专利名称：多模式声音再现系统及其相应方法
技术领域：
本发明涉及用于使得能够实现最佳声音再现质量的具有多个模式的声 音再现系统。本发明还涉及用于使得能够实现前述最佳声音再现质量的方 法。
背景技术：
个人计算机正变成许多人家中的优选娱乐中心(entertainment hub)。 由于人们获得用于其自身消费的娱乐内容的方式的变化，近年来这种作法 已经逐渐变得普遍。存在几乎无限量的以数字形式可得的娱乐内容。诸如 音乐和视频之类的娱乐内容的数字方面已经致使人们将他们的个人计算机 视为他们的娱乐中心，这是因为其通常是用于获得和存储娱乐内容的主要 设备。
由于音乐和视频内容的输出信号的差异，音乐和视频内容通常对音频 回放系统具有不同需求。现今，以下情况几乎是必然的事数字音乐内容 被记录并被分发在立体声系统中，而电影内容通常设有用于在多通道扬声 器系统中回放的多通道音频信号。如此，对个人计算机配对适当的音频再 现系统己经变为影响娱乐内容的回放质量的重要决定，这是因为选择多通 道或者立体声系统将分别不利地影响音乐和视频内容的声音再现质量。
己经引入多扬声器系统，这些扬声器系统试图以最佳方式来回放立体 声的和多通道的内容。存在下述音频系统其依靠从墙反弹的音频信号以 模拟环绕声效果。另一类系统类似于来自创新科技公司(Creative Technology Ltd.)的PS2000系统，其利用音频处理算法来提供所需的环绕 效果。前述两种系统都既有赞扬声又具有批评声。这种混合的接纳来自于 下述事实依靠从墙反弹的信号的系统极大地依赖于其相对于墙所处的位 置(因为这些系统在近场应用中工作的并不好)，而PS2000极大地依赖于人的解剖结构，具体而言是头部大小、形状和松果体(pinea)结构。
因此，需要一种无论人的位置或解剖结构为何都能够以最佳水平来一 致地再现音乐和视频内容的声音再现系统。
发明内容
在第一方面，提供了一种多模式声音再现系统，用于再现立体声信号 和多通道音频信号两者。该系统包括:位于用户的左侧部分的第一对扬声 器，用户面对预定方向，第一对扬声器包括第一主扬声器，第一主扬声器 可以与第一次扬声器堆叠；位于用户的右侧部分的第二对扬声器，用户面
对预定方向，第二对扬声器包括第二主扬声器，第二主扬声器可以与第二 次扬声器堆叠。系统优选的可以包括一组电子组件，用于控制来自第一对 扬声器和第二对扬声器的音频信号的输出。优选地，面对预定方向是朝向 主扬声器的至少一个驱动器。
优选的是，在第一对扬声器和第二对扬声器处于非堆叠配置中的第一 模式中，信号在输出之前不传递过所述一组电子组件。还优选的是，在第 一和第二对扬声器中的每一对都处在堆叠配置中的第二模式中，该组电子 组件允许立体声信号或多通道音频信号被独立地处理并在第一对扬声器和 第二对扬声器中再现。每个扬声器可以包括至少一个驱动器。
有利的是，所述一组电子组件形成了诸如低通滤波器、高通滤波器、 带通滤波器、串话消除器、前述的任意组合等的设备。优选地，可以通过 使用诸如光传感器、压力传感器和机械开关之类的检测器来检测扬声器的 堆叠。堆叠可以是垂直的或水平的。
在第二方面，提供了一种使用声音再现系统来再现立体声信号和多通 道音频信号两者的方法，声音再现系统具有包含第一主扬声器和第一次扬 声器的第一对扬声器以及包含第二主扬声器和第二次扬声器的第二对扬声 器。该方法包括判断输入信号是立体声还是多通道；判断第一对扬声器 和第二对扬声器的物理配置;以及依据以下至少一项来再现输入信号输 入信号的类型和物理配置，
优选的是，在第一对扬声器和第二对扬声器处在非堆叠配置中的第一模式中，信号在输出之前不传递过一组电子组件。还优选的是，在第一和
第二对扬声器中的每一对都处在堆叠配置中的第二模式中，该组电子组件 允许立体声信号或多通道音频信号被独立地处理并在第一和第二对扬声器
中再现。每一个扬声器可以包括至少一个驱动器。
有利的是，所述一组电子组件形成了诸如低通滤波器、高通滤波器、 带通滤波器、串话消除器、前述的任意组合等的设备。优选地，可以通过 使用诸如光传感器、压力传感器和机械开关之类的检测器来检测扬声器的 堆叠。该堆叠可以是垂直的或者是水平的。
为了完整地理解本发明并容易地将其付诸实践，现在将通过非限制性 的示例来仅仅描述本发明的优选实施例，描述将参考示意性附图。 图1示出了声音再现系统的主扬声器的示意图。
图2示出了声音再现系统的次扬声器的示意图。 图3示出了方法的优选实施例的处理流程。 图4示出了声音再现系统的第一模式的布置。 图5示出了声音再现系统的第二模式的布置。
具体实施例方式
在第一方面，在图1和2中示出了用于再现立体声信号和多通道音频 信号两者的多模式声音再现系统20的示意图。图1示出了传递到主扬声 器中的音频信号的可能路径，其中，主扬声器属于多模式声音再现系统20 的第一对扬声器(lprimary)和第二对扬声器(2primary)。类似地，图2示出 了传递到次扬声器的音频信号的可能路径，其中，次扬声器属于多模式声 音再现系统20的第一对扬声器(lsee。ndary)和第二对扬声器(2see。ndaiy)。 第一对扬声器可以是左扬声器，而第二对扬声器可以是右扬声器。或者， 第一对扬声器可以是右扬声器，而第二对扬声器可以是左扬声器。在图1 和2中，关于扬声器被示出在复用器22的相反侧的组件处在输入侧。
在非限制性实施例中，系统20包括位于用户IO的左侧部分的第一对扬声器(lprim^和lsec。ndaty)，其中，用户IO面对预定方向，如图4和5 所示。系统还包括位于用户10的右侧部分的第二对扬声器(2p^^和 2sec。ndary)。与优选声音再现质量相关的优选情形被示出在图4和图5中，
其中用户IO面向主扬声器(lprimary和2primary)，具体而言是面向各个主扬 声器(lprimary和2primaTy)的至少一个驱动器。应当注意，各个主扬声器与
相应的次扬声器是可叠堆的(stackable) ， g卩，lprimary与lsee。ndaty， 2primary 与2s,—。扬声器的叠堆可以是垂直的或者水平的。扬声器的叠堆可以是 通过使用诸如光传感器、压力传感器、机械开关等的检测器可检测的。优 选地可以在叠堆扬声器之间的接触表面上使用检测器。
一般而言，主扬声器(lprimary和2primary)也可以称为主要扬声器，而 次扬声器(Ue。ndary和2see。ndary)也可以称为环绕扬声器。在用于主扬声器 和次扬声器的扬声器驱动器的大小和数量方面可能存在不同。
系统20还包括用于控制来自第一对和第二对扬声器的音频信号的输
出的一组电子组件(24、 26、 28、 30、 32、 34)。优选的是该组电子组件 形成诸如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、串话消除器和前述的任 意组合之类的设备。电子组件可以在输入信号传递到复用器22之前影响 输入信号的响应。
第一模式扬声器非堆叠
在第一对和第二对扬声器处在非堆叠配置(该非堆叠配置可以以如图 4所示的方式来布置)中的第一模式中，输入信号在输出之前并不传递过 所述一组电子组件，因而在传递到复用器22中之前未经处理。针对在标 为"非堆叠"的路径中的图1中的主扬声器和图2中的次扬声器示出了这 种模式。输入信号可以是立体声或者多通道。应当注意，在图2中，在标 为"非堆叠"的路径上仅有多通道(环绕)输出。应当注意，在图2中没 有示出以非堆叠配置的立体声输入，因为立体声输入通常仅通过主扬声器 而不通过次扬声器来输出。这确保了根据到系统20的输入通过系统20的 立体声输出或多通道再现。因此，使用系统20的声音再现是最佳的，这 是因为用户将能够接收从原先计划的位置发射的声音。
第二模式扬声器堆叠在第一对和第二对扬声器中的每一对均处在堆叠配置(该堆叠配置可
以以图5所示的方式来布置)中的第二模式中，系统20中的一组电子组 件(24、 26、 28、 30、 32、 34)允许在传递到复用器22中之前分开来对 立体声信号或多通道音频信号进行处理，并在第一对和第二对扬声器中对 其进行再现。针对在标为"堆叠"的路径中的在图1中的主扬声器和在图 2中的次扬声器示出了这种模式。
在图1中， 一旦第一对和第二对扬声器被堆叠，则无论输入信号是立 体声还是多通道，电子组件24和26都在信号传递到复用器22中之前处理 输入信号。
在图2中，当输入信号是立体声时，电子组件28和30在信号传递到 复用器22中之前处理输入信号。当输入信号是多通道格式时，电子组件 34和32在信号传递到复用器22中之前处理输入信号。
因为在立体声输出期间最小化了散射问题，所以这确保了根据到系统 20的输入、在第二模式中通过系统20的立体声输出或多通道再现，并且 在多通道信号输出期间用户将仍然能够感知环绕声音。因此，使用系统20 的声音再现是最佳的。
如果一对扬声器被堆叠而另一对不被堆叠，则来自堆叠的那一对扬声 器的音频输出将根据第二模式，而来自非堆叠的那一对扬声器的音频输出 将根据第一模式。应当注意，由于扬声器布置和输出信号再现的不均一本 质，声音再现质量将受到不利影响。
在另一个方面，图3示出了使用声音再现系统来再现立体声信号和多 通道音频信号两者的方法40。声音再现系统可以包括含有第一主扬声器和 第一次扬声器的第一对扬声器，以及含有第二主扬声器和第二次扬声器的 第二对扬声器。声音再现系统可能类似于在先前的方面中描述的系统。
方法40包括判断输入信号是立体声还是多通道的(42)。对输入信 号类型的判断可以通过由用户定义输入信号的类型或者通过分析输入信号 来完成。该方法还包括判断第一对扬声器和第二对扬声器中的每一对的物 理配置(44)。第一对扬声器和第二对扬声器中的每一对有关堆叠的物理 配置可以通过使用诸如光传感器、压力传感器、机械开关等的检测器来检测。优选地可以在堆叠扬声器之间的接触表面上使用检测器。或者，用户 可以定义物理配置。应当注意，堆叠配置可以是垂直的或者水平的。对音 频输入的类型和物理配置的判断将有助于获得从系统输出的最佳音频。
如果每一对扬声器的物理配置都不是处在堆栈配置中，则无论输入信
号是立体声还是多通道，都不对输入信号进行处理(46)。这确保了根据 到系统的输入的、系统的立体声输出或多通道再现。因此，声音再现是最 佳的。
如果输入信号是多通道而每一对扬声器的物理配置都处在堆叠配置 中，则利用诸如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、串话消除器以及 前述的任意组合之类的电子组件来独立地对多通道信号进行处理(48)。 电子组件可以影响输入信号的响应。这可以确保用户仍然能够感知多通道 信号输出期间的环绕声。因此，声音再现是最佳的。
如果输入信号是立体声而每一对扬声器的物理配置都处在堆叠配置 中，则也可以利用诸如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、串话消除 器以及前述的任意组合之类的电子组件来独立地对立体声信号进行处理 (50)。电子组件可以影响输入信号的响应。这也可以确保在处于堆叠配
置中的情况下最佳地集成主扬声器和次扬声器以再现立体声信号。
应当了解，前述方面和实施例并不限于四个扬声器的系统，并且可以
应用于具有不同数目的扬声器的其它多扬声器设置而具有或不具有副低音 喇叭以及其它音频再现组件。
虽然在前面的描述中已经描述了本发明的优选实施例，但是相关领域 技术人员应当了解，在不脱离本发明的情况下可以进行设计细节和构造上 的许多变化或修改。
权利要求
1. 一种多模式声音再现系统，用于再现立体声信号和多通道音频信号两者，所述系统包括位于面对预定方向的用户的左侧部分的第一对扬声器，所述第一对扬声器包括第一主扬声器，所述第一主扬声器能与第一次扬声器堆叠；位于所述面对预定方向的用户的右侧部分的第二对扬声器，所述第二对扬声器包括第二主扬声器，所述第二主扬声器能与第二次扬声器堆叠；以及一组电子组件，用于控制来自所述第一对扬声器和所述第二对扬声器的音频信号的输出，其中，在所述第一对扬声器和第二对扬声器处于非堆叠配置中的第一模式中，所述信号在输出之前不传递过所述一组电子组件，其中，在所述第一对扬声器和第二对扬声器中的每一对都处在堆叠配置中的第二模式中，所述一组电子组件允许立体声信号或多通道音频信号被独立地处理并在所述第一对扬声器和第二对扬声器中再现。
2. 如权利要求1所述的系统，其中，所述一组电子组件形成从由以 下各项组成的集合中选择的设备低通滤波器、高通滤波器、带通滤波 器、串话消除器、以及前述的任意组合。
3. 如权利要求1所述的系统，其中，通过使用从由以下各项组成的 集合中选择的检测器来检测扬声器的堆叠光传感器、压力传感器和机械开关。
4. 如权利要求l所述的系统，其中，堆叠是垂直的或者水平的。
5. 如权利要求1所述的系统，其中，每个扬声器包括至少一个驱动器。
6. 如权利要求5所述的系统，其中，所述面对预定方向是朝向所述 主扬声器的至少一个驱动器。
7. —种使用声音再现系统来再现立体声信号和多通道音频信号两者 的方法，所述声音再现系统具有包含第一主扬声器和第一次扬声器的第一对扬声器以及包含第二主扬声器和第二次扬声器的第二对扬声器，所述方 法包括判断输入信号是立体声还是多通道；判断所述第一对扬声器和第二对扬声器的物理配置；以及依据以下至少一项来再现所述输入信号所述输入信号的类型、以及所述物理配置，其中，在所述第一对扬声器和第二对扬声器处在非堆叠配置中的第一 模式中，所述信号在输出之前不被处理，其中，在所述第一对扬声器和第二对扬声器中的每一对都处在堆叠配 置中的第二模式中，立体声信号或多通道音频信号被独立处理并在所述第 一对扬声器和第二对扬声器中被再现。
8. 如权利要求7所述的系统，其中，对所述输入信号的再现是使用 一组电子组件来执行的，所述一组电子组件形成从由以下各项组成的集合 中选择的设备低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、串话消除器、以及前述的任意组合。
9. 如权利要求7所述的系统，其中，通过使用从由以下各项组成的集合中选择的检测器来检测所述物理配置光传感器、压力传感器和机械开关。
10. 如权利要求7所述的系统，其中，堆叠配置是垂直的或者水平的。
11. 如权利要求7所述的系统，其中，每个扬声器包括至少一个驱动器°
全文摘要
提供了多模式声音再现系统及其相应方法，用于再现立体声信号和多通道音频信号两者。该系统包括，位于面对预定方向的用户的左部分的第一对扬声器，其包括可以与第一次扬声器堆叠的第一主扬声器；位于面对预定方向的用户的右部分的第二对扬声器，其包括可以与第二次扬声器堆叠的第二主扬声器。系统可优选地包括一组电子组件，用于控制来自第一和第二对扬声器的音频信号的输出。优选的是，在第一和第二对扬声器处于非堆叠配置的第一模式中，信号在输出之前没有通过该组电子组件。还优选的是，在第一和第二对扬声器中的每一对都处于堆叠配置的第二模式中，该组电子组件允许分开处理并在第一和第二对扬声器中再现立体声信号或多通道音频信号。
文档编号H04S3/00GK101431712SQ20081017525
公开日2009年5月13日 申请日期2008年11月10日 优先权日2007年11月9日
发明者吴奕曦, 李国华, 陈慧雯 申请人:创新科技有限公司