專利名稱：電腦多聲道數(shù)字化聲音信號傳輸方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是關于一種電腦多聲道的數(shù)字化聲音信號傳輸方法及其裝置，尤指一種應用于多聲道的音效卡，令音效卡透過單一傳輸媒體即可與多個喇叭串接，而達到方便架構立體環(huán)繞音效場。
又，隨著相關影音產(chǎn)業(yè)界的技術突破，不論是用以儲存聲音與影像的裝置或是聲音影像的壓縮處理，都日益精進且推陳出新，例如近期的VCD、DVD均推展出相當具劃時代的象征產(chǎn)品，而具有高畫質(zhì)與高音質(zhì)的DVD，其搭配于電腦的DVD PLAYER及屏幕僅能播放畫質(zhì)較佳的畫面，而音效部分，一般電腦經(jīng)常使用僅具右、左聲道的音效卡，再配合二顆幾百瓦的喇叭構成播音裝置，然而，由于僅具二聲道完全無法發(fā)揮立體環(huán)繞音效，縱使搭配DVD PLAYER仍無法獲得高音質(zhì)的享受，因此，對于音效相當要求的使用者，將會一并更換多聲道的音效卡，同時搭配至少五組喇叭，以架構一組具有環(huán)繞音效的劇院音響組合。
一般電腦使用者礙于電腦桌的尺寸，若架設多組喇叭，并且除了電源線路外，請參閱圖6所示，仍需額外使用聲音功率纜線70，而對于五組喇叭60的布置相對需至少五條以上的聲音功率纜線70，藉以提升聲音自音效卡輸出至喇叭60播放的品質(zhì)；此外，喇叭與人耳的相對位置設置亦會影響整體收音的環(huán)境，是以，當喇叭離開電腦桌而設置至各定點時，將會有布線的困擾，是以，對于多聲道輸出的音效卡，為提高播音品質(zhì)，其喇叭與音效卡間的布線仍存在其它問題，如加強功率纜線卻提高聲音信號衰減度，而造成喇叭播放品質(zhì)不佳。
由上述可知，多聲道音效卡與喇叭間因模擬傳輸方式而衍生諸多缺點極待解決，以令該等音效卡亦可輕松架構環(huán)繞音效的環(huán)境。
欲達成上述目的所使用的主要技術手段是令應用于多聲道音效卡與數(shù)組喇叭間的聲音數(shù)字化傳輸方法，是將音效卡各聲道輸出聲音分別加以取樣數(shù)字化后，再經(jīng)由編碼、壓縮處理成語音封包后，傳輸至一總線型傳輸媒體上，該總線型傳輸媒體是與各喇叭連接，因此，各喇叭可透過該總線型傳輸媒體取得其對應播放聲道的語音封包，再經(jīng)由解壓、解碼后，取得該聲道的聲音信號并加以放大后播放；藉此一數(shù)字化的傳輸方式可令音效卡與喇叭間不再以聲音功率纜線連接，故勿需擔心會因使用品質(zhì)不佳的功率纜線而損壞音質(zhì)，又，加上喇叭配合有功率放大裝置，故可將聲音失真的比例降至最低，而由后級喇叭播放出最佳品質(zhì)的聲音。
本發(fā)明次一目的是提供一方便且快速布設環(huán)繞音效場的數(shù)字化通訊裝置，其包含有一前級數(shù)字聲音傳送裝置，是連接至多聲道音效卡的輸出端；至少一組后級數(shù)字聲音接收裝置，是連接至整合有功率放大器的喇叭；一總線型傳輸媒體，是用以連接該前級數(shù)字聲音傳送裝置與各后級數(shù)字聲音接收裝置；上述主要透過前級數(shù)字聲音傳送裝置將音效卡各聲道輸出的模擬連續(xù)信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后，依照不同聲道的聲音加以處理成為語音封包資料，并輸出至傳輸媒體上，以便由對應特定聲道的后級數(shù)字聲音接收裝置所接收，進而轉(zhuǎn)換還原為原聲道的模擬聲音信號，的后，再輸入至功率放大器放大后由喇叭播出；是以，本發(fā)明是以數(shù)字化信號傳輸模式的硬件架構解決電腦用音效卡與喇叭難以架構立體環(huán)繞音效的問題，同時因成功取代昂貴且功率損失高的聲音功率纜線，而相對提升聲音播放的品質(zhì)。
圖號說明(10)數(shù)字聲音傳送裝置 (11)多對一多工器(12)A/D轉(zhuǎn)換器 (13)控制單元
(131)控制器 (132)時間取樣控制器(14)連接介面 (20)數(shù)字聲音接收裝置(21)連接介面 (22)控制單元(221)控制器 (222)時間取樣控制器(223)聲道選擇器 (23)D/A轉(zhuǎn)換器(24)監(jiān)測回授單元 (25)A/D轉(zhuǎn)換連線介面(26)A/D轉(zhuǎn)換聲音介面 (30)傳輸媒體(31)音效卡(32)功率效大器(33)喇叭 (34)電腦介面(40)搖桿 (41)麥克風(60)喇叭 (70)功率纜線本發(fā)明的數(shù)字化聲音信號傳輸方式是包含下述所列各項步驟模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，是將音效卡輸出的數(shù)個聲道聲音信號加以轉(zhuǎn)換成為數(shù)字語音信號；數(shù)字語音編碼，是將上一步驟的數(shù)字語音信號依照其所屬聲道，加以編碼處理為語音封包，并輸出至傳輸媒體上，以傳送至遠程的后級播音裝置；數(shù)字語音封包解碼，是于傳輸媒體上擷取對應與后級播音裝置相同聲道的語音封包，加以解碼后取出對應聲道的數(shù)字語音信號；數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換，是將上一步驟的數(shù)字語音信號進行數(shù)字模擬的轉(zhuǎn)換，以還原該聲道的聲音信號為模擬形式；
播放聲音信號，將上一步驟取得的聲音信號加以放大后透過喇叭對外播出。
上述數(shù)字傳輸方法可于數(shù)字語音編碼及數(shù)字語音封包解碼步驟間增加數(shù)據(jù)壓縮及解壓縮步驟，以解決傳輸媒體上有限的傳輸?shù)念l寬。
請參閱

圖1所示，是為本發(fā)明的硬件架構示意圖，其包含有一前級數(shù)字聲音傳送裝置10，是連接至音效卡31多聲道輸出端，如FR、FL、RL、RR等，又目前音效卡亦包含有MID、MIC及搖桿連接端子；至少一組后級數(shù)字聲音接收裝置20，是連接至對應的音響功率放大器32，各功率放大器32輸出端仍對應連接至喇叭33的輸入端；一傳輸媒體30，是用以連接該前級數(shù)字聲音傳送裝置10與各后級數(shù)字聲音接收裝置20的連接介面14，其可為總線式(BUS)網(wǎng)絡傳輸線。
上述前級數(shù)字聲音傳送裝置是將音效卡31各聲道輸出的模擬連續(xù)信號處理為數(shù)字語音封包信號，并輸出至傳輸媒體30上，由對應特定聲道的后級數(shù)字聲音接收裝置20接收，再透過功率放大器32加以放大后由喇叭33播出。
請參閱圖2所示，上述前級數(shù)字聲音傳送裝置10，是包括有一控制器131及一時間取樣控制器132，其中該控制單元13，是用以將聲音信號處理為語音封包，并可另內(nèi)建編碼/壓縮等機制，其包括有該控制器131，可為一般具運算功能的微處理器；及一時間取樣控制器132，是連接于至該控制器131，用以提供控制器時鐘(CLOCK)信號。
一多對一多工器11，其數(shù)組輸入端分別對應連接至該均衡器(圖中未示)的各聲道輸出端及該時間取樣控制器132，又其輸出端透過一A/D轉(zhuǎn)換器12連接至該控制單元13，而將數(shù)字聲音信號輸入至該控制單元13；及一連接介面14，是設于該控制單元13的輸出端，可供總線傳輸媒體(圖中未示)連接，并與該時間取樣控制器132連接，以取得與控制器131相同的時鐘信號。
上述前級數(shù)字聲音傳送裝置10是藉由多對一多工器11以分時多任務方式對各個聲道進行取樣，再輸入至A/D轉(zhuǎn)換器12轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后輸入至控制器131中，以對數(shù)字信號進行編碼、壓縮作業(yè)后，透過連接介面14輸入至傳輸媒體(圖中未示)。
再請參閱圖3所示，是為上述后級數(shù)字聲音接收裝置20的方塊圖，其包含有一控制單元22、一監(jiān)測回授單元24、一D/A轉(zhuǎn)換器23、一連接介面21等；其中該控制單元22，是用以將聲音信號處理為語音封包，并可另內(nèi)建解碼/解壓縮等機制；其包括有一控制器221、一時間取樣控制器222及一聲音選擇器223該控制器221，是為一般具運算功能的微處理器，其輸出端連接一時間取樣控制器222；該聲音選擇器223，是設于該控制器221的輸入端，用以設定該控制器221接收的聲道；其可為各種按鍵、旋鈕及DIP開關等型式，供使用者方便設定其接收的聲道；又，該監(jiān)測回授單元24，是設于該控制器221的輸入端與功率放大器32及喇叭33的輸出端的間，將該功率放大器32的輸出信號回授至控制器221。
該D/A轉(zhuǎn)換器23，是設于至該控制器22的輸出端，并與時間取樣控制器222連接以取得時鐘信號，該D/A轉(zhuǎn)換器23是用以將控制器221輸出的解壓及解碼的數(shù)字聲音信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，再輸入至功率放大器32；及該連接介面21，是設于該控制單元22的輸入端，可供總線傳輸媒體(圖中未示)連接。
上述后級數(shù)字聲音接收裝置20因控制器221可透過聲道選擇器223設定接收特定的聲道的數(shù)字語音封包，故控制器可透過連接介面21自傳輸媒體(圖中未示)上取得相同聲道的封包，并加以解壓與解碼后輸出數(shù)字信號，再透過D/A轉(zhuǎn)換器23轉(zhuǎn)換輸出一模擬聲音信號，的后，即可輸入至功率放大器32放大后由喇叭33對外播放。
又，由于目前音效卡可供搖桿連接，搖桿信號可透過音效卡及其電腦介面輸入至電腦中，請參閱圖4所示，因此該后級數(shù)字聲音接收裝置20可進一步包含有一供搖桿40連接的A/D轉(zhuǎn)換連線介面25J-PORT，同理，該后級數(shù)字聲音接收裝置20可再設置一供麥克風41連接的A/D轉(zhuǎn)換聲音介面26，前述A/D轉(zhuǎn)換連線介面25或A/D轉(zhuǎn)換聲音介面26是具有A/D轉(zhuǎn)換功能，并設于控制器221的輸入端，以藉由該控制器透過連接介面21將搖桿或麥克風扇信號回傳至音效卡(圖中未示)。
請參閱圖5所示，是為本發(fā)明布置的一示意圖，將各組用以配合后級數(shù)字聲音接收裝置及功率放大器的喇叭33依設定播放的聲道設置其位置，再以一傳輸媒體30與電腦內(nèi)的配合有前級數(shù)字聲音傳送裝置的音效卡連接，即可取代原本以聲音功率傳輸媒體30，由于各喇叭33配合一功率放大器(圖中未示)，故可透過后級數(shù)字聲音接收裝置20取得特定聲道的聲音信號并處理為真實聲音后，再加以放大播出，故并不損耗聲音的功率，進而影響喇叭33播放后音質(zhì)不佳的問題。
由上述可知，本發(fā)明確實可改變音效卡與喇叭間的連布置環(huán)境，其有下述各項優(yōu)點1.數(shù)字化傳輸環(huán)境是藉由單一條網(wǎng)絡線串接前級音效卡輸出端與后級播音裝置，甚至搖桿及麥克風，并以數(shù)字化封包數(shù)據(jù)與音效卡達成雙向傳輸。
2.輕盈化音響設備本發(fā)明完全取代原本音效卡與喇叭間的模擬式聲音傳輸方式，改以數(shù)字化封包傳輸，令省略使用多條聲音功率傳輸線，以令整體布置更形輕盈化。
3.簡化設置音響作業(yè)前、后級連接裝置僅需一網(wǎng)絡線即可串接，以減少使用聲音功率纜線。
4.理想音質(zhì)因音效卡與喇叭間僅由一網(wǎng)絡線串接，故大幅減低因使用聲音功率纜線而造成功率損耗的問題。
5.成本低因前、后級連接裝置間僅由一網(wǎng)絡線串接，配合數(shù)字化電子裝置成本亦隨著半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)達而降低，且相對于大功率、低損耗的聲音功率纜線的價格更為低廉，故確實具有產(chǎn)業(yè)上利用性。
6.適用性高可支持音效卡所整合的外圍電子裝置，如搖桿、麥克風，方便使用者無使用有線搖桿、麥克風的有限長度問題。
權利要求
1.一種電腦多聲道數(shù)字化聲音信號傳輸方法，其特征是將電腦音效介面(音效卡或音效芯片)輸出的多聲道模擬聲音信號處理成數(shù)字語音封包，再藉由傳輸媒體傳送至線上的各后級播音裝置，而特定聲道的數(shù)字語音封包經(jīng)由數(shù)字信號處理還原為模擬聲音信號后，由播音裝置加以放大后播出。
2.根據(jù)權利要求1所述的電腦多聲道數(shù)字化聲音信號傳輸方法，其特征是該處理模擬聲音信號為數(shù)字語音封包的程序是包含有模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，是將模擬聲音信號轉(zhuǎn)換為可于傳輸媒體上傳送的數(shù)字信號；數(shù)字語音編碼，是將上一步驟的數(shù)字信號依特定編碼機制加以編碼。
3.根據(jù)權利要求2所述的電腦多聲道數(shù)字化聲音信號傳輸方法，其特征是該數(shù)字信號處理是包含有數(shù)字語音封包解碼，是于傳輸媒體上擷取對應與后級播音裝置相同聲道的語音封包，加以解碼后取出對應聲道的數(shù)字語音信號；數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換，是將上一步驟的數(shù)字語音信號進行數(shù)字模擬的轉(zhuǎn)換，以還原該聲道的聲音信號。
4.根據(jù)權利要求3所述的電腦多聲道數(shù)字化聲音信號傳輸方法，其特征是于該數(shù)字語音編碼及數(shù)字語音封包解碼步驟間后增加一道數(shù)據(jù)壓縮及解壓縮步驟。
5.根據(jù)權利要求1、2、3或4所述的電腦多聲道數(shù)字化聲音信號傳輸方法，其特征是該傳輸媒體是為總線網(wǎng)絡線。
6.一種電腦多聲道數(shù)字化聲音信號傳輸裝置，其特征是其包含有一前級數(shù)字聲音傳送裝置，是連接至電腦的音效卡多聲道輸出端(FR、FL、RL、RR等)，將模擬聲音信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；至少一組后級數(shù)字聲音接收裝置，是連接至配合有功率放大器的喇叭的功率放大器，其中功率放大器設于喇叭的輸入端；及一傳輸媒體，是用以連接該前級數(shù)字聲音傳送裝置與各后級數(shù)字聲音接收裝置。
7.根據(jù)權利要求6所述的電腦多聲道數(shù)字化聲音信號傳輸裝置，其特征是該前級數(shù)字聲音傳送裝置包括有一控制單元，是用以將聲音信號處理為語音封包，并可內(nèi)建編碼/壓縮機制；一多對一多工器，其數(shù)組輸入端分別對應連接至該等化器的各聲道輸出端，而其輸出端是透過一A/D轉(zhuǎn)換器連接至該控制單元的輸入端，將數(shù)字聲音信號輸入至該控制單元；及一傳輸介面，是設于該控制單元的輸出端，可供總線傳輸媒體連接。
8.根據(jù)權利要求7所述的電腦多聲道數(shù)字化聲音信號傳輸裝置，其特征是該后級數(shù)字聲音接收裝置包括有一控制單元，是用以將聲音信號處理為語音封包，并可另內(nèi)建編碼/壓縮機制；一D/A轉(zhuǎn)換器，是設于至該控制單元的輸出端，用以將解壓及解碼的數(shù)字聲音信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，再輸入至功率放大器；及一傳輸介面，是設于該控制單元的輸入端，可供總線傳輸媒體連接；一總線型傳輸媒體，是用以連接該前級數(shù)字聲音傳送裝置與各后級數(shù)字聲音接收裝置，其可為BDS網(wǎng)絡傳輸線。
9.根據(jù)權利要求7所述的電腦多聲道數(shù)字化聲音信號傳輸裝置，其特征是該前級數(shù)字聲音傳送裝置的控制單元包括有一控制器，可為一般具運算功能的微處理器，其輸入端連接至該A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端；一監(jiān)測回授單元，是設于該控制器的輸入端及功率放大器及喇叭的輸出端，將該功率放大器的輸出信號回授至控制器。
10.根據(jù)權利要求8所述的電腦多聲道數(shù)字化聲音信號傳輸裝置，其特征是后級數(shù)字聲音接收裝置的控制單元是包含有一控制器，是為一般具運算功能的微處理器，其輸出端是透過一時間取樣控制器連接至該D/A轉(zhuǎn)換器；一時間取樣控制器，是連接于該控制器、D/A轉(zhuǎn)換器及多對一多工器間，用以提供前述各電子組件相同時鐘(CLOCK)信號；一聲音選擇器，是設于該控制器的輸入端，用以設定該控制器接收的聲道。
11.根據(jù)權利要求8所述的電腦多聲道數(shù)字化聲音信號傳輸裝置，其特征是該后級數(shù)字聲音接收裝置進一步包含有一A/D轉(zhuǎn)換聲音介面供有線麥克風連接。
12.根據(jù)權利要求8或11所述的電腦多聲道數(shù)字化聲音信號傳輸裝置，其特征是該后級數(shù)字聲音接收裝置進一步包含有一A/D轉(zhuǎn)換連線介面供搖桿連接。
13.根據(jù)權利要求6所述的電腦多聲道數(shù)字化聲音信號傳輸裝置，其特征是該傳輸媒體是為總線網(wǎng)絡線。
14.根據(jù)權利要求10所述的電腦多聲道數(shù)字化聲音信號傳輸裝置，其特征是該聲音選擇器可為各種按鍵、旋鈕及DIP開關型式。
全文摘要
本發(fā)明是關于一種電腦多聲道數(shù)字化聲音信號傳輸方法及其裝置，是將電腦的音效卡上各聲道輸出的模擬聲音信號處理為數(shù)字語音封包信號，并傳輸至一傳輸媒體上，其中該傳輸媒體可與數(shù)個配合有功率放大器的喇叭連接，各個喇叭可由傳輸媒體取得特定聲道的聲音封包信號，再經(jīng)數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換處理及功率放大后播放，藉此，可大幅減低電腦音效介面輸出的大功率聲音于傳輸至喇叭時，因傳輸線路的高RLC值造成損耗而影響最后播放的音質(zhì)。
文檔編號G06F3/16GK1471000SQ02140758
公開日2004年1月28日 申請日期2002年7月23日 優(yōu)先權日2002年7月23日
發(fā)明者陳恒堅 申請人:陳金盛, 陳恒堅, 蔡靜葦, 青含國