专利名称：操纵音频系统中的空间处理的制作方法
技术领域：
本公开涉及操纵用于辐射娱乐音频和通告音频的汽车音频系统中的空间处理。
发明内容
在一个方面，一种汽车音频系统，包括音频信号的源，所述音频信号可以包括娱 乐音频信号和通告音频信号二者；扬声器，用于辐射音频信号；以及空间增强电路，其包括 用于避免对通告音频信号应用空间增强处理的电路。如果接收自源的音频信号中存在通告 音频内容，则空间增强电路可以不对接收自源的音频信号应用空间处理操作。空间增强电 路可以包括第一交替可选择电路，用于对音频信号应用空间增强处理；第二交替可选择 电路，其不对音频信号应用空间增强处理；以及用于基于组合音频信号中通告音频信号的 存在而从第一或第二交替可选择电路选择音频信号的电路。空间增强电路可以包括用于将 来自音频信号源的音频信号分离为娱乐音频信号和通告音频信号的电路，用于对娱乐音频 信号应用空间增强处理的电路，以及用于组合处理过的娱乐音频信号和通告音频信号的电 路。音频信号源可以包括前音频信号源，其可以包含前通告音频信号(以下称为前音频信 号)；以及后音频信号源，其可以包含后通告音频信号(以下称为后音频信号)，并且音频系 统还可以包括前空间处理电路，其包括第一交替可选择前电路，用于对前音频信号应用空 间增强处理；第二交替可选择前电路，其不对前音频信号应用空间增强处理；以及用于基 于通告音频信号的存在而从第一或第二交替可选择前电路选择音频信号的电路。音频系统 还可以包括后空间处理电路，其包括第一交替可选择后电路，用于对后音频信号应用空间 增强处理；第二交替可选择后电路，其不对后音频信号应用空间增强处理；以及用于基于 后音频信号中通告音频信号的存在而从第一或第二交替可选择后电路选择音频信号的电 路。空间增强电路可以对娱乐音频信号应用空间增强处理而不对通告音频信号应用空间增 强处理。 在另一个方面，一种用于操作汽车音频系统的方法，包括接收可以包含通告音频 信号的音频信号；如果接收到的音频信号不包含通告音频信号，则该方法包括对接收到的 音频信号应用空间处理；以及如果接收到的音频信号包括通告音频信号，则该方法不对通 告音频信号应用空间处理。该方法可以包括如果接收到的音频信号包括通告音频信号和 娱乐音频信号，则对娱乐音频信号应用空间处理。 在另一个方面，一种汽车音频放大器，包括输入端，用于接收可以包括通告音频 信号的音频信号；以及空间增强电路，其包含用于避免对通告音频信号应用空间增强处理 的电路。如果接收到的音频信号包括通告音频信号，则空间增强电路可以不对接收到的音 频信号应用空间处理操作。空间增强电路可以包括第一交替可选择电路，用于对组合音 频信号应用空间增强处理；第二交替可选择电路，其不对组合音频信号应用空间增强处理； 以及用于基于组合音频信号中通告音频信号的存在而从第一或第二交替可选择电路选择 音频信号的电路。空间增强电路可以包括用于将组合音频信号分离为娱乐音频信号和通告 音频信号的电路，用于对娱乐音频信号应用空间增强处理的电路，以及用于组合处理过的
4娱乐音频信号和通告音频信号的电路。输入端可以包括用于接收可以包括通告音频信号 的前音频信号的输入端，以下称为前输入端；以及用于接收可以包括通告音频信号的后音 频信号的输入端，以下称为后输入端。放大器还可以包括前空间处理电路，其包括第一交 替可选择前电路，用于对前音频信号应用空间增强处理；第二交替可选择前电路，其不对前 音频信号应用空间增强处理；以及用于基于前音频信号中通告音频信号的存在而从第一或 第二交替可选择前电路选择音频信号的电路，并且音频系统还可以包括后空间处理电路， 其包括第一交替可选择后电路，用于对后音频信号应用空间增强处理；第二交替可选择 后电路，其不对后音频信号应用空间增强处理；以及用于基于后音频信号中通告音频信号 的存在而从第一或第二交替可选择后电路选择音频信号的电路。
图1是具有音频系统的汽车的框图； 图2是旁路模式的音频系统元件的框图； 图3是提取模式的音频系统元件的框图； 图4是具有两个空间处理路径的音频系统元件的框图。
具体实施例方式
参考图l，汽车音频系统100包括音响本体120，其通过放大器输入端380耦合到 放大器140。放大器340继而通过输出端(例如端390)耦合到扬声器302、303、304、306和 308。在该特定的示例中，音响本体120为用户提供AM/FM调谐以及CD回放能力。音响本 体120还能够从向汽车听音空间提供音频的外部源125a、125b接收音频信号。外部音频源 可以包括数字音乐播放器(即，mp3、CD、DVD)125a、便携式导航设备126b、卫星无线电接收 器和/或其他源。除了娱乐音频，音响本体100还提供非娱乐、通告音频。通告音频可以包 括导航系统音频指令、汽车音钟、发声通告、移动电话钟声/铃声、移动电话交谈以及其他 非娱乐音频源。 音响本体120在娱乐音频和通告音频存在时向放大器140提供这两者。放大器140
包括用于对音频信号应用空间增强处理以增强汽车舱内的娱乐音频效果的电路。空间增强
可以包括增加声道，如中置声道或环绕声道，或能够影响音频系统的空间特征的其他处理，
例如通过修改耳间串音(inter—aural crosstalk)来"力口宽，，音场(soundstage)。 当组合音频信号中存在通告音频时，对组合的娱乐和通告音频信号进行空间增强
可能导致不良的听觉赝像。例如，得到的音效可能包括失真的声音，或是使通告音频渗透到
娱乐音频中。类似地，空间增强处理可能引导相关的音频信号，使得感知到的源相对于收听
者的位置处于不合逻辑的方向。 在一个特定的示例中，如果对信号应用了特定的空间增强处理，那么用于提醒车 乘员扣上安全带的汽车音钟听起来可能会像来自于汽车后部一样。如果该音钟来自后方而 不是仪表板，则乘员可能对该音钟的意义感到困惑，因为大多数人习惯于警示/提醒钟声 来自汽车的仪表板区域。当音频信号意在作为汽车驾驶者的提醒或警示时，错误引导的信 号可能是尤其要紧。 为了减少这样的听觉赝像，放大器140包含避免对通告音频应用空间处理操作的
5电路。 音响本体120还包括渐变控制(未示出)，其允许用户控制前扬声器(302、303、 304)和后扬声器(306、308)之间的相对音量。例如，用户可以操纵渐变控制以引导音频仅 渐变至后扬声器。然而，在一些实施方式中，放大器140将通告音频引导至适合的扬声器以 维持通告音频的预期位置，而不考虑渐变设置。例如，如果正在为后座的孩子们播放DVD电 影，家长可以逐步调节渐变控制，以使得娱乐音频完全被引至后扬声器(306、308)。然而，如 果连接(或集成)到娱乐系统100的移动电话向放大器340发送铃声信号，则放大器340 将在一个或多个前扬声器(例如，扬声器302、303和/或304)中呈现该铃声。
通告音频的处理可以通过至少两种方式进行旁路模式和提取模式。
例如，如图2所示，旁路模式的放大器140'包括两个分支，320a和320b。从音响 本体120接收的音频信号在两个分支中并行处理。分支320a应用空间处理(例如，美国专 利No. 7， 016， 501中描述的空间处理)，而分支320b不应用空间处理。交叉渐变器330耦合 到两个分支，并且基于来自控制信号线370上来自音响本体120的控制信号的、关于通告音 频存在(或不存在)的指示，从分支320a或320b选择音频。 交叉渐变器330还可以处理选定的信号，使得从一个分支到另一分支的选择平滑 过度。输出矩阵变换电路继而将音频信号引导到适合的扬声器。 如图3所示，提取模式的放大器140"包括通告音频提取器310，其从接收自音响 本体的信号中提取通告音频。原始信号的剩余部分(也就是娱乐音频信号)由空间处理器 360来处理。通告音频继而在输出矩阵变换电路350被加回到经过空间处理的娱乐音频信 号中。继而将音频信号引导到相关联的扬声器。在一些实施方式中，将通告音频引导到渐 变设置应用的下游的相关联扬声器，使得通告音频与渐变设置无关地进行适当辐射。在提 取模式下，扬声器302、303、304、306和308同时辐射经过空间处理的娱乐信号和未经过空 间处理的通告音频信号，或者辐射经过空间处理的娱乐音频信号。 在音响本体传输前音频信号和后音频信号并且仅在前音频信号中插入通告音频 的系统中，通告音频提取器310可以比较前音频信号和后音频信号，并提取前音频信号和 后音频信号之间的差，以确定通告音频内容。 参考图4，音响本体120'耦合到两个处理路径，其中每个处理路径都类似于图2示 出的处理路径。前音频信号(即，意在用于位于汽车舱前部的扬声器的音频信号)与后音频 信号(即，意在用于位于舱后部的扬声器的音频信号)单独进行处理。每个路径包括独立 控制的交叉渐变器(360R、360F)，以使得例如前交叉渐变器360F能够基于由前控制线370F 上不存在指示所指示的通告音频不存在，而从信号路径320a-F选择经过空间处理的信号。 类似地，后交叉渐变器360R可以基于由控制线370R上存在指示所指示的通告音频存在，而 从信号路径320b-R选择旁路信号。包含两个空间路径实现的放大器允许通告音频由前扬 声器和后扬声器独立地辐射，其错误引导的可能性较低。多个路径的使用允许系统设计的 更大灵活性，并允许更多的通告音频辐射源点。例如，一些汽车警示系统具有传感器，其检 测在汽车倒车的情况下是否有接近汽车后方的物体。警示噪音能够从一个或两个后扬声器 中发出，提供存在接近汽车后方的物体的发声提示。 虽然框图中可以示出附图的几个视图的元件并作为分离的元件描述，并且可以称 为"电路"，但是除非另外指示，元件可以作为模拟电路、数字电路、或一个或多个执行软件指令的微处理器中的一个或其组合来实现。软件指令可以包括数字信号处理(DSP)指令。 除非另外指示，信号线和终端可以作为分离的模拟或数字信号线或终端，作为具有适合的 信号处理的单个分离的数字信号线或终端，以处理独立的音频信号流，或作为无线通信系 统的元件来实现。 一些处理操作可以用系数的计算和应用的术语来表述。系数的计算和应 用等同物能够通过其他模拟或数字信号处理技术来执行，并包括在本专利申请的范围内。 除非另外指示，音频信号或视频信号或两者都可以进行编码并以数字或模拟形式传输；一 些图中可能省略了传统的数模或模数转换器。 一些图中省略了不显著地影响音频的空间特 征的音频信号处理(例如均衡)。为了简化，"对应于娱乐音频信号的辐射声能"可以称为 "辐射娱乐音频信号"，以及"对应于通告音频信号的辐射声能"可以称为"辐射通告音频信 号"。 已经描述了本发明的几个实施方式。尽管如此，可以理解的是，在不脱离本发明的 精神和范围的情况下，可以进行各种改进。因此，其他实施方式包括在以下权利要求的范围 内。
权利要求
一种汽车音频系统，包括音频信号的源，所述音频信号可以包括娱乐音频信号和通告音频信号二者；用于辐射音频信号的扬声器；以及空间增强电路，其包括避免对所述通告音频信号应用空间增强处理的电路。
2. 根据权利要求l的汽车音频系统，其中，如果接收自所述源的音频信号中具有通告 音频内容，则所述空间增强电路不对接收自所述源的所述音频信号应用空间处理操作。
3. 根据权利要求1的汽车音频系统，其中所述空间增强电路包括 第一交替可选择电路，用于对所述音频信号应用空间增强处理；第二交替可选择电路，其不对所述音频信号应用空间增强处理；以及 用于基于组合音频信号中通告音频信号的存在而从所述第一交替可选择电路或第二 交替可选择电路选择音频信号的电路。
4. 根据权利要求1的汽车音频系统，其中所述空间增强电路包括用于将来自所述音频信号源的音频信号分离为娱乐音频信号和通告音频信号的电路；用于对所述娱乐音频信号应用空间增强处理的电路；以及 用于组合经过处理的娱乐音频信号和所述通告音频信号的电路。
5. 根据权利要求1的汽车音频系统，其中所述音频信号的源包括前音频信号源，其可 以包含前通告音频信号，以下称为前音频信号；以及后音频信号源，其可以包含后通告音频 信号，以下称为后音频信号，所述音频系统还包括 前空间处理电路，其包括第一交替可选择前电路，用于对所述前音频信号应用空间增强处理；第二交替可选择前电路，其不对所述前音频信号应用空间增强处理；以及 用于基于所述前音频信号中通告音频信号的存在而从所述第一交替可选择前电路或 第二交替可选择前电路选择音频信号的电路， 所述音频系统还包括 后空间处理电路，其包括第一交替可选择后电路，用于对所述后音频信号应用空间增强处理；第二交替可选择后电路，其不对所述后音频信号应用空间增强处理；以及 用于基于所述后音频信号中通告音频信号的存在而从所述第一交替可选择后电路或 第二交替可选择后电路选择音频信号的电路。
6. 根据权利要求1的汽车音频系统，其中所述空间增强电路对所述娱乐音频信号应用 空间增强处理，而不对所述通告音频信号应用空间增强处理。
7. —种用于操作汽车音频系统的方法，包括 接收可以包含通告音频信号的音频信号；如果接收到的音频信号不包含通告音频信号，则对所述接收到的音频信号应用空间处理；如果接收到的音频信号包括通告音频信号，则不对所述通告音频信号应用空间处理。
8. 根据权利要求7的方法，还包括如果所述接收到的音频信号包括通告音频信号和娱乐音频信号，则对所述娱乐音频信号应用空间处理。
9. 一种汽车音频放大器，包括输入端，用于接收可以包括通告音频信号的音频信号；以及空间增强电路，其包含用于避免对所述通告音频信号应用空间增强处理的电路。
10. 根据权利要求9的汽车音频放大器，其中，如果接收到的音频信号包括通告音频信号，则所述空间增强电路不对所述接收到的音频信号应用空间处理操作。
11. 根据权利要求9的汽车音频放大器，其中所述空间增强电路包括第一交替可选择电路，用于对组合音频信号应用空间增强处理；第二交替可选择电路，其不对组合音频信号应用空间增强处理；以及用于基于所述组合音频信号中通告音频信号的存在而从所述第一交替可选择电路或第二交替可选择电路选择音频信号的电路。
12. 根据权利要求9的汽车音频放大器，其中所述空间增强电路包括用于将组合音频信号分离为娱乐音频信号和通告音频信号的电路；用于对所述娱乐音频信号应用空间增强处理的电路；以及用于组合经过处理的娱乐音频信号和所述通告音频信号的电路。
13. 根据权利要求9的汽车音频放大器，所述输入端包括用于接收可以包括通告音频信号的前音频信号的输入端，以下称为前输入端；以及用于接收可以包括通告音频信号的后音频信号的输入端，以下称为后输入端，所述放大器还包括前空间处理电路，其包括第一交替可选择前电路，用于对所述前音频信号应用空间增强处理；第二交替可选择前电路，其不对所述前音频信号应用空间增强处理；以及用于基于所述前音频信号中通告音频信号的存在而从所述第一交替可选择前电路和第二交替可选择前电路选择音频信号的电路，所述音频系统还包括后空间处理电路，其包括第一交替可选择后电路，用于对所述后音频信号应用空间增强处理；第二交替可选择后电路，其不对所述后音频信号应用空间增强处理；以及用于基于所述后音频信号中通告音频信号的存在而从所述第一交替可选择后电路和第二交替可选择后电路选择音频信号的电路。
全文摘要
一种汽车音频系统，包括音频信号的源，所述音频信号可以包括娱乐音频信号和通告音频信号；扬声器，用于辐射音频信号；以及空间增强电路，包括用于避免对通告音频信号应用空间增强处理的电路。
文档编号H04S7/00GK101796855SQ200880104342
公开日2010年8月4日 申请日期2008年8月21日 优先权日2007年8月27日
发明者B·C·波, D·E·哈德利, D·Y·潘, P·维彻尔克, R·A·弗勒, T·Z·巴克斯达尔, 中山高雄, 富田胜己, 张绍勋, 每熊亮 申请人:伯斯有限公司