‧‧‧第一定位喇叭單元
134‧‧‧第二定位喇叭單元

Claims (19)

  1. 一種擴音系統,包含一音訊編/解碼器,係接收一外部音源訊號,並執行一第一音源處理程式且經過編/解碼處理後而輸出之一第一訊號與一第二訊號,以及根據一輸入參數執行一第二音源處理程式用以濾出該外部音源訊號中大於一預定頻率之該外部音源訊號以輸出一第三訊號以及一第四訊號;一第一主音效喇叭單元以及一第二主音效喇叭單元,該第一主音效喇叭單元用以接收該第一訊號且該第二主音效喇叭單元用以接收該第二訊號;一第一定位喇叭單元以及一第二定位喇叭單元,該第一定位喇叭單元用以接收該第三訊號且該第二定位喇叭單元用以接收該第四訊號,該第一、第二定位喇叭單元單元係高頻喇叭單元;以及一第一功率放大器與一第二功率放大器,其中該第三訊號從該音訊編/解碼器經由該第一功率放大器傳送至該第一定位喇叭單元,以及該第四訊號從該音訊編/解碼器經由該第二功率放大器傳送至該第二定位喇叭單元。
  2. 如申請專利範圍第1項之系統,其中該第一音源處理程式係一杜比(Dolby)音效處理程式。
  3. 如申請專利範圍第1項之系統,其中該輸入參數係於一音箱中之設置該第一主音效喇叭單元之一第一表面之一法線與設置該第一定位喇叭單元之一第二表面之一法線,或設置該第二主音效喇叭單元之一第三表面之一法線與設置該第二定位喇叭單元之一第四表面之一法線間之一夾角。
  4. 如申請專利範圍第1項之系統,其中該輸入參數係該第一主音效喇叭單元與該第二主音效喇叭單元間之一距離或該第一定位喇叭單元與該第二定位喇叭單元間之一距離。
  5. 如申請專利範圍第1項之系統,其中該輸入參數係該第一定位喇叭單元與一反射物間之一聲音反射距離,或該第二定位喇叭單元與一反射物間之一聲音反射距離。
  6. 如申請專利範圍第1項之系統,其中該第二音源處理程式係用以將該外部音源訊號延遲一預定時間之程式。
  7. 如申請專利範圍第1項之系統,更包括一第三功率放大器以及一第四功率放大器,其中該第三功率放大器與該第四功率放大器係分別電連接於該音訊編/解碼器與該第一主音效喇叭單元與第二主音效喇叭單元之間。
  8. 如申請專利範圍第1項之系統,更包含一中央處理單元係用以接收一輸入資料以產生該外部音源訊號。
  9. 一種擴音裝置,包含至少一主音效喇叭單元,用以接收一第一音源訊號;至少一定位喇叭單元,用以接收一第二音源訊號,其中該第二音源訊號係根據一輸入參數所濾波輸出之一高頻音源訊號;以及一音箱,係具有一第一表面以及一第二表面,該第一表面用以設置該至少一主音效喇叭單元,以及該第二表面用以設置該至少一定位喇叭單元; 其中該第一表面之一法線與該第二表面之一法線間具有一夾角,其中該至少一定位喇叭單元係一高頻喇叭單元,其包括一功率放大器配置以放大該第二音源訊號。
  10. 如申請專利範圍第9項之裝置,其中該夾角係90度。
  11. 如申請專利範圍第9項之裝置,其中該第一音源訊號係為一全頻率音源訊號。
  12. 一種擴音方法,包含:輸入一外部音源訊號;輸入一參數;執行一第一音源處理程式以處理該外部音源訊號,而產生一第一訊號以及一第二訊號;根據該參數執行一第二音源處理程式,處理該外部音源訊號以濾出該外部音源訊號中大於一預定頻率之該外部音源訊號,而產生一第三訊號以及一第四訊號;以及以二主音效喇叭單元分別輸出該第一訊號以及該第二訊號,且以二定位喇叭單元分別輸出該第三訊號以及該第四訊號,該二定位喇叭單元係高頻喇叭單元,其中產生該第三、第四訊號之步驟包括在分別經由該二定位喇叭單元輸出該第三、第四訊號之前,先放大該第三、第四訊號。
  13. 如申請專利範圍第12項之方法,其中該第一音源處理程式係杜比(Dolby)音效處理程式。
  14. 如申請專利範圍第12項之方法,其中該參數係於一音箱 中之該主音效喇叭單元與該定位喇叭單元之二表面法線間之一夾角。
  15. 如申請專利範圍第12項之方法,其中該參數係該二主音效喇叭單元間或該二定位喇叭單元間之距離。
  16. 如申請專利範圍第12項之方法,其中該參數係該定位喇叭單元與一反射物間之一聲音反射距離。
  17. 如申請專利範圍第12項之方法,其中該第二音源處理程式係用以將該外部音源訊號延遲一預定時間之程式。
  18. 如申請專利範圍第12項之方法,更包含一音源訊號產生步驟,其係用以處理一輸入資料以產生該外部音源訊號。
  19. 如申請專利範圍第12項之方法,其中該外部音源訊號係一全頻率音源訊號。
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