专利名称：：电平相关的低音管理的制作方法
技术领域：
：本发明大体上涉及信息处理领域，更具体地涉及用于4是供低音信号的电平相关的管理的系统和方法。
背景技术：
：图l描述了实例"非理想，，扬声器的和"理想"扬声器的幅度频率响应100。"理想"扬声器("扬声器，，)的频率响应线102具有跨越人类听觉(大体可接受的为从20Hz到20kHz)的整个范围的平坦的频率响应。少凄t高端扬声器的频率响应4妄近获纟寻平坦频率响应102的目标。但是，低端至中端的扬声器的频率响应没有接近理想的平坦响应。包括所有^f氐端至中端的扬声器的大多实际的扬声器的频率响应在人类听觉范围的几个频率范围内偏离了平坦响应。频率响应曲线104表示了一个实例(非^里想扬声器)的频率响应。对理想平坦频率响应曲线102的最明显的偏离几乎总是在4氐频，这正巧也是人类最容易发觉非平坦、衰减的频率响应的地方。多数用户有意识或下意识地基于4氐频音频输出的响度和清晰度来评1介扬声器的质量。更响的、更清晰的低频("低音")响应一般评价为感觉"更好"的扬声器。因此，一种补偿衰减的4氐频响应(如频率响应曲线104所示)的解决方案是提高低频的增益以获得更平坦的频率响应。对于低电平(low-level)输入信号，提高是可行的选项。但是，音频系统提高低电平频率的能力随着输入信号电平的增加而降<氐。偏离平坦响应的典型的20dB/decade频率响应会需要为10的增益提高系数以返回到平坦响应。因此，提高高电平信号会很容易地超过最大可用功率。另外，提供高电平信号会引起电路组件进行削波，会引起数字-模拟变换器进行削波，以及会物理地损坏扬声器。真正的〗氐频响应通常需要大的昂贵的驱动器，而大众市场的家用音频是由^f氐成本和感官性能(aesthetics)来驱动的。因此，更平坦频率响应和^氐成本这两个目标是固有不可调和的。在电视机(其中，扬声器通常甚至比最便宜的独立扬声器更小更便宜)中非平坦频率响应的问题甚至更严重。由于需要有力地屏蔽通常用于低频扬声器驱动器中的大的磁体结构以避免使视频图像失真，因而进一步妨碍了阴极射线电视机获得更加平坦的低频响应。已经采用了多种解决方案来补偿非理想扬声器的固有的较差低频响应。一种实例解决方案是固定频率4氐音管理系统。图2描述了具有传统5:1扬声器配置的音频系统200。5:l扬声器配置具有用于驱动六个扬声器的六(6)个独立的音频信号通道。5:1扬声器配置包^l舌左侧主扬声器202、右侧主扬声器204、左侧卫星扬声器206、右侧卫星扬声器208、前中置扬声器210。除其他特4正之外，5:1扬声器安排使得音频设计工程师能够将声音发源位置合并至音频声道中。主扬声器202及204、和前中置扬声器一力殳比卫星扬声器206,口208大。因J:匕，主对为声器202及204、^口前4为声器210白勺4氐步贞响应一^L在较低的低音频率处比卫星扬声器206及208更加平坦。5:1扬声器安排还包4舌诸如重《氐音扬声器(subwooferbassspeaker)212的低频设备("LFE")。重低音扬声器212被设计为在20-100Hz频率范围内具有更力口理想的响应。因为如果频率4立于或4氐于100Hz则大多数人不能辨别出发出声音的位置，所以位于或低于100Hz的音频频率纟皮:〖人为是无方向的。因此，对于5:l扬声器的安排，重低音扬声器212的位置是不重要的。音频系统200还包括提供用于驱动扬声器产生声音的音频驱动信号的信号处理系统214。信号处理系统214是(例如)作为音频组件或包括音频组件的电视机、数字通用光盘播放器、磁带录像机(videocassetterecorder)、立体声系统、或其他系统。音频系统200包括固定频率低音管理系统216。低音管理是指滤波、^各由(routing)、及混频低频内容以在系统级使低频响应最大化。对于只有两个扩音器的立体声系统，因为无处i各由扬声器不能再现的低频内容，因此低音管理不是特别有用。但是，在诸如音频系统200的典型的家庭影院系统中，低音管理系统216从卫星扬声器206及208滤波出低频内容并该低频内容添加至各个主扬声器202及204。以这种方式，保留了预期供乡会卫星扬声器使用的全部内容，尽管现在是由与最初预期的不同的扬声器来对其进行再现。由于如果声音4氐于约100Hz则人们通常不能辨别声音来自于哪个方向，所以如果由卫星扬声器206及208(最初预期的)、或由主扬声器202及204、或由重低音扬声器212来再现低频内容，则人们将不能发现差别。因为重低音扬声器212致力于再现低频声音，所以重低音扬声器212提供了能够使所有低频路由至的单点(singlepoint)。因此，卫星扬声器206及208和主扬声器202及204可以更加小和更加〗更宜，并且因此4艮本达不到最佳^氐频响应。在4氐音管理系统216的i殳置过程中，选4奪了一个或多个穿越(cross-over)频率。穿越频率是^f氐音管理系统216^^f氐频音频4言号/人一个扬声器混频和/或3各由到更适合〗氐频声音再现的另一个扬声器的频率。穿越频率可以是用于一些限定的组的收听等级(例如，低、标准、高)的固定值，或者优选地也可以作为输出电平的函彰:而连续可变。在至少一个实施例中，^f氐音管理系统216的滤波器结构和控制改变滤波器而不引入不期望的干扰(artifact)(例如，滴答声、重击声、拉链噪声等)。当前，固定频率低音管理系统216中的低音管理是静态的。即，一旦在系统设置期间配置了滤波、路由、及混频，则不再管它。不管是由用户人工执行系统设置，还是由利用i者唢口CirrusLogicInc.白勺IntelligentRoomCalibration("IRC")、ADI的AutoRoomTuner("ART")、Yamaha的YamahaParametricRoomAcousticOptimizer("YPAO")、AudysseyLabs的MultEQ、及Bose的AdaptiQ等技术的系统来自动执行系统设置，这种情况均是一样的。穿越频率对于所有音频信号电平均是固定的，并对于信号处理系统214保持静态。因为扬声器的频率响应在所有收听等级中不都是常数，所以这种设置方式不是最佳的。例如，可以将低音管理设置为将低于100Hz的低频内容从左侧及右侧主扬声器202及204路由到重低频扬声器212。在标准的收听等级，这种设置可能是最佳的，但是随着音量的增加，较小的主扬声器会开始使高于100Hz的频率失真。通过将穿越频率增加到120Hz可以防止这种高音量处的失真，但是仅以在较低收听等级处的一些方向性损失为代价。电视机信号处理系统通常具有带有非常小的低频响应的非常小的扬声器，其复制出(rollingoff)高达200Hz的频率，且通常没有重低音扬声器。在这些情况下，低音管理不包括任何的路由或混频，仅滤出低频内容以保护扬声器。固定的滤波器频率不是理想的，这是由于扬声器能够在低于更高的收听等级的音量处安全地再现更加{氐的频率。另一种用于补偿非理想扬声器的固有的较差低频响应的解决方案是心理声学〗氐音扩展(psycho-acousticbassextension,"PBE")。PBE背后的理论是可以通过对期望的低频声音的较高频率谐波的一些组合进行合成并再现该谐波而不是再现原始频率来"哄骗"人们认为他们听见了低频声音。尽管没有"实物"那么好，但是PBE技术却惊人的有效。PBE的实施回溯到至少几百年以前教堂中利用20Hz和40Hz的管乐器来替代10Hz的低频声音。当今在市场中存在几种心理声学低音扩展(PBE)算法，例如，在Knoxville的有办事处的^VavesAudioLtd.的WavesMaxxBass、Inc.ofSantaAna，CA的SRSLabs的TN和SRSTruBassTM。尽管具有低音管理，但是利用PBE算法的音频系统的设置是静态的，该音频系统具有固定的穿越频率或区i^，在该穿越频率或区域滤出真正的低频并以合成谐波进行替代。在对于安静、正常、及高声的收听等乡及而理想的穿越频率不同的情况中出现同才羊的问题。
发明内容在本发明的一个实施例中，一种在信号处理系统中提供电平相关的(leveldependent)4氐音管理的方法包才舌4妄收至少与第一扬声器相关联的音频输入信号，其中，该第一扬声器衰减低频范围内的信号。该方法还包括以足以至少部分地补偿第一扬声器的4氐频衰减而不超过该信号处理系统的一个或多个可以4妻受的限制的量，来，提高^f氐频范围内的音频输入信号的分量；以及在音频输入信号的4氐频电平和该信号处理系统的一个或多个限制限制了将低频提高到基本4卜偿第一扬声器的低频衰减的情况下，利用候选的低频管理解决方案来处理该音频输入信号。在本发明的另一个实施例中，用于提供音频输入信号电平相关的低音管理的信号处理系统包括输入端，用于接收至少与第一扬声器相关联的音频输入信号；以及电平相关的低音频率管理系统。该电平相关的低音频率管理系统包括电平检测器，其响应于音频输入信号的电平；以及》丈大器。电平相关的低音频率管理系统还包括控制逻辑电路，用于使放大器以足以至少部分地补偿第一扬声器的低频衰减而不超过信号处理系统的一个或多个可以接受的限制的量，来提高低频范围内的音频输入信号的分量，以及用于在音频输入信号的低频电平和信号处理系统的一个或多个限制限制了将低频提高到基本补偿第一扬声器的低频衰减的情况下，使该电平相关的低音频率管理系统利用候选的低频管理解决方案来处理该音频输入信号。在本发明的又一个实施例中，一种信号处理系统包括音频输入信号电平相关的^f氐音频率管理系统。该电平相关的低音频率管理系统包括输入端，用于接收至少与第一音频输出装置相关联的音频输入信号；以及均衡器。该电平相关的低音频率管理系统还包括控制逻辑电^各，连"l妄到输入端，用于(i)如果音频输入信号包括具有处于或低于第一电平的频率分量以及具有位于第一音频输出装置的衰减的、^f氐频响应区中的频率分量，则使均tf器对音频输入信号的频率分量进行提高以至少部分地补偿衰减的频率响应；以及(ii)如果该频率分量具有大于第一电平的电平，以及信号处理系统的一个或多个限制限制了将该频率分量提高到基本补偿衰减的频率响应，则利用^,^的^f氐频管理解决方案来处理音频输入信号的频率分量。在本发明的又一个实施例中，一种用于提供音频输入信号电平相关的低音频率管理的设备包括用于接收至少与第一扬声器相关联的音频输入信号的装置，其中，该第一扬声器衰减低频范围内的信号。该设备还包括用于以足以至少部分地补偿第一扬声器的低频衰减而不超过该信号处理系统的一个或多个可以接受的限制的量，来提高低频范围内的音频输入信号的分量的装置。该设备还包括用于在音频输入信号的低频电平和该信号处理系统的一个或多个限制限制了将该低频提高到基本补偿第一扬声器的低频衰减的情况下，利用替代的^f氐频管理解决方案来处理音频输入信号。通过参考附图，对于本领域的技术人员来说，可以更好地理解本发明，并且使其多种目的、特征、及优点变得显而易见。在全部的几幅图中利用相同的参考标号表示相同或相似的元件。图1(标有现有技术)描述了实例非理想扬声器和理想扬声器的幅度步贞率响应。图2(标有现有技术)描述了具有固定频率低音管理处理的音频系统。图3描述了具有电平相关的低音管理系统的音频系统。图4描述了扬声器频率响应曲线。图5A、图5B、及图5C(统称为"图5")描述了对于多种频率和增益的扬声器的全部谐波失真电平。图6描述了电平相关的低音管理系统。图7描述了电平相关的低音管理处理。图8描述了具有方向性和平衡保持组件的电平相关的低音管理系统。具体实施方式一种信号处理系统包括电平相关的低音管理系统。因此，替代将<氐音管理系统与具有用于所有音频输入信号电平的固定的解决方案相结合，该电平相关的低音管理系统利用音频输入信号电平信息来应用多个可4亍的4氐音管理解决方案中的至少一个以乂人该音频llr入信号生成一个或多个输出信号。最初，在至少一个实施例中，该电平相关的<氐音管理系统以足以至少部分地补偿第一扬声器的低频衰减而不超过该信号处理系统的一个或多个可以4妾受的限制的量，来提高低频范围内的音频输入信号的分量。如果单独进行提高不能够不超过该信号处理系统的一个或多个可以接受的限制而完全补偿第一扬声器的^氐频衰减，则该电平相关的^f氐音管理系统利用〗夷选的^氐频管理解决方案来处J皇音频豸t入〗言号。在至少一个实施例中，候选的低音管理解决方案包括以下的任一种组合(1)通过增益调整进行均衡、(2)将低频信号路由至具有好于预期扬声器的低频响应的扬声器、及(3)使用心理声学低音扩展算法。电平相关的4氐音管理系统基于音频输入信号的电平和音频系统中的扬声器的已知(或至少估计的)特性来应用适当的^f氐音管理解决方案。例如，如果音频信号包括预期供给扬声器A使用的低频分量，并且扬声器A具有包4舌^氐频分量的不平坦的、衰减的频率响应范围，则电平相关的低音管理系统确定音频输入信号电平是否低至足以将均衡解决方案应用于该低频分量来提高该低频分量的增益以实现平坦的频率响应。该电平相关的低音管理系统可以提高该音频车t入4言号的增益，直到达到该音频系统的限制。如上所述，该音频系统的限制包4舌超过一个或多个音频系统组件(例如，电源、数字-模拟变换器、及放大器)的能力。在达到音频系统的限制时，该电平相关的低音管理系统可以选择一个或多个候选的低音管理解决方案或将一个或多个候选的低音管理解决方案与均衡低音管理解决方案结合。如果音频输入信号的电平最初就太高，则该音频系统最初可能不具有冲是高音频llT入4言号的能力，以及电平相关的低音管理系统最初从非均衡低音管理解决方案中进行选择。如果增加音频输入信号的增益是不可能的或者是不足以完全补偿扬声器A的非平坦的、衰减的频率响应，则电平相关的〗氐音管理系统(例如)将低频分量路由到具有更好的低频响应的一个或多个其4也扬声器，和/或该电平相关的j氐音管理系统可以应用i者如PBE算法的声音增强技术来补偿较差的低频扬声器性能(例如，低增益和/或不可4妻受的频率响应)，A^而增强该扬声器的声音质量。该电平相关的低音管理系统试图保持该音频输入信号电平。因此，在至少一个实施例中，不管该电平相关的低音管理系统选择多个低音管理解决方案的结合的哪种低音管理解决方案，该^f氐频音频^T入信号的全部电平优选地均保持相同。另外，当将低频信号路由到其他扬声器时，该电平相关的低音管理系统试图保持方向性和平衡。例如，如果3各由了左侧通道低频音频输入信号分量，则该电平相关的低音管理系统将优选地将该低频信号分量路由到另一个左侧扬声器以保持方向，并将配套的(complimentary)右侧通道^f氐频分量^各由到对应于左侧扬声器的右侧扬声器以保4寺平#f。在至少一个实施例中，如果不能4呆持方向性，则将该左侧通道和配套的右侧通道音频输入信号均^各由到具有平坦的低频响应的扬声器(诸如重低音扬声器)。图3描述了具有电平相关的低音管理系统302的音频系统300。以由左侧主扬声器304、右侧主扬声器306、左侧卫星扬声器308、右侧卫星扬声器310、前中置扬声器312、及重^f氐音扬声器314组成的5:1扬声器配置来配置音频系统300。在其他实施例中，可以以-清如7:l扬声器配置、四(4)扬声器配置(例如，没有中央扬声器或重低音扬声器的5:1扬声器配置)、或只具有用于左侧及右侧扬声器的左侧及右侧通道的二(2)扬声器配置的任意其他扬声器配置来配置音频系统300。音频系统300还包4舌信号处理系统316。该^f言号处理系统316表示诸如电视机、立体声系统、数字通用光盘播放器、家庭影院系统、及》兹带录象^/L的处理音频系统的任意系统。通常为音频系统300的每个扬声器都分配一个通道，并且一般将每个通道作为单独的音频输入信号进4于处理。乂人该音频输入信号为每个通道产生用于驱动扬声器的音频输出信号。因此，用于通道的音频输出信号是用于该通道的相应的音频^Wf言号的函lt。该音频l叙入〗言号的处理影响相应的音频输出信号，,人而影响相应扬声器的声音输出。电平相关的低音管理系统302基于用于一个或多个扬声器的音频输入信号的电平来改变音频输入信号，以通过音频系统300的扬声器获得更好的声音再现。当音频输入信号包括处于扬声器的频率响应的衰减部分之内的电平处的<氐频时，电平相关的低音管理系统302应用低音管理解决方案，4艮据该低音管理解决方案对音频输入信号进行处理，并生成输出信号，该输出信号(至少在一个实施例中)保持该音频输入信号原本预期的方向性(声音发源)，保持通道平衡，保持该音频输入信号原本预期的信号输出电平，并产生基本平坦的^f氐频响应。每种低音管理解决方案都包括基于音频输入信号电平的电平来适当地生成具有保持音频输入信号内容意图的一个或多个音频输出信号的一种或多种^f氐音频率管理解决方案。用于处理音频输入信号的特定〗氐音管理解决方案的应用耳又决于该音频输入信号的电平以及该音频输入信号的频率分量是否处于扬声器的不可接受的频率响应范围之内。至少在一个实施例中，电平相关的低音管理系统包括可以单独使用或者任意组合4吏用的三种不同的4氐音管理解决方案，即，(1)通过增益调整的均衡、(2)将低频信号路由至具有好于预期扬声器的低频响应的扬声器、及(3)使用心理声学低音扩展算法。在至少一个实施例中，电平相关的^氐音管理系统302至少基于音频输入信号电平和预期扬声器的频率响应来应用低音管理解决方案以使失真最小化，以及(如果可能)保持声音发源意图(intent)和声音平衡。电平相关的低音管理系统302还可以利用音频系统300的系统增益数据来更^青确地确定适当的《氐音管理解决方案。另外，电平相关的低音管理系统302可以部分地使音频输出信号的产生基于音频$餘入〗言号的全部峰电平，和/或电平相关的4氐音管理系统302可以使音频输出信号的产生基于用于特定频率的信号电平。在改变音频输入信号时，电平相关的低音管理系统302利用音频输入信号电平和扬声器的频率响应。参考图4，典型的低端到中端的扬声器的频率响应曲线400示出了扬声器的频率响应在整个人类可感知的音频范围不是平坦的。频率响应曲线在300Hz到2,000Hz的频率范围内基本上更加平坦，在2,000Hz到20,000Hz的频率范围内有较小的失真。在从OHz到200Hz的低频范围内，扬声器的频率响应随着频率的降低而显著降低。在从oHz到200Hz的低频范围内，只要不超过音频系统的限制，扬声器就可以利用(例如)均衡器电路来提高音频输出信号的电平，以补偿损失的增益。例如，典型的低端到中端的扬声器中的声音失真也是音频输出信号电平的函数。因此，电平相关的声音失真限制增益提高的量，若有增益提高的话，可用于补偿损失的增益。另外，提高输出信号的增益会要求比可用更高的功率，或者可能导致^吏音频系统300的组件过热。参考图5A、图5B、及图5C(统称为"图5")，扬声器的总谐波失真(totalharmonicdistortion,"THD")是与该扬声器相关耳关的音频输入信号的电平的函数以及该音频输入信号的频率的函凄t。图5描述了九(9)对并排的曲线。图5中的曲线是作为图4中的频率响应曲线而用于同一扬声器。曲线502和曲线504两者均示出了用于扬声器的第一组十二个(12)谐波在十个(10)不同的输出电平处对于正弦波的i皆波频率响应，它们;故标准化为100Hz的基频处的频率响应。对曲线502和曲线504进4亍标准化，以4吏基频响应为0dB。曲线504描述了THD百分比与扬声器的声音IIT出电平的关系曲线。THD被定义为所有谐波的功率和占所有谐波加上基谐波(fundamental)的功率和的百分比(即，幅度标准4匕)。在/>式1中给出了用于THD的公式A/m2+H22+H32+...+Hn2其中，Hn=第N个谐波的谐波响应，Hl-基谐波响应。曲线504只考虑了第5个-第13个谐波(H5-H13),以更好地描述由于扬声器过载而引起的失真的开始。/人频率响应曲线502及504可以看出，在100Hz时，当输出电平增加到超过-18dB时，扬声器的THD增力口并在0dB的最大电平处达到最大THD。以与曲线502及504相同的方式来解释图5的所有的频率曲线505-520。因:t匕，曲线504-520表示250Hz或以上处，在-3dB扬声器输出以下时电平扬声器的THD非常<氐。在-3dB以上，则由于急剧增加THD而导致扬声器性能变差。但是，当频率下降到低于250Hz时，在较低的输出电平处，扬声器开始性能变差。图6描述了诸如电平相关的低音管理系统302的电平相关的低音管理系统600的一个实施例。在至少一个实施例中，电平相关的低音管理系统600根据图7所描述的电平相关的低音管理处理700来工作。电平相关的低音管理系统600包括控制逻辑电路602,用于产生为音频系统300提供电平相关的低音管理的控制信号。为了提供适当的控制信号，操作702获得或检测信号处理系统316中的每个扬声器或选才奪的扬声器的频率响应和失真4仑廓(distortionprofile)。另外，操作702还可以获得或检测与音频系统300的其他限制相关的tt据(例如，可用功率、用于诸如任意数字4莫拟变换器的组件的削波(clipping)数据、及温度限制)。可以从(例如)厂家信息获得频率响应、失真轮廓、及操作限制数据，并作为数据存储在音频系统300中。在另一个实施例中，信号处理系统316检测音频系统300中的扬声器，并至少对那些输入信号将会受到电平相关的^氐音管-里系统600影响的扬声器确定频率响应和失真寿仑廓。可以(例如)在诸如4妾'通，音频系统300时的预定事件发生时，完成才全测音频系统300中的扬声器和确定频率响应及失真库仑廓。操作704将控制逻辑电路602配置为提供适当的控制信号604。在至少一个实施例中，以下列目的来配置控制逻辑电^各602:在扬声器产生平坦的(0dB)频率响应，防止扬声器的声音失真，以及保持声音发源的方向性。在一个实施例中，控制逻辑电路602包括存耳又配置凄t据606以确定控制信号604的处理器。在另一个实施例中，利用硬连线电路、可编程逻辑电路、或其他技术或其结合，来才艮据配置凄t据606对控制逻辑电路602进4于配置。控制逻辑电3各基于包括音频输入信号电平的数据来产生控制信号604。电平4全测器6164佥测音频输入信号的电平。优选地，低通滤波器或带通滤波器620对音频输入信号进行预滤波(prefilter),以寸吏电平一全测器616只;险测滤波后的〗言号的电平。优选;也^4氐通滤波器截止(cut-off)频率设置为使会引起扬声器的衰减低频响应的频率通过的频率。如果已知将会从扬声器输出信号中自动去除一些频率，则可以使用带通滤波器，以使控制逻辑电路只处理所涉及的信号带。在至少一个实施例中，电平4企测器6164企测预定时,史中的音频输入信号的平均电平。可以将该预定时段设置成为控制逻辑电路602留出足够的响应时间来提供电平相关的低音管理。控制逻辑电路602还可以使用系统增益608来提供更好的低音管理。在至少一个实施例中，系统增益608表示音频系统300的音量。在另一个实施例中，系统增益608还包括任意的后处理》文大。电平相关的^氐音管理系统600处理用于每个预先识别的(pre-identified)扬声器的音频输入信号。在至少一个实施例中，预先识别的扬声器是将得益于低音管理的扬声器，和/或被电平相关的低音管理系统600用于提供低音管理的扬声器。在一个实施例中，预先识别的扬声器是音频系统300的所有扬声器。音频输入信号signali表示用于第i个扬声器的音频输入信号电平，其中"i"是可以具有非理想^f氐频响应的所有预先识别的扬声器组中的一员。高通滤波器610和低通滤波器612对音频输入信号signal;进行滤波。由穿越信号设置高通滤波器610和低通滤波器612的截止频率。穿越信号将滤波器610及612的截止频率设置为确定的穿越频率。控制逻辑电3各确定是否可以提高穿越信号之上的信号而不超过音频系统300的任意组件的能力。如果可以将信号signalj提高到穿越频率之上，则由均衡器615根据低音均衡器控制信号EQ来提高音频输入信号。低音均衡器控制信号EQ控制该音频输入信号的低频(例如，0-200Hz)提高，并试图保持第i个扬声器的平坦频率响应。如果通过提高音频输入信号signalj的增益不能够实现平坦的低频响应，则控制逻辑电^各602应用另一种〗氐音管理解决方案，以在试图保持方向性和平衡的同时实现输出信号的全部预期电平的平坦的频率响应。因it匕，可以(i)利用PBE算法618增强穿越频率以下的音频输入信号以及将其添加到音频输入信号，或者(ii)如果可以得到能够产生没有失真的声音的4氐频扬声器(lowfrequencycapablespeaker)(例如，重低音扬声器)，则可以将低于穿越频率的音频输入信号添加至低频编码(LFE)输入信号。在一个实施例中(^口,斤示)，用于4氐步贞对为声器(lowfrequencycapablespeaker)的车lT入信号是用于重低音扬声器的LFE通道。在另一个实施例中，如果诸如左侧及右侧主扬声器的具有方向性的扬声器是可利用的，则电平相关的j氐音管理系统600可以通过将4氐频信号添加至将4呆持方向性的主扬声器的输出信号来试图保持方向性。开关614根据控制信号SI进行工作以控制是否将使用PBE算法618,或者低于穿越频率的信号频率是否将被路由到另一个扬声器。增益gl和g2是设计选择和控制应用多大增益到PBE算法产生的信号及路由到LFE扬声器的信号的问题。另夕卜，电平相关的低音管理系统600试图在音频系统300中保持平衡。电平相关的低音管理系统600通过对配套通道(complimentarychannel)应用同样的^f氐音管理解决方案，来在音频系统300中保持平衡。例如，路由了左侧通道低频音频输入信号分量，则电平相关的^f氐音管理系统优选地将^f氐频信号分量^各由到另一个左侧扬声器以保持方向，并将将配套的右侧通道低频分量路由到对应于左侧扬声器的右侧扬声器。如果不能够保持方向性，则将左侧通道音频输入信号和配套的右侧通道音频输入信号两者均^各由到具有平坦低频响应的扬声器(诸如重低音扬声器)。在操作706中，电平检测器616检测音频输入信号signali的电平。在操作708中，控制逻辑电路利用配置数据606和检测到的音频输入信号的电平来产生适当的控制信号604。配置凄t据606表示包4舌在频率响应曲线400和频率曲线502-520中的知识。乂人频率曲线502-520,可以确定扬声器的特定频率的THD和扬声器丰命出电平。/人频率响应曲线400，可以确定全部音频范围内的扬声器的增益。利用来自图4和图5的凄t据，可以确定音频输入信号电平、和(任选的)系统增益、不可4妻受的频率范围，并确定穿越频率。例如，如果对于指定的频率，用于第i个扬声器的音频输入信号电平加上系统增益加上用于第i个扬声器的扬声器增益处于不可接受的THD的区域之内，则将穿越频率i殳置在指定频率之上。优选地对穿越频率进行设置，以使音频系统300中的扬声器避免失真、保持方向性、并获得基本平坦的频率响应。表1示出了用于平均峰值音频输入信号的实例控制信号数据EQ和穿越，以及实例系统增益。在第一实例中，总的信号增益是-24dB。乂人曲线504可以看出，在100Hz处，可以利用均衡器615使100Hz处的总的〗言号增益的增益增加+6dB以补偿频率响应曲线400中所示的扬声器的增益中的-6dB损失。由于扬声器急剧的增益下降以及由于THD的开始，所以位于或^f氐于约90Hz的频率的频率响应是不可4妄受的。对<90Hz频率进^f亍i各由或PBE增强将不会不利地影响方向性。在第三实例中，总的信号增益是-18dB。从图5可以看出，对于150Hz以下的频率，在-18dB处THD的开始以急剧增加开始。因此，爿夸穿越频率"i殳置为150Hz。频率响应曲线400示出了对于低音频率的平坦的频率响应，因此不需要低音均衡补偿。其他实例的阐述参照同样的方法。因此，通过利用电平相关的j氐音管理，音频系统300避免了失真，保持了方向性，并获得了基本平坦的频率响应。<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>表1参考图8,电平相关的低音管理系统800描述了在电平相关的低音管理操作期间保持两个音频信号通道之间的平衡的系统的一个实施例。可以将同样的方法扩展到保持任意数目的通道中的平衡。电平4全测器8024全测音频输入信号signalj通道A("通道A")的信号电平，而信号4全测器804检测音频输入信号signalj通道B("通道B，，)的信号电平。在至少一个实施例中，电平检测器802及804与电平4全测器616起完全相同的作用。可以将诸如^f氐通滤波器的滤波器(未示出)用于对音频输入信号通道A及B进行预滤波，从而电平检测器802及804检测所涉及的频率范围(诸如低频范围)的电平。在至少一个实施例中，通道A及B表示诸如各个左侧音频通道及右侧音频通道的配套通道。决策逻辑电路(decisionlogic)806接收由电平检测器802及804确定的电平信息。在一个实施例中，决策逻辑电3各806确定通道A及B中哪一个具有最大信号电平。决策逻辑电路806利用该确定来指示〗言号处理通道A组件808和4言号处理通道B组件810来才艮据#:测到的信号电平的最大值对通道A及B进行完全相同的处理。信号处理通道A组件808及信号处理通道B组件810与电平相关的低音管理系统600本质上完全相同。但是，代替单独检测通道A及B的信号电平，将由决策逻辑电^各806确定的最大值信号电平用作对控制逻辑电路602的输入。在至少一个实施例中，信号处理通道A组件808及信号处理通道B组件810产生被提供来驱动单独的扬声器的单独的输出A信号及B信号。如果提高低频信号以补偿诸如扬声器的输出装置的低频衰减，则信号处理通道A组件808及信号处理通道B组件810还根据另一种低音管理解决方案来产生信号。在一个实施例中，信号处理通道A组件808及信号处理通道B组件810每个都产生各自的LFE输出(LFEout)信号A及B。LFE输出信号补偿输出A信号及输出B信号中的低信号频率响应的损耗。由于一般只有一个诸如重低音扬声器的LFE输出装置，因此将LFE输出A信号及LFE输出B信号与最初预期供给LFE装置使用的LFE输入信号混频以产生LFE输出信号。将该LFE输出信号^是供给诸如重低音扬声器的低频输出装置。可以在硬件、软件、或硬件和软件的结合中实现该电平相关的j氐音管理系统800。如果处理速度足够大，则可以只利用一个信号处理组件来实现电平相关的低音管理系统800,并可以将时分(timedivision)用于处理通道A和B。因此，在至少一个实施例中，将信号处理系统的电平相关的低音管理系统设计为对低频产生平坦的频率响应、防止音频输出装置的失真、以及4呆持声音的方向性。尽管已经详细描述了本发明，但是应该理解在不背离如所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行各种改变、替换、及变化。权利要求1.一种在信号处理系统中提供电平相关的低频管理的方法，所述方法包括接收至少与第一扬声器相关联的音频输入信号，其中，所述第一扬声器衰减低频范围内的信号；以足以至少部分地补偿所述第一扬声器的低频衰减而不超过所述信号处理系统的一个或多个可接受的限制的量，来提高所述低频范围内的所述音频输入信号的分量；以及在所述音频输入信号的低频电平和所述信号处理系统的一个或多个限制限制将低频提高到基本补偿所述第一扬声器的所述低频衰减的情况下，利用候选的低频管理解决方案来对所述音频输入信号进行处理。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述候选的低频管理解决方案包括对所述^f氐频范围内的所述音频输入信号的分量进4亍处理以产生用于路由到第二扬声器的信号。3.根据权利要求2所述的方法，其中，将所述音频输入信号的分量提高到第一电平，用于路由到所述第二扬声器的所述信号具有第二电平，所述第一电平和所述第二电平之和等于所述低频范围内的所述音频输入信号的电平。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述候选的低频管理解决方案包括对于所述音频输入信号的电平，将心理声学低音扩展算法应用于所述第一扬声器的不可接受的频率响应范围内的所述音频^r入信号的频率分量。5.根据权利要求i所述的方法，其中，所述候选的低频管理解决方案包4舌以下组的一个或多个部分，所述组包4舌(i)对所述低频范围内的所述音频输入信号的分量进行处理，以产生用于路由到第二扬声器的输出信号；(ii)对于所述音频输入信号的电平，将所述心理声学4氐音扩展算法应用于所述第一扬声器的不可4妻受的频率响应范围内的所述音频输入信号的频率分量；(iii)以足以至少部分地补偿所述第一扬声器的低频衰减而不超过所述信号处理系统的一个或多个可接受的限制的量，来持续提高所述低频范围内的所述音频输入信号的分量。6.才艮据冲又利要求1所述的方法，其中，所述音频输入信号的所述低频电平包括预定时段内的平均峰电平。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述音频输入信号的所述4氐频电平包括用于所述音频输入信号的各个频率分量的音频输入信号电平的集合。8.根据权利要求1所述的方法，其中，提高所述低频范围内的所述音频输入信号的分量进一步包括只以保持所述第一扬声器的基本平坦的频率响应的量来提高所述音频输入信号的增益。9.才艮据4又利要求1所述的方法进一步包括利用高通滤波器和低通滤波器对所述音频输入信号进行滤波，其中，所述高通滤波器的截止频率和所述低通滤波器的截止频率取决于所述音频输入信号的所述低频电平，所述^f氐通滤波器的所述截止频率限定所述^f氐频范围的上限频率。10.根据权利要求1所述的方法进一步包括对于所述音频输入信号的多个低频电平预先确定所述信号处理系统的多个可4妻受的限制。11.根据权利要求1所述的方法进一步包括在提高和处理期间基本保持所述音频输入信号的方向性和平衡。12.根据权利要求11所述的方法，其中，在提高和处理期间基本保持所述音频输入信号的方向性和平衡包括确定两个配套的音频信号通道之间的最大信号电平；以及在4是高和处理所述音频输入信号的所述两个配套的音频信号通道时，将最大信号电平用作所述音频输入信号的所述低频电平。13.—种提供音频输入信号电平相关的低音频率管理的信号处理系统，所述系统包才舌丰餘入端，用于"t妄收至少与第一扬声器相关耳关的音频输入信号；以及电平相关的^f氐音频率管理系统，包4舌才企测器，其响应于所述音频输入信号的电平；;故大器；以及控制逻辑电^各，用于使所述》文大器以足以至少部分地补偿所述第一扬声器的^f氐频衰减而不超过所述信号处理系统的一个或多个可接受的限制的量，来提高所述低频范围内的所述音频输入信号的分量，以及用于在所述音频输入信号的低频电平和所述信号处理系统的一个或多个限制限制将所述低频提高到基本补偿所述第一扬声器的所述低频衰减的情况下，使所述电平相关的4氐音频率管理系统利用4芙选的4氐频管理解决方案来对所述音频输入信号进行处理。14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述候选的低频管理解决方案包括用于对所述低频范围内的所述音频输入信号进行处理以产生用于路由到第二扬声器的信号的一个或多个组件。15.根据权利要求13所述的系统，其中，所述候选的低频管理解决方案包4舌对于所述音频输入信号的电平而将心理声学低音扩展算法应用于所述第一扬声器的不可接受的频率响应范围内的所述音频输入信号的频率分量的一个或多个组件。16.根据权利要求13所述的系统，其中，所述候选的低频管理解决方案包才舌用于冲丸4亍以下组中的一个或多个处理的一个或多个组件，所述组包4舌(i)对所述低频范围内的所述音频输入信号的分量进行处理，以产生用于路由到第二扬声器的输出信号；(ii)对于所述音频输入信号的电平，将所述心理声学^f氐音扩展算法应用于所述第一扬声器的所述不可接受的频率响应范围内的所述音频llr入信号的频率分量；以及(iii)以足以至少部分地补偿所述第一扬声器的低频衰减而不超过所述信号处理系统的一个或多个可4妄受的限制的量，来持续提高所述低频范围内的所述音频输入信号的分量。17.根据权利要求13所述的系统，其中，利用以下的组中的至少一个构件来实现所述电平相关的4氐音频率管理系统，所述组包括软件、硬线连接的电路、及可编程逻辑电路。18.根据权利要求13所述的系统，其中，所述音频输入信号的所19.根据权利要求13所述的系统，其中，所述音频输入信号的所述低频电平包括用于所述音频输入信号的各个频率分量的音频输入信号电平的集合。20.根据权利要求13所述的系统，其中，为了提高所述低频范围内的所述音频输入信号的分量，所述电平相关的低音频率管理系统通过将所述音频输入信号的增益增加直到产生所述扬声器的基本平坦的频率响应的量来提高所述4氐频范围内的所述音频输入信号的电平。21.根据权利要求13所述的系统进一步包括高通滤波器，用于接收所述音频输入信号；以及低通滤波器，用于接收所述音频输入信号，其中，所述高通滤波器的截止频率和所述^氐通滤波器的截止频率取决于所述音频输入信号的所述低频电平，所述低通滤波器的所述截止频率限定所述<氐频范围的上限频率。22.根据权利要求13所述的系统，其中，所述电平相关的低音频率管理系统进一步包括存储器，连接到控制逻辑电路和信号更改组件，以及存储用于所述音频llT入信号的多个电平的所述音频输入信号的预先确定的更改。23.根据权利要求13所述的系统，其中，所述控制逻辑电路还在才是高和处理期间基本保持所述音频输入信号的方向性和平4軒。24.根据权利要求23所述的系统进一步包括另一个电平检测器，其中，所述电平4企测器响应于所述音频输入信号的各个配套的信号通道电平；决策逻辑电^各，用于确定所述各个配套的音频信号通道之间的最大信号电平；其中，在l是高和处理所述音频输入信号的两个配套的音频信号通道时，所述控制逻辑电路将所述最大信号电平用作所述音频输入信号的所述低频电平。25.—种包括音频输入信号电平相关的低音频率管理系统的信号处理系统，所述电平相关的4氐音频率管理系统包括输入端，用于4妻收至少与第一音频输出装置相关联的音频输入信号；均tf器；以及控制逻辑电路，连接到所述输入端，用于(i)如果所述音频输入信号包括具有位于或低于第一电平的电平以及具有位于所述第一音频输出装置的衰减的低频响应区中的频率的频率分量，则使所述均4耔器提高所述音频输入信号的所述频率分量以至少部分地补偿衰减的频率响应；以及(ii)如果所述频率分量具有大于所述第一电平的电平并且4是高所述频率分量以基本补偿衰减的频率响应受到所述信号处理系统的一个或多个限制的限制的情况下，则利用候选的低频管理解决方案来处理所述音频输入信号的频率分量。本发明-1是通过以下程序(式l)制备的。在干燥箱中操作，将334g(1.26mmol)的镓三(环戊二烯基)镓投入100mL反应烧瓶中并且溶于15ml的甲苯中。添加3当量的固体2-(2-吡啶基)咪唑，导致形成橙色沉淀。用Rodavise适配器密封烧瓶。将反应烧瓶从干燥箱中取出，并且置于油浴中并在85。C加热3小时。移去油浴后，使反应混合物搅拌过夜。在真空中除去溶剂，留下浅黄色固体。用戊烷洗涤后，分离出607mg的粗产物。使用高真空升华系统在31(TC使粗产物升华，获得2卯mg的产物(本发明-l)。本发明-1的结构由NMR和质谱分析证实。实施例2——器件1-1和1-2的制备按以下方式，制备器件1-1。将涂有85nm的氧化铟锡(ITO)层(作为阳极)的玻璃基板，顺序地在商业去垢剂中进行超声处理，在去离子水中洗涤，在甲苯蒸汽中除脂，并且暴露于氧等离子体约1分钟。26.在ITO上，通过CHF3的等离子体辅助沉积来沉积1nm氟烃(CFx)空穴注入层(HIL),如US6,208,075中所述。27.接下来，沉积空穴传输材料4,4'-双[N-(l-萘基)-N-苯基氨基]联苯(NPB)的层，至厚度为75nm。28.然后沉积相应于主体材料9-(4-联苯基)-10-(2-萘基)蒽(H-l)并且包含3%的光发射材料L47的20nm发光层(LEL)。29.在LEL上真空沉积三(8-壹啉醇合)铝(III)(Alq)的35nm电子传输层(ETL)。30.将1.0nm的氟化锂层真空淀积到ETL上，随后是200nm的铝层，从而形成阴极层。上述顺序完成了EL器件的沉积。然后在干燥手套箱中密封包装该器件以防止周围环境的影响。高通滤波器，连接至所述控制逻辑电路以接收所述穿越频率控制信号，以及对所述音频输入信号进行滤波，其中，所述穿越频率控制信号将所述高通滤波器的截止频率设置在允许至少一个所述音频输出装置产生非失真的声音的频率处；以及均衡器输入端，连接至所述控制逻辑电路，用于接收所述均衡器控制信号，其中，所述均衡器连接至所述高通滤波器以接收所述高通滤波器的输出，并连接至至少一个所述音频输出装置，其中，在操作期间所述均衡器控制信号使所述均衡器提高所述音频输入信号的频率分量。31.根据权利要求25所述的信号处理系统，其中，所述候选的低频管理解决方案包括心理声学低音扩展("PBE")算法，所述控制逻辑电路包括控制信号，所述控制信号包括表示穿越频率的穿越频率控制信号和用于控制所述PBE算法的PBE控制信号，所述电平相关的低音频率管理系统进一步包括低通滤波器，连接至所述控制逻辑电路以接收所述穿越频率控制信号，以及对所述音频输入信号进^f亍滤波，其中，所述穿越频率控制信号将所述低通滤波器的截止频率设置在允许至少一个所述音频输出装置产生与所述PBE算法相关联的非失真的声音的频率处；以及其中，PBE算法被配置为根据所述PBE控制信号增强由低通滤波器滤波后的所述音频输入信号。32.根据权利要求25所述的信号处理系统，其中，所述候选的低频管理解决方案包括心理声学低音扩展("PBE")算法，所述控制逻辑电路包括控制信号，所述控制信号包括表示穿越频率的穿越频率控制信号和用于控制将预期供给第一音频输出装置的一些信号频率路由到一个或多个低频音频输出装置的路由控制信号，所述电平相关的低音频率管理系统进一步包括低通滤波器，连接至所述控制逻辑电路以接收所述穿越频率控制信号，以及对所述音频输入信号进行滤波，其中，所述穿越频率控制信号将所述低通滤波器的截止频率设置在滤出预期供给多个所述音频输出装置的第一个音频输出装置的信号频率的频率处；以及电路，连接至所述低通滤波器，用于接收所述路由控制信号，以及根据所述路由控制信号将预期供给所述第一音频输出装置的一些信号频率路由到所述一个或多个低频音频输出装置。33.才艮据4又利要求25所述的信号处理系统，其中，所述音频输入信号的电平是一个时段内的平均电平。34.根据权利要求25所述的信号处理系统，其中，利用包括硬线连接的电^各和可编程逻辑电^各的组中的一个或多个构件来实现所述控制逻辑电^各。35.4艮据片又利要求25所述的信号处理系统，其中，所述第一音频输出装置是第一扬声器，所述信号处理系统进一步包括连接至所述电平相关的4氐音频率管理系统的所述第一扬声器和多个其他扬声器。36.根据权利要求13所述的系统，其中，在提高和处理期间所述控制逻辑电^各还基本保持所述音频输入信号的方向性和平4軒。37.—种纟是供音频输入信号电平相关的低音频率管理的设备，所述设备包括接收装置，用于接收至少与第一扬声器相关联的音频输入信号，其中，所述第一扬声器衰减低频范围内的信号；提高装置，用于以足以至少部分地补偿所述第一扬声器的^f氐频衰减而不超过所述信号处理系统的一个或多个可^妄受的限制的量，来提高低频范围内的所述音频输入信号的分量；以及处理装置，用于在所述音频输入信号的低频电平和所述信号处理系统的一个或多个限制限制了将所述低频才是高到基本补偿所述第一扬声器的所述低频衰减的情况下，利用候选的低频管理解决方案来对所述音频输入信号进行处理。38.根据权利要求37所述设备，其中，所述提高装置进一步包括用于只以4呆持所述扬声器的基本平坦的频率响应的量来增加所述音频输入信号的增益的装置。39.才艮据权利要求37所述的设备进一步包括用于将所述音频输入信号的频率分量路由到第二扬声器的装置，其中，路由到所述第二扬声器的所述频率分量包括由所述第一扬声器衰减的所述低频范围内的频率分量。40.根据权利要求37所述的设备进一步包括对于所述音频，lr入信号的所述电平，用于将心理声学^f氐音扩展算法应用于所述第一扬声器的不可4妻受的频率响应范围内的所述音频输入信号的频率分量的装置。41.根据权利要求37所述的设备，其中，所述候选的低频管理解决方案包4舌以下的组中的一个或多个构<牛，所述组包4舌(i)用于对所述低频范围内的所述音频输入信号的所述分量进行处理，以产生用于路由到第二扬声器的输出信号的装置；(ii)对于所述音频输入信号的所述电平，用于将所述心理声学低音扩展算法应用于所述第一扬声器的不可接受的频率响应范围内的所述音频输入信号的频率分量的装置；以及(iii)用于以足以至少部分地补偿所述第一扬声器的4氐频衰减而不超过所述信号处理系统的一个或多个可4妻受的限制的量，来持续高所述低频范围内的所述音频输入信号的分量的装置。42.根据权利要求37所述的设备进一步包括用于利用高通滤波器和低通滤波器对所述音频输入信号进行滤波的装置，其中，所述高通滤波器的截止频率和所述低通滤波器的截止频率取决于所述音频输入信号的所述低频电平，所述^氐通滤波器的所述截至频率限定所述^f氐频范围的上限频率。43.根据权利要求37所述的设备进一步包括用于预先确定用于所述音频输入信号的多个电平的所述音频输入信号的更改的装置。全文摘要一种信号处理系统包括电平相关的低音管理系统。电平相关的低音管理系统利用音频输入信号电平信息来应用多个可利用的低音管理解决方案中的至少一个，以从音频输入信号产生一个或多个输出信号。在至少一个实施例中，最初以足以至少部分地补偿第一扬声器的低频衰减而不超过信号处理系统的一个或多个可接受的限制的量，来提高低频范围内的音频输入信号的分量。如果仅仅提高不能不超过信号处理系统的一个或多个可接受的限制来完全补偿第一扬声器的低频衰减，则电平相关的低音管理系统利用候选的低频管理解决方案来对音频输入信号进行处理。文档编号H04R3/00GK101213869SQ200680023932公开日2008年7月2日申请日期2006年6月30日优先权日2005年6月30日发明者乔尔·麦基·库珀申请人:塞瑞斯逻辑公司