CN101072456A - 播放系统及其播放方法 - Google Patents

Abstract

一种播放系统及其播放方法。播放系统包括音频处理器、功率放大器及自动均衡器。音频处理器将音乐曲目转换为原始音频信号输出。功率放大器与一喇叭单元耦接，并将原始音频信号放大为放大原始音频信号。自动均衡器与功率放大器耦接，自动均衡器在接收放大原始音频信号后，产生放大原始音频信号在不同频带的原始信号强度。音频处理器分析原始信号强度，以判别音乐曲目的音乐类型，音频处理器并根据音乐类型所对应的均衡器曲线对原始音频信号进行调整，以产生第一调整后音频信号，第一调整后音频信号经功率放大器传送至喇叭单元播放。

Description

播放系统及其播放方法

技术领域

本发明有关于一种播放系统及其播放方法，且特别是有关于一种自动判断出音乐类型的播放系统及其播放方法。

背景技术

请参照图1，其表示传统图形均衡器的示意图。传统播放系统若欲产生抒情、蓝调、爵士、乡村、摇滚、古典、舞曲等不同音乐类型的音响效果时，需由使用者先行判断出音乐曲目的音乐类型，再以人工的方式调整图形均衡器10中各频带(Band)的调整钮110，以改变各频带的信号强度。

然而，每当播放系统所播放的音乐曲目，其音乐类型不同时，使用者即需重新调整图形均衡器10，以使得播放系统产生与目前被播放的音乐曲目相对应的音响效果。由于播放系统以人工的方式进行调整，因此，不但无法获得极佳的音响效果，更增加了使用者的不便与困扰。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种自动判断出音乐类型的播放系统及其播放方法。播放系统根据音乐曲目在不同频带的信号强度自动地判断出音乐曲目的音乐类型，并根据所属音乐类型进行调整，以产生相对应的音响效果。相较于传统播放系统而言，使用者将可避免浪费宝贵的时间在调整图形均衡器上，而提高使用上的便利性。

根据本发明的第一个目的，提出一种播放系统。播放系统包括音频处理器、功率放大器及自动均衡器。音频处理器将音乐曲目转换为原始音频信号输出至功率放大器。功率放大器与一喇叭单元耦接，并将音频处理器所输出的原始音频信号进行功率放大以产生放大原始音频信号。自动均衡器与功率放大器耦接，并在接收放大原始音频信号后，产生放大原始音频信号在不同频带的原始信号强度。音频处理器分析原始信号强度，以判别音乐曲目的音乐类型。音频处理器根据该音乐类型所对应的均衡器曲线(equalizer curve)对原始音频信号进行调整，以产生第一调整后音频信号。第一调整后音频信号经功率放大器传送至喇叭单元播放。

根据本发明的第二个目的，提出一种播放方法。播放方法包括如下步骤：首先，将音乐曲目转换为原始音频信号。接着，将原始音频信号放大为一放大原始音频信号。跟着，接收放大原始音频信号，并产生放大原始音频信号在不同频带的原始信号强度。然后，分析原始信号强度，以判别音乐曲目的音乐类型，并根据音乐类型所对应的一均衡器曲线(equalizer curve)对原始音频信号进行调整，以产生第一调整后音频信号。最后，将第一调整后音频信号放大后传送至喇叭单元播放。

为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，详细说明如下：

附图说明

图1表示传统图形均衡器的示意图。

图2表示依照本发明一较佳实施例的一种播放系统的方块图。

图3表示播放系统依据音乐类型进行调整的示意图。

图4表示播放系统依据环境声源进行调整的示意图。

图5表示第一种自动均衡器产生原始信号强度的方块示意图。

图6表示第一种自动均衡器产生环境信号强度的方块示意图。

图7表示原始信号强度的示意图。

图8表示音频处理器的对照表。

图9表示原始信号强度经调整后的示意图。

图10表示环境信号强度的示意图。

图11表示环境信号强度经调整后的示意图。

图12表示第二种自动均衡器的示意图。

图13表示原始信号强度的示意图。

图14表示环境信号强度的示意图。

图15表示音频处理器的对照表。

图16表示依照本发明一较佳实施例的一种播放方法的流程图。

主要元件符号说明

10：图形均衡器

20：依照本发明一较佳实施例的播放系统

110：调整钮

210：存储单元

220：音频处理器

230：功率放大器

240、340：自动均衡器

241：切换开关

242：滤波器

242(m₁)-242(m_n)、242(p₁)-242(p_n)：

243：微控制器

244：第一缓冲器组

245：第二缓冲器组

245(1)-245(n)：缓冲器

246：对数转换器

250：麦克风

260：中央处理器

270：喇叭单元

具体实施方式

请参照图2，其表示依照本发明一较佳实施例的一种播放系统的方块图。播放系统20例如为数字录放影家庭剧院(Digital Video Disc Home TheaterIn Box，DVD-HTIB)，播放系统20包括存储单元210、音频处理器220、功率放大器230、自动均衡器240、麦克风250及中央处理器260。

存储单元210例如为硬式磁盘机(Hard Disk Driver，HDD)，且存储单元210存储有多首音乐曲目。中央处理器260控制存储单元210将音乐曲目输出至音频处理器220进行信号处理。

功率放大器230包括功率晶体管232及脉冲宽度调制控制器234(PulseWidth Modulation Controller)。脉冲宽度调制控制器234用以控制功率晶体管232。功率放大器230与喇叭单元270耦接，功率放大器230例如为A类、B类、AB类及D类功率放大器，而喇叭单元270例如为5.1声道(Channel)喇叭。音乐曲目经音频处理器220信号处理后，经功率放大器230进行功率放大后，由喇叭单元270输出播放。

自动均衡器240分别耦接至麦克风250及功率放大器230，以产生不同频带(Band)的信号强度。音频处理器220即根据不同频带的信号强度进行信号调整。

请参照图3，其表示播放系统依据音乐类型进行调整的示意图。进一步来说，中央处理器260控制存储单元210将音乐曲目S1输出至音频处理器220后，音频处理器220将音乐曲目S1转换为原始音频信号S2输出至功率放大器230。功率放大器230对原始音频信号S2进行功率放大，以产生放大原始音频信号S3。自动均衡器240在接收放大原始音频信号S3后，产生放大原始音频信号S3在不同频带的原始信号强度DB1。

音频处理器220根据一对照表来分析原始信号强度DB1，以自动地判别出音乐曲目的音乐类型，如抒情、蓝调、乡村、摇滚、爵士等。音频处理器220根据该音乐类型所对应的一均衡器曲线(equalizer curve)对原始音频信号S2进行调整，以产生第一调整后音频信号S2’。第一调整后音频信号S2’并经功率放大器230进行功率放大后，传送至喇叭单元270播放。

由于音频处理器220根据根据该音乐类型所对应的均衡器曲线对原始音频信号S2进行调整后，输出第一调整后音频信号S2’至功率放大器230进行功率放大，并经由喇叭单元270输出播放，因此，当使用者聆听音乐曲目S1时，即能感受极佳的音响效果。

请参照图4，其表示播放系统依据环境声源进行调整的示意图。前述的麦克风250例如配置在遥控器中，使用者操作遥控器时，麦克风250所接收的环境声源S4即实质上接近人耳所听到的音乐效果。麦克风250将环境声源S4输出至自动均衡器240。自动均衡器240接收环境声源S4后，产生环境声源S4在不同频带的环境信号强度DB2。

音频处理器220分析环境信号强度DB2，并根据环境信号强度DB2对第一调整后音频信号S2’进行调整，以产生第二调整后音频信号S2”，第二调整后音频信号S2”经功率放大器230进行功率放大后，传送至喇叭单元270输出播放。

请参照图5，其表示第一种自动均衡器产生原始信号强度的方块示意图。自动均衡器240包括切换开关241、滤波器242、微控制器243(Micro ControlUnit，MCU)、第一缓冲器组244、第二缓冲器组245、对数转换器246。第二缓冲器组245包括多个缓冲器(Buffer)。微控制器243用以控制滤波器242，并规划各频带的中心频率(Center Frequency)及频带宽度(Bandwidth)，而切换开关241选择性地使滤波器242耦接至功率放大器230或麦克风250。

当切换开关241使滤波器242耦接至功率放大器230时，滤波器242产生放大原始音频信号S3在不同频带的信号幅值P1，信号幅值P1被存储至第二缓冲器组245，且第一缓冲器组244中存有一参考值P0。对数转换器246根据第一缓冲器组244及第二缓冲器组245中的参考值P0及信号幅值P1进行对数运算，以产生不同频带的原始信号强度DB1。换句话说，原始信号强度 $\mathrm{DB}1=20\log \frac{P1}{P0}.$ 音频处理器220根据一对照表来分析原始信号强度DB1，即判别出音乐曲目S1的音乐类型。

请参照图6，其表示第一种自动均衡器产生环境信号强度的方块示意图。相反地，当切换开关241使滤波器242耦接至麦克风250时，滤波器242产生环境声源S4在不同频带的信号幅值P1’，信号幅值P1’被存储至第二缓冲器组245，且第一缓冲器组244中存有一参考值P0。对数转换器246根据第一缓冲器组244及第二缓冲器组245中的参考值P0及信号幅值P1’进行对数运算，以产生不同频带的环境信号强度DB2。换句话说，环境信号强度 $\mathrm{DB}2=20\log \frac{P{1}^{\′}}{P0}.$ 音频处理器220分析环境信号强度DB2，并根据环境信号强度DB2对第一调整后音频信号S2’进行调整，以产生第二调整后音频信号S2”，第二调整后音频信号S2”经功率放大器230传送至喇叭单元270输出播放，以改善因使用者距离喇叭单元270位置不同，所降低的音响效果。

请参照图7、图8及图9，图7表示原始信号强度的示意图。图8表示音频处理器的对照表。图9表示原始信号强度经调整后的示意图。

举例来说，自动均衡器240找出音乐曲目S1在各频带的原始信号强度DB1(如图7所示)并据以输出至音频处理器220。由于音乐曲目S1在各频带的信号强度可形成一曲线，而不同的音乐类型亦对应形成不同的均衡器曲线，因此，音频处理器220例如经由数学分析(如线性回归)将音乐曲目S1的曲线与对照表(如图8所示)进行对比，当音乐曲目S1的曲线接近第一种音乐类型的均衡器曲线时，音频处理器220即判别出音乐曲目S1属于第一种音乐类型。

而音乐曲目S1的曲线与音乐类型的均衡器曲线相似度并不需要达到100％，例如当音乐曲目S1的曲线与对照表中的一种音乐类型的均衡器曲线相似度达到80％时，音频处理器220即判别出音乐曲目S1属于该种音乐类型。

音频处理器220在判别出音乐曲目S1属于第一种音乐类型后，即根据第一种音乐类型调整音乐曲目S1在各频带的信号强度(如图9所示)，使得播放系统20根据音乐曲目S1的音乐类型产生较佳的音响效果。

请参照图10及图11，图10表示环境信号强度的示意图。图11表示环境信号强度经调整后的示意图。播放系统20不仅能根据音乐曲目S1的音乐类型进行调整，更能根据使用者的所在位置产生最佳的音响效果。

由于麦克风250所接收的环境声源S4代表着人耳所听到的音乐效果，因此，当环境声源S4在各频带的环境信号强度DB2如图10所示时，音频处理器220即判断出62Hz与250Hz处的信号强度受到衰减。

而62Hz与250Hz处的信号强度受到衰减，即表示喇叭单元270会衰减62Hz与250Hz处的信号强度。音频处理器220将62Hz与250Hz处的信号强度进行再调整，如将62Hz处的信号强度加上2db，并将250Hz处的信号强度加上7db。

播放系统20不仅将音乐曲目S1根据音乐类型进行调整，更进一步地将喇叭单元270所衰减的信号强度进行再调整，使得聆听者获得最佳的音响效果。

请参照图12，其表示第二种自动均衡器的示意图。第二种自动均衡器340与第一种均衡器240不同的是，第二种自动均衡器340不需第一种自动均衡器240的切换开关241。微控制器234规划各频带的同时，亦决定滤波器242(m₁)-242(m_n)中，哪些用以产生放大原始音频信号S3在不同频带的信号幅值P1，而滤波器242(p₁)-242(p_n)中，哪些用以产生环境声源S4在不同频带的信号幅值P1’。且信号幅值P1及信号幅值P1’被存储在第二缓冲器组245。

举例来说，微控制器243规划滤波器242(m₁)-242(m₅)产生放大原始音频信号S3在5个不同频带上的信号幅值P1，且将各频带的信号幅值P1寄存在第二缓冲器组245中的缓冲器245(1)-245(5)。而微控制器234规划滤波器242(p₁)-242(p₅)产生环境声源S4在各频带的信号幅值P1’，且将各频带的信号幅值P1’寄存在第二缓冲器组245中的缓冲器245(6)-245(10)。

对数转换器246根据第一缓冲器组244中的参考值P0及缓冲器245(1)-245(5)中的信号幅值P1进行对数运算，以产生不同频带的原始信号强度DB1。换句话说，原始信号强度 $\mathrm{DB}1=20\log \frac{P1}{P0}.$ 且对数转换器246根据第一缓冲器组245中的参考值P0及缓冲器245(6)-245(10)中的信号幅值P1’进行对数运算，以产生不同频带的环境信号强度DB2。换句话说，环境信号强度 $\mathrm{DB}2=20\log \frac{P{1}^{\′}}{P0}.$

由于自动均衡器340不需切换开关241先与功率放大器耦接，等到音频处理器220判别出音乐曲目S1的音乐类型后，再改耦接至麦克风250，因此，对数转换器246在滤波器242(1)-242(10)分别产生信号幅值P1及信号幅值P1’后，即根据信号幅值P1及信号幅值P1’输出原始信号强度DB1及环境信号强度DB2至音频处理器220，使得播放系统20能更迅速地对音乐曲目S1进行信号处理，以获得极佳的音响效果。

请同时参照图13、图14及图15，图13表示原始信号强度的示意图，图14表示环境信号强度的示意图，图15表示音频处理器的对照表。

举例来说，自动均衡器240找出音乐曲目S1在各频带的原始信号强度DB1(如图13所示)及环境信号强度DB2(如图14所示)并据以输出至音频处理器220。音频处理器220将音乐曲目S1的曲线与对照表(如图15所示)进行对比，以判别出音乐曲目S1属于第一种音乐类型。音频处理器220并将62Hz的信号强度加上受到衰减的5db，且将250Hz的信号强度加上受到衰减的4db，以及将8KHz的信号强度加上受到衰减的9db，使得播放系统20能更迅速地对音乐曲目S1进行信号处理，以获得极佳的音响效果。

请参照图16，其表示依照本发明一较佳实施例的一种播放方法的流程图。播放方法用于上述的播放系统20，而播放方法包括如下步骤：

首先如步骤810所示，音频处理器220将音乐曲目S1转换为原始音频信号S2。

接着如步骤820所示，功率放大器230将原始音频信号S2放大为放大原始音频信号S3。

跟着如步骤830所示，自动均衡器220接收放大原始音频信号S3，并产生放大原始音频信号S3在不同频带的原始信号强度DB1。

然后如步骤840所示，音频处理器220分析原始信号强度DB1，以判别音乐曲目S1的音乐类型，并根据该音乐类型所对应的均衡器曲线对原始音频信号S2进行调整，以产生第一调整后音频信号S2’。

的后如步骤850所示，功率放大器230将第一调整后音频信号S2’进行功率放大后传送至喇叭单元270播放，以产生环境声源。

接着如步骤860所示，环境声源S4经麦克风250输入至自动均衡器240，以产生环境声源S4在不同频带的环境信号强度DB2。

跟着如步骤870所示，音频处理器220分析环境信号强度DB2，并根据环境信号强度DB2调整第一调整后音频信号S2’，以产生第二调整后音频信号S2”。

最后如步骤880所示，将第二调整后音频信号S2”经功率放大器230进行功率放大后，传送至喇叭单元270输出播放。

本发明上述实施例所公开的播放系统及播放方法，根据不同频带的信号强度自动地判别出音乐曲目的音乐类型，并根据音乐类型自动地进行调整，以产生极佳的音响效果，进而提高使用上的便利性。

不但如此，播放系统更能透过麦克风模拟人耳的听觉效果，并根据麦克风所接收的环境声源进行信号处理，使得使用者不论如何改变位置，都能在所处位置上聆听到极佳的音响效果。

本发明虽以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行更动与修改，因此本发明的保护范围以所提出的权利要求所限定的范围为准。

Claims (18)

1.一种播放系统，用以播放一音乐曲目，该播放系统包括：

一音频处理器，用以将该音乐曲目转换为一原始音频信号输出；

一功率放大器，与一喇叭单元耦接，用以将该原始音频信号放大为一放大原始音频信号；以及

一自动均衡器，与该功率放大器耦接，该自动均衡器接收该放大原始音频信号，并产生该放大原始音频信号在多个频带的多个原始信号强度；

其中，该音频处理器还分析该多个原始信号强度，以判别该音乐曲目的一音乐类型，该音频处理器并根据该音乐类型所对应的一均衡器曲线对该原始音频信号进行调整，以产生一第一调整后音频信号，该第一调整后音频信号经该功率放大器传送至该喇叭单元播放。

2.如权利要求1所述的播放系统，其中该播放系统还包括一麦克风，用以接收一环境声源，该自动均衡器接收该环境声源，并产生该环境声源在该多个频带的多个环境信号强度；

其中，该音频处理器还分析该多个环境信号强度，并根据该多个环境信号强度对该第一调整后音频信号进行调整，以产生一第二调整后音频信号，该第二调整后音频信号经该功率放大器传送至该喇叭单元播放。

3.如权利要求2所述的播放系统，其中该麦克风配置在一遥控器中。

4.如权利要求2所述的播放系统，其中该自动均衡器包括：

多个滤波器，用以产生该放大原始音频信号在该多个频带的信号幅值，或产生该环境声源在该多个频带的信号幅值；

一对数转换器，用以将该放大原始音频信号在该多个频带的信号幅值分别与一参考值进行对数运算以输出该多个原始信号强度，或将该环境声源在该多个频带的信号幅值分别与该参考值进行对数运算以输出该多个环境信号强度；以及

一微控制器，用以控制该多个滤波器。

5.如权利要求4所述的播放系统，其中该自动均衡器包括：

一切换开关，该切换开关选择性地使该多个滤波器与该功率放大器或该音频处理器耦接；以及

一第一缓冲器组及一第二缓冲器组，该第一缓冲器组用以寄存该参考值，该第二缓冲器组用以寄存该放大原始音频信号在该多个频带的信号幅值或该环境声源在该多个频带的信号幅值；

其中，当该多个滤波器与该功率放大器耦接时，该多个滤波器产生该放大原始音频信号在该多个频带的信号幅值，该第二缓冲器组寄存该放大原始音频信号在该多个频带的信号幅值，该对数转换器根据该放大原始音频信号在该多个频带的信号幅值分别与该参考值进行对数运算以输出该多个原始信号强度；

其中，当该多个滤波器与该音响检测装置耦接时，该多个滤波器产生该环境声源在该多个频带的信号幅值，该第二缓冲器组寄存该环境声源在该多个频带的信号幅值，该对数转换器根据该环境声源在该多个频带的信号幅值分别与该参考值进行对数运算以输出该多个环境信号强度。

6.如权利要求4所述的播放系统，其中该自动均衡器包括：

一第一缓冲器组，用以寄存该参考值；以及

一第二缓冲器组，用以寄存该放大原始音频信号在该多个频带的信号幅值及该环境声源在该多个频带的信号幅值；

其中，该多个滤波器产生该放大原始音频信号在该多个频带的信号幅值及该环境声源在该多个频带的信号幅值，该第二缓冲器组寄存该放大原始音频信号在该多个频带的信号幅值及该环境声源在该多个频带的信号幅值，该对数转换器根据该放大原始音频信号在该多个频带的信号幅值分别与该参考值进行对数运算以输出该多个原始信号强度，该对数转换器并根据该环境声源在该多个频带的信号幅值分别与该参考值进行对数运算以输出该多个环境信号强度。

7.如权利要求1所述的播放系统，其中该音频处理器根据一对照表来分析该多个原始信号强度，以判别该音乐曲目的该音乐类型。

8.如权利要求1所述的播放系统，其中该播放系统为一数字录放影家庭剧院。

9.如权利要求1所述的播放系统，其中该功率放大器包括：

一功率晶体管；以及

一脉冲宽度调制控制器，用以控制该功率晶体管。

10.一种播放方法，包括：

将一音乐曲目转换为一原始音频信号；

根据该原始音频信号产生在多个频带的多个原始信号强度；

分析该多个原始信号强度，以判别该音乐曲目的一音乐类型，并根据该音乐类型所对应的一均衡器曲线对该原始音频信号进行调整，以产生一第一调整后音频信号；以及

放大该第一调整后音频信号后传送至一喇叭单元播放。

11.如权利要求10所述的方法，其中，在分析该多个原始信号强度的步骤中，根据一对照表分析该多个原始信号强度，以判别该音乐曲目的该音乐类型。

12.如权利要求10所述的方法，还包括：

放大该原始音频信号为一放大原始音频信号。

13.如权利要求12所述的方法，其中，在接收该放大原始音频信号的步骤中，还包括：

接收该放大原始音频信号；

产生该放大原始音频信号在该多个频带的信号幅值；以及

将该放大原始音频信号在该多个频带的信号幅值分别与一参考值进行对数运算以输出该多个原始信号强度。

14.如权利要求13所述的方法，其中，在输出该多个原始信号强度的步骤中，还包括：

寄存该放大原始音频信号在该多个频带的信号幅值；以及

寄存该参考值。

15.如权利要求10所述的方法，其中，在放大该第一调整后音频信号后传送至该喇叭单元播放的步骤中，还包括：

接收一环境声源，并产生该环境声源在该多个频带的多个环境信号强度；以及

分析该多个环境信号强度，并根据该多个环境信号强度对该第一调整后音频信号进行调整，以产生一第二调整后音频信号，该第二调整后音频信号经放大后传送至该喇叭单元播放。

16.如权利要求15所述的方法，其中，在接收该环境声源的步骤中，还包括：

接收该环境声源；

产生该环境声源在该多个频带的信号幅值；以及

将该环境声源在该多个频带的信号幅值分别与一参考值进行对数运算以输出该多个环境信号强度。

17.如权利要求16所述的方法，其中，在输出该多个环境信号强度的步骤中，还包括：

寄存该环境声源在该多个频带的信号幅值；以及

寄存该参考值。

18.如权利要求10所述的方法，其中该播放方法用于一数字录放影家庭剧院。

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