[发明专利]音频再现设备

说明书

技术领域

本发明涉及音频再现(reproduce)设备。

背景技术

小扬声器用于小型元件立体声音响(minicomponent stereo set)和平板电视接收机(flat-screen television receiver)。这些应用中，扬声器的外壳(扬声器箱)相应很小。扬声器的共振频率(resonance frequency)f0高达或高于100赫兹。

具有共振频率f0或更低的音频信号可被提供给扬声器，由于频率被降低，基频分量(fundamental component)愈发降低，而失真分量(谐波分量)(harmonic component)的输出声压(sound output pressure)急剧增加。

具有小扬声器的音频设备无法充分再现低于扬声器的共振频率f0的低频分量。

每个乐器的声音由基频分量和谐波分量组成，且基频分量与谐波分量的比例决定声音的音调(tone)。心理声学上已经证明：若输出的声音不含基频分量但含有其谐波分量，则人们听起来仿佛也输出了基频分量。

可以设想一种音频设备利用人类的这种听觉特性。图13说明了这样一种音频设备。扬声器5用来改善低频音效(sound effect)。

音频信号S1在输入端子1处被提供给高通滤波器2。如图14A所示，大于等于扬声器5的共振频率f0的中高频分量被提取并提供到加法器3。端子1处的音频信号S1被提供到带通滤波器7。如图14B所示，落入频带f0/2至f0内的低频分量S7被提取并提供到变调器(pitch shifter)8。

变调器8将所提供的低频分量S7的频率加倍。如图14C所示，频带f0至2f0内的倍频(frequency multiply)分量S8，即泛音(harmonicovertone)分量S8被输出。

泛音分量S8提供到加法器3以添加到中高频分量S2上。如图14D所示，加法器3输出的音频信号S3含有作为加强的低频分量S7的泛音分量S8。音频信号S3经功率放大器4输出到扬声器5。扬声器5因而发出具有图14D的频率特性的声音，即含有作为加强的低频分量S7的泛音分量S8的声音。

低频分量S7的声音不从扬声器5输出且与基频分量相对应。相应的泛音分量S8从扬声器5输出。听众听起来好像实际上输出了低频分量S7。因此即使利用小扬声器5，也能提供低频音效。

一般来说，即使通过倍增低频分量S7而生成倍频分量S8，在低于200赫兹的泛音分量S8上人们也饱受讨厌的听觉效果(hearingimpression)之苦。

日本未经审查的专利申请公开第8-213862号揭示了这样一种技术。

发明内容

泛音分量S8类似于所述音频再现设备中低频分量S7的泛音。若泛音分量S8在数量上增加以提供低频音效，则失真度(degree of distortion)也增加。若泛音分量S8在数量上减少以降低失真度，则低频音效变得不足。低频音效和失真度之间有个折中。

因此希望克服这个问题。

根据本发明的一个实施例，音频信号处理设备包括一个高通滤波器用于从音频信号中提取大于等于频率f0的频率分量，n个带通滤波器用于从音频信号中提取落入从频率f0/N到频率f1/N的频率范围内的频率分量，n个泛音生成器用于将n个带通滤波器的输出中的每一个的频率乘以N来生成具有N倍频率的泛音分量，第一组合单元用于组合n个泛音生成器所生成的泛音分量，电平检测器用于检测从第一组合单元提供的泛音分量的电平，增益控制器用于根据从电平检测器输出的检测动态控制从第一组合单元提供的泛音分量，以及第二组合单元用于组合高通滤波器提取的频率分量和从增益控制器输出的泛音分量，其中N为2n(n为自然数)，频率f0为第一预定频率，且频率f1为高于频率f0的第二预定频率。

根据本发明的实施例，若音频信号的低频分量频率低于共振频率f0，则从低频分量获得的泛音分量的声音从扬声器发出。泛音分量被输出时，其电平动态改变。因此提供了清脆(crisp)的低频音效同时降低了声音的失真度。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的音频信号处理设备的方框图；

图2A至2D说明音频信号处理设备的频率特性；

图3是音频信号处理设备的波形图；

图4说明音频信号处理设备的控制特性；

图5说明音频信号处理设备的另一个示例；

图6A至6D说明图5的音频信号处理设备的频率特性；