專利名稱：以頻譜分析實(shí)現(xiàn)虛擬多聲道的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種以頻譜分析實(shí)現(xiàn)虛擬多聲道的方法，尤指一種在個(gè)人電腦(Personal Computer，PC)上將二聲道音源轉(zhuǎn)換成六聲道音源輸出的方法。
然而當(dāng)欲播放的音源為僅具左聲道及右聲道的二聲道音源時(shí)，該二聲道音源資料格式如圖2所示，播放系統(tǒng)或軟件則將該二聲道音源資料格式轉(zhuǎn)換成六聲道資料格式，該六聲道資料格式中的C、LEF、S.L及S.R欄位則填入0，如圖3所示，亦即當(dāng)播放時(shí)中聲道，重低音聲道、左環(huán)場后置聲道及右環(huán)場后置聲道均保持靜默，雖然一般已知的硬件均有支持六聲道的播放，而當(dāng)所播放的音源為僅具左聲道及右聲道的二聲道音源時(shí)，不僅形成硬件的浪費(fèi)，而使用者亦無法享受六聲道的音效。
發(fā)明人爰因于此，本于積極發(fā)明的精神，亟思一種可以解決上述問題的“以頻譜分析實(shí)現(xiàn)虛擬多聲道的方法”，幾經(jīng)研究實(shí)驗(yàn)終至完成此項(xiàng)嘉惠世人的發(fā)明。
本發(fā)明的主要目的是在提供一種以頻譜分析實(shí)現(xiàn)虛擬多聲道的方法，以可在僅有二聲道音源時(shí)，仍可聽取六聲道的輸出。
為達(dá)成上述的目的，本發(fā)明的以頻譜分析實(shí)現(xiàn)虛擬多聲道的方法是將二聲道音源資料格式轉(zhuǎn)換成六聲道資料格式以播放六聲道的音效，該方法包括步驟(A)以該二聲道音源資料的左聲道及右聲道音源資料的平均值，經(jīng)過一第一低通濾波處理以產(chǎn)生重低音音源資料，其中，該第一低通濾波處理是將高于第一截止頻率的音源資料予以濾除；(B)以該二聲道音源資料的左聲道及右聲道音源資料的平均值，經(jīng)過一第二低通濾波處理以產(chǎn)生中聲道音源資料，其中，該第二低通濾波處理是將高于第二截止頻率的音源資料予以濾除；(C)以該二聲道音源資料的左聲道及右聲道音源資料分別復(fù)制為左環(huán)場后置音源資料及右環(huán)場后置音源資料；以及(D)將該左聲道、右聲道、中聲道、重低音、左環(huán)場后置及右環(huán)場后置音源資料組合成六聲道音源資料格式。
其中，于該重低音音源產(chǎn)生步驟中，該第一截止頻率是對應(yīng)于該二聲道音源資料的能量頻譜密度中的一預(yù)設(shè)比例部分的頻率位置。
其中，該第一截止頻率是由下述的步驟所求取一音源轉(zhuǎn)換步驟，對該二聲道音源資料進(jìn)行FFT轉(zhuǎn)換；一頻譜高度累加步驟，在頻率領(lǐng)域?qū)⑥D(zhuǎn)換后各頻率的頻譜高度累加；以及一截止頻率選定步驟，當(dāng)累加的結(jié)果超過一預(yù)定值時(shí)，以最后累加的頻率作為該第一截止頻率。
其中，該頻譜高度累加步驟是由低頻率往高頻率的方向進(jìn)行累加。
其中，于該重低音音源產(chǎn)生步驟中，該第一截止頻率是由預(yù)設(shè)的復(fù)數(shù)個(gè)頻率值中選擇其中之一。
其中，該預(yù)設(shè)的復(fù)數(shù)個(gè)頻率值大略為100Hz、170Hz、330Hz、600Hz以及1KHz。
其中，于該中聲道音源產(chǎn)生步驟中，該第二截止頻率是大略為3KHz。
由于本發(fā)明構(gòu)造新穎，能提供產(chǎn)業(yè)上利用，且確有增進(jìn)功效，故依法申請發(fā)明專利。
為使審查員能進(jìn)一步了解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、特征及其目的，以下結(jié)合附圖及較佳具體實(shí)施例的詳細(xì)說明如后，其中

圖1是六聲道音源資料格式的示意圖。
圖2是二聲道音源資料格式的示意圖。
圖3是以已知播放系統(tǒng)將二聲道音源資料格式轉(zhuǎn)換為六聲道音源資料格式的示意圖。
圖4是本發(fā)明的以頻譜分析實(shí)現(xiàn)虛擬多聲道的方法的流程圖。
圖5是本發(fā)明的以頻譜分析方法以決定截止頻率(Cutoff Frequency)的示意圖。
圖6是在頻率領(lǐng)域中能量頻譜密度(Power Spectrun Density，PSD)分布的示意圖。
步驟S303是為計(jì)算重低音音源資料的步驟，其將步驟S301的二聲道音源資料格式中的左聲道及右聲道音源資料予以平均，而得到一未濾波的重低音音源資料LEF’，亦即，LEF’＝(L+R)/2；于步驟S304中，將步驟S303中所產(chǎn)生的LEF’信號經(jīng)由一第一低通濾波程序進(jìn)行濾波，該第一低通濾波程序的截止頻率即為步驟S302中所輸出的頻率fk，以除去LEF’信號中大于此截止頻率的高頻成分，而得到一濾波的重低音音源資料LEF。
步驟S305是為計(jì)算中聲道音源資料的步驟，其將步驟S301的資料格式的左聲道及右聲道音源資料予以平均而得到一中聲道音源資料C’，亦即，C’＝(L+R)/2；于步驟S306中，將步驟S305中所產(chǎn)生的C’信號經(jīng)由一第二低通濾波程序進(jìn)行濾波，該第二低通濾波程序的截止頻率大略為3KHz，以除去C’信號中大于此截止頻率的高頻成分，而得到一中聲道音源資料C。
步驟S307是為計(jì)算左環(huán)場后置音源資料及右環(huán)場后置音源資料的步驟，其將步驟S301的資料格式的左聲道及右聲道音源資料直接復(fù)制至左環(huán)場后置音源資料及右環(huán)場后置音源資料，以產(chǎn)生左環(huán)場后置音源資料及右環(huán)場后置音源資料，亦即S.L＝L、S.R＝R；于步驟S308中，將步驟S304、S306及S307中所產(chǎn)生的重低音音源資料LEF、中聲道音源資料C、左環(huán)場后置音源資料S.L及右環(huán)場后置音源資料S.R，再加上步驟S301的左聲道音源資料L及右聲道音源資料R組合成如圖1的六聲道音源資料格式。
在本實(shí)施中，步驟S302是利用頻譜分析決定步驟S304中的第一低通濾波程序的截止頻率，然而亦可預(yù)先以頻譜分析來產(chǎn)生復(fù)數(shù)個(gè)可能的截止頻率，并經(jīng)由一使用者介面(Graphic User Interface，GUI)讓使用者決定該第一低通濾波程序的截止頻率，該復(fù)數(shù)個(gè)預(yù)設(shè)截止頻率的較佳值可為100Hz、170Hz、330Hz、600Hz以及1KHz。
由以上的說明可知，本發(fā)明可由頻譜分析來實(shí)現(xiàn)虛擬多聲道，使用者即使僅有左聲道及右聲道的二聲道音源時(shí)，仍可聽取六聲道的輸出，而不會(huì)讓既有的硬件閑置。
綜上所述，本發(fā)明無論就目的、手段及功效，均顯示其不同于已知技術(shù)的特征，實(shí)為一極具實(shí)用價(jià)值的發(fā)明。惟應(yīng)注意的是，上述實(shí)施例是為了便于說明而已，本發(fā)明所主張的權(quán)利范圍非僅限于上述實(shí)施例，而凡與本發(fā)明有關(guān)的技術(shù)構(gòu)想，均屬于本發(fā)明的范疇。
權(quán)利要求
1.一種以頻譜分析實(shí)現(xiàn)虛擬多聲道的方法，是用以將二聲道音源資料格式轉(zhuǎn)換成六聲道資料格式以播放六聲道的音效，其特征在于，該方法主要包括下述步驟一重低音音源產(chǎn)生步驟，以該二聲道音源資料的左聲道及右聲道音源資料的平均值，經(jīng)過一第一低通濾波處理以產(chǎn)生重低音音源資料，其中，該第一低通濾波處理是將高于第一截止頻率的音源資料予以濾除；一中聲道音源產(chǎn)生步驟，以該二聲道音源資料的左聲道及右聲道音源資料的平均值，經(jīng)過一第二低通濾波處理以產(chǎn)生中聲道音源資料，其中，該第二低通濾波處理是將高于第二截止頻率的音源資料予以濾除；一左/右環(huán)場后置音源產(chǎn)生步驟，以該二聲道音源資料的左聲道及右聲道音源資料分別復(fù)制為左環(huán)場后置音源資料及右環(huán)場后置音源資料；以及一六聲道音源組合步驟，將該左聲道、右聲道、中聲道、重低音、左環(huán)場后置及右環(huán)場后置音源資料組合成六聲道音源資料格式。
2.如權(quán)利要求1所述的以頻譜分析實(shí)現(xiàn)虛擬多聲道的方法，其特征在于，其中，于該重低音音源產(chǎn)生步驟中，該第一截止頻率是對應(yīng)于該二聲道音源資料的能量頻譜密度中的一預(yù)設(shè)比例部分的頻率位置。
3.如權(quán)利要求2所述的以頻譜分析實(shí)現(xiàn)虛擬多聲道的方法，其特征在于，其中，該第一截止頻率是由下述的步驟所求取一音源轉(zhuǎn)換步驟，對該二聲道音源資料進(jìn)行FFT轉(zhuǎn)換；一頻譜高度累加步驟，在頻率領(lǐng)域?qū)⑥D(zhuǎn)換后各頻率的頻譜高度累加；以及一截止頻率選定步驟，當(dāng)累加的結(jié)果超過一預(yù)定值時(shí)，以最后累加的頻率作為該第一截止頻率。
4.如權(quán)利要求3所述的以頻譜分析實(shí)現(xiàn)虛擬多聲道的方法，其特征在于，其中，該頻譜高度累加步驟是由低頻率往高頻率的方向進(jìn)行累加。
5.如權(quán)利要求1所述的以頻譜分析實(shí)現(xiàn)虛擬多聲道的方法，其特征在于，其中，于該重低音音源產(chǎn)生步驟中，該第一截止頻率是由預(yù)設(shè)的復(fù)數(shù)個(gè)頻率值中選擇其中之一。
6.如權(quán)利要求5所述的以頻譜分析實(shí)現(xiàn)虛擬多聲道的方法，其特征在于，其中，該預(yù)設(shè)的復(fù)數(shù)個(gè)頻率值大略為100Hz、170Hz、330Hz、600Hz以及1KHz。
7.如權(quán)利要求1所述的以頻譜分析實(shí)現(xiàn)虛擬多聲道的方法，其特征在于，其中，于該中聲道音源產(chǎn)生步驟中，該第二截止頻率是大略為3KHz。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)一以頻譜分析實(shí)現(xiàn)虛擬多聲道的方法，可將二聲道音源資料格式轉(zhuǎn)換成六聲道資料格式以播放六聲道的音效，其以二聲道音源資料的左、右聲道音源資料的平均值，經(jīng)過一第一低通濾波處理以產(chǎn)生重低音音源資料，并以二聲道音源資料的左、右聲道音源資料的平均值，經(jīng)過一第二低通濾波處理以產(chǎn)生中聲道音源資料，再以二聲道音源資料的左、右聲道音源資料分別復(fù)制為左環(huán)場后置音源資料及右環(huán)場后置音源資料，由此，將該左聲道、右聲道、中聲道、重低音、左環(huán)場后置及右環(huán)場后置音源資料組合成六聲道音源資料格式。
文檔編號H04S5/00GK1402120SQ02131608
公開日2003年3月12日 申請日期2002年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月11日
發(fā)明者曾文龍, 葉大榮, 朱清榮 申請人:威盛電子股份有限公司