УСТРОЙСТВО ОБРАБОТКИ ЗВУКОВОГО СИГНАЛА И СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗВУКОВОГО СИГНАЛА
AUDIO SIGNAL PROCESSING DEVICE AND AUDIO SIGNAL PROCESSING METHOD

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству обработки звукового (акустического) сигнала и способу обработки звукового сигнала. Более конкретно настоящее изобретение относится к устройству обработки звукового сигнала и способу обработки звукового сигнала для разветвления звукового сигнала на множество маршрутов и управления процессом ограничения полосы частот и регулировкой усиления.
Предшествующий уровень техники
Признаки AGC (автоматической регулировки усиления) широко применяются в последние годы для сжатия динамического диапазона звука. Процесс изменения усиления сигнала заключается в амплитудной модуляции, и предложены различные способы изменения амплитуды в момент времени пересечения нуля и способы мягкого изменения амплитуды, чтобы уменьшить искажение, которое создают в результате процесса изменения усиления сигнала. Последнее из этого применяют более часто, поскольку пересечение нуля не обязательно приходит при желаемой синхронизации с помощью предыдущих способов. Однако последний способ изменяет амплитуду дискретно (или пошагово), чтобы иногда периодически вызывать эффект изменения амплитуды для конкретного входного сигнала, чтобы, в свою очередь, создавать искажение, которое не обнаружено в первоначальном сигнале.
Известны способы регулировки усиления звукового сигнала каждой разделенной полосы частот и суммирования звуковых сигналов, и вывода их после регулировки усилений (например, выложенная патентная заявка Японии №2003-299189 (Д1)). Такие способы усредняют выходные уровни звукового сигнала, поддерживая качество звука высокочастотных составляющих, посредством вышеописанной компоновки.
Способ (Д1) периодически изменяет усиление в соответствии с входным сигналом, чтобы вызывать проблему, что во время изменения усиления может происходить искажение, таким образом, что выходной сигнал может содержать искажение и, следовательно, требует улучшений.
Существо изобретения
Задачей настоящего изобретения является обеспечить способ уменьшения любых ненужных составляющих искажения входного звукового сигнала, которые возникают в результате изменения усиления сигнала.
Устройство в соответствии с настоящим изобретением относится к устройству обработки звукового сигнала. Устройство включает в себя: первое переднее средство ограничения полосы частот, для выполнения процесса ограничения полосы частот первого звукового сигнала; первое средство регулировки усиления, для регулировки усиления первого звукового сигнала, подвергнутого процессу ограничения полосы частот с помощью первого переднего средства ограничения полосы частот; первое заднее средство ограничения полосы частот, для выполнения процесса ограничения полосы частот первого звукового сигнала, отрегулированного для усиления посредством первого средства регулировки усиления; и первый звуковой сигнал, подвергнутый процессу ограничения полосы частот посредством первого заднего средства ограничения полосы частот.
Устройство обработки звукового сигнала дополнительно может включать в себя средство синтеза, для объединения посредством синтеза первого звукового сигнала и звукового сигнала из маршрута, отличного от маршрута первого звукового сигнала.
Маршрут вывода звукового сигнала для объединения посредством синтеза с первым звуковым сигналом, в средство синтеза, может включать в себя: второе переднее средство ограничения полосы частот, для выполнения процесса ограничения полосы частот второго звукового сигнала; второе средство регулировки усиления, для регулировки усиления второго звукового сигнала, подвергнутого процессу ограничения полосы частот посредством второго переднего средства ограничения полосы частот; и второе заднее средство ограничения полосы частот, для выполнения процесса ограничения полосы частот второго звукового сигнала, отрегулированного для усиления посредством второго средства регулировки усиления, причем второй звуковой сигнал выводят в средство синтеза после процесса ограничения полосы частот посредством второго заднего средства ограничения полосы частот.
Полоса частот первого звукового сигнала, ограниченного для полосы частот посредством первого переднего средства ограничения полосы частот и выведенного, может быть установлена ниже, чем полоса частот второго звукового сигнала, ограниченного для полосы частот посредством второго переднего средства ограничения полосы частот и выведенного.
Маршрут вывода звукового сигнала, объединяемого посредством синтеза с первым звуковым сигналом, в средство синтеза, может включать в себя: третье переднее средство ограничения полосы частот, для выполнения процесса ограничения полосы частот третьего звукового сигнала; и третье средство регулировки усиления, для регулировки усиления третьего звукового сигнала, подвергнутого процессу ограничения полосы частот посредством третьего переднего средства ограничения полосы частот, причем никакое заднее средство ограничения полосы частот, для выполнения процесса ограничения полосы частот третьего звукового сигнала, отрегулированного для усиления, не обеспечено между третьим средством регулировки усиления и средством синтеза, причем третий звуковой сигнал выводят в средство синтеза после регулировки усиления посредством третьего средства регулировки усиления.
Маршрут вывода звукового сигнала, объединяемого посредством синтеза с первым звуковым сигналом, в средство синтеза, может включать в себя: четвертое переднее средство ограничения полосы частот, для выполнения процесса ограничения полосы частот относительно четвертого звукового сигнала, причем ни средство регулировки усиления, для регулировки усиления четвертого звукового сигнала, подвергнутого процессу ограничения полосы частот, ни заднее средство ограничения полосы частот, для выполнения процесса ограничения полосы частот не предусмотрены между четвертым передним средством ограничения полосы частот и средством синтеза, причем четвертый звуковой сигнал выводят в средство синтеза после процесса ограничения полосы частот с помощью четвертого переднего средства ограничения полосы частот.
Маршрут звукового сигнала, объединяемого посредством синтеза с первым звуковым сигналом, может быть маршрутом вывода звукового сигнала до того, как он подвергнут процессу ограничения полосы частот, в средство синтеза.
Процесс ограничения полосы частот первого переднего средства ограничения полосы частот и процесс ограничения полосы частот первого заднего средства ограничения полосы частот может быть выполнен посредством одного средства ограничения полосы частот на основе разделения времени.
Характеристики второго переднего средства ограничения полосы частот могут быть установлены таким образом, чтобы дополнять полосу частот первого звукового сигнала, подверженного процессу ограничения полосы частот посредством первого переднего средства ограничения полосы частот.
Способ в соответствии с настоящим изобретением относится к способу обработки звукового сигнала, используемому устройством обработки звукового сигнала. Способ включает в себя: этап разделения маршрута, на котором разветвляют входной звуковой сигнал для множества маршрутов; этап разделения полосы частот, на котором разделяют звуковой сигнал для предварительно определенных полос частот посредством выполнения процесса ограничения полосы частот относительно звукового сигнала в каждом разделенном маршруте; этап регулировки усиления, на котором регулируют, если необходимо, усиление каждого звукового сигнала разделенных полос частот; этап исключения искажения, на котором исключают искаженные сигналы, созданные на этапе регулировки усиления, посредством выполнения процесса ограничения полосы частот относительно каждого звукового сигнала, отрегулированного для усиления; и этап синтеза, на котором объединяют посредством синтеза звуковые сигналы, разделенные для полос частот после окончания этапа исключения искажения.
Этап исключения искажения может быть пропущен для любых звуковых сигналов, созданных как разделение для предварительно определенных полос частот, которые не подвергнуты этапу регулировки усиления.
Преимущественный результат изобретения
Таким образом, настоящее изобретение может предоставить метод уменьшения любой ненужной составляющей искажения, которую создают вследствие изменения усиления входного звукового сигнала.
Краткое описание чертежей
На чертежах:
Фиг.1 изображает функциональную блок-схему устройства обработки звукового сигнала в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.2 изображает блок-схему последовательности этапов процесса, выполняемого относительно звукового сигнала в устройстве обработки звукового сигнала в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.3 изображает функциональную блок-схему устройства обработки звукового сигнала в соответствии с экспериментальным примером первого варианта осуществления;
Фиг.4 изображает диаграмму, иллюстрирующую результаты проверки эксперимента 1 в соответствии с экспериментальным примером первого варианта осуществления;
Фиг.5 изображает диаграмму, иллюстрирующую результаты проверки эксперимента 2 в соответствии с экспериментальным примером первого варианта осуществления;
Фиг.6 изображает функциональную блок-схему устройства обработки звукового сигнала в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.7 изображает функциональную блок-схему устройства обработки звукового сигнала в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.8 изображает функциональную блок-схему устройства обработки звукового сигнала в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.9 изображает функциональную блок-схему устройства обработки звукового сигнала в соответствии с пятым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Наилучший способ осуществления изобретения
Теперь различные способы для осуществления настоящего изобретения (далее в настоящей заявке упомянутые просто как “варианты осуществления”) будут конкретно описаны ниже со ссылкой на сопровождающие чертежи. В кратком изложении процессы вариантов осуществления включают в себя этапы, перечисленные ниже:
1) разделение звукового сигнала для множества полос частот;
2) регулировка усиления сигнала каждой полосы частот;
3) исключение составляющей искажения флуктуации усиления, созданной вне полосы в результате регулировки усиления, посредством фильтра разделения полосы частот (BPF); и
4) объединение с помощью синтеза сигналов, из которых исключены составляющие искажения посредством BPF, чтобы сгенерировать выходной сигнал.
С помощью вышеупомянутых этапов может быть создан выходной сигнал звуков, которые не содержат никакого шумового ощущения.
Первый вариант осуществления
Фиг.1 изображает функциональную блок-схему устройства 10 обработки звукового сигнала в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Как изображено, устройство 10 обработки звукового сигнала включает в себя секцию 11 разветвления сигнала, для разветвления входного звукового сигнала Sin на сигналы с S11 по S1n с первого по N-го маршрутов с R1 по Rn, секцию 20 обработки сигнала, для выполнения предварительно определенного процесса сигнала относительно разделенных сигналов с S11 по S1n, и сумматор 60, для объединения посредством синтеза сигналов с S41 по S4n, которые созданы в результате процесса, выполненного в соответственных маршрутах секции 20 обработки сигнала.
Секция 20 обработки сигнала имеет передние BPF для соответственного выполнения процессов полосы частот относительно разделенных сигналов с S11 по S1n маршрутов с R1 по Rn ветвей, AGC для регулировки усиления соответственных сигналов S21 по S2n, созданных в результате процессов полосы частот, и задние BPF для соответственного выполнения процессов полосы частот относительно сигналов с S31 по S3n, созданных в результате регулировки усиления. Следует заметить, что в дальнейшем описании среди маршрутов с R1 по Rn, маршрут, который имеет все три элемента, включая передний BPF, AGC и задний BPF, упомянут как маршрут первой категории, а маршрут, который имеет два элемента, включая передний BPF и AGC, упомянут как маршрут второй категории, в то время как маршрут, который имеет только один элемент переднего BPF, упомянут как маршрут третьей категории, а маршрут, который лишен всех трех элементов, упомянут как маршрут четвертой категории. В компоновке по фиг.1 все маршруты с R1 по Rn изображены как маршруты первой категории.
Более конкретно первый маршрут R1 имеет первый передний BPF 111, первое AGC 121 и первый задний BPF 131, расположенные в вышеупомянутой последовательности со стороны восходящего сигнала. Аналогично второй маршрут R2 имеет второй передний BPF 112, второе AGC 122 и второй задний BPF 132. Все следующие маршруты имеют такое же устройство. Иначе говоря, N-ый маршрут Rn имеет N-ый передний BPF 11n, N-ое AGC 12n и N-ый задний BPF 13n.
Следует заметить, что так устроено, что из первого по N-ый передние BPF с 111 по 11n первый передний BPF выбирает самую низкую полосу частот, а N-ый передний BPF 11n выбирает самую высокую полосу частот. Сигналы с S21 по S2n, которые созданы, соответственно, из с первого по N-ый передние BPF с 111 по 11n, и полосы частот которых ограничены, затем выводят через с первого по N-ое AGC с 121 по 12n (как сигналы с S31 по S3n). Следовательно, первый передний BPF 111 может быть фильтром нижних частот (LPF), а N-ый передний BPF 11n может быть фильтром верхних частот. С первого по N-ый передние BPF с 111 по 11n и с первого по N-ый задние BPF с 131 по 13n, которые будут описаны позже, обычно являются фильтрами IIR (с бесконечной импульсной характеристикой), которые могут быть реализованы посредством полупроводниковой интегральной схемы обработки сигналов, такой как DSP (процессор цифровых сигналов).
С первого по N-ое AGC с 121 по 12n, соответственно, регулируют усиления сигналов (сигналов с S21 по S2n) соответственных маршрутов (с R1 по Rn) и выводят их в с первого по N-ый задние BPF с 131 по 13n как сигналы с S31 по S3n.
С первого по N-ый задние BPF с 131 по 13n, соответственно, имеют характеристики полосы частот те же, что и характеристики полосы частот с первого по N-ый передних BPF с 111 по 11n, расположенных в том же самом маршруте. Иначе говоря, характеристики полосы частот с первого по N-ый задние BPF с 131 по 13n являются такими же, что и характеристики полосы частот с первого по N-ый передних BPF с 111 по 11n, расположенных на том же самом маршруте, для частот, которые они выбирают. Следовательно, если любая составляющая искажения создана вне полос частот, которые с первого по N-ый передние BPF с 111 по 11n выбирают в процессах с первого по N-ое AGC с 121 по 12n, составляющая искажения будет исключена.
Сумматор 60 получает сигналы (сигналы с S41 по S4n), подвергнутые процессу ограничения полосы частот посредством с первого по N-ый обратные BPF с 131 по 13n, и объединяет их посредством синтеза, чтобы создать выходной сигнал Sout, который выводят в устройство вывода, такое как динамик (не изображен) или средство обработки пост-процесса.
Вышеупомянутые процессы для звукового сигнала, которые выполнены вышеописанным способом, будут также описаны ниже с ссылкой на блок-схему последовательности этапов по фиг.2.
Когда звуковой сигнал Sin вводят, секция 11 разветвления сигнала разветвляет сигнал Sin для с первого по N маршрутов с R1 по Rn, чтобы получить разделенные сигналы с S11 по S1n для соответствующих маршрутов (этап S10).
Затем с первого по N-ый передние BPF с 111 по 11n в с первого по N-ый маршрутах с R1 по Rn выборочно выводят предварительно определенные полосы частот, которые предварительно выбраны для них, в с первого по N-ое AGC с 121 по 12n (как сигналы с S21 по S2n) (этап S12).
С первого по N-ое AGC с 121 по 12n, соответственно, регулируют усиления сигналов с S21 по S2n, которые они получают, и выводят их в с первого по N-ый задние BPF с 131 по 13n (как сигналы с S31 по S3n) (этап S14).
С первого по N-ый задние BPF с 131 по 13n, соответственно, выбирают сигналы предварительно определенных полос частот, которые предварительно выбраны для сигналов с S31 по S3n, усиления которых отрегулированы, чтобы исключить составляющие искажения вне полос частот, и выводят сигналы в сумматор 60 (этап S16).
Сумматор 60 получает сигналы с S41 по S4n, которые, соответственно, подвергнуты процессам ограничения полосы частот в с первого по N-ый задних BPF с 131 по 13n, объединяет их посредством синтеза в выходной сигнал (сигнал Sout) и выводит сигнал Sout в устройство вывода, такое как динамик или средство обработки пост-процесса (этап S18).
Таким образом, посредством вышеописанного варианта осуществления составляющие искажения, формируемые вне полос частот, соответственно, выбранных посредством с первого по N-ый передних BPF с 111 по 11n, могут быть исключены в процессах с первого по N-ое AGC с 121 по 12n, таким образом, что ненужные составляющие (составляющие искажения) могут быть стабильно уменьшены, чтобы улучшить качество звука сигнала, сгенерированного посредством сумматора 60 в результате операции объединения посредством синтеза. Несмотря на то, что операция регулировки усиления проведена в каждом отдельном маршруте в вышеописанном варианте осуществления, настоящее изобретение никоим образом не ограничено такой компоновкой. С точки зрения предохранения динамика от повреждения обычно самой важной является необходимость предотвращения чрезмерного ввода низкочастотных составляющих. Также пользователь более чувствительно ощущает искажения на низких частотах. Следовательно, в маршруте, для которого выбран высокочастотный сигнал, который может быть N-ым маршрутом Rn, удовлетворительное качество сигнала может быть гарантировано, если в нем пропущена операция регулировки усиления. В таком случае это AGC и задний BPF могут быть пропущены, чтобы оставить только передний BPF в маршруте. Иначе говоря, могут быть один или более одного маршрутов, которые могут быть сформированы как маршрут или маршруты не первой категории, а второй, третьей или четвертой категории. С третьего по пятый варианты осуществления имеют такое устройство. В качестве альтернативы передний BPF и задний BPF могут быть созданы с возможностью проявления разных характеристик. Если имеется сигнал в полосе частот, которая не включает в себя никакого AGC в смежных полосах частот, характеристики полосы частот BPF, обеспеченного в маршруте, который не включает в себя никакого AGC, могут быть расширены в полосу частот маршрута, который включает в себя AGC, чтобы дополнить сигнал поле позднего маршрута. Как передний BPF, так и задний BPF выполняют процесс ограничения полосы частот в маршруте, который включает в себя AGC, и, следовательно, уровень сигнала может быть понижен в этом маршруте. В таком случае иногда может быть трудным установить параметры двух BPF таким образом, чтобы уменьшить искажения, в то же время, предотвращая существенное понижение уровня сигнала. Тогда параметры могут быть легко установлены, чтобы улучшить качество звука, путем дополнения сигнала маршрута сигналом маршрута, который не включает в себя никакого AGC.
Теперь результаты проверки вышеупомянутых устройства и процессов (экспериментов 1 и 2) будут описаны ниже. В целях проверки результатов устройства и процессов использованы только два маршрута ветвей, включающие в себя первый маршрут R1 на стороне полосы низких частот и второй маршрут R2 на стороне полосы высоких частот. Во втором маршруте R2 не проведена никакая регулировка усиления.
Фиг.3 изображает функциональную блок-схему устройства 210 обработки звукового сигнала экспериментального примера. Как изображено, устройство 210 обработки звукового сигнала включает в себя секцию 240 разветвления сигнала, секцию 220 обработки сигнала и сумматор 260.
Секция 240 разветвления сигнала разветвляет входной звуковой сигнал Sin для первого и второго маршрутов R1 и R2 и выводит разделенные сигналы S11 и S12 в секцию 220 обработки сигнала. Секция 220 обработки сигнала имеет первый передний BPF 211, первое AGC 221 и первый задний BPF 231, расположенные в вышеупомянутой последовательности со стороны ввода (стороны секции 240 разветвления сигнала), в первом маршруте R1 и только второй передний BPF 212 во втором маршруте R2. Сумматор 260 объединяет посредством синтеза сигнал S41, созданный из первого заднего BPF 231 в результате процесса, выполненного относительно первого маршрута R1, и сигнал S22, созданный из второго переднего BPF 212 в результате процесса, выполненного относительно второго маршрута R2, чтобы создать выходной сигнал Sout.
Фиг.4 изображает диаграмму, иллюстрирующую результаты проверки эксперимента 1, имеющего устройство, как изображено на фиг.3. Фиг.4(а) изображает частотную характеристику входного сигнала, а фиг.4(b) изображает частотную характеристику (пиковое значение) выходного сигнала, созданного посредством традиционного способа с использованием только передних BPF, в то время как фиг.4(с) изображает частотную характеристику выходного сигнала устройства фиг.3. Условия экспериментов включают в себя следующее:
входной сигнал:
объединенные посредством синтеза синусные сигналы 1 kHz (-12,5 dB)+10 kHz (-12,5 dB)
характеристики фильтра:
полосовой фильтр (центральная частота 1 kHz, ширина полосы частот 670 Hz)
1/2
параллельный фильтр (частота отсечки 4kHz, вторичный, Q:1/2)
AGC:
наибольшее усиление +9 dB, пороговое значение -2 dB
время атаки 1 ms, время сброса 100 ms
Как изображено на фиг.4(а), входной сигнал (исходный звуковой сигнал) является сигналом, который имеет центральные частоты на 1 kHz и 10 kHz и практически не содержит никакого искажения. С другой стороны, как изображено на фиг.4(b), сигнал, полученный в результате процесса традиционного способа, проявляет искажение с пиков, приблизительно равным -80 dB, около 100 Hz и другие несколько искажений с пиками, наблюдаемыми между 100 Hz и 1 kHz. Кроме того, многие искажения с пиками, приблизительно равными -60 dB до -80 dB, наблюдаются на стороне высоких частот, равных 1 kHz.
Наоборот, с помощью способа, предложенного в этом варианте осуществления, как изображено на фиг.4(с), созданные искажения подавлены как на стороне низкочастотного диапазона, так и на стороне высокочастотного диапазона. Например, пик искажения около 100 Hz сделан только при -110 dB. Иначе говоря, из пиковых уровней помех может быть допустимым сказать, что в сигнале практически нет искажения, и характеристики сигнала являются отличными.
Фиг.5 изображает диаграмму, иллюстрирующую результаты проверки эксперимента 2, скомпонованного, как изображено на фиг.3. Фиг.5(а) изображает частотную характеристику входного сигнала, а фиг.5(b) изображает частотную характеристику (пиковое значение) выходного сигнала, созданного с помощью традиционного способа с использованием только передних BPF, в то время как фиг.5(с) изображает частотную характеристику выходного сигнала устройства по фиг.3. Условия экспериментов включают в себя следующее, причем входной сигнал является сигналом, который сдвинут от сигнала эксперимента 1 в сторону низкой частоты:
входной сигнал:
объединенные посредством синтеза синусные сигналы 100 Hz (-9,2 dB)+1 kHz (-9,2 dB)
характеристики фильтра:
полосовой фильтр (центральная частота 100 Hz, ширина полосы частот 60 Hz)
параллельный фильтр (частота отсечки 180 Hz, вторичный, Q: 1/2
)
AGC:
наибольшее усиление +9 dB, пороговое значение -2 dB
время атаки 1 ms, время сброса 100 ms
Как изображено на фиг.5(а), входной сигнал (первоначальный звуковой сигнал) является сигналом, который имеет центральные частоты на 100 Hz и 1 kHz и практически не содержит никакого искажения. С другой стороны, как изображено на фиг.5(b), сигнал, полученный в результате процесса традиционного способа, проявляет искажение при пиковом значении, приблизительно равным -40 dB, около 200 Hz и искажение при пиковом значении, приблизительно равным -50 dB вблизи 400 Hz на стороне низкой частоты. Искажения при пиковых значениях, приблизительно равными -60 dB до -80 dB, появляются на стороне высоких частот выше 1 kHz через область, покрывающую частоты выше 10 kHz.
Наоборот, с помощью способа, предложенного в этом варианте осуществления, как изображено на фиг.5(с), созданные искажения подавлены как на стороне низкочастотного диапазона, так и на стороне высокочастотного диапазона. Например, пиковые значения искажений около 200 Hz подавлены приблизительно до -50 dB, что приблизительно на 10 dB ниже, чем сравнимый уровень фиг.5(b), а пиковые значения искажений около 400 Hz подавлены приблизительно до -65 dB, что приблизительно на -15 dB ниже, чем сравнимый уровень фиг.5(b)
Второй вариант осуществления
Во втором варианте осуществления этого изобретения один BPF, который выполняет процесс ограничения полосы частот, действует как передний BPF, так и как задний BPF на основе разделения времени в маршрутах разветвленного сигнала.
Фиг.6 изображает функциональную блок-схему устройства 310 обработки звукового сигнала второго варианта осуществления настоящего изобретения. Ссылаясь на фиг.6, устройство 310 обработки звукового сигнала включает в себя переднюю секцию 351 преобразования скорости, секцию 340 разветвления сигала, секцию 320 обработки сигнала, сумматор 360 и заднюю секцию 352 преобразования скорости.
Передняя секция 351 преобразования скорости преобразует скорость сигнала Sin не менее, чем в два раза от первоначальной скорости, для того, чтобы обработать сигнал посредством одного и того же и единственного BPF на основе разделения времени. Затем сигнал S1, созданный в результате преобразования, вводят в секцию 340 разветвления сигнала. Секция 340 разветвления сигнала работает так же, как секция 11 разветвления сигнала по фиг.1, чтобы разветвлять входной сигнал S1 для с первого по N-ый маршрутов с R1 по Rn и создавать разделенные сигналы с S11 по S1n.
Секция 320 обработки сигнала имеет BPF, соответственно, для выполнения процессов полосы частот относительно разделенных сигналов с S11 по S1n маршрутов с R1 по Rn ветвей и AGC для регулировки усиления соответственных сигналов с S21 по S2n, созданных в результате процессов полосы частот. Более конкретно, первый маршрут R1 имеет первый BPF 311 и первое AGC 321. Аналогично второй маршрут R2 имеет второй BPF 312 и второе AGC 322. Все следующие маршруты имеют то же устройство. Иначе говоря, N-ый маршрут Rn имеет N-ый BPF 31n и N-ое AGC 32n.
Когда с первого по N-ый BPF с 311 по 31n, соответственно, получают сигналы с S11 по S1n, созданные из секции 340 разветвления сигнала в результате разветвления сигнала, они выполняют предварительно определенные процессы полосы частот относительно сигналов с S11 по S1n и выводят обработанные сигналы (сигналы с S21 по S2n) в с первого по N-ое AGC с 321 по 32n.
С первого по N-ое AGC с 321 по 32n, соответственно, регулируют усиления сигналов и выводят их в с первого по N-ый BPF с 311 по 31n (как сигналы с S31 по S3n). С первого по N-ый BPF с 311 по 31n выполняют предварительно определенные процессы полосы частот относительно сигналов с S31 по S3n, усиления которых отрегулированы, и выводят обработанные сигналы (сигналы с S41 по S4n) в сумматор 360.
Секция 320 обработки сигнала дополнительно имеет секцию 330 управления командой переключения, для определения, выполнены ли процессы полосы частот относительно сигналов с S11 по S1n, полученных из секции 340 разветвления сигнала, или относительно звуковых сигналов с S31 по S3n, усиления которых отрегулированы, и управления с первого по N-ый BPF с 311 по 31n, соответственно. Иначе говоря, секция 330 управления командой переключения определяет, действуют ли с первого по N-ый BPF с 311 по 31n как передние BPF или как задние BPF, и руководит с первого по N-ый BPF с 311 по 31n, чтобы действовать соответствующим образом.
Сигнал S5, синтезированный с помощью сумматор 360, выводят в заднюю секцию 352 преобразования скорости. Затем задняя секция 352 преобразования скорости восстанавливает первоначальную скорость сигнала S1, который подвергнут преобразованию посредством передней секции 351 преобразования скорости, и выводит (сигнал S5) в устройство вывода звукового сигнала, такое как динамик.
Таким образом, этот вариант осуществления может обеспечить результаты, подобные результатам первого варианта осуществления. Кроме того, поскольку одни и те же BPF использованы для передних процессов ограничения полосы частот и задних процессов ограничения полосы частот, емкость памяти, необходимая для сохранения коэффициентов фильтров, может быть уменьшена, когда используют одни и те же коэффициенты фильтров. Кроме того, процессы передней секции 351 преобразования скорости и задней секции 352 преобразования скорости могут быть выполнены посредством DSP, которое реализует функции с первого по N-ый BPF с 311 по 31n таким образом, что не нужно увеличивать количество частей, чтобы реализовать их.
Третий вариант осуществления
Этот вариант осуществления является примером модификации первого варианта осуществления. Фиг.7 изображает функциональную блок-схему компоновки устройства 10а обработки звукового сигнала второго варианта осуществления настоящего изобретения. Ссылаясь на фиг.7, в устройстве 10а обработки звукового сигнала секция 11 разветвления сигнала разветвляет входной звуковой сигнал Sin, чтобы создать сигналы с S11 по S13 для с первого по третий маршруты с R1 по R3. Однако следует заметить, что число сигналов, созданных в результате разветвления, не ограничено тремя. Секция 20а обработки сигнала выполняет предварительно определенный процесс сигнала относительно разделенных сигналов с S11 по S13. Сумматор 60 объединяет посредством синтеза сигналы S41, S32 и S23, созданные в результате процессов, выполненных в маршрутах посредством секции 20 обработки сигнала.
В этом варианте осуществления первый маршрут R1 является маршрутом первой категории, второй маршрут R2 является маршрутом второй категории, а третий маршрут R3 является маршрутом третьей категории. Более конкретно, первый маршрут R1 имеет первый передний BPF 111, первое AGC 121 и первый задний BPF 131, расположенные в вышеупомянутой последовательности со стороны восходящего сигнала. Второй маршрут R2 имеет второй передний BPF 112 и второе AGC 122. Третий маршрут имеет только третий передний BPF 113.
Следует заметить, что так устроено, что из с первого по третий передних BPF с 111 по 113 первый передний BPF 111 выбирает самую низкую полосу частот, а третий передний BPF 113 выбирает самую высокую полосу частот.
Таким образом, предполагается, что этот вариант осуществления обеспечивает результаты, подобные результатам первого варианта осуществления. Кроме того, искажения, которые могут иметь место, могут быть уменьшены, в то же время, предотвращая любое уменьшение уровней сигналов, посредством опускания только нескольких компонентов для процессов AGC и процессов ограничения полосы частот, взятия составляющих искажения, которые предполагается принимать во внимание. Еще, кроме того, количество этапов проектирования устройства 10а обработки звукового сигнала, включая этапы установки параметров BPF, может быть уменьшено.
Четвертый вариант осуществления
Этот вариант осуществления также является примером модификации первого варианта осуществления. Ссылаясь на фиг.8, секция 20b обработки сигнала устройства 10b обработки звукового сигнала реализована посредством добавления четвертого маршрута R4 четвертой категории, который не выполняет ни процесса AGC, ни процесса ограничения полосы частот, в устройство 10а обработки звукового сигнала фиг.7. Таким образом, сумматор 60 объединяет посредством синтеза четыре сигнала S41, S32, S23 и S14, обработанные в соответственных маршрутах секции 20 обработки сигнала. Предполагается, что этот вариант осуществления обеспечивает результаты, подобные результатам третьего варианта осуществления.
Пятый вариант осуществления
Этот вариант осуществления также является примером модификации первого варианта осуществления. Ссылаясь на фиг.9, устройство разветвления маршрута секции 20с обработки сигнала устройства 10с обработки звукового сигнала упрощено с возможностью обеспечения только двух маршрутов. Более конкретно, этот вариант осуществления реализован посредством опускания второго переднего BPF 212 из устройства экспериментального примера, изображенного на фиг.3. Иначе говоря, первый маршрут R1 является маршрутом первой категории, а второй маршрут R2 является маршрутом четвертой категории. Чтобы быть более точным, первый маршрут R1 имеет передний BPF 111а, AGC 121а и задний BPF 131а, расположенные в вышеупомянутой последовательности со стороны секции 11 разветвления сигнала, и сигнал S41, созданный в результате процессов, выполненных посредством этих компонентов, выводят в сумматор 60. С другой стороны, сигнал S12, который не подвергнут ни какому-либо процессу AGC, ни какому-либо процессу ограничения полосы частот, выводят в сумматор 60 во втором маршруте R2. Предполагают, что этот вариант осуществления обеспечивает результаты, подобные результатам третьего варианта осуществления и результатам четвертого варианта осуществления.
Настоящее изобретение описано выше в виде вариантов осуществления. Варианты осуществления являются только иллюстративными, и специалисты в данной области техники поймут, что различные модификации могут быть сделаны с ними посредством объединения соответствующим образом любых их компонентов, не выходя за рамки сущности и объема настоящего изобретения.
Вышеприведенные варианты осуществления могут быть резюмированы следующим образом.
Устройство обработки звукового сигнала включает в себя переднее средство ограничения полосы частот, для разветвления звукового сигнала для множества маршрутов и выполнения процессов ограничения полосы частот, соответственно, относительно разветвленных звуковых сигналов для предварительно определенных полос частот, средство регулировки усиления, для регулировки усилений звуковых сигналов, разделенных посредством переднего средства разделения полосы частот, заднее средство ограничения полосы частот относительно звуковых сигналы, которые отрегулированы для их усилений посредством средства регулировки усиления, и средство синтеза, для объединения посредством синтеза разветвленных звуковых сигналов после процессов ограничения полосы частот посредством заднего средства ограничения полосы частот.
Процесс ограничения полосы частот переднего средства ограничения полосы частот и процесс ограничения полосы частот заднего средства ограничения полосы частот одного и того же маршрута могут быть выполнены посредством одного средства ограничения полосы частот на основе разделения времени.
Средство регулировки усиления и заднее средство ограничения полосы частот некоторого из маршрутов из множества маршрутов ветвей могут быть пропущены.
Характеристики переднего средства ограничения полосы частот маршрута, из которого пропущены средство регулировки усиления и заднее средство ограничения полосы частот, могут быть установлены таким образом, что звуковой сигнал, подвергнутый процессу ограничения полосы частот посредством переднего средства ограничения полосы частот маршрута, дополняет полосу частот звукового сигнала в маршруте смежной полосы частот, из которого не пропущено ни средство регулировки усиления, ни заднее средство ограничения полосы частот.
Список ссылочных позиций
10, 10а по 10с, 210, 310: устройство обработки звукового сигнала
11, 240, 340: секция разветвления сигнала
20, 20а по 20с, 220, 320: секция обработки сигнала
60, 260, 360: сумматор
111, 211: первый передний BPF
111а: передний BPF
112, 212: второй передний BPF
113: третий передний BPF
11n: N-ый передний BPF
121, 221: первое AGC
121а: AGC
122: второе AGC
12n: N-ое AGC
131, 231: первый задний BPF
131а: задний BPF
132: второй задний BPF
13n: N-ый задний BPF
311: первый BPF
312: второй BPF
31n: N-ый BPF
321: первое AGC
322: второе AGC
32n: N-ое AGC
330: секция управления командой переключения
351: передняя секция преобразования скорости
352: задняя секция преобразования скорости.