[發明專利]利用兩個揚聲器再現多聲道聲音的裝置及其方法

無效

• 申請號: 97119605.2
• 申請日: 1997-09-26
• 公開（公告）號: CN1053079C
• 公開（公告）日: 2000-05-31
• 發明（設計）人: 許丁權;吳永南
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H04S5/02
• 分類號: H04S5/02;H04S1/00;H04R5/04
• 代理公司: 柳沈知識產權律師事務所
• 代理人: 馬瑩

本發明涉及一種多聲道聲音再現裝置，更具體地說，本發明涉及一種利用兩個揚聲器再現多聲道聲音的裝置及其方法。

為了更加迅速和更加準確地傳輸領先于多媒體時代爆炸性增長的各種信息所作的無休止的努力在新的數字通迅技術以及高度集成半導體(VLSI)和信號處理技術(DSP)方面取得了驚人的發展。此外，以往按照不同方式產生和處理的圖像、聲音、和其它數據現在可以無需考慮完全不同格式的信息源或信息載體的差別進行處理和使用。依照這種趨勢，似乎有必要使數字數據的國際傳輸標準化，以便于發送和共享不同設備之間的信息。因此，形成了一些標準，例如，1990年頒布的ITU-TS規則H.261、1992年為存儲和傳輸靜止圖像建立的ISO/ITU-TS的JPEG(聯合圖像專家組)標準、和ISO/IEC的MPEG(動態圖像專家組)標準。

縱觀當前的音頻信號壓縮編碼器的技術發展趨勢，象聲音和音樂這樣的寬頻帶音頻信號由于在數字化、存儲和傳輸時信息量的增加需要非常大的存儲空間和較大的傳輸帶寬。為了解決上述問題，已經開發了許多種方法，這些方法能夠對音頻信號編碼、傳輸或存儲經過壓縮的編碼信號，并且在使這些音頻信號只具有人類無法辨別的誤差的水平上恢復所傳輸的或存儲的信號。最近，有關更加有效地再現音頻信號的研究已經通過利用人類的聽覺特征構成一個數學心理聲學模型來對音頻信號編碼和解碼而取得積極的進展。用于上述研究的一種方法基于這樣的事實，按照人類的聽覺構造，識別各個頻率帶通中信號的靈敏度和聽覺極限因人而異，并且依賴于屏蔽效應，即在任何頻率帶通中具有較低能量的信號在與具有較高能量的信號相鄰的情況下由于高能信號的存在而聽不到。根據對上述各種音頻信號編碼和解碼研究的發展，關于對用于最新數字音頻設備和多媒體的音頻信號進行編碼和解碼的方法的ISO?MPEG國際標準已經順利地開始建立，關于立體聲廣播的MPEG1音頻標準已經在1993年確立，目前關于5.1聲道的MPEG2音頻標準也已經開始建立。由美國的Dolby公司開發并且主要應用于美國當代電影工業的一種獨立壓縮算法AC3，1993年11月被確定為美國的HDTV(高清晰度電視)數字音頻標準，這個標準將成為一種國際通用的MPEG標準。

這些算法，例如MPEG2和AC3的作用是以低傳輸速率壓縮多聲道音頻信號，這些算法被作為HDTV和DVD領域中的算法標準，因而在房間中的人可以聽到象在劇院一樣的聲音效果。但是，它需要至少5個揚聲器才能聽到采用上述算法構成的多聲道聲音，并且使用5個放大器驅動這些揚聲器。實際上，很難將這些設備安裝在同一個房屋中，所以沒有人能夠欣賞到其中的多聲道聲音。如果能夠利用常規的向下混聲方法將經過壓縮的多聲道聲音再現為雙聲道聲音，多聲道聲音的方向特性就消失了，從而使聽者感受到強烈的真實性。

與此同時，盡管由日本的Victor公司發明的Dolby?Pro-logic三維聲學算法將多聲道聲音信號向下混聲為兩個聲道，并且再現該下混聲道信號，但是，在聽這些聲音時，仍然具有四個聲道的效果。

圖1為解釋由日本的Victor有限公司發明的Dolby?Pro-logic三維聲學算法的示意圖。參見圖1，標號2表示包含一個Dolby?Pro-logic功能部件10的處理器，和三維聲學處理器12。此外，標號4表示包括一個左放大器(LAMP)14和一個左揚聲器(LSP)16的一個左輸出裝置，標號6表示包括一個右放大器(RAMP)18和一個右揚聲器(RSP)20的一個右輸出裝置。具體地說，圖2為圖1中所示三維聲學處理器12的詳細電路圖。

以下將參照圖1和圖2解釋該算法的原理。首先，在圖1中，輸入的雙聲道聲音信號IL和IR被轉換成四聲道聲音信號，即一個左聲道信號、一個右聲道信號、一個中央聲道信號和一個環繞聲道信號(L，R，C，S)，然后該經過轉換的信號被傳輸到三維聲學處理器12。參照圖2，討論三維聲學處理器12的工作原理，通過利用圖2中所示的三維聲學算法34處理，將左聲道信號L和右聲道信號R分別輸入到一個左加法器30和一個右加法器32，將中央聲道信號C同時輸入到上述的左加法器30和右加法器32，并將環繞聲道信號S也輸入到上述的左加法器30和右加法器34中，從而使得聽者聽到的聲音仿佛是從后面產生的。于是，在左加法器30和右加法器32中包含中央聲和環繞聲方向分量的左聲道信號eL和右聲道信號eR被分別傳輸到左輸出裝置4和右輸出裝置6。所以，聽者可以通過左輸出裝置4和右輸出裝置6聽到四個聲道的聲音。