專利名稱：一種揚(yáng)聲器陣列設(shè)備及其驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種揚(yáng)聲器陣列設(shè)備及其驅(qū)動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
目前，揚(yáng)聲器陣列技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于聲音重現(xiàn)領(lǐng)域，該技術(shù)有多種應(yīng)
用，典型的兩種應(yīng)用是重現(xiàn)聲源方位和聲音聚焦。
重現(xiàn)聲源方位是指在播放時(shí)，重現(xiàn)出原始聲源的空間信息(包括水平角 度、垂直角度、距離等)， 一般可用聲場(chǎng)合成技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。聲場(chǎng)合成(Wave Field Synthesis )是利用Huyghen ( —種聲波合成技術(shù))原理進(jìn)行聲波合成 的，Huyghen原理的基本原理是 一個(gè)原始的波源以球面的方式向四周發(fā)射 聲波，從原始波源到球面上的各個(gè)點(diǎn)的傳播時(shí)間是相同的，這個(gè)球面稱為波 陣面(Wave Front)，波陣面上所有的點(diǎn)均可以看作一個(gè)新的波源，這些波 源和原始的波源有同樣的速率和波長(zhǎng)，在疊加之后這些波源在下 一個(gè)瞬間形 成新的波陣面，這個(gè)新的波陣面和原始波源產(chǎn)生的波陣面是相同的，因此對(duì) 于聽眾來說，聽覺上會(huì)形成這個(gè)新的波陣面是由原始波源產(chǎn)生的錯(cuò)覺，這樣 就形成和原始波源位置相同的虛擬波源。
聲音聚焦是指在播放時(shí)，將各個(gè)揚(yáng)聲器的聲音匯聚到聽眾所在的位置， 而其他位置聽不見。聲音聚焦和重現(xiàn)聲源方位的處理方法相反。
但是現(xiàn)有的揚(yáng)聲器陣列，要么僅能重現(xiàn)聲源方位，要么僅能實(shí)現(xiàn)聲音聚焦。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備既能夠重現(xiàn)聲源方位又能夠?qū)β曇暨M(jìn)行聚焦。
本發(fā)明實(shí)施例是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明實(shí)施例提供一種揚(yáng)聲器陣列設(shè)備，包括延遲模塊、增益模塊和 參數(shù)計(jì)算模塊，延遲模塊和增益模塊根據(jù)參數(shù)計(jì)算模塊計(jì)算得到的延遲參數(shù) 和增益參數(shù)對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行處理，并輸出處理結(jié)果，所述參數(shù)計(jì)算模塊包 括
控制模塊，用于根據(jù)接收到的用戶控制信息，確定需要計(jì)算的延遲參數(shù) 的類型和增益參數(shù)類型，并輸出確定結(jié)果；
所述參數(shù)類型包括第一延遲參數(shù)和第一增益參數(shù)；或者，第二延遲參 數(shù)和第二增益參數(shù)；或者，第一延遲參數(shù)、第一增益參數(shù)、第二延遲參數(shù)和 第二增益參數(shù)；所述第 一延遲參數(shù)和第 一增益參數(shù)用于實(shí)現(xiàn)重現(xiàn)聲源方位的 功能，所述第二延遲參數(shù)和第二增益參數(shù)用于實(shí)現(xiàn)聲音聚焦功能；
計(jì)算執(zhí)行模塊，用于根據(jù)控制模塊的輸出的確定結(jié)果，計(jì)算延遲參數(shù)和 增益參數(shù)，并輸出；
所述延遲模塊和增益模塊根據(jù)接收到的延遲參數(shù)和增益參數(shù)，對(duì)音頻信 號(hào)進(jìn)行處理后輸出。
本發(fā)明實(shí)施例提供一種揚(yáng)聲器陣列設(shè)備的驅(qū)動(dòng)方法，所述方法包括
根據(jù)接收到的用戶控制信息，確定需要計(jì)算的延遲參數(shù)和增益參數(shù)類
型；
根據(jù)確定的需要計(jì)算的延遲參數(shù)和增益參數(shù)類型，計(jì)算延遲參數(shù)和增益 參數(shù)；
根據(jù)計(jì)算得到的延遲參數(shù)和增益參數(shù)，對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行處理后輸出； 其中，所述參數(shù)類型包括第一延遲參數(shù)和第一增益參數(shù)；或者，第二延遲參數(shù)和第二增益參數(shù)；或者，第一延遲參數(shù)、第一增益參數(shù)、第二延遲 參數(shù)和第二增益參數(shù)；所述第 一延遲參數(shù)和第 一增益參數(shù)用于實(shí)現(xiàn)重現(xiàn)聲源
方位的功能，所述第二延遲參數(shù)和第二增益參數(shù)用于實(shí)現(xiàn)聲音聚焦功能。 由上述本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例采用參數(shù)
計(jì)算模塊根據(jù)接收到的用戶控制信息計(jì)算延遲參數(shù)和增益參數(shù)；延遲模塊和 增益模塊根據(jù)接收到的所述延遲參數(shù)和增益參數(shù)對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行處理的技術(shù) 方案，達(dá)到揚(yáng)聲器設(shè)備既能夠重現(xiàn)聲源方位又能夠?qū)β曇暨M(jìn)行聚焦的技術(shù)效 果，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，便于用戶的操作，并且成本低。


圖1為本發(fā)明的第 一個(gè)實(shí)施例的設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖2為本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)聲源方位重現(xiàn)功能時(shí)，計(jì)算延遲參數(shù)的一個(gè)示 意圖3為本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)聲音聚焦功能時(shí)，計(jì)算延遲參數(shù)的一個(gè)示意
圖4為本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖； 圖5為本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖； 圖6為本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例的方法的流程圖； 圖7為本發(fā)明的第五個(gè)實(shí)施例的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明實(shí)施例解決了用戶需要既能夠重現(xiàn)聲源方位，又能夠?qū)β曇暨M(jìn)行 聚焦的需求，例如，在看電視時(shí)，通常情況下希望重現(xiàn)聲源方位，即聲音發(fā) 出的方向夜深人靜時(shí)，也需要不影響其他人的休息，因此這時(shí)需要揚(yáng)聲器陣列能夠具 有聲音聚焦功能。
本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例為一種揚(yáng)聲器陣列設(shè)備，如圖1所示，包括延遲
模塊、增益模塊和參數(shù)計(jì)算模塊，延遲模塊和增益模塊根據(jù)參數(shù)計(jì)算模塊計(jì) 算得到的延遲參數(shù)和增益參數(shù)對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果輸出，為
了實(shí)現(xiàn)重現(xiàn)聲源方位和聲音聚焦，該參數(shù)計(jì)算模塊包括
控制模塊，用于根據(jù)接收到的用戶控制信息，確定需要計(jì)算的延遲參數(shù) 和增益參數(shù)類型，并輸出確定結(jié)果。實(shí)現(xiàn)重現(xiàn)聲源方位和聲音聚焦需要不同 的延遲參數(shù)和增益參數(shù)，則該參數(shù)類型可以包括第一延遲參數(shù)和第一增益 參數(shù)；或者，第二延遲參數(shù)和第二增益參數(shù)；或者，第一延遲參數(shù)、第一增 益參數(shù)、第二延遲參數(shù)和第二增益參數(shù)，該第一延遲參數(shù)和第一增益參數(shù)用 于實(shí)現(xiàn)重現(xiàn)聲源方位的功能，該第二延遲參數(shù)和第二增益參數(shù)用于實(shí)現(xiàn)揚(yáng)聲 器的聲音聚焦功能。用戶控制信息 一般是指用戶預(yù)先設(shè)置的或輸入的控制揚(yáng) 聲器陣列設(shè)備當(dāng)前實(shí)現(xiàn)聲源方位重現(xiàn)功能還是實(shí)現(xiàn)聲音聚焦功能的信息。
計(jì)算執(zhí)行模塊，用于根據(jù)控制模塊的輸出結(jié)果，計(jì)算延遲參數(shù)和增益參 數(shù)，并輸出。在控制模塊確定需要計(jì)算第一延遲參數(shù)、增益參數(shù)的情況下， 可以由計(jì)算執(zhí)行模塊中的方位重現(xiàn)模塊根據(jù)接收到的控制模塊輸出的信息， 根據(jù)預(yù)先設(shè)置的揚(yáng)聲器位置信息，以及預(yù)先設(shè)置的或者接收到的音頻信號(hào)方 位信息，計(jì)算出第一延遲參數(shù)和第一增益參數(shù)，并輸出計(jì)算結(jié)果；在控制模 塊確定需要計(jì)算第二延遲參數(shù)、增益參數(shù)的情況下，可以由計(jì)算執(zhí)行模塊屮 的聲音聚焦模塊，用于根據(jù)接收到的控制模塊輸出的信息，根據(jù)預(yù)先設(shè)置的 揚(yáng)聲器位置信息，以及預(yù)先設(shè)置的或者接收到的聚焦位置信息，計(jì)算出第二 延遲參數(shù)和第二增益參數(shù)，并輸出計(jì)算結(jié)果。揚(yáng)聲器位置信息可以在設(shè)備出 廠時(shí)就預(yù)先設(shè)置好，例如如果是線型揚(yáng)聲器陣列，則包括揚(yáng)聲器之間距離、 揚(yáng)聲器數(shù)目等。音頻信號(hào)方位信息一般是和音頻信號(hào)一起由外部提供給揚(yáng)聲器陣列設(shè)備的。對(duì)于聚焦位置信息，在設(shè)備出廠時(shí)一般有一個(gè)默認(rèn)的聚焦位 置信息，例如對(duì)于線型揚(yáng)聲器陣列，默認(rèn)的聚焦位置在揚(yáng)聲器陣列的中間正 前方，并且在設(shè)備出廠后，用戶可以根據(jù)自己實(shí)際所在的位置對(duì)聚焦位置進(jìn) 行調(diào)整，例如如果用戶坐在揚(yáng)聲器陣列的左前方，則可以將聚焦位置調(diào)整到 左前方。
該延遲模塊和增益模塊根據(jù)接收到的延遲參數(shù)和增益參數(shù)，對(duì)音頻信號(hào) 進(jìn)行處理，并輸出處理結(jié)果。該延遲模塊和增益模塊可以將處理結(jié)果經(jīng)過放 大器輸出給揚(yáng)聲器。在計(jì)算執(zhí)行模塊計(jì)算第一延遲參數(shù)、增益參數(shù)的情況 下，該延遲模塊和增益模塊根據(jù)接收到的第一延遲參數(shù)、增益參數(shù)對(duì)音頻信
號(hào)進(jìn)行處理；在計(jì)算執(zhí)行模塊計(jì)算第二延遲參數(shù)、增益參數(shù)的情況下，該延 遲模塊和增益模塊根據(jù)接收到的第二延遲參數(shù)、增益參數(shù)對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行處 理。該延遲模塊和增益模塊可以集成在一個(gè)模塊中，也可以作為兩個(gè)模塊， 這樣，對(duì)延遲模塊和增益模塊的連接順序不作要求。本發(fā)明實(shí)施例中的增益 模塊可以是一個(gè)濾波器，通過修改音頻信號(hào)的頻譜實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。這樣， 延遲和增益參數(shù)計(jì)算模塊計(jì)算的是濾波器參數(shù)。
需要說明的是圖1所述的揚(yáng)聲器陣列可以是一個(gè)獨(dú)立的設(shè)備，也可以和其 他設(shè)備集成在一起，例如，可以和數(shù)字電視機(jī)頂盒集成在一起，此時(shí)圖1所示 的各個(gè)模塊可以在數(shù)字電視機(jī)頂盒內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，而各個(gè)揚(yáng)聲器可以作為外設(shè)連 接到機(jī)頂盒。
圖2顯示了實(shí)現(xiàn)聲源方位重現(xiàn)功能時(shí)，計(jì)算延遲參數(shù)的一個(gè)示意圖。圖2 中需要虛擬的聲源距離右邊的揚(yáng)聲器最遠(yuǎn)，而虛線所示的揚(yáng)聲器到虛擬聲源 的距離和右邊的揚(yáng)聲器相同，即在同一個(gè)球面上。根據(jù)Huyghen原理，當(dāng)右 邊的揚(yáng)聲器發(fā)出聲音時(shí)，其他實(shí)線所示的揚(yáng)聲器發(fā)出的聲音應(yīng)到達(dá)對(duì)應(yīng)的虛 線所示的揚(yáng)聲器的位置，即在右邊揚(yáng)聲器發(fā)出聲音的時(shí)刻，所有揚(yáng)聲器的聲 音形成一個(gè)波陣面，該波陣面和虛擬聲源的位置發(fā)出的波陣面是相似的，因此用戶會(huì)感覺到聲音好像從虛擬聲源處發(fā)出，從而重現(xiàn)的了聲音方位。根據(jù) 前面的說明可知，圖2中左數(shù)第三個(gè)揚(yáng)聲器距離虛擬聲源最近，不需要延遲， 第二和第四個(gè)揚(yáng)聲器需要延遲一定時(shí)間，而右邊的揚(yáng)聲器延遲時(shí)間最長(zhǎng)。令
Lmin為揚(yáng)聲器距離虛擬聲源最短的距離，Li是第i個(gè)揚(yáng)聲器距離虛擬聲源的距 離，則第i個(gè)揚(yáng)聲器的延遲時(shí)間為
「 A^)" 式中c是聲速。
聲音在空氣中傳播時(shí)，其衰減速度近似和傳播距離的平方成反比，因此 實(shí)現(xiàn)聲源方位重現(xiàn)功能時(shí)，各揚(yáng)聲器增益參數(shù)應(yīng)和揚(yáng)聲器到虛擬聲源距離的 平方成反比，令g,為第i個(gè)揚(yáng)聲器的增益，則
￡2 式中G為一固定值
圖3顯示了實(shí)現(xiàn)聲音聚焦功能時(shí)，計(jì)算延遲參數(shù)的一個(gè)示意圖。要實(shí)現(xiàn)聲 音的聚焦，揚(yáng)聲器發(fā)出的聲音應(yīng)在某一個(gè)時(shí)刻同時(shí)到達(dá)已焦點(diǎn)為中心的球面 上，可以看出，由于虛擬聲源在揚(yáng)聲器的后面，而焦點(diǎn)在揚(yáng)聲器的前面，因 此形成的球面一個(gè)是凸的， 一個(gè)是凹的，二者相反。圖中需要焦點(diǎn)距離左邊 的揚(yáng)聲器最近，在左邊揚(yáng)聲器發(fā)出聲音的時(shí)刻，所有揚(yáng)聲器的聲音應(yīng)到達(dá)相 應(yīng)的虛線所示的揚(yáng)聲器的位置，即在同一球面上。圖中最右揚(yáng)聲器距離焦點(diǎn) 最遠(yuǎn)，不需要延遲，而左邊的揚(yáng)聲器延遲時(shí)間最長(zhǎng)。令Lmax為揚(yáng)聲器距離焦 點(diǎn)最長(zhǎng)的距離，Li是第i個(gè)揚(yáng)聲器距離焦點(diǎn)的距離，則第i個(gè)揚(yáng)聲器的延遲時(shí)間 為
匸=(丄max 一丄Z)/C 式中c是聲速。
實(shí)現(xiàn)聲音聚焦功能時(shí)，各揚(yáng)聲器放出來的聲音在到達(dá)焦點(diǎn)時(shí)應(yīng)當(dāng)能量相 同，因此各揚(yáng)聲器增益參數(shù)應(yīng)和揚(yáng)聲器到焦點(diǎn)距離的平方成正比，令g,為第i個(gè)揚(yáng)聲器的增益，則
=G*￡,.2式中G為一固定值
本發(fā)明實(shí)施例能夠?qū)崿F(xiàn)單個(gè)音源的方位重現(xiàn)，或者單個(gè)音源聚焦于一個(gè) 或多個(gè)位置的聲音聚焦功能。本發(fā)明實(shí)施例還可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)音源的方位重 現(xiàn)，或者形成多個(gè)聲音聚焦位置。下面分別將這兩種情況作為本發(fā)明的第二 或第三個(gè)實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)名又述。
本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖如圖4所示，包括本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例 中的各個(gè)模塊。由圖4可以看出，單個(gè)音頻信號(hào)經(jīng)過各個(gè)延遲模塊和增益模塊 的處理，并經(jīng)各個(gè)放大器輸出給各個(gè)揚(yáng)聲器。
在控制模塊接收到的用戶控制信息為實(shí)現(xiàn)單個(gè)音源的方位重現(xiàn)的情況 下，計(jì)算執(zhí)行模塊中的方位重現(xiàn)模塊計(jì)算得到各個(gè)揚(yáng)聲器的延遲參數(shù)和增益 參數(shù)，并分別輸出給其對(duì)應(yīng)的揚(yáng)聲器。比如對(duì)揚(yáng)聲器1，由該揚(yáng)聲器1的位 置信息和音頻信號(hào)方位信息，計(jì)算得到針對(duì)揚(yáng)聲器1的延遲參數(shù)1和增益參數(shù) 1,并輸出給與揚(yáng)聲器1相連的延遲模塊1和增益模塊1;同樣的，對(duì)揚(yáng)聲器n， 由該揚(yáng)聲器n的位置信息和音頻信號(hào)方位信息，計(jì)算得到針對(duì)揚(yáng)聲器n的延遲 參數(shù)n和增益參數(shù)n,并輸出給與揚(yáng)聲器n相連的延遲模塊n和增益模塊n。該各 個(gè)延遲參數(shù)和增益參數(shù)也可以由 一個(gè)方位重現(xiàn)模塊分別計(jì)算出來，然后輸出 給與各個(gè)揚(yáng)聲器對(duì)應(yīng)的延遲模塊和增益模塊，這樣，根據(jù)圖2的原理可知，各 個(gè)揚(yáng)聲器發(fā)出來的聲音將形成一個(gè)虛擬聲源，用戶去聽揚(yáng)聲器陣列發(fā)出來的 聲音時(shí)會(huì)感覺到聲音從虛擬聲源發(fā)出。
在控制模塊接收到的用戶控制信息為實(shí)現(xiàn)單個(gè)音源聚焦于 一個(gè)位置的情 況下，計(jì)算執(zhí)行模塊中的聲音聚焦模塊計(jì)算得到各個(gè)揚(yáng)聲器的延遲參數(shù)和增 益參數(shù)，并分別輸出給其對(duì)應(yīng)的揚(yáng)聲器。比如對(duì)揚(yáng)聲器1，由該揚(yáng)聲器1的 位置信息和聚焦位置信息，計(jì)算得到針對(duì)揚(yáng)聲器1的延遲參數(shù)1和增益參數(shù)1 ， 并輸出給與揚(yáng)聲器1相連的延遲模塊1和增益模塊1;同樣的，對(duì)揚(yáng)聲器n，由該揚(yáng)聲器n的位置信息和聚焦位置信息，計(jì)算得到針對(duì)揚(yáng)聲器n的延遲參數(shù)n和 增益參數(shù)n,并輸出給與揚(yáng)聲器n相連的延遲模塊n和增益模塊n。該各個(gè)延遲 參數(shù)和增益參數(shù)可以由一個(gè)聲音聚焦模塊分別計(jì)算出來，然后輸出給與各個(gè) 揚(yáng)聲器對(duì)應(yīng)的延遲模塊和增益模塊，這樣，根據(jù)圖3的原理可知，各個(gè)揚(yáng)聲器 發(fā)出來的聲音將聚焦于我們預(yù)先設(shè)定的位置。
本發(fā)明實(shí)施例能夠?qū)崿F(xiàn)單個(gè)音源的方位重現(xiàn)，或者單個(gè)音源聚焦于一個(gè) 或多個(gè)位置的聲音聚焦功能。
本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖如圖5所示，圖5示出了在多個(gè)音頻信號(hào) 情況下的本發(fā)明實(shí)施例的揚(yáng)聲器陣列設(shè)備。
與本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例相比，在本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例中，如圖5所 示，有多個(gè)音頻信號(hào)，這多個(gè)音頻信號(hào)可以相同也可以不同，設(shè)置了與增加 的音頻信號(hào)對(duì)應(yīng)的延遲模塊和增益模塊，比如針對(duì)增加的第一個(gè)音頻信 號(hào)，即音頻信號(hào)2，增加了一組延遲模塊和一組增益模塊。此外，在放大模塊 之前，增加了一組組合模塊。
如圖5所示，有n個(gè)音頻信號(hào)、m個(gè)揚(yáng)聲器，則共有nxm個(gè)延遲模塊，以 及nxm增益模塊，對(duì)各個(gè)延遲模塊和增益模塊進(jìn)行標(biāo)識(shí)延遲模塊(i，j),增益 模塊(i，j) , i = 1,2， ... ， n，相應(yīng)于各個(gè)音頻信號(hào)，j = 1, 2， ...， m，相應(yīng)于各個(gè)揚(yáng) 聲器。各個(gè)音頻信號(hào)輸入到與之相應(yīng)的延遲模塊，經(jīng)延遲模塊延遲之后，再 輸入到相應(yīng)的增益模塊進(jìn)行處理，例如音頻信號(hào)2輸入到延遲模塊(2，1)，延遲 模塊(2,2),...，延遲模塊(2，m)，經(jīng)各個(gè)延遲模塊延遲之后，再分別輸入到增 益模塊(2,1)，增益模塊(2，2),...，增益模塊(2,m)進(jìn)行處理。從增益模塊出來 的信號(hào)經(jīng)組合模塊進(jìn)行組合之后，再有放大模塊進(jìn)行放大，然后輸入到相應(yīng) 的揚(yáng)聲器進(jìn)行播放，例如對(duì)于揚(yáng)聲器1，從增益模塊(1，1)，增益模塊 (2,1),...，增益模塊(n,1)輸入到第一個(gè)組合模塊，組合成一個(gè)信號(hào)，組合后 的信號(hào)再經(jīng)放大模塊放大后，輸入到揚(yáng)聲器1。組合模塊的一種簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)方式是將輸入到該模塊的各個(gè)信號(hào)進(jìn)行相加。
參數(shù)計(jì)算模塊中的控制模塊根據(jù)用戶的控制信息，可以進(jìn)行多個(gè)聲源的 方位重現(xiàn)，也可以進(jìn)行多個(gè)聲音聚焦，此外也可以同時(shí)進(jìn)行方位重現(xiàn)和聲音 聚焦。
在控制模塊判斷進(jìn)行多個(gè)音源的方位重現(xiàn)時(shí)，控制模塊根據(jù)音頻信號(hào)方 位信息中包含的和各個(gè)音頻信號(hào)對(duì)應(yīng)的方位信息，以及各個(gè)揚(yáng)聲器的位置信 息，調(diào)用計(jì)算執(zhí)行模塊中的方位重現(xiàn)模塊分別計(jì)算各個(gè)音頻信號(hào)的延遲和增 益參數(shù)，并傳輸給延遲模塊和增益模塊。例如如果有音頻信號(hào)1和音頻信號(hào)
2，揚(yáng)聲器為m個(gè)，則控制模塊根據(jù)音頻信號(hào)1的方位信息以及各個(gè)揚(yáng)聲器的 位置信息，調(diào)用方位重現(xiàn)模塊計(jì)算出m個(gè)延遲參數(shù)和m個(gè)增益參數(shù)，分別標(biāo)識(shí) 為T(1,1)， T(1,2)，…，T(1,m),和G(1,1), G(1,2)， ...， G(1,m);同樣控制
模塊根據(jù)音頻信號(hào)2的方位信息以及各個(gè)揚(yáng)聲器的位置信息，調(diào)用方位重現(xiàn)模 塊計(jì)算出延遲參數(shù)T(2,1), T(2,2),…，T(2，m)，和增益參數(shù)G(2,1)， G(2,2), ...， G(2,m)，計(jì)算出參數(shù)后，控制模塊將各個(gè)延遲和增益參數(shù)分別 傳遞對(duì)應(yīng)的延遲和增益模塊，即將T(1,1)傳遞給延遲模塊(1，1), G(1,1)傳遞給 增益模塊(1,1); T(1，2)傳遞給延遲模塊(1,2)， G(1,2)傳遞給增益模塊 (1，2); ,,,， T(2,m)傳遞給延遲模塊(2，m), G(2,m)傳遞給增益模塊(2,m)。
在控制模塊判斷進(jìn)行多個(gè)聲音聚焦時(shí)，控制模塊根據(jù)聚焦位置信息中包 含的多個(gè)焦點(diǎn)位置信息，以及各個(gè)揚(yáng)聲器的位置信息，調(diào)用計(jì)算執(zhí)行模塊中 的聲音聚焦模塊分別計(jì)算和各個(gè)焦點(diǎn)對(duì)應(yīng)的延遲和增益參數(shù)，并傳輸給延遲 模塊和增益模塊。例如如果有焦點(diǎn)位置1和焦點(diǎn)位置2，揚(yáng)聲器為m個(gè)，則控 制模塊根據(jù)焦點(diǎn)位置1的位置信息以及各個(gè)揚(yáng)聲器的位置信息，調(diào)用聲音聚焦 模塊計(jì)算出m個(gè)延遲參數(shù)和m個(gè)增益參數(shù)，分別標(biāo)識(shí)為T'(1，1)， T'(1,2),...， T'(1,m)，和G'(1,1), G'(1，2), ...， G'(1,m);同樣控制模塊根據(jù)焦點(diǎn)位置2的 位置信息以及各個(gè)揚(yáng)聲器的位置信息，調(diào)用聲音聚焦模塊計(jì)算出延遲參數(shù)T'(2，1)， T'(2,2)，…，T'(2，m),和增益參數(shù)G'(2,1)， G'(2，2)， ...， G'(2,m)，
計(jì)算出參數(shù)后，控制模塊將各個(gè)延遲和增益參數(shù)分別傳遞對(duì)應(yīng)的延遲和增益 模塊，即將T'(1，1)傳遞給延遲模塊(1,1), G'(1,1)傳遞給增益模塊(1,1); T'(1，2)傳遞給延遲模塊(1,2)， G'(1，2)傳遞給增益模塊(1,2); ，,,， T'(2，m)傳遞 給延遲模塊(2，m), G'(2，m)傳遞給增益模塊(2，m)。
本發(fā)明實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)音源的方位重現(xiàn)，或者形成多個(gè)聲音聚焦位置。
方位重現(xiàn)和聲音聚焦原理上剛好相反，如果要同時(shí)進(jìn)行方位重現(xiàn)和聲音 聚焦，則可以做一定程度上的近似。本發(fā)明實(shí)施例提出一種同時(shí)進(jìn)行方位重 現(xiàn)和聲音聚焦的方案。比如，針對(duì)立體聲雙聲道的音源，立體聲包含左右兩 個(gè)聲道，為了實(shí)現(xiàn)只能在某個(gè)位置聽見左右聲道的聲音，而同時(shí)實(shí)現(xiàn)方位重 現(xiàn)的目的，可以用揚(yáng)聲器陣列中的第 一預(yù)定位置的揚(yáng)聲器生成左聲道信號(hào)， 比如用左半邊的揚(yáng)聲器陣列生成左聲道信號(hào)；用揚(yáng)聲器陣列中的第二預(yù)定 位置的揚(yáng)聲器生成右聲道信號(hào)，比如用右半邊的揚(yáng)聲器陣列生成右聲道信 號(hào)，并且使得生成的左、右聲道信號(hào)聚焦到相同的位置。該第一預(yù)定位置的 揚(yáng)聲器和第二預(yù)定位置的揚(yáng)聲器的具體位置可以根據(jù)重現(xiàn)聲源方位的具體需 要進(jìn)行設(shè)置。下面具體說明針對(duì)左聲道信號(hào)，參數(shù)計(jì)算模塊根據(jù)聚焦位置 信息，以及左半部揚(yáng)聲器(從1至m/2)的位置信息，計(jì)算相應(yīng)于左半部揚(yáng)聲 器的延遲參數(shù)和增益參數(shù)，T"(1,1), T"(1，2)， ...， T"(1,m/2)， G"(1,1), G"(1，2)， ...， G"(1,m/2);針對(duì)右聲道信號(hào)，參數(shù)計(jì)算模塊根據(jù)聚焦位置信 息，以及右半部揚(yáng)聲器(從m/2 + 1至m )的位置信息，計(jì)算相應(yīng)于右半部揚(yáng) 聲器的延遲參數(shù)和增益參數(shù)，T"(2, m/2+1)， T"(2, m/2+2)， ...， T"(2,m)， G"(2, m/2+1)， G"(2， m/2+2),…，G"(2,m)。計(jì)算出參數(shù)后，參數(shù)計(jì)算模塊 將各個(gè)延遲和增益參數(shù)分別傳遞給對(duì)應(yīng)的延遲和增益模塊，即將T"(1,1)傳遞 給延遲模塊(1,1)， G"(1，1)傳遞給增益沖莫塊(1,1); T"(1,m/2)傳遞給延遲模
1塊(1,m/2)， G"(1，m/2)傳遞給增益模塊(1,m/2); T"(2, m/2+1)傳遞給延遲模塊 (2， m/2+1)， G"(2， m/2+1)傳遞給增益模塊(2， m/2+1); T"(2,m)傳遞給延 遲模塊(2,m), G"(2，m)傳遞給增益模塊(2,m)。并且將音頻信號(hào)傳遞給各個(gè)延 遲模塊時(shí)，左聲道信號(hào)只傳遞給延遲模塊(1,1),延遲模塊(1，2)，...，延遲模 塊(1,m/2)，右聲道信號(hào)只傳遞給延遲模塊(2, m/2+1),延遲模塊(2， m/2+2)，...，延遲模塊(2，m)。這樣，本發(fā)明實(shí)施例同時(shí)實(shí)現(xiàn)了方位重現(xiàn)和聲 音聚焦功能。
在本發(fā)明實(shí)施例中，可以由多個(gè)參數(shù)計(jì)算模塊分別計(jì)算各個(gè)音頻信號(hào)的 延遲參數(shù)和增益參數(shù)；也可以由一個(gè)參數(shù)計(jì)算模塊計(jì)算所有音頻信號(hào)的延遲 參數(shù)和增益參數(shù)，達(dá)到節(jié)省成本的效果。
本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例為一種揚(yáng)聲器陣列的驅(qū)動(dòng)方法，如圖6所示，包括 如下步驟
步驟1:根據(jù)接收到的用戶控制信息，確定需要計(jì)算的延遲參數(shù)和增益參 數(shù)類型；所述參數(shù)類型包括第一延遲參數(shù)和第一增益參數(shù)；或者，第二延 遲參數(shù)和第二增益參數(shù)；或者，第一延遲參數(shù)、第一增益參數(shù)、第二延遲參 數(shù)和第二增益參數(shù)，所述第 一延遲參數(shù)和第 一增益參數(shù)用于實(shí)現(xiàn)重現(xiàn)聲源方 位的功能，所述第二延遲參數(shù)和第二增益參數(shù)用于實(shí)現(xiàn)揚(yáng)聲器的聲音聚焦功 能；具體可以由揚(yáng)聲器陣列設(shè)備中的控制模塊來確定需要計(jì)算的延遲參數(shù)和 增益參數(shù)類型。
步驟2:根據(jù)確定的需要計(jì)算的延遲參數(shù)和增益參數(shù)類型，計(jì)算延遲參數(shù) 和增益參數(shù)；具體可以由計(jì)算執(zhí)行模塊計(jì)算延遲參數(shù)和增益參數(shù)。
步驟3:根據(jù)計(jì)算得到的延遲參數(shù)和增益參數(shù)，對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行處理，并 輸出處理結(jié)果；具體可以由延遲模塊和增益模塊對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行處理。
若步驟1中的確定結(jié)果為需要計(jì)算第 一延遲參數(shù)和第 一增益參數(shù)，則在步 驟2中，可以由計(jì)算執(zhí)行模塊中的方位重現(xiàn)模塊根據(jù)預(yù)先設(shè)置的揚(yáng)聲器位置信息，以及預(yù)先設(shè)置的或者接收到的音頻信號(hào)方位信息，計(jì)算出第一延遲參數(shù) 和第一增益參數(shù)。
若步驟1中的確定結(jié)果為需要計(jì)算第二延遲參數(shù)和第二增益參數(shù)，則在步 驟2中，可以由計(jì)算執(zhí)行模塊中的聲音聚焦模塊根據(jù)預(yù)先設(shè)置的揚(yáng)聲器位置信 息，以及預(yù)先設(shè)置的或者接收到的聚焦位置信息，計(jì)算出第二延遲參數(shù)和第 二增益參數(shù)。
在本發(fā)明實(shí)施例中，還可以將步驟3輸出的處理結(jié)果進(jìn)行放大處理，并輸 出處理后的信息給對(duì)應(yīng)的揚(yáng)聲器，具體可以由放大模塊進(jìn)行放大處理。
本發(fā)明實(shí)施例能夠?qū)崿F(xiàn)單個(gè)音源的方位重現(xiàn)，或者單個(gè)音源聚焦于一個(gè) 或多個(gè)位置的聲音聚焦功能，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，便于用戶的操作，并且成本低。在 需要實(shí)現(xiàn)多個(gè)音源的方位重現(xiàn)，或者形成多個(gè)聲音聚焦位置的情況下，僅需 要對(duì)每個(gè)音源執(zhí)行本發(fā)明實(shí)施例所述的操作。
本發(fā)明的第五個(gè)實(shí)施例與本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例類似，如果要同時(shí)進(jìn)行
方位重現(xiàn)和聲音聚焦，本發(fā)明的第五個(gè)實(shí)施例的方法的流程圖如圖7所示，包 括
步驟1:根據(jù)接收到的用戶控制信息，確定需要計(jì)算的延遲參數(shù)和增益參 數(shù)類型為第二延遲參數(shù)和第二增益參數(shù)；具體可以由揚(yáng)聲器陣列設(shè)備中的控 制模塊確定參數(shù)類型。
步驟2:根據(jù)需要計(jì)算第二延遲參數(shù)和第二增益參數(shù)的確定結(jié)果，計(jì)算第 二延遲參數(shù)和第二增益參數(shù)，具體可以由計(jì)算執(zhí)行模塊計(jì)算第二延遲參數(shù)和 第二增益參數(shù)。
步驟3:根據(jù)計(jì)算得到的第二延遲參數(shù)和第二增益參數(shù)，對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行 處理，并輸出處理結(jié)果，具體可以由延遲模塊和增益模塊對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行處 理。使得揚(yáng)聲器陣列中的第一預(yù)定位置的揚(yáng)聲器生成左聲道信號(hào)，揚(yáng)聲器陣 列中的第二預(yù)定位置的揚(yáng)聲器生成右聲道信號(hào)，并且使得生成的左、右聲道信號(hào)聚焦到相同的位置。比如該生成左聲道信號(hào)的第一預(yù)定位置的揚(yáng)聲器 可以為左半邊的揚(yáng)聲器陣列，即對(duì)觀眾來說，為揚(yáng)聲器陣列的左邊二分之一 的揚(yáng)聲器，該生成右聲道信號(hào)的第二預(yù)定位置的揚(yáng)聲器可以為右半邊的揚(yáng)聲 器陣列，即對(duì)觀眾來說，為揚(yáng)聲器陣列的右邊二分之一的揚(yáng)聲器。這樣，本 發(fā)明實(shí)施例同時(shí)實(shí)現(xiàn)了方位重現(xiàn)和聲音聚焦功能，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，便于用戶的操 作，并且成本低。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不 局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可 輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明 的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種揚(yáng)聲器陣列設(shè)備，其特征在于，包括延遲模塊、增益模塊和參數(shù)計(jì)算模塊，延遲模塊和增益模塊根據(jù)參數(shù)計(jì)算模塊計(jì)算得到的延遲參數(shù)和增益參數(shù)對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行處理，并輸出處理結(jié)果，所述參數(shù)計(jì)算模塊包括控制模塊，用于根據(jù)接收到的用戶控制信息，確定需要計(jì)算的延遲參數(shù)的類型和增益參數(shù)類型，并輸出確定結(jié)果；所述參數(shù)類型包括第一延遲參數(shù)和第一增益參數(shù)；或者，第二延遲參數(shù)和第二增益參數(shù)；或者，第一延遲參數(shù)、第一增益參數(shù)、第二延遲參數(shù)和第二增益參數(shù)；所述第一延遲參數(shù)和第一增益參數(shù)用于實(shí)現(xiàn)重現(xiàn)聲源方位的功能，所述第二延遲參數(shù)和第二增益參數(shù)用于實(shí)現(xiàn)聲音聚焦功能；計(jì)算執(zhí)行模塊，用于根據(jù)控制模塊的輸出的確定結(jié)果，計(jì)算延遲參數(shù)和增益參數(shù)，并輸出；所述延遲模塊和增益模塊根據(jù)接收到的延遲參數(shù)和增益參數(shù)，對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行處理后輸出。
2、 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述計(jì)算執(zhí)行模塊包括 方位重現(xiàn)模塊，用于根據(jù)接收到的控制模塊輸出的確定結(jié)果，根據(jù)預(yù)先設(shè)置的揚(yáng)聲器位置信息，以及預(yù)先設(shè)置的或者接收到的音頻信號(hào)方位信息， 計(jì)算第一延遲參數(shù)和第一增益參數(shù)，并輸出計(jì)算結(jié)果；和/或，聲音聚焦模塊，用于根據(jù)接收到的控制模塊輸出的確定結(jié)果，根據(jù)預(yù)先 設(shè)置的揚(yáng)聲器位置信息，以及預(yù)先設(shè)置的或者接收到的聚焦位置信息，計(jì)算 第二延遲參數(shù)和第二增益參數(shù)，并輸出計(jì)算結(jié)果。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包括 放大模塊，用于將所述延遲模塊和所述增益模塊輸出的所述處理結(jié)果進(jìn)行放大處理后輸出。
4、 一種揚(yáng)聲器陣列設(shè)備的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，所述方法包括 根據(jù)接收到的用戶控制信息，確定需要計(jì)算的延遲參數(shù)和增益參數(shù)類型；根據(jù)確定的需要計(jì)算的延遲參數(shù)和增益參數(shù)類型，計(jì)算延遲參數(shù)和增益參數(shù)；根據(jù)計(jì)算得到的延遲參數(shù)和增益參數(shù)，對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行處理后輸出； 其中，所述參數(shù)類型包括第一延遲參數(shù)和第一增益參數(shù)；或者，第二 延遲參數(shù)和第二增益參數(shù)；或者，第一延遲參數(shù)、第一增益參數(shù)、第二延遲 參數(shù)和第二增益參數(shù)；所述第一延遲參數(shù)和第一增益參數(shù)用于實(shí)現(xiàn)重現(xiàn)聲源 方位的功能，所述第二延遲參數(shù)和第二增益參數(shù)用于實(shí)現(xiàn)聲音聚焦功能。
5、 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算延遲參數(shù)和增益參 數(shù)的方法具體包括根據(jù)預(yù)先設(shè)置的揚(yáng)聲器位置信息，以及預(yù)先設(shè)置的或者接收到的音頻信 號(hào)方位信息，計(jì)算第一延遲參數(shù)和第一增益參數(shù)；和/或，根據(jù)預(yù)先設(shè)置的揚(yáng)聲器位置信息，以及預(yù)先設(shè)置的或者接收到的聚焦位 置信息，計(jì)算第二延遲參數(shù)和第二增益參數(shù)。
6、 如權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 將根據(jù)接收到的延遲參數(shù)和增益參數(shù)，對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行處理后輸出的信息，進(jìn)行放大處理，并輸出處理后的信息。
7、 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法具體包括 根據(jù)接收到的用戶控制信息，確定需要計(jì)算的延遲參數(shù)和增益參數(shù)類型為第二延遲參數(shù)和第二增益參數(shù)；根據(jù)需要計(jì)算第二延遲參數(shù)和第二增益參數(shù)的確定結(jié)果，計(jì)算第二延遲 參數(shù)和第二增益參數(shù)；根據(jù)所述第二延遲參數(shù)和第二增益參數(shù)，對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行處理，使得揚(yáng) 聲器陣列中的第 一預(yù)定位置的揚(yáng)聲器生成左聲道信號(hào)，揚(yáng)聲器陣列中的第二 預(yù)定位置的揚(yáng)聲器生成右聲道信號(hào)，并且使得生成的左、右聲道信號(hào)聚焦到 相同的位置。
全文摘要
一種揚(yáng)聲器陣列設(shè)備及其驅(qū)動(dòng)方法，該設(shè)備包括延遲模塊和增益模塊，用于根據(jù)參數(shù)計(jì)算模塊計(jì)算得到的延遲參數(shù)和增益參數(shù)對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行處理，并輸出處理結(jié)果，所述參數(shù)計(jì)算模塊包括控制模塊根據(jù)接收到的用戶控制信息，確定需要計(jì)算的延遲參數(shù)和增益參數(shù)類型，并輸出確定結(jié)果；所述參數(shù)類型包括第一延遲參數(shù)和增益參數(shù)，用于實(shí)現(xiàn)重現(xiàn)聲源方位的功能；或者第二延遲參數(shù)和增益參數(shù)，用于實(shí)現(xiàn)聲音聚焦功能；或者第一延遲參數(shù)、增益參數(shù)、第二延遲參數(shù)和增益參數(shù)；計(jì)算執(zhí)行模塊根據(jù)控制模塊的輸出結(jié)果計(jì)算延遲參數(shù)和增益參數(shù)并輸出。本發(fā)明達(dá)到揚(yáng)聲器設(shè)備既能夠重現(xiàn)聲源方位又能夠?qū)β曇暨M(jìn)行聚焦的技術(shù)效果，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，便于用戶的操作，成本低。
文檔編號(hào)H04R3/12GK101640831SQ20081011729
公開日2010年2月3日 申請(qǐng)日期2008年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月28日
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