专利名称：声音装置、改变声音特性的方法
技术领域：
本发明涉及一种声音装置和改变声音特性的方法。
背景技术：
传统上，即使在具有诸如汽车音频系统扬声器的多个输出声道的情况下，对于所述多个输出声道使用相同的校正电路的执行相同的校正操作，然后将音频信号发送到多个扬声器，并且输出声音。
但是，在具有扬声器的声音装置中，存在可以校正每个发送路径的延迟时间的声音装置(例如，参见日本公开专利申请第2000-217197)。
在如上所述构造的传统技术的情况下，存在一个问题，即，即使在来自具有良好低频再现能力的扬声器(诸如在大口径扬声器的情况下)的输出中没有发生失真，也由校正电路来执行诸如去除低频声音的校正操作。而且，当使用适合于具有良好再现能力的扬声器的校正电路的时候，存在一个问题，即，不执行有效地去除诸如小口径扬声器的具有较差的低频再现能力的扬声器中的低频声音的校正操作，而输出变得失真。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种声音装置，其即使在存在多个不同种类的扬声器时，也能够从每个扬声器输出适当的声音和声场。
(1)本发明的上述目的可以通过包括用于接收音频信号和输出声音的输出器件的声音装置来实现，所述声音装置包括校正器件，校正输入到每个输出器件的音频信号；校正特性设置器件，根据每个输出器件的再现能力来设置每个输出器件的校正特性；并且其中所述校正器件根据设置的校正特性来校正音频信号。
按照本发明，有可能按照每个扬声器的再现能力来独立地校正发送到扬声器的音频信号，因此即使在具有多个扬声器的汽车音频系统的情况下，它对使得有可能获得最佳声音输出和最佳声场也是有效的。
(2)在本发明的一个方面，在声音装置中，校正特性设置器件根据从输出器件输出的声音的音量来设置校正特性。
按照本发明，当来自扬声器的音量电平大于按照扬声器的低频再现能力预先设置的电平时，对发送到扬声器的音频信号执行校正，并且因为只有当可以期望校正结果时才执行校正，因此它对使得有可能获得最佳声音输出是有效的。
(3)在本发明的另一个方面，在声音装置中，校正特性设置器件从输入到输出器件的音频信号中检测要执行校正处理的校正频率范围的电平，并且根据所检测的校正频率范围的电平来设置校正特性。
按照本发明，有可能按照扬声器的低频再现能力来执行校正操作。
(4)在本发明的另一个方面，在声音装置中，输出器件的再现能力是低频再现能力。
按照本发明，即使扬声器具有较差的低频再现能力，也有可能执行校正操作。
(5)在本发明的另一个方面，在声音装置中，校正器件包括减法电路，使用具有该校正特性的低通滤波器。
按照本发明，通过使用简单的操作电路，有可能获得更好的声音输出。
(6)在本发明的另一个方面，在声音装置中，校正器件包括具有该校正特性的高通滤波器。
按照本发明，通过使用简单的操作电路，有可能获得更好的声音输出。
(7)在本发明的另一个方面，声音装置包括多个输出器件，其中校正器件和校正特性设置器件包括位于每个输出器件中，按照本发明，有可能提供一种声音装置，即使在存在多个不同种类的扬声器时，也能够从每个扬声器输出最佳声音和最佳声场。
(8)本发明的上述目的是一种声音装置，用于改变输入音频信号的特性，并且向第一和第二输出器件输出已改变的音频信号，包括第一检测器件，检测用于调节音频信号的音量的音量调节器件的调节值；分配器件，将音频信号划分并分配到第一和第二输出器件；存储器件，按照第一输出器件的再现能力来存储第一数据，并且按照第二输出器件的再现能力来存储第二数据；第一改变器件，根据第一数据来改变分配到第一输出器件的第一音频信号的频率特性；第二改变器件，根据第二数据来改变分配到第二输出器件的第二音频信号的频率特性；控制器件，执行控制，以在音量调节器件的调节值大于第一调节值时，操作第一和第二改变器件。
按照本发明，有可能按照每个扬声器的再现能力来独立地校正发送到扬声器的音频信号，因此即使在存在诸如在汽车音频系统中的多个扬声器的时候，也有可能获得最佳的声音输出和最佳的声场。
(9)在本发明的一个方面，在声音装置中，控制器件如下执行控制当音量调节器件的调节值小于第一调节值时，不操作第一和第二改变器件；而当音量调节器件的调节值大于第一调节值时，操作第一和第二改变器件。
按照本发明，只有当可以预期校正效果时才执行校正处理，因此有可能获得更好的声音输出。
(10)本发明的上述目的是一种声音装置，用于改变输入音频信号的特性，并且向第一和第二输出器件输出改变的音频信号，包括第二检测器件，检测音频信号的指定频带宽度的信号电平；分配器件，将音频信号划分并分配到第一和第二输出器件；存储器件，按照第一输出器件的再现能力来存储第一数据，并且按照第二输出器件的再现能力来存储第二数据；第一改变器件，根据第一数据来改变分配到第一输出器件的第一音频信号的频率特性；第二改变器件，根据第二数据来改变分配到第二输出器件的第二音频信号的频率特性；控制器件，执行控制，以在音量调节器件的调节值大于第一调节值时操作第一和第二改变器件。
按照本发明，有可能按照每个扬声器的再现能力来独立地校正发送到扬声器的音频信号，因此即使在存在诸如在汽车音频系统中的多个扬声器的时候，也有可能获得最佳的声音输出和最佳的声场。
(11)在本发明的一个方面，声音装置包括第一检测器件，检测用于调节音频信号的音量的音量调节器件的调节值，其中控制器件执行控制，以在音量调节器件的调节值大于第一调节值，并且信号电平大于第一指定值时操作第一和第二改变器件。
按照本发明，只有当来自扬声器的音量电平大于按照该扬声器的低频再现能力预先设置的电平时，才执行对发送到扬声器的音频信号的校正，因此，只有当可以预期校正效果时才执行校正处理，因此有可能获得更好的声音输出。
(12)在本发明的另一个方面，在声音装置中，控制器件执行控制，诸如当音量调节器件的调节值小于第一调节值时、或当信号电平小于第一指定值时，不操作第一和第二改变器件。
按照本发明，只有当来自扬声器的音量电平大于按照该扬声器的低频再现能力预先设置的电平时，才执行对发送到扬声器的音频信号的校正，因此只有当可以预期校正效果时才执行校正处理，因此有可能获得更好的声音输出。
(13)在本发明的另一个方面，声音装置包括第一检测器件，检测用于调节音频信号的音量的音量调节器件的调节值；其中存储器件还按照第一和第二数据来存储第二和第三调节值；其中控制器件执行控制，以便在信号电平大于第一指定值，并且音量调节器件的调节值大于第二调节值时，操作第一改变器件，并且当信号电平大于第一指定值，并且音量调节器件的调节值大于第三调节值时，操作第二改变器件。
按照本发明，有可能提供一种声音装置，能够即使在存在多个不同种类的扬声器时，也从每个扬声器输出最佳的声音和最佳的声场。
(14)在本发明的另一个方面，在声音装置中，控制器件执行控制，以便当信号电平小于第一指定值时，不操作第一和第二改变器件。
按照本发明，只有当来自扬声器的音量电平大于按照该扬声器的低频再现能力预先设置的电平的时候，才执行对发送到该扬声器的音频信号的校正，因此只有当可以预期校正效果时才执行校正处理，因此有可能获得更好的声音输出。
(15)在本发明的另一个方面，在声音装置中，第二调节值是根据第一输出器件的低频再现能力设置的音量调节器件的调节值，第三调节值是根据第二输出器件的低频再现能力设置的音量调节器件的调节值。
按照本发明，有可能提供一种声音装置，能够即使在存在多个不同种类的扬声器的时候，也从每个扬声器输出最佳的声音和最佳的声场。
(16)在本发明的另一个方面，在声音装置中，指定的频带宽度是小于第一指定频率的低频带宽，第一数据是根据第一输出器件的低频再现能力设置的第一低频去除特性，第二数据是根据第二输出器件的低频再现能力设置的第二低频去除特性，第一改变器件是根据第一低频去除特性去除低频的第一低频去除器件，第二改变器件是根据第二低频去除特性来去除低频的第二低频去除器件。
按照本发明，有可能按照扬声器低频再现能力来执行校正操作。
(17)在本发明的另一个方面，在声音装置中，第一和第二改变器件每个分别使用具有基于第一和第二数据的频率特性的低通滤波器。
按照本发明，通过使用简单的操作电路，有可能获得更好的声音输出。
(18)在本发明的另一个方面，在声音装置中，存储器件通过在将典型噪声输入到第一输出器件时收集来自第一输出器件的输出，来检测第一输出器件的低频再现能力，并且存储根据第一输出器件的低频再现能力得到的第一数据；并且所述存储器件通过在将典型噪声输入到第二输出器件时收集来自第二输出器件的输出，来检测第二输出器件的低频再现能力，并且存储根据第二输出器件的低频再现能力得到的第二数据。
按照本发明，有可能提供一种声音装置，即使在存在多个不同种类的扬声器时，也能够输出最佳的声音和最佳的声场。
(19)本发明的上述目的是一种声音特性改变方法，用于改变输入音频信号的特性，并且向第一和第二输出处理输出已改变的音频信号，包括第一检测处理，检测用于调节音频信号的音量的音量调节处理的调节值；第二检测处理，检测音频信号的指定频带宽度的信号电平；分配处理，将音频信号划分并分配到第一和第二输出处理；改变处理，当音量调节处理的调节值大于第一调节值并且信号电平大于第一指定值的时候，根据按照第一输出处理的低频再现能力设置的第一数据来改变分配到第一输出处理的第一音频信号的频率特性，以及根据按照第二输出处理的低频再现能力设置的第二数据来改变分配到第二输出处理的第二音频信号的频率特性。
按照本发明，有可能按照每个扬声器的再现能力独立地校正发送到扬声器的音频信号，因此即使在存在诸如在汽车音频系统中的多个扬声器时，也有可能获得最佳的声音输出和最佳的声场。
(20)本发明的上述目的是一种声音特性改变方法，用于改变输入音频信号的特性，并且向第一和第二输出处理输出已改变的音频信号，包括第一检测处理，检测用于调节音频信号的音量的音量调节处理的调节值；第二检测处理，检测音频信号的小于第一指定频带宽度的低频带宽的信号电平；分配处理，将音频信号划分并分配到第一和第二输出处理；第一改变处理，当音量调节处理的调节值大于第一调节值的时候，根据按照第一输出处理的低频再现能力设置的第一数据来改变分配到第一输出处理的第一音频信号的频率特性；第二改变处理，当音量调节处理的调节值大于第三调节值并且信号电平大于第一指定值的时候，根据按照第二输出处理的低频再现能力设置的第二数据来改变分配到第二输出处理的第二音频信号的频率特性。
按照本发明，有可能按照每个扬声器的再现能力来独立地校正发送到扬声器的音频信号，因此即使在存在诸如在汽车音频系统中的多个扬声器的时候，也有可能获得最佳的声音输出和最佳的声场。
图1是声音校正系统的方框图；图2是说明LPF校正特性的图；图3A-3C是在声音校正装置的每个位置的标准化信号电平的图；图4是低频再现能力判断处理的流程图；图5是本发明的第一实施例的校正特性设置处理的流程图；图6是本发明的第二实施例的校正特性设置处理的流程图；具体实施方式
现在参照附图来说明本发明的优选实施例。
(第一实施例)图1是用于说明声音校正装置的声音校正系统方框图。为了简化说明，图1仅仅示出了一个声道。
所述声音校正系统包括校正装置1；音量调节单元2和3，作为音量调节器件的示例，用于调节音频信号的音量；扬声器4和5，作为第一和第二输出器件的示例；控制单元6，作为第一检测器件和控制器件的示例；存储器7，作为存储器件的示例。
校正装置1包括例如DSPIC(数字信号处理集成电路)，改变输入音频信号的特性，然后向第一和第二输出器件输出被改变的音频信号。而且，校正装置1包括输入单元100，对其输入音频信号；低频信号电平检测用的LPF(低通滤波器)101；低频信号电平检测102，作为第二检测器件的示例；分支点103，作为划分器件的示例；校正单元110和120，作为第一和第二改变器件或者第一和第二低频去除器件的示例。
输入单元100向低频信号电平检测用的LPF 101和处理电路104输出输入音频信号。
处理电路104是对从输入单元100输入的音频信号执行诸如圆度(roundness)和音调处理的常规处理的电路。
已经由处理电路104对其执行了诸如圆度和音调处理的常规处理的输入音频信号被输入到分支点103，并且它将输入音频信号划分并将其分配到位于每个扬声器4、5中的校正单元110、120。
校正单元110、120基于对于每个扬声器在存储器中存储的第一和第二数据，根据来自控制单元6的指令校正被分配的音频信号，并且将结果输出到音量调节单元2、3。校正单元110、120分别包括LPF 111、121和操作电路112、122；并且扬声器4、5包括按照它们各自的再现能力的低截止(low-cut)滤波器。而且，第一和第二数据是例如按照扬声器的低频再现能力对于每个扬声器设置的低频去除特性，并且在校正单元具有低通滤波器的情况下，所述数据指示低通滤波器的截止频率。当校正单元使用低通滤波器和操作电路来以这种方式形成低截止滤波器的时候，仅仅对于音频信号要被校正的部分，或换句话说，在低频范围内的部分执行信号处理，而音频信号不要被校正的中频和高频范围内的部分不被处理，而是直接被输出，因此有可能防止由于校正处理而在音频信号的中频和高频范围内产生噪音。
在处理电路104对其执行了诸如圆度和音调处理的常规处理的信号中，低频信号电平检测用的LPF 101提取低于指定频率(例如低于200Hz)的低频范围内的信号电平，并且将其发送到低频信号电平检测102。
低频信号电平检测用的LPF 101检测被发送的低频信号电平，并且确定是否所述信号电平是否大于预先确定的电平(第一指定值)，并且向控制单元6输出判断结果。检测常规处理过的输入音频信号在低频范围内的信号电平的原因是，当低频范围内的信号电平最小时，要在后面说明的扬声器的低频再现能力不成问题，因此不必执行校正。
音量调节单元2、3位于每个输出器件中。而且，音量调节单元2、3被连接并一起操作，并且它们按照由用户设置的调节值调节各个音频信号的音量，并且将信号输出到扬声器4、5。
扬声器4、5分别输出已经被音量调节单元2、3调节的音频信号。
存储器7存储来自音量调节单元2、3的作为用于校正单元110、120的操作的参考值的调节值来作为第一调节值，并且存储作为用于校正单元110、120的操作的参考值的输入音频信号指定低频范围的信号电平来作为第一指定数据，而且存储用于校正单元110、120的操作的第一和第二数据(第一和第二低频去除特性)，并且将其与每个相应的扬声器相关联。换句话说，存储器7存储用于由校正单元110、120的LPF 111、121校正音频信号所需要的数据。
控制单元6控制所有这些单元的操作。而且，根据由低频信号电平检测102检测的信号电平、音量调节单元2、3的调节值以及第一调节值和第一指定值、或存储在存储器中的第一和第二数据，控制单元6具体控制是否操作校正单元110、120和执行何种操作。
作为由控制单元6进行的控制的示例，它检测音量调节单元2、3的调节值是否大于第一调节值，并且当所述值小于第一调节值时，它不操作校正单元110、120，但是当所述值大于第一调节值时，它操作校正单元110、120。作为另一个示例，将关于由低频信号电平检测102检测的音频信号的指定频率范围的信号电平是否大于第一指定值的确定结果输入到控制单元6，并且当它小于第一指定值时，控制单元6不操作校正单元110、120，但是当它大于第一指定值时，它操作校正单元110、120。而且将关于由低频信号电平检测102检测出的音频信号的指定频率范围的信号电平是否大于第一指定值的确定结果输入到控制单元6，并且它检测音量调节单元2、3的调节值是否大于第一调节值，并且当任意一个检测结果小于第一调节值1或第一指定值时，控制单元6不操作校正单元110、120，但是当两个检测结果都大于第一调节值和第一指定值时，则控制单元6操作校正单元110、120。
上述的处理电路104位于输入单元100和分支点103之间；但是，也有可能没有处理电路104。
将输入音频信号从输入单元100输入到处理电路104，处理电路104执行诸如圆度或音调处理的常规处理。随后将输入音频信号输出到低频信号电平检测用的LPF 101和分支点103。
在分支点103，将输入音频信号划分并分配到扬声器4、5的校正单元110、120。
由各个校正单元110、120，按照来自控制单元6的指令，根据存储在每个扬声器的存储器中的第一和第二数据(第一和第二低频去除特性)，来校正被划分并分配的音频信号的频率特性，然后从校正装置1输出。
由音量调节单元2、3按照由用户设置的调节值调节从校正装置1输出的音频信号的音量电平，然后输出到扬声器4、5。
图2是示出为LPF 111、113设置的频率特性(校正特性)的示例的图。
在这个示例中，在每个校正特性之间的间隔是八音度的1/3。校正特性1是截止频率为200Hz的特性，校正特性2是截止频率为160Hz的特性，校正特性3是截止频率为125Hz的特性，校正特性4是截止频率为100Hz的特性，校正特性5是截止频率为80Hz的特性，校正特性0不执行校正，其特性是平坦的，并且其电平是-∞。但是，在所述频率特性和确定频率之间的间隔不限于上述的那些，并且可以被适当地设置。由后述的低频再现能力判断处理和校正特性设置处理根据扬声器的低频再现能力来确定为LPF 111、121设置的频率特性。
由低频再现能力判断处理根据扬声器的低频再现能力为每个扬声器设置一个截止频率fc，并且按照所设置的截止频率fc来从校正特性1-5或校正特性0中设置校正特性。分别为LPF 111、121设置所设置的校正特性。每个截止频率对应于相应的扬声器，并且存储在存储器7中。
图3A-图3C是示出了在声音校正装置中的每个位置的标准化信号电平的图。
图3A是由分支点3划分并在图1的位置点A被执行常规处理的被划分音频信号的被划分信号电平的标准化图。图3B是由LPF 111从在图1的位置点B的被划分的音频信号中提取的低频范围的相减信号电平的标准化图。图3C是被操作的音频信号的校正信号电平的标准化图，所述校正信号电平的特性在图1的位置点C被操作电路112校正。图3C的标准化图示出了已经从仅仅执行了常规处理的信号电平(见图3A)中减去由LPF 111提取的信号电平(见图3B)之后的信号电平。以类似的方式来设置LPF 121的校正特性。
接着，使用图4所示的流程图来说明低频再现能力判断处理。这是根据存储器7中记录的程序，在控制单元6的控制下执行的处理的流程图。现在说明确定扬声器4的低频再现能力然后设置LPF 111的截止频率fc的步骤。
首先，在多个扬声器中，典型噪音被输入到一个扬声器4，并且使用麦克风(图中未示出)来收集从扬声器4输出的声音，作为声音数据(步骤S1)。
接着，计算所收集的声音数据在中频和高频范围(例如高于200Hz)内的信号的平均电平，作为平均中频/高频信号电平Lmh(步骤S2)。
接着，将第一比较低频范围flow设置为100Hz(步骤S3)。将以频率100Hz为中心的、具有八音度的1/3的宽度的频率范围的平均电平与所计算的平均中频/高频信号电平Lmh相比较，并且判断低频再现能力。
在后述操作中，对于每个1/3的八音度，这个比较低频范围flow从100Hz向80Hz、63Hz、50Hz和40Hz逐渐降低，并且判断低频再现能力。
而且，确定当前的比较低频范围flow是否小于最后的比较低频范围，即40Hz(步骤S4)。当当前比较低频范围flow大于最后的比较低频范围40Hz时(步骤S4否)，将比较低频范围flow的电平Llow与在步骤S2计算的平均中频/高频信号电平Lmh相比较以确定平均中频/高频信号电平Lmh是否比比较低频范围flow的电平Llow大6dB或更多(步骤S5)。
另一方面，当在步骤S4的判断结果是比较低频范围flow小于最后的比较低频范围40Hz时(步骤S4是)，则可以确定扬声器4能够适当再现直到40Hz或更少的低频再现能力，因此不能设置截止频率fc。换句话说，在后述的校正特性设置处理中，为LPF 111设置图2所示的校正特性0，而图1中的箭头B指示的在LPF 111的信号不存在，并且只有被执行常规处理的、箭头A所指示的声音信号通过音量调节单元2，并且从扬声器4作为声音输出。此时，不经设置而将截止频率fc存储在存储器7中。
当步骤S5的判断结果是平均中频/高频信号电平Lmh不比比较低频范围flow的电平Llow大6dB或更多(步骤S5否)，则扬声器4能够适当再现直到这个比较低频范围flow的低频再现能力，因此比较低频范围flow被降低另一个1/3八音度，并且处理返回步骤S4，再次对下一个比较低频范围flow执行再现能力判断(步骤S6)。
另一方面，当平均中频/高频信号电平Lmh比比较低频范围flow的电平Llow大6dB或更多时(步骤S5是)，则将比比较低频范围flow低1/3八音度的频率范围flow-1/3的电平Llow-1/3与平均中频/高频信号电平Lmh相比较，以确定平均中频/高频信号电平Lmh是否比低于比较低频范围flow1/3八音度的频率范围flow-1/3的电平Llow-1/3大8dB或更多(步骤S7)。
当比较低频范围flow是100Hz时，比比较低频范围flow低1/3八音度的频率范围flow-1/3是80Hz，因此在此，将例如以频率80Hz为中心、宽度为1/3八音度的频率范围的平均电平Llow-1/3与平均中频/高频信号电平Lmh相比较。
而且，当判断的结果是平均中频/高频信号电平Lmh比低于比较低频范围flow1/3八音度的频率范围flow-1/3的电平Llow-1/3大8dB或更多时(步骤S7是)，将比比较低频范围flow高一个八音度的频率设置为为LPF 111设置的截止频率fc，并且存储在存储器7中(步骤S8)，处理结束。例如，当比较低频范围flow是100Hz时，高一个八音度的频率、即200Hz变为截止频率fc。
但是，当平均中频/高频信号电平Lmh不比低于比较低频范围flow1/3八音度的频率范围flow-1/3的电平Llow-1/3大8dB或更多时(步骤S7否)，扬声器4仍然具有低频再现能力，因此将比较低频范围flow进一步降低1/3八音度，并且处理返回步骤S4，再次对下一个比较低频范围flow执行再现能力判断(步骤S6)。
比较低频范围flow以这种方式从步骤S3设置的100Hz每次降低1/3八音度而逐渐降低到80Hz、63Hz、50Hz和40Hz时，判断低频再现能力，并且将截止频率fc设置为200Hz、160Hz、125Hz、100Hz或8Hz，将那个值或对于当足以在低频再现时的截止频率fc存储在存储器7中。
根据LPF 111的截止频率fc来为LPF 111设置校正特性，这是通过上述的操作而获得的校正所必需的数据。
在步骤S3，取第一比较低频范围flow为100Hz，并且当具有低频再现能力时，将比较低频范围flow一次1/3八音度地逐渐降低，但是，第一比较低频范围flow不限于100Hz，当具有低频再现能力时，最后的比较低频范围flow不限于40Hz，并且第一比较低频范围flow的降低宽度不限于每次1/3八音度，而可以适当地设置。
而且，在步骤S7中，将平均中频/高频信号电平Lmh与比第一比较低频范围flow还低1/3八音度的频率范围flow-1/3的电平Llow-1/3相比较，但是不限于此，有可能将平均中频/高频信号电平Lmh与比第一比较低频范围flow还低1/4八音度的频率范围flow-1/4的电平Llow-1/4相比较，或者将平均中频/高频信号电平Lmh与比第一比较低频范围flow还低1/2八音度的频率范围flow-1/2的电平Llow-1/2相比较。
而且，在步骤S7中判断用的阈值和在步骤S5中判断用的阈值是6dB和8dB的电平差，但是它们不限于这些。
而且，在步骤S8中，取比比较低频范围flow高一个八音度的频率作为截止频率fc，但是它不限于一个八音度。
以相同的步骤，按照扬声器5的低频再现能力，来设置LPF 121的截止频率fc，并且将其存储在存储器7中。
接着，根据对于图5所示的校正特性设置处理的流程图来说明为LPF设置校正特性的处理。这是根据在存储器7中记录的程序，在控制单元6的控制下执行的处理的流程图。
首先，低频信号电平检测102确定输入音频信号的低频信号电平是否大于预先设置的第一指定值，所述第一指定值是阈值(例如，从可以由包括DSPIC的校正装置1处理的范围的最大值直到-12dB的范围)。
当判断结果是低频信号电平大于第一指定值时(步骤S11是)，确定调节当前输出的音量电平的音量调节单元的调节值是否大于预先设置的第一调节值，这是阈值(例如，从音量的最大值直到-20dB的范围)(步骤S12)。另一方面，当低频信号电平小于第一指定值时(步骤S11，否)，为LPF 111设置校正特性0，操作结束。在对LPF器件设置校正特性0的情况下，不执行校正。当低频信号电平低时，低频再现能力不是问题，因此不必执行校正。
在步骤S12的判断中，当调节音量电平的音量调节单元的调节值小于第一调节值时(步骤S12否)，为LPF 111设置图2所示的校正特性0，并且操作结束(步骤S23)。但是，当调节音量电平的音量调节单元的调节值大于第一调节值时(步骤S12是)，则确定由低频再现能力判断处理根据在存储器7中存储的数据设置的截止频率fc是否为200Hz(步骤S13)。
当判断结果为截止频率fc是200Hz时(步骤S13是)，为LPF 111设置图2所示的校正特性1，并且操作结束(步骤S14)，但是，当截止频率fc不是200Hz时(步骤S13否)，则确定由低频再现能力判断处理根据在存储器7中存储的数据设置的截止频率fc是否为160Hz(步骤S15)。
当判断结果为截止频率fc是160Hz时(步骤S15是)，为LPF 111设置图2所示的校正特性2，并且操作结束(步骤S16)，但是，当截止频率不是160Hz时(步骤S15否)，则确定由低频再现能力判断处理根据在存储器7中存储的数据设置的截止频率fc是否为125Hz(步骤S17)。
当判断结果为截止频率fc是125Hz(步骤S17是)时，为LPF 111设置图2所示的校正特性3，并且操作结束(步骤S18)，但是，当截止频率不是125Hz时(步骤S17否)，确定由低频再现能力判断处理根据在存储器7中存储的数据设置的截止频率fc是否为100Hz(步骤S19)。
当判断结果为截止频率fc是100Hz(步骤S19是)时，为LPF 111设置图2所示的校正特性4，并且操作结束(步骤S20)，但是，当截止频率不是100Hz时(步骤S19否)，确定由低频再现能力判断处理根据在存储器7中存储的数据设置的截止频率fc是否为80Hz(步骤S21)。
当判断结果为截止频率fc是80Hz(步骤S21是)时，为LPF 111设置图2所示的校正特性5，并且操作结束(步骤S22)。但是，当截止频率不是80Hz时，或换句话说，当具有足够的低频再现能力、在存储器7中存储了没有设置截止频率fc的事实时(步骤S21否)，则对LPF 111设置图2所示的校正特性0，并且操作结束(步骤S23)。即，因为图1中的由箭头B所指示的信号不存在，因此只有被执行了常规处理的由箭头A指示的信号通过音量调节单元2并且输出。
上述的操作总是以指定的间隔重复执行，因为即使音量不改变，音频信号也总是改变。但是，作为修改，有可能以指定的定时执行操作，例如当歌曲改变时、当选择电台时、当转换来源时或当改变音量时。
上述操作全部根据来自控制单元6的控制来执行。以类似的过程来设置LPF 121的校正特性。
在上述的第一实施例中，有可能按照扬声器的再现能力独立地校正发送到扬声器的音频信号，因此即使在具有多个扬声器的汽车音频系统的情况下，这对使得有可能获得最佳声音输出和最佳声场也是有效的。
而且，这对使得有可能按照每个扬声器的再现能力来获得最佳声音输出和最佳声场也是有效的。
(第二实施例)除了校正特性设置处理的操作、控制单元的控制和存储器中存储的数据之外，第二实施例与第一实施例相同，因此将省略类似结构的说明。
存储器7存储用于操作各校正单元110、120的第一和第二数据(第一和第二低频去除性能)，并且将所述数据与每个扬声器相关联；并且进一步存储作为用于操作校正单元110、120的参考值的、音量调节单元2、3的调节值作为第一调节值，存储作为用于操作校正单元110、120的参考值的、音量调节单元2、3的调节值作为第二和第三调节值，并且将它们与每个扬声器相关联；并且存储作为用于操作校正单元110、120的参考的、输入音频信号的指定低频范围的信号电平作为第一指定值。换句话说，存储器7存储校正单元110、120的LPF 111、121校正音频信号所需要的数据。
在这个实施例中，当在步骤S32中的判断为是，通过对扬声器4的低频再现能力判断而设置的截止频率fc是160Hz，并且音量调节单元2的调节值大于作为第二调节值的-18dB(步骤S36是)的时候，则为LPF 111设置校正特性2；当截止频率fc是125Hz，并且音量调节单元2的调节值大于作为第二调节值的-16dB(步骤S39是)的时候，为LPF 111设置校正特性3；当截止频率fc是100Hz，并且音量调节单元2的调节值大于作为第二调节值的-14dB(步骤S42是)的时候，为LPF 111设置校正特性4；当截止频率fc是80Hz，并且音量调节单元2的调节值大于作为第二调节值的-12dB(步骤S45是)的时候，为LPF 111设置校正特性5。
而且，类似地，当在步骤S32中的判断为是，通过对扬声器5的低频再现能力判断而设置的截止频率fc是160Hz，并且音量调节单元2的调节值大于作为第三调节值的-18dB(步骤S36是)的时候，则为LPF 121设置校正特性2；当截止频率fc是125Hz，并且音量调节单元2的调节值大于作为第三调节值的-16 dB(步骤S39是)的时候，为LPF 121设置校正特性3；当截止频率fc是100Hz，并且音量调节单元2的调节值大于作为第三调节值的-14dB(步骤S42是)的时候，为LPF 121设置校正特性4；当截止频率fc是80Hz，并且音量调节单元2的调节值大于作为第三调节值的-12dB(步骤S45是)的时候，为LPF 121设置校正特性5。
控制单元6控制整个声音校正系统的操作。而且，控制单元6根据由低频信号电平检测102检测的信号电平、音量调节单元2、3的调节值、第一到第三调节值、第一指定值和存储器中存储的第一和第二数据，特别控制是否操作校正单元110、120和执行何种操作。
作为由控制单元6进行的控制的示例，将关于由低频信号电平检测102检测的音频信号的指定频率范围的信号电平是否大于第一指定值的检测结果输入到控制单元6，并且检测音量调节单元2的调节值是否大于第二调节值和音量调节单元3的调节值是否大于第三调节值；当所述信号电平小于第一指定值时，控制单元6不操作校正单元110、120；当所述信号电平大于第一指定值，并且音量调节单元2的调节值大于第二调节值时，控制单元操作校正单元110；而当所述信号电平大于第一指定值，并且音量调节单元3的调节值大于第三调节值时，控制单元6操作校正单元120。
在设置LPF的校正特性时，第二实施例的操作考虑了与所设置的校正特性相对应的音量电平。
接着，使用图6所示的校正特性设置处理的流程图来说明第二实施例的校正特性设置处理的操作。这个流程图示出了根据存储器7中存储的程序在控制单元6的控制下执行的处理。
首先，低频信号电平检测102确定输入音频信号的低频信号电平是否大于第一指定值(例如，从DSP满刻度(DSP full-scale)起-12dB)，所述第一指定值是预先设置的阈值(步骤S31)。
当低频信号电平大于第一指定值时(步骤S31是)，确定调节当前输出的音量电平的音量调节单元2的调节值是否大于第一调节值(例如作为音量值的-20dB)，所述第一调节值是预先设置的阈值(步骤S32)。
另一方面，当低频信号电平小于第一指定值时(步骤S31否)，为LPF 111设置图2所示的校正特性2，操作结束。在对LPF器件设置校正特性0的情况下，不执行校正。当低频信号电平小时，低频再现能力不成问题，因此不必执行校正。
在步骤S32的判断中，当调节音量电平的音量调节单元2的调节值小于第一调节值时(步骤S32否)，为LPF 111设置校正特性0，并且操作结束。在对LPF器件设置校正特性0的情况下，不执行校正。当音量电平小时，低频再现能力不成问题，因此不必执行校正。
另一方面，当调节音量电平的音量调节单元2的调节值大于第一调节值时(步骤S32是)，确定根据存储在存储器7中的数据通过低频再现能力判断处理而设置的截止频率fc是否为200Hz(步骤S33)。
当判断结果为截止频率fc是200Hz时(步骤S33是)，为LPF 111设置校正特性1，并且操作结束(步骤S34)，但是，当截止频率fc不是200Hz时(步骤S33否)，则确定根据在存储器7中存储的数据通过低频再现能力判断处理而设置的截止频率fc是否为160Hz(步骤S35)。
当判断结果为截止频率fc是160Hz时(步骤S35是)，确定调节音量电平的音量调节单元2的调节值是否大于作为第二调节值的-18dB(步骤S36)，并且当调节音量电平的音量调节单元2的调节值大于-18dB时(步骤S36是)，为LPF 111设置图2所示的校正特性2，并且操作结束(步骤S37)。
另一方面，当调节音量电平的音量调节单元2的调节值小于-18dB时(步骤S36否)，为LPF 111设置校正特性0，并且操作结束(步骤S47)。
而且，当截止频率不是160Hz时(步骤S35否)，确定根据存储器7中存储的数据通过低频再现能力判断处理而设置的截止频率fc是否为125Hz(步骤S38)。
当判断结果为截止频率fc是125Hz时(步骤S38是)，确定调节音量电平的音量调节单元2的调节值是否大于作为第二调节值的-16dB(步骤S39)，并且当音量电平大于-16dB时(步骤S39是)，为LPF 111设置图2所示的校正特性3，并且操作结束(步骤S40)。
另一方面，当调节音量电平的音量调节单元2的调节值小于-16dB时(步骤S39否)，为LPF 111设置校正特性0，并且操作结束(步骤S47)。
而且，当截止频率不是125Hz时(步骤S38否)，确定根据存储器7中存储的数据通过低频再现能力判断处理而设置的截止频率fc是否为100Hz(步骤S41)。
当判断结果为截止频率fc是100Hz时(步骤S41是)，确定调节音量电平的音量调节单元2的调节值是否大于作为第二调节值的-14dB(步骤S42)，并且当音量电平大于-14dB时(步骤S42是)，为LPF 111设置图2所示的校正特性4，并且操作结束(步骤S43)。
另一方面，当调节音量电平的音量调节单元2的调节值小于-14dB时(步骤S42否)，为LPF 111设置校正特性0，并且操作结束(步骤S47)。
而且，当截止频率不是100Hz时(步骤S41否)，确定根据存储器7中存储的数据通过低频再现能力判断处理而设置的截止频率fc是否为80Hz(步骤S44)。
当判断结果为截止频率fc是80Hz时(步骤S44是)，确定调节音量电平的音量调节单元2的调节值是否大于作为第二调节值的-12dB(步骤S45)，并且当音量电平大于-12dB时(步骤S45是)，为LPF 111设置图2所示的校正特性5，并且操作结束(步骤S46)。
另一方面，当调节音量电平的音量调节单元2的调节值小于-12dB时(步骤S45否)，为LPF 111设置校正特性0，并且操作结束(步骤S47)。
但是，当截止频率不是80Hz时，或换句话说，当具有足够的低频再现能力并且在存储器7中存储了没有设置截止频率fc的事实时(步骤S44否)，则对LPF 111设置图2所示的校正特性0，并且操作结束(步骤S47)。即，因为图1中的由箭头B所指示的信号不存在，因此只有被执行了常规处理的由箭头A指示的信号通过音量调节单元2并且输出。
上述的操作总是以指定的间隔重复执行，因为即使音量不改变音频信号也总是改变。但是，作为修改，有可能以指定的定时执行操作，例如当歌曲改变时、当选择电台时、当转换来源时或当改变音量时。
上述操作全部根据来自控制单元6的控制来执行。通过类似的过程来设置LPF 121的校正特性。
在上述的第二实施例中，有可能按照扬声器的再现能力独立地校正发送到扬声器的音频信号，因此即使在具有多个扬声器的汽车音频系统的情况下，这对使得有可能获得最佳声音输出和最佳声场也是有效的。
而且，这对使得有可能获得最佳声音输出和最佳声场而不影响扬声器的再现能力也是有效的。
而且，因为只有当来自扬声器的声音电平大于按照扬声器的低频再现能力预先设置的电平时，才校正发送到扬声器的音频信号，因此只有当期望校正效果的时候才执行校正处理，于是这对使得有可能获得更好的声音输出是有效的。
可以将上述声音校正装置的操作编程并由计算机执行。
权利要求
1.一种具有接收音频信号并输出声音的输出器件(4，5)的声音装置，包括校正器件(110，120)，校正输入到每个输出器件(4，5)中的音频信号；校正特性设置器件(6)，根据每个输出器件(4，5)的再现能力来设置每个输出器件(4，5)的校正特性；并且其中所述校正器件(110，120)根据所设置的校正特性来校正音频信号。
2.按照权利要求1的声音装置，其中，所述校正特性设置器件(6)根据从输出器件(4，5)输出的声音的音量来设置所述校正特性。
3.按照权利要求1的声音装置，其中，所述校正特性设置器件(6)从输入到所述输出器件(4，5)的音频信号中检测要执行校正处理的校正频率范围的电平，并且根据所检测的校正频率范围的电平来设置校正特性。
4.按照权利要求1的声音装置，其中，所述输出器件(4，5)的再现能力是低频再现能力。
5.按照权利要求4的声音装置，其中，所述校正器件(110，120)包括减法电路，使用具有所述校正特性的低通滤波器(111，121)。
6.按照权利要求4的声音装置，其中，所述校正器件包括具有所述校正特性的高通滤波器。
7.按照权利要求1的声音装置，包括多个输出器件(4，5)，其中所述校正器件(110，120)和所述校正特性设置器件(6)包括位于每个输出器件(4，5)中。
8.一种声音装置，用于改变输入音频信号的特性，并且向第一和第二输出器件(4，5)输出已改变的音频信号，包括第一检测器件，检测用于调节音频信号的音量的音量调节器件(2，3)的调节值；分配器件(103)，将音频信号划分并分配到所述第一和第二输出器件(4，5)；存储器件(7)，按照所述第一输出器件(4)的再现能力来存储第一数据，并且按照第二输出器件(5)的再现能力来存储第二数据；第一改变器件(110)，根据所述第一数据来改变分配到所述第一输出器件(4)的第一音频信号的频率特性；第二改变器件(120)，根据所述第二数据来改变分配到所述第二输出器件(5)的第二音频信号的频率特性；控制器件(6)，执行控制，以在所述音量调节器件(2，3)的调节值大于第一调节值时，操作第一和第二改变器件(120)。
9.按照权利要求8的声音装置，其中所述控制器件(6)如下执行控制当所述音量调节器件(2，3)的调节值小于所述第一调节值时，不操作所述第一和第二改变器件(110，120)；而当所述音量调节器件(2，3)的调节值大于所述第一调节值时，操作所述第一和第二改变器件(110，120)。
10.一种声音装置，用于改变输入音频信号的特性，并且向第一和第二输出器件(4，5)输出已改变的音频信号，包括第二检测器件(102)，检测音频信号的指定频带宽度的信号电平；分配器件(103)，将音频信号划分并分配到所述第一和第二输出器件(4，5)；存储器件(7)，按照所述第一输出器件(4)的再现能力来存储第一数据，并且按照所述第二输出器件(5)的再现能力来存储第二数据；第一改变器件(110)，根据第一数据来改变分配到所述第一输出器件(4)的第一音频信号的频率特性；第二改变器件(120)，根据第二数据来改变分配到所述第二输出器件(5)的第二音频信号的频率特性；控制器件(6)，执行控制，以在音量调节器件(2，3)的调节值大于第一调节值时，操作所述第一和第二改变器件(110，120)。
11.按照权利要求10的声音装置，包括第一检测器件(6)，检测用于调节音频信号的音量的音量调节器件(2，3)的调节值，其中所述控制器件(6)执行控制，以在所述音量调节器件(2，3)的调节值大于所述第一调节值，并且所述信号电平大于第一指定值时，操作所述第一和第二改变器件(120)。
12.按照权利要求11的声音装置，其中所述控制器件(6)执行控制，以在所述音量调节器件(2，3)的调节值小于所述第一调节值时，或当所述信号电平小于所述第一指定值时，不操作第一和第二改变器件(120)。
13.按照权利要求10的声音装置，包括第一检测器件(6)，检测用于调节音频信号的音量的音量调节器件(2，3)的调节值；其中所述存储器件(7)还按照所述第一和第二数据来存储第二和第三调节值；其中所述控制器件(6)执行控制，以便当所述信号电平大于所述第一指定值，并且所述音量调节器件(2)的调节值大于第二调节值时，操作所述第一改变器件(110)；而当所述信号电平大于所述第一指定值，并且所述音量调节器件(3)的调节值大于所述第三调节值时，操作所述第二改变器件(120)。
14.按照权利要求13的声音装置，其中所述控制器件(6)执行控制，以便当所述信号电平小于所述第一指定值时，不操作所述第一和第二改变器件(120)。
15.按照权利要求13的声音装置，其中所述第二调节值是根据第一输出器件(4)的低频再现能力设置的音量调节器件(2)的调节值，所述第三调节值是根据所述第二输出器件(5)的低频再现能力设置的音量调节器件(3)的调节值。
16.按照权利要求11的声音装置，其中所述指定的频带宽度是小于第一指定频率的低频带宽，所述第一数据是根据所述第一输出器件(4)的低频再现能力设置的第一低频去除特性，所述第二数据是根据所述第二输出器件(5)的低频再现能力设置的第二低频去除特性，所述第一改变器件(110)是根据所述第一低频去除特性去除低频的第一低频去除器件(110)，所述第二改变器件(120)是根据所述第二低频去除特性来去除低频的第二低频去除器件(120)。
17.按照权利要求8的声音装置，其中所述第一和第二改变器件(110，120)各自分别使用具有基于所述第一和第二数据的频率特性的低通滤波器(111，121)。
18.按照权利要求8的声音装置，其中所述存储器件(7)通过在将典型噪声输入到所述第一输出器件(4)时收集来自第一输出器件(4)的输出，来检测第一输出器件(4)的低频再现能力，并且存储根据所述第一输出器件(4)的低频再现能力得到的第一数据；并且所述存储器件(7)通过在将典型噪声输入到第二输出器件(5)时收集来自第二输出器件(5)的输出，来检测第二输出器件(5)的低频再现能力，并且存储根据第二输出器件(5)的低频再现能力得到的第二数据。
19.一种声音特性改变方法，用于改变输入音频信号的特性，并且向第一和第二输出处理(4，5)输出已改变的音频信号，包括第一检测处理(6)，检测用于调节音频信号的音量的音量调节处理(2，3)的调节值；第二检测处理(102)，检测音频信号的指定频带宽度的信号电平；分配处理(103)，将音频信号划分并分配到所述第一和第二输出处理(4，5)；改变处理(110，120)，当所述音量调节处理(2，3)的调节值大于第一调节值，并且所述信号电平大于第一指定值的时候，根据按照所述第一输出处理(4)的低频再现能力设置的第一数据来改变分配到所述第一输出处理(4)的第一音频信号的频率特性，并且，根据按照所述第二输出处理(5)的低频再现能力设置的第二数据来改变分配到所述第二输出处理(5)的第二音频信号的频率特性。
20.一种声音特性改变方法，用于改变输入音频信号的特性，并且向第一和第二输出处理(4，5)输出已改变的音频信号，包括第一检测处理(6)，检测用于调节音频信号的音量的音量调节处理(2，3)的调节值；第二检测处理(102)，检测音频信号的小于第一指定频带的低频带宽的信号电平；分配处理(103)，将音频信号划分并分配到第一和第二输出处理(4，5)；第一改变处理(110)，当所述音量调节处理(2)的调节值大于第二调节值的时候，根据按照所述第一输出处理(4)的低频再现能力设置的第一数据来改变分配到所述第一输出处理(4)的第一音频信号的频率特性；第二改变处理(120)，当所述音量调节处理(2)的调节值大于第三调节值，并且所述信号电平大于第一指定值的时候，根据按照所述第二输出处理(5)的低频再现能力设置的第二数据来改变分配到所述第二输出处理(5)的第二音频信号的频率特性。
全文摘要
本发明是一种声音装置，其具有多个不同种类的扬声器，并独立地对每个扬声器的声音信号执行校正，以获得最佳声音和声场。这个声音装置具有接收音频信号并输出声音的输出器件(4，5)，并且包括校正器件，校正输入到每个输出器件(4，5)的音频信号；校正特性设置器件(6)，为每个输出器件(4，5)设置校正特性；并且其中校正器件根据所设置的校正特性来校正音频信号。
文档编号H04S7/00GK1512823SQ200310124739
公开日2004年7月14日 申请日期2003年12月26日 优先权日2002年12月26日
发明者岩崎明, 古信百年, 年 申请人:日本先锋公司