技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于音頻信號(hào)的有線單向處理系統(tǒng)的領(lǐng)域，在該音頻信號(hào)中存在兩個(gè)或多個(gè)獨(dú)立音頻信號(hào)，該兩個(gè)或多個(gè)獨(dú)立音頻信號(hào)將分別被再現(xiàn)以創(chuàng)建深度感；并且更具體地，本發(fā)明的實(shí)施例涉及從各獨(dú)立音頻信號(hào)創(chuàng)建兩個(gè)或多個(gè)經(jīng)處理的音頻信號(hào)的音頻處理系統(tǒng)，該音頻處理系統(tǒng)通過(guò)對(duì)經(jīng)處理的音頻信號(hào)中的至少一個(gè)進(jìn)行頻譜調(diào)整來(lái)產(chǎn)生該經(jīng)處理的音頻信號(hào).

背景技術(shù)：

便攜式電子設(shè)備(例如，平板電腦)可以包括多個(gè)揚(yáng)聲器以向設(shè)備的用戶提供立體聲音頻呈現(xiàn).在立體聲音頻呈現(xiàn)中，表示左聲道的音頻信號(hào)將被傳導(dǎo)至相對(duì)于用戶被定向的設(shè)備左側(cè)的揚(yáng)聲器.同樣的，右聲道信號(hào)將被傳導(dǎo)至設(shè)備右側(cè)的揚(yáng)聲器.所述設(shè)備可以包括相對(duì)于用戶觀看的顯示器表面的水平和垂直中心線兩者對(duì)稱布置在設(shè)備上的四個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器.如果聲音對(duì)于矩形設(shè)備的四個(gè)方位中的任一個(gè)方位被適當(dāng)?shù)芈酚?，這將在該方位上向聽眾提供基本相似的立體聲音頻呈現(xiàn).

希望的是將表示左聲道的音頻信號(hào)路由至設(shè)備左側(cè)的全部揚(yáng)聲器，以增加最大響度和動(dòng)態(tài)范圍，并使沿著設(shè)備的垂直軸線的聲場(chǎng)的表觀中心關(guān)于聽眾更好地集中.然而，當(dāng)相同的音頻信號(hào)被發(fā)送至兩個(gè)揚(yáng)聲器時(shí)，從該兩個(gè)揚(yáng)聲器產(chǎn)生的聲波將在所產(chǎn)生的聲場(chǎng)范圍內(nèi)的某些位置處發(fā)生破壞性干擾。這些破壞性干擾的區(qū)域的位置取決于聲波的頻率和揚(yáng)聲器之間的距離.

期望能提供用于最小化其中每個(gè)聲道的音頻信號(hào)被路由到多于一個(gè)揚(yáng)聲器的便攜式電子設(shè)備的聲場(chǎng)中的破壞性干擾的方式。

附圖說(shuō)明

可以通過(guò)參照用于作為示例解釋本發(fā)明的實(shí)施例的下述描述和附圖來(lái)理解本發(fā)明。本發(fā)明不限于所述描述和附圖的示例.在附圖中，相似的參考標(biāo)號(hào)指示相似的元素：

圖1是示例性的便攜式電子設(shè)備的圖示，在所述設(shè)備的四個(gè)拐角處通常設(shè)有四個(gè)揚(yáng)聲器.

圖2是示例性的便攜式電子設(shè)備的框圖，其示出了用于根據(jù)設(shè)備的方位處理和路由音頻信號(hào)的音頻處理組件.

圖3是兩個(gè)揚(yáng)聲器的側(cè)視圖，表明了具有等于揚(yáng)聲器間距離的一半的波長(zhǎng)的聲音。

圖4是兩個(gè)揚(yáng)聲器的另一側(cè)視圖，表明了具有等于揚(yáng)聲器間距離的兩倍的波長(zhǎng)的第二聲音。

圖5A示出了用戶將便攜式電子設(shè)備保持在軸上位置.

圖5B示出了用戶將便攜式電子設(shè)備保持在離軸的位置.

圖6示出了具有圍繞顯示屏布置的8個(gè)揚(yáng)聲器的便攜式電子設(shè)備.

圖7是用于根據(jù)設(shè)備方位處理和路由音頻信號(hào)的音頻處理組件的另一實(shí)施例的框圖.

圖8是用于處理和路由音頻信號(hào)至揚(yáng)聲器的音頻管理的另一實(shí)施例的框圖。

圖9是用于處理和路由音頻信號(hào)至揚(yáng)聲器的音頻管理的另一實(shí)施例的框圖.

圖10是示例性的一般性的解相關(guān)度量生成器和解相關(guān)引擎的框圖.

具體實(shí)施方式

在下述的描述中，闡述了大量的具體細(xì)節(jié)。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實(shí)施例可以在沒有這些具體的細(xì)節(jié)的情況下被實(shí)施。在其他實(shí)例中，為了不模糊對(duì)本說(shuō)明書的理解，未詳細(xì)給出公知的電路、結(jié)構(gòu)和技術(shù).

在下述描述中，參考附圖，附圖描述了本發(fā)明的若干實(shí)施例.應(yīng)當(dāng)理解，還可使用其他實(shí)施例，并且可以在不背離本公開的精神和范圍的情況下進(jìn)行機(jī)械組成、結(jié)構(gòu)、電氣以及操作上的改變.下面的詳細(xì)描述不應(yīng)該被認(rèn)為是限制性的，并且本發(fā)明的實(shí)施例的范圍僅由公布的專利的權(quán)利要求書所限定.

這里使用的術(shù)語(yǔ)僅是為了描述特定實(shí)施例，而并非旨在限制本發(fā)明.空間相關(guān)的術(shù)語(yǔ)，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于說(shuō)明圖中所示的一個(gè)元件或特征與另一元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解，除了圖中示出的方位之外，空間相關(guān)的術(shù)語(yǔ)還預(yù)期涵蓋使用或操作中的設(shè)備的不同方位.例如，如果圖中的設(shè)備翻轉(zhuǎn)，描述為在其它元件或特征的“下方”或“下面”的元件也將定位為在該其它元件或特征的“上方”。因此，示例性術(shù)語(yǔ)“下方”可包含上方和下方兩者的方位.設(shè)備可以為其它取向(旋轉(zhuǎn)90度或處于其它方位)，并且此處使用的空間相關(guān)的描述符可以被相應(yīng)地解釋.

如同在本文中所使用的，單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“該”旨在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文中有相反的指示.應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解，術(shù)語(yǔ)“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步驟、操作、元件、組件、項(xiàng)目、種類、和/或組，但不排除一個(gè)或多個(gè)其他特征、步驟、操作、元件、組件、項(xiàng)目、種類、和/或組的存在、出現(xiàn)或添加.

此處使用的術(shù)語(yǔ)“或”和“和/或”被解釋為包括性的，或意味著任一個(gè)或任何組合.因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味著“以下任一個(gè)：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”.僅當(dāng)元件、功能、步驟或操作的組合在某些方式下內(nèi)在地互相排斥時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)該定義的例外.

為了本申請(qǐng)的目的，“音頻信號(hào)”將用于描述聲音的電學(xué)表示.“聲音”將用于描述由揚(yáng)聲器發(fā)出的用于為聽者產(chǎn)生可聽聲音的空中聲壓波.可以將音頻信號(hào)發(fā)送至揚(yáng)聲器以產(chǎn)生聲音.可交替使用術(shù)語(yǔ)揚(yáng)聲器和擴(kuò)音器以描述將電氣輸入轉(zhuǎn)換成通過(guò)空氣傳播至聽者的音頻聲壓波的電氣換能器.為了本申請(qǐng)的目的，揚(yáng)聲器不包括耳機(jī)，其中換能器聽覺緊密地耦合到聽者的耳朵以使得所述聲壓波至少某些程度上被限制到所述聽者的耳朵.

圖1是示例性便攜式電子設(shè)備100的視圖，該電子設(shè)備100具有通常位于所述設(shè)備的四個(gè)拐角的四個(gè)揚(yáng)聲器102、104、106、108(例如，擴(kuò)音器).所述設(shè)備包括顯示屏110，顯示屏110面向與揚(yáng)聲器相同的方向，以傳送視聽內(nèi)容至設(shè)備的用戶.在一個(gè)實(shí)施例中，所有的揚(yáng)聲器被集成在所述便攜式電子設(shè)備100的同一外殼內(nèi)，并布置為從顯示屏向外，并且穿過(guò)所述外殼的將看到顯示屏(例如平板電腦的外殼內(nèi)的觸摸屏)的相同表面在聲學(xué)上開放.

更一般的，體現(xiàn)本發(fā)明的便攜式電子設(shè)備具有四個(gè)或更多個(gè)揚(yáng)聲器組件(或揚(yáng)聲器)，每個(gè)具有相似的聲音再現(xiàn)能力，該四個(gè)或更多個(gè)揚(yáng)聲器組件(或揚(yáng)聲器)彼此間隔開但在設(shè)備上對(duì)稱布置，使得在具有兩個(gè)垂直側(cè)邊和兩個(gè)水平側(cè)邊的設(shè)備的四個(gè)方位中，相似的揚(yáng)聲器陣列面對(duì)用戶.在任何給定的方位中，所述兩個(gè)垂直側(cè)邊可被看作左側(cè)和右側(cè).在左側(cè)將具有至少兩個(gè)揚(yáng)聲器，并且在右側(cè)將具有至少兩個(gè)揚(yáng)聲器。為了呈現(xiàn)立體聲音頻節(jié)目，表示所述節(jié)目的左側(cè)的音頻信號(hào)將基于設(shè)備方位被發(fā)送至設(shè)備左側(cè)的揚(yáng)聲器.表示所述節(jié)目的右側(cè)的音頻信號(hào)將基于設(shè)備方位被發(fā)送至設(shè)備右側(cè)的揚(yáng)聲器.

圖2是示例性的便攜式電子設(shè)備100的框圖，其示出了用于處理和路由音頻信號(hào)的音頻管理系統(tǒng)240。音頻源200提供左音頻信號(hào)202和右音頻信號(hào)204.所述左音頻信號(hào)和右音頻信號(hào)可以被提供給所述音頻管理系統(tǒng)240的音頻路由器230，其將左音頻信號(hào)202傳導(dǎo)至設(shè)備的左側(cè)的揚(yáng)聲器并將右音頻信號(hào)204傳導(dǎo)至設(shè)備的右側(cè)的揚(yáng)聲器.所述音頻管理系統(tǒng)240可以包括方位傳感器220，其可提供方位信號(hào)224至所述音頻路由器230的選擇輸入端，以控制每個(gè)音頻信號(hào)被路由到哪一個(gè)或哪幾個(gè)揚(yáng)聲器.

圖3是接收相同音頻信號(hào)的兩個(gè)揚(yáng)聲器102、104的側(cè)視圖.該圖表示了純正弦波的聲音，其波長(zhǎng)是揚(yáng)聲器102、104之間距離的一半。半圓形實(shí)線302、304表示在揚(yáng)聲器102、104前面的空間中的定位或位置，在該處存在來(lái)自揚(yáng)聲器102、104中的每一個(gè)的最大聲壓。半圓形虛線312、314表示存在來(lái)自揚(yáng)聲器102、104中的每一個(gè)的最小聲壓的定位或位置.如果揚(yáng)聲器102、104之間的距離是20cm，則所述聲音將具有10cm的波長(zhǎng)和大約3400Hz的頻率.

當(dāng)至所述兩個(gè)揚(yáng)聲器102、104中每個(gè)揚(yáng)聲器的距離相等或者相差整數(shù)倍波長(zhǎng)時(shí)，來(lái)自揚(yáng)聲器102、104中的每個(gè)揚(yáng)聲器的聲壓將會(huì)互相增強(qiáng)，以產(chǎn)生最大聲壓水平.至所述兩個(gè)揚(yáng)聲器102、104中的每個(gè)揚(yáng)聲器的距離沿著該兩個(gè)揚(yáng)聲器之間的線的垂直平分面300相等.在平分面300上可以被稱作在軸上.可存在額外的表面310，在該表面310上，至兩個(gè)揚(yáng)聲器102、104中每個(gè)揚(yáng)聲器的距離相差整數(shù)倍波長(zhǎng)并且所述揚(yáng)聲器產(chǎn)生最大聲壓水平.這些額外的表面310的定位或位置取決于與兩個(gè)揚(yáng)聲器之間的距離有關(guān)的聲音波長(zhǎng).當(dāng)來(lái)自每個(gè)揚(yáng)聲器的最大聲壓重合以產(chǎn)生最大聲壓水平時(shí)，來(lái)自兩個(gè)揚(yáng)聲器的聲波可以被描述為對(duì)于特定頻率是同相的.

當(dāng)?shù)絻蓚€(gè)揚(yáng)聲器102、104中每個(gè)揚(yáng)聲器的距離相差整數(shù)倍波長(zhǎng)加1/2波長(zhǎng)時(shí)，來(lái)自揚(yáng)聲器102、104中的每個(gè)揚(yáng)聲器的聲壓會(huì)互相破壞地干擾以產(chǎn)生最小聲壓水平。在該處來(lái)自所述兩個(gè)揚(yáng)聲器中一個(gè)揚(yáng)聲器102的最大聲壓302與來(lái)自另一個(gè)揚(yáng)聲器104的最小聲壓314重合的表面320由具有由兩條短虛線分隔的長(zhǎng)虛線的線來(lái)表示.來(lái)自兩個(gè)揚(yáng)聲器102、104的聲波302、312、304、314的破壞性干擾320產(chǎn)生被稱作“波瓣(lobing)”的不良后果，其中隨著聽者移動(dòng)至遠(yuǎn)離理想的軸上位置的不同位置(也被稱作離軸移動(dòng))，音頻信號(hào)中的變化的頻率會(huì)隨之衰減.由于波瓣導(dǎo)致的頻譜中的陷波，聽者會(huì)經(jīng)受不良的心理聲學(xué)影響.

圖4是表現(xiàn)出第二聲音的兩個(gè)揚(yáng)聲器102、104的另一個(gè)側(cè)視圖，該第二聲音是純正弦波，其具有為揚(yáng)聲器102、104之間的距離的兩倍的波長(zhǎng).該第二聲音的頻率是圖3中所示聲音的頻率的四分之一.半圓實(shí)線402、404表示來(lái)自揚(yáng)聲器102、104中的每個(gè)揚(yáng)聲器的最大聲壓.半圓虛線412，414表示來(lái)自揚(yáng)聲器102，104中的每個(gè)揚(yáng)聲器的最小聲壓。如果兩個(gè)揚(yáng)聲器102、104之間的距離是20cm，該聲波將會(huì)具有40cm的波長(zhǎng)和大約860Hz的頻率.

如圖3所示，至兩個(gè)揚(yáng)聲器102、104中每個(gè)揚(yáng)聲器的距離沿著該兩個(gè)揚(yáng)聲器之間的線的垂直平分面400是相等的，并且所述揚(yáng)聲器在該面處產(chǎn)生最大聲壓水平.至兩個(gè)揚(yáng)聲器102、104中每個(gè)揚(yáng)聲器的距離沿著通過(guò)該兩個(gè)揚(yáng)聲器的線420相差半個(gè)波長(zhǎng)，并且來(lái)自揚(yáng)聲器102、104中的每個(gè)揚(yáng)聲器的聲壓將會(huì)互相破壞性干擾，以沿著該線產(chǎn)生最小聲壓水平.在聲場(chǎng)內(nèi)的所有其他地點(diǎn)，所述聲壓水平將大于該最小水平.當(dāng)對(duì)于該頻率的聲壓水平隨著聽者離軸移動(dòng)而減小時(shí)，該減小是平緩的，并且聽者不會(huì)如他們使用更高頻率(例如圖3所示的頻率)所體驗(yàn)的那樣在水平中體驗(yàn)到多個(gè)峰值和谷值.

當(dāng)聲音的波長(zhǎng)增加到超過(guò)兩個(gè)揚(yáng)聲器102、104之間的距離的兩倍時(shí)，其等效于降低頻率，聲場(chǎng)中將不存在具有完全破壞性干擾的地點(diǎn)。隨著聽者離軸移動(dòng)的聲壓水平的減少將會(huì)變得更加平緩，因?yàn)槁曇舨ㄩL(zhǎng)進(jìn)一步增加而頻率變得更低。對(duì)于具有為揚(yáng)聲器之間的距離的四倍或者更大的波長(zhǎng)的頻率，通常認(rèn)為波瓣影響可忽略不計(jì)。

期望在立體聲場(chǎng)的一側(cè)使用多于一個(gè)揚(yáng)聲器以增加可用的最大聲壓水平，從而增大音頻系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍.還期望在立體聲場(chǎng)的一側(cè)使用多于一個(gè)揚(yáng)聲器以使音頻信號(hào)的視在起源更好地集中在揚(yáng)聲器之間，以使得所述音頻呈現(xiàn)看起來(lái)更多朝向設(shè)備100上的顯示屏110的中心。然而，如上所述，向兩個(gè)揚(yáng)聲器提供相同的音頻信號(hào)會(huì)由于揚(yáng)聲器產(chǎn)生的聲波之間的破壞性干擾而導(dǎo)致不期望的波瓣。

再次參見圖2，音頻源200向音頻管理系統(tǒng)240提供左音頻信號(hào)和右音頻信號(hào)202、204.所述音頻管理系統(tǒng)240包括音頻處理器210(例如低通濾波器)，其接收來(lái)自音頻源200的音頻信號(hào)202、204.所述音頻處理器210衰減所述左音頻信號(hào)和右音頻信號(hào)202、204的高頻部分，以產(chǎn)生經(jīng)處理的左音頻信號(hào)和右音頻信號(hào)211、214.將所述經(jīng)處理的左音頻信號(hào)和右音頻信號(hào)提供給音頻管理系統(tǒng)240的音頻路由器230.所述音頻路由器230將所述經(jīng)處理的左音頻信號(hào)212傳導(dǎo)至設(shè)備左側(cè)的除了一個(gè)之外所有的揚(yáng)聲器，以及將所述經(jīng)處理的右音頻信號(hào)214傳導(dǎo)至設(shè)備右側(cè)的除了一個(gè)之外所有的揚(yáng)聲器.

音頻路由器230將具有左音頻信號(hào)的高頻部分的左音頻信號(hào)202傳導(dǎo)至設(shè)備100的左側(cè)的僅一個(gè)揚(yáng)聲器。同樣，音頻路由器230將具有右音頻信號(hào)的高頻部分的右音頻信號(hào)204傳導(dǎo)至設(shè)備100的右側(cè)的僅一個(gè)揚(yáng)聲器.通過(guò)這種方式，音頻節(jié)目的高頻部分被限定于設(shè)備的每側(cè)的單個(gè)揚(yáng)聲器，以最小化不期望的波瓣效應(yīng)。對(duì)于波瓣具有較小貢獻(xiàn)的音頻節(jié)目的低頻部分被輸送至全部揚(yáng)聲器以最大化所輸送的音頻節(jié)目的聲壓水平.

用于衰減音頻信號(hào)的一部分的低通濾波器的截止頻率和下降率可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)被“調(diào)整”，以對(duì)于設(shè)備上的音頻呈現(xiàn)產(chǎn)生希望的心理聲學(xué)效果.在一些實(shí)施方式中，可使用二階低通濾波器消除音頻信號(hào)的高頻部分。在其他實(shí)施方式中，可以使用架式濾波器衰減音頻信號(hào)的高頻信號(hào)部分，而非完全消除高頻部分.

應(yīng)當(dāng)理解，設(shè)備100的左側(cè)和右側(cè)的揚(yáng)聲器之間的距離可以基于設(shè)備的方位改變.例如，如圖1所示，揚(yáng)聲器A 102和B 104在設(shè)備100的左側(cè)，揚(yáng)聲器C 106和D 108在右側(cè).每個(gè)揚(yáng)聲器對(duì)都分隔開第一距離。當(dāng)設(shè)備順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)九十度時(shí)，揚(yáng)聲器B 104和C 106在設(shè)備100的左側(cè)，揚(yáng)聲器D 108和A 102在右側(cè)。這些揚(yáng)聲器對(duì)以大于第一距離的第二距離分隔開?？赡芷谕憫?yīng)于設(shè)備方位提供用于產(chǎn)生經(jīng)處理的左和右音頻信號(hào)212、214的不同的截止頻率和/或其他處理參數(shù).音頻管理系統(tǒng)的方位傳感器220可以向低通濾波器提供方位信號(hào)222以控制如何處理音頻信號(hào)202、204.

圖5A示出了用戶510將便攜式電子設(shè)備100保持在軸上500位置處。在該位置處，用戶510處于距每個(gè)揚(yáng)聲器的距離近似相等的聲場(chǎng)內(nèi)的區(qū)域中.來(lái)自每個(gè)揚(yáng)聲器的聲壓將會(huì)彼此增強(qiáng)，以在用戶的收聽位置處產(chǎn)生最大聲壓水平.

圖5B示出了用戶510將所述便攜式電子設(shè)備100保持在離軸520的位置，其中設(shè)備的頂部邊緣成角度地朝向用戶.通過(guò)圍繞在設(shè)備左側(cè)和右側(cè)之間延伸的中心線旋轉(zhuǎn)設(shè)備而傾斜該設(shè)備.在一些實(shí)施例中，方位傳感器220可以感知設(shè)備100的這樣的傾斜以估計(jì)用戶510相對(duì)于軸上位置的位置.設(shè)備傾斜可以用于進(jìn)一步調(diào)整低通濾波器的操作.在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)備傾斜可用于可控地延遲被傳導(dǎo)至處于由于設(shè)備的傾斜而更靠近用戶510的水平邊緣的揚(yáng)聲器的音頻信號(hào)，以重定向軸上500位置朝向用戶.可以按照揚(yáng)聲器由于傾斜而向用戶移動(dòng)每英寸大約74毫秒的速率延遲音頻信號(hào)。

在一個(gè)實(shí)施例中，方位傳感器220可以感知設(shè)備100傾斜到近似水平位置，例如當(dāng)設(shè)備平放在桌上時(shí)，并且可調(diào)整低通濾波器以使得呈現(xiàn)適合于在寬泛的區(qū)域內(nèi)收聽的聲場(chǎng)。

圖7是用于處理和路由音頻信號(hào)到設(shè)備700的揚(yáng)聲器102、104、106、108的音頻管理系統(tǒng)240的另一實(shí)施例的框圖.設(shè)備700可以包括方位傳感器220，其作為音頻管理系統(tǒng)240的一部分，用于提供方位信號(hào)222、224、726以控制所述音頻信號(hào)的處理和路由的各方面。

音頻源200提供左音頻信號(hào)202和右音頻信號(hào)204.所述左音頻信號(hào)和右音頻信號(hào)202、204被耦合到音頻處理器210，音頻處理器210衰減所述左音頻信號(hào)和右音頻信號(hào)202、204的高頻部分以產(chǎn)生經(jīng)處理的左音頻信號(hào)和右音頻信號(hào)212、214.可以響應(yīng)于設(shè)備方位而調(diào)整音頻信號(hào)高頻部分的截止頻率.響應(yīng)于由音頻信號(hào)202、204所表示內(nèi)容的頻率譜，可以通過(guò)音頻處理器210的譜分析器部分(未示出)進(jìn)一步調(diào)整音頻信號(hào)的高頻部分的截止頻率。左音頻信號(hào)和右音頻信號(hào)202、204也可以被耦合到均衡器740，均衡器740增強(qiáng)或強(qiáng)化左音頻信號(hào)和右音頻信號(hào)202、204的高頻部分以產(chǎn)生增強(qiáng)的左音頻信號(hào)和右音頻信號(hào)712、714.

經(jīng)處理的左音頻信號(hào)和右音頻信號(hào)212、214以及增強(qiáng)的左音頻信號(hào)和右音頻信號(hào)712、714被耦合到延遲處理器，延遲處理器可以對(duì)將路由至由于設(shè)備傾斜而更靠近聽者的揚(yáng)聲器的音頻信號(hào)進(jìn)行時(shí)間延遲。音頻信號(hào)被提供給音頻路由器230.該音頻路由器將增強(qiáng)的左音頻信號(hào)712傳導(dǎo)到在設(shè)備當(dāng)前方位中在設(shè)備的左側(cè)的僅一個(gè)揚(yáng)聲器。該音頻路由器將增強(qiáng)的右音頻信號(hào)714傳導(dǎo)到在設(shè)備當(dāng)前方位中在設(shè)備的右側(cè)的僅一個(gè)揚(yáng)聲器.經(jīng)處理的左音頻信號(hào)和右音頻信號(hào)212、214被傳導(dǎo)至在設(shè)備700的適當(dāng)側(cè)的一個(gè)或多個(gè)其余的揚(yáng)聲器.

圖6示出了便攜式電子設(shè)備600，其具有環(huán)繞顯示器610布置的8個(gè)揚(yáng)聲器602、604、606、608、612、614、616、618.在該實(shí)施例中，根據(jù)四個(gè)“居中”揚(yáng)聲器612、614、616、618中的哪兩個(gè)揚(yáng)聲器位于設(shè)備600的左側(cè)及右側(cè)，左音頻信號(hào)和右音頻信號(hào)中的每一個(gè)可以被傳導(dǎo)至該四個(gè)“居中”揚(yáng)聲器中的一個(gè).其中高頻被衰減的經(jīng)處理的左音頻信號(hào)和右音頻信號(hào)在左信號(hào)和右信號(hào)被適當(dāng)選降的情況下被傳導(dǎo)至四個(gè)“角落”揚(yáng)聲器602、604、606、608.該四個(gè)“居中”揚(yáng)聲器中的位于設(shè)備600的頂側(cè)和底側(cè)的另外兩個(gè)揚(yáng)聲器可以不使用，或者一個(gè)或兩者可以接收經(jīng)處理的左音頻信號(hào)和右音頻信號(hào)的混合.應(yīng)當(dāng)注意，不管揚(yáng)聲器的數(shù)量如何，具有未衰減的高頻的左音頻信號(hào)和右音頻信號(hào)中的每一個(gè)被傳導(dǎo)至僅單個(gè)揚(yáng)聲器.

圖8是用于處理和路由音頻信號(hào)至設(shè)備800的揚(yáng)聲器102、104、106、108的音頻管理的另一實(shí)施例的框圖.設(shè)備800可以包括方位傳感器200以提供方位信號(hào)224來(lái)控制音頻信號(hào)的路由.

音頻源200提供左音頻信號(hào)202和右音頻信號(hào)204.所述左音頻信號(hào)和右音頻信號(hào)202、204均被耦合到高通濾波器822、832和低通濾波器824、834，以將音頻信號(hào)分離成高頻部分和低頻部分.高通濾波器和低通濾波器可被匹配為使得高頻部分和低頻部分可重新組合，以提供與被提供給高通濾波器和低通濾波器的音頻信號(hào)基本相同的信號(hào).在一些實(shí)施例(未示出)中，來(lái)自方位傳感器220的信號(hào)可以被使用以響應(yīng)于設(shè)備方位調(diào)整高通濾波器和低通濾波器，與圖7所示的實(shí)施例類似。

左音頻信號(hào)202的左高頻部分826和右音頻信號(hào)204的右高頻部分836被提供給音頻路由器850.該音頻路由器將左高頻部分826傳導(dǎo)到在設(shè)備當(dāng)前方位中在設(shè)備的左側(cè)的僅一個(gè)揚(yáng)聲器.該音頻路由器將右高頻部分836傳導(dǎo)到在設(shè)備當(dāng)前方位中在設(shè)備的右側(cè)的僅一個(gè)揚(yáng)聲器.這會(huì)降低如上文描述的不期望的波瓣效應(yīng)。

揚(yáng)聲器102、104、106、108全部可以具有相似的聲音再現(xiàn)能力.每個(gè)揚(yáng)聲器可能相對(duì)較小，并且缺少有效再現(xiàn)低頻所需的移動(dòng)大量空氣的能力.在該實(shí)施例中，左音頻信號(hào)202的左低頻部分828和右音頻信號(hào)204的右低頻部分838通過(guò)低音混合器842組合，以提供單個(gè)低音信號(hào)844，該單個(gè)低音信號(hào)844包括左音頻信號(hào)和右音頻信號(hào)202、204的左低頻部分和右低頻部分828、838.所述單個(gè)低音信號(hào)844被路由到設(shè)備800的所有揚(yáng)聲器102、104、106、108.

揚(yáng)聲器混合器862、864、866、868均接收該單個(gè)低音信號(hào)844，并可以接收通過(guò)設(shè)備800的方位確定的高頻部分826、836中的一個(gè).每個(gè)揚(yáng)聲器混合器862、864、866、868被耦合到揚(yáng)聲器102、104、106、108中的一個(gè)，以提供用于驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器的組合的音頻信號(hào).通過(guò)將同一低音信號(hào)844提供給全部揚(yáng)聲器，可通過(guò)全部揚(yáng)聲器的協(xié)作操作來(lái)移動(dòng)更大量的空氣，以更有效地再現(xiàn)低頻.如上所述，低頻不會(huì)產(chǎn)生波瓣效應(yīng)，即使設(shè)備的全部揚(yáng)聲器都再現(xiàn)相同的低頻內(nèi)容也是如此.

圖9是用于處理和路由音頻信號(hào)至設(shè)備900的揚(yáng)聲器102、104、106、108的音頻管理的另一實(shí)施例的框圖.如上所述，音頻源200提供左音頻信號(hào)和右音頻信號(hào)202、204，左音頻信號(hào)和右音頻信號(hào)202、204均耦合到高通濾波器和低通濾波器822、832、824、834，以將音頻信號(hào)分離成高頻部分和低頻部分.具有四個(gè)揚(yáng)聲器和兩個(gè)音頻通道(或者也被稱作音頻通道信號(hào))的配置作為音頻設(shè)備的示例配置而被示出.本發(fā)明可以應(yīng)用于具有不同數(shù)量的揚(yáng)聲器和/或呈現(xiàn)不同數(shù)量的通道(或通道信號(hào))的設(shè)備.

左音頻信號(hào)202的左高頻部分826和右音頻信號(hào)204的右高頻部分836被提供給解相關(guān)引擎950。該解相關(guān)引擎使其接收的音頻信號(hào)的內(nèi)容的相位偏移.所述解相關(guān)引擎產(chǎn)生左音頻信號(hào)202的左高頻部分826的解相關(guān)版本958，以及右音頻信號(hào)204的右高頻部分836的解相關(guān)版本956.當(dāng)揚(yáng)聲器再現(xiàn)信號(hào)時(shí)，音頻信號(hào)的高頻部分的解相關(guān)版本產(chǎn)生在聽覺上與音頻信號(hào)的高頻部分產(chǎn)生的聲音相同的聲音.然而，由于解相關(guān)版本中的相位偏移，該解相關(guān)版本可在與播放高頻部分的揚(yáng)聲器相鄰的揚(yáng)聲器中播放，且具有更少的不期望的波瓣效應(yīng).

解相關(guān)引擎950可以包括音頻路由器，以便將左高頻部分826的解相關(guān)版本958和左高頻部分952傳導(dǎo)至在如來(lái)自方位傳感器的方位信號(hào)224指示的在設(shè)備當(dāng)前方位中在設(shè)備的左側(cè)的揚(yáng)聲器.音頻路由器可以將右高頻部分826的解相關(guān)版本956和右高頻部分954傳導(dǎo)至在設(shè)備當(dāng)前方位中在設(shè)備的右側(cè)的揚(yáng)聲器.如果設(shè)備方位固定，解相關(guān)引擎可以按照需要傳導(dǎo)音頻信號(hào)，而無(wú)需使用方位傳感器.應(yīng)理解，解相關(guān)引擎可提供音頻通道的高頻部分的附加解相關(guān)版本，以允許多于兩個(gè)的揚(yáng)聲器再現(xiàn)該音頻通道的聲音.

應(yīng)理解，左音頻信號(hào)202的左高頻部分826和右音頻信號(hào)204的右高頻部分836可以根據(jù)音頻源200的原材料而較大程度地或者較小程度地相關(guān)。在一種極端情況中，左通道和右通道可以是完全不同的音頻材料，兩個(gè)通道之間不相關(guān).在另一種極端情況中，單聲材料可以被編碼以使得左通道和右通道是相同且完全相關(guān).在這些極端情況之間，左通道和右通道可以包括在兩個(gè)通道中相同的一些材料，例如聲樂(lè)軌跡(vocal track)，，而其他材料(例如樂(lè)器伴奏(instrumental accompaniment))在通道之間或多或少地不同。因此，通道的高頻部分之間的相關(guān)性可基于音頻源材料而變化，音頻源材料繼而可以隨時(shí)間變化.

為了減少來(lái)自通道間相關(guān)性的不期望的波瓣效應(yīng)，設(shè)備可以包括解相關(guān)度量生成器948，其確定音頻源通道202、204的高頻部分822、832之間的相關(guān)性，并響應(yīng)于所需的解相關(guān)量向解相關(guān)引擎950提供通道解相關(guān)度量946.這也可以被看作音頻源通道202、204的高通濾波版本的對(duì)比.響應(yīng)于通道解相關(guān)度量946，解相關(guān)引擎將其接收的通道信號(hào)的相位偏移以產(chǎn)生中間通道信號(hào).應(yīng)理解，解相關(guān)引擎可以修改一個(gè)或兩個(gè)通道以對(duì)信號(hào)進(jìn)行解相關(guān)，并產(chǎn)生中間通道信號(hào).解相關(guān)引擎可以隨后進(jìn)一步產(chǎn)生左音頻信號(hào)202的左中間高頻部分826的解相關(guān)版本958、和右音頻信號(hào)204的右中間高頻部分836的解相關(guān)版本956.除了降低對(duì)于相同通道產(chǎn)生聲音的多個(gè)揚(yáng)聲器之間不期望的波瓣效應(yīng)之外，還可降低通道之間的不期望的波瓣效應(yīng).盡管已針對(duì)兩個(gè)通道和每通道兩個(gè)揚(yáng)聲器描述了解相關(guān)，但應(yīng)理解，本發(fā)明可以應(yīng)用于具有不同數(shù)量的通道和每通道不同數(shù)量揚(yáng)聲器的設(shè)備。

揚(yáng)聲器混合器862、864、866、868中的每一個(gè)接收解相關(guān)的高頻部分952、954、956、958的一個(gè)以及單個(gè)低音信號(hào)844。揚(yáng)聲器混合器862、864、866、868中的每一個(gè)被耦合到揚(yáng)聲器102、104、106、108中的一個(gè)以提供驅(qū)動(dòng)該揚(yáng)聲器的組合音頻信號(hào).通過(guò)向所有揚(yáng)聲器提供同一低音信號(hào)844，可以通過(guò)所有揚(yáng)聲器的協(xié)作動(dòng)作移動(dòng)更大量的空氣以更有效地再現(xiàn)低頻.如上所討論的，即使設(shè)備的所有揚(yáng)聲器再現(xiàn)相同的低頻內(nèi)容，低頻也不會(huì)產(chǎn)生波瓣效應(yīng).通過(guò)向所有揚(yáng)聲器提供解相關(guān)的高頻部分，設(shè)備900可對(duì)于音頻節(jié)目的高頻部分產(chǎn)生更豐滿的聲音.產(chǎn)生音頻節(jié)目的高頻部分的多個(gè)揚(yáng)聲器之間的不期望的波瓣效應(yīng)可以通過(guò)在發(fā)送信號(hào)到揚(yáng)聲器102、104、106、108之前解相關(guān)該高頻部分來(lái)被減少或者消除.

圖10是示例的一般性解相關(guān)度量生成器1048和解相關(guān)引擎1050的框圖，其接收m個(gè)音頻通道1026-1、10262、1026-m的高頻部分，并產(chǎn)生m個(gè)解相關(guān)的中間通道信號(hào)1052-1、10522、1052-m.應(yīng)理解，在m＝2的情況下的解相關(guān)度量生成器1048和解相關(guān)引擎1050可以被結(jié)合到如圖9所述的設(shè)備900內(nèi).

解相關(guān)引擎1050可以使各音頻通道1026的各高頻部分通過(guò)一連串n個(gè)全通濾波器1072-1、1072-2、1072-n，并產(chǎn)生解相關(guān)的中間通道信號(hào)1052。全通濾波器是如下這樣的信號(hào)處理濾波器，其使全部頻率以相等的增益通過(guò)，但通過(guò)作為頻率的函數(shù)改變其相位偏移來(lái)改變不同頻率間的相位關(guān)系.

全通濾波器是具有相等數(shù)量的輸入和輸出的線性的、非時(shí)變的、因果的數(shù)字濾波器，其在Z域中的傳遞函數(shù)可以被表示為：

全通濾波器可以通過(guò)優(yōu)化下述參數(shù)而被配置：

f_LP低通濾波器的截止頻率

n_LP低通濾波器的階數(shù)

f_HP高通濾波器的截止頻率

n_HP高通濾波器的階數(shù)

N_AP全通濾波器的一般數(shù)量

APf_start全通濾波器的頻譜中的一般起始點(diǎn)

APf_stop全通濾波器的頻譜中的一般截止點(diǎn)

APf_n，m用于n個(gè)揚(yáng)聲器和m個(gè)音頻通道的全通濾波器的頻率

APQ_n，m所有全通濾波器的質(zhì)量因子(Q)

全通濾波器被計(jì)算為：

其中，

f₀是濾波器的中心頻率

Q是濾波器的質(zhì)量因子(Q)

f_s是采樣頻率

B₁＝1-alpha

B₂＝-2cos(w₀)

B₃＝1+alpha

A是B的逆：

A₁＝B₃

A₂＝B₂

A₃＝B₁

A和B可用于計(jì)算全通濾波器的傳遞函數(shù)。

解相關(guān)引擎1050可以包括系數(shù)計(jì)算器1080以執(zhí)行用于全通濾波器的系數(shù)的計(jì)算.如圖中所表示的，可以利用矩陣數(shù)學(xué)運(yùn)算執(zhí)行所述計(jì)算.用于處理單個(gè)音頻通道的n個(gè)全通濾波器中的每個(gè)全通濾波器的系數(shù)可以對(duì)于m個(gè)音頻通道被表示為矢量A[1]到A[m]。通道鏈中的每個(gè)全通濾波器可以被配置有選擇為按照級(jí)聯(lián)電路1082-1、1082-2、1082-m分布的矢量的元素.

應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)設(shè)備中的揚(yáng)聲器的數(shù)量大于音頻通道的數(shù)量時(shí)，可期望創(chuàng)建部分或全部的解相關(guān)中間通道信號(hào)的解相關(guān)版本，以使得如對(duì)于圖9所示實(shí)施例所描述的那樣通過(guò)多于一個(gè)的揚(yáng)聲器再現(xiàn)音頻通道的聲學(xué)相似的高頻部分.

解相關(guān)引擎1050可以接收來(lái)自解相關(guān)度量生成器1048的通道解相關(guān)度量信號(hào)1046，其指示通道間所需的解相關(guān)的量。通道解相關(guān)度量信號(hào)1046可以被用于全通濾波器的系數(shù)的計(jì)算.

圖10中示出的示例解相關(guān)度量生成器1048形成音頻通道1026-1、1026-2、1026-m的全部高頻部分的和1030和差1032.所述和1030與差1032隨后相乘1034.乘積被并行發(fā)送到m個(gè)延遲線1036-1、1036-2、1036-m。該乘積和m個(gè)延遲的乘積被求和1038，以產(chǎn)生通道解相關(guān)度量信號(hào)1046.在一個(gè)實(shí)施例中，兩個(gè)通道中的同相內(nèi)容產(chǎn)生相關(guān)系數(shù)1.0，而相同頻率的完全反相的正弦波得到0.諸如非相關(guān)噪聲的輸入解相關(guān)內(nèi)容將隨著時(shí)間上下變動(dòng).

可以使用其他函數(shù)，例如逆自相關(guān)函數(shù)(inverse autocorrelation function，IACF)式，產(chǎn)生通道解相關(guān)度量信號(hào)：

所述通道解相關(guān)度量信號(hào)可以是任何如下的度量，該度量表達(dá)每個(gè)通道的內(nèi)容在給定時(shí)刻相對(duì)于每個(gè)其它通道的內(nèi)容如何獨(dú)特.例如，在立體聲場(chǎng)景中，信號(hào)的“立體聲特性”對(duì)于單聲內(nèi)容是“根本沒有”，而對(duì)于每個(gè)通道中完全不相關(guān)的內(nèi)容是“非常大”.通道解相關(guān)度量的目的是通知系數(shù)計(jì)算器1080的解相關(guān)算法在給定時(shí)間需要多少解相關(guān).

盡管在附圖中描述并示出了某些示例的實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)理解這些實(shí)施例僅僅是示意性的，而非限制本發(fā)明的范圍，并且由于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以想到多種不同的變型，因此本發(fā)明不限于所示和描述的特定的結(jié)構(gòu)和安排.例如，盡管實(shí)施例被描述為應(yīng)用于平板設(shè)備，這些實(shí)施例也可以被應(yīng)用于其他設(shè)備，例如蜂窩式電話或樞轉(zhuǎn)架上的電腦顯示器.作為另一個(gè)示例，每個(gè)所述揚(yáng)聲器組件均可包含若干個(gè)揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)元件，例如同軸揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器或緊鄰的低音單元/高音單元對(duì).因此，該描述可以看作是示例性的而非是限制性的。