CN101119596B - 向听众提供同相声音的方法及其设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种通过相对于听众的位置调整声音在音频系统中向听众提供同相声音的方法，包括：生成具有相同幅度和相反相位的第一和第二音频信号，并且相对于第二音频信号将第一音频信号延迟与预定延迟常数相对应的时间；分别将第一和第二音频信号提供给第一和第二声音变换单元；从听众位置收集通过合成与第一和第二音频信号相对应的第一和第二声音而生成的合成声音，并确定该合成声音的幅度；以及通过利用多个延迟常数值重复地执行第一和第二音频信号的生成、第一和第二信号的提供、以及合成声音幅度的确定来获得最小化合成声音幅度的延迟常数；并且还公开了一种执行该方法的设备。

Description

向听众提供同相声音的方法及其设备

相关申请的交叉引用

这个申请根据35U.S.C.§119(a)要求于2006年8月4日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2006-0073761号的优先权，该韩国专利申请的公开通过引用全部在此并入。

技术领域

本一般发明构思涉及音频系统，并尤其涉及通过相对于听众的位置调整在相应扬声器中生成的声音、而在具有多个扬声器的音频系统中向听众提供同相的声音的方法和设备。

背景技术

由生成声音的扬声器相对于听众的相对方位、以及音频再现设备的质量来确定为用户提供的声音质量。在具有多个扬声器的音频系统中，在从听众到左扬声器的距离和从听众到右扬声器的距离之间的差值使听众感到声音的相差，即声音的相位差。

图1是说明扬声器相对于听众40的相对方位的示例的图示。

参见图1，在听众40和左扬声器10之间的距离d1小于在听众40和右扬声器20之间的距离d2。如果将在音频信号生成单元30中生成的同一信号提供给左扬声器10和右扬声器20二者，则在左扬声器10中生成的声音比在右扬声器20中生成的声音更快地到达听众40。也就是说，在左扬声器10中生成的声音和在右扬声器20中生成的声音在不同的时间点到达听众40。这个在到达时间之间的差值使听众40感到来自左和右扬声器10和20的声音的相位差。

这个相差使听众40感受到别扭的感觉并且因此变得不合适。因此，已经需要一种解决这个相差并且向听众40提供同相声音的方法。

听众可以舒服地听到声音的位置被称为“最佳听音位置(sweet spot)”。使听众的位置成为最佳听音位置(与将听众移动到具有最佳听音位置的不同位置相反)可以表示为在听众位置构造最佳听音位置。向听众提供同相声音是在听众位置构造最佳听音位置的一个要求。为了在听众位置构造最佳听音位置，首先执行感测听众位置的处理。图2和3说明了感测听众位置的两个示例。

图2是说明传统的脉冲类型位置传感器的框图。

参见图2，数字信号处理器(DSP)66中的脉冲发生器52生成脉冲。开关54选择一个信道并且沿着所选择的信道提供生成的脉冲。如果选择了左扬声器57的信道，则通过数模转换器(DAC)55和左扬声器57的放大器将脉冲提供给左扬声器57。左扬声器57生成声音并且输出该声音。

麦克风60布置在听众位置处。麦克风60接收由来自左扬声器57的脉冲生成的声音。通过导线61将所收到的声音从麦克风60传输到音频系统50。具体而言，通过模数转换器(ADC)62将所收到的声音传输到分析器64。

在脉冲类型位置传感器的情况下，分析器63测量左扬声器57的脉冲延迟。脉冲延迟是从扬声器输出声音的时刻到由音频系统50再次接收声音的时刻、由脉冲生成的声音所用的时间。如果左扬声器57的脉冲延迟是已知的，则计算从左扬声器57到麦克风60的距离。

然后，开关54选择右扬声器58的信道。在这种情况下，脉冲通过DAC

56和右扬声器58的放大器提供给右扬声器58。也测量关于右扬声器58的脉冲延迟，并且计算在右扬声器58到麦克风60之间的距离。

如果以这种方式得知了从麦克风60到每个扬声器的距离，则在再现音频声音的操作期间，可以补偿音频路径中的延迟，以便到达听众的全部信号可以是同相的。

图3是说明传统的相关性类型位置传感器的框图。

图3所述的方法类似于图2所述的方法，但是使用了噪声发生器70而不是脉冲发生器52。此外，虽然在脉冲方法中使用了用于测量脉冲延迟的分析器64，但是在图3所述的方法中使用了用于计算相关性的分析器72。也就是说，数字信号处理器(DSP)66生成噪声，并且将这个生成的噪声与在麦克风中收到的信号相关。相关函数的最大值对应于信号路径中的延迟。通过使用信号路径中的这个延迟，计算从每个扬声器57和58到麦克风60的距离。

图2和3所述的位置传感器具有的问题是需要导线61以便将麦克风60的输出传输到ADC62。也就是说，为了感测听众的位置，应当将连接到麦克风60的导线61连接到音频系统50，这会导致用户的不便。此外，根据传统方法，应该执行复杂的计算。为了计算脉冲延迟或者相关性，需要用于执行复杂计算的DSP66。因此，音频系统50变得复杂并且具有高成本。

发明内容

本一般发明构思提供了一种能够通过以简单配置和低成本调整在相应扬声器中生成的声音、在音频系统中向听众提供同相声音的方法和设备。

本一般发明构思还提供了一种计算机可读记录介质，其中已经包括了执行提供同相声音的方法的计算机程序。

本一般发明构思的其他方面和优点将部分地在随后的描述中进行阐述，而且部分地将通过该描述而变得明显，或者可以从本一般发明构思的实践中学到。

本一般发明构思的上述和/或其它方面和用途可以通过提供一种通过相对于听众的位置调整与声音相对应的信号、来使用音频系统向听众提供同相声音的方法来实现，所述方法包括：生成具有相同幅度和相反相位的第一和第二音频信号，并且相对于第二音频信号将第一音频信号延迟与预定延迟常数相对应的时间；分别将第一和第二音频信号提供给第一和第二声音变换单元；在听众位置收集合成声音，该合成声音是通过合成对应于第一和第二音频信号的在第一和第二声音变换单元中生成的第一和第二声音而生成的，并且确定该合成声音的幅度；以及通过利用多个延迟常数值重复地执行第一和第二音频信号的生成、第一和第二音频信号的提供、以及合成声音的幅度的确定，来获得最小化合成声音的幅度的延迟常数。

所述第一和第二音频信号的生成以及所述将第一和第二音频信号提供给第一和第二声音变换单元的步骤可以在音频系统的主系统中执行，而所述确定合成声音的幅度的步骤可以在音频系统的遥控器中执行。

该方法还可包括将所确定的合成声音幅度从遥控器发送到主系统。

所述发送所确定的合成声音幅度的步骤可包括：使用红外信道发送所确定的合成声音幅度。

所述红外信道可以是在遥控器中使用来发送命令以便控制所述音频系统的红外信道。

所述发送所确定的合成声音幅度的步骤可包括：使用射频信道发送所确定的合成声音幅度。

所述确定合成声音的幅度的步骤可包括：测量所述合成声音的幅度；以及将所测量的幅度转换为数字信息。所述测量合成声音的幅度的步骤可包括：测量所述合成声音的均方根值。

所述获得最小化该合成声音的幅度的延迟常数的步骤可包括：当延迟要提供给第一声音变换单元的第一音频信号时，获得最小化合成声音的幅度的延迟常数；以及当延迟要提供给第二声音变换单元的第二音频信号时，获得最小化合成声音的幅度的延迟常数。

该方法还可包括：使用所述最小化合成声音的幅度的延迟常数，来延迟要提供给第一声音变换单元的第一音频信号或者要提供给第二声音变换单元的第二音频信号。

本一般发明构思的上述和/或其它方面和用途还可以通过提供一种通过相对于听众的位置调整与声音相对应的信号、使用音频系统向听众提供同相声音的设备而实现，所述设备包括：音频信号生成单元，生成两个相同的音频信号；音频信号修改单元，修改这两个相同的音频信号以生成具有相同幅度和相反相位的第一和第二音频信号，相对于第二音频信号将第一音频信号延迟与预定延迟常数相对应的时间，以及分别将第一和第二音频信号提供给第一和第二声音变换单元；声音幅度确定单元，从听众位置收集合成声音，所述合成声音是通过合成在第一和第二声音变换单元中生成的与第一和第二音频信号相对应的第一和第二声音而生成的，并且确定该合成声音的幅度；以及控制单元，通过控制所述音频信号生成单元、音频信号修改单元、和声音幅度确定单元使用多个延迟常数重复地进行操作，来获得最小化所述合成声音的幅度的延迟常数。

所述音频信号生成单元可以是音频系统的音频源或者单独的噪声发生器。

所述音频信号修改单元可包括：反相器，修改在音频信号生成单元中生成的第一和第二音频信号中的一个信号的相位，以便具有相反的相位；以及信号延迟单元，将第一和第二音频信号中的所述一个信号延迟与预定延迟常数相对应的时间。

所述音频信号生成单元、音频信号修改单元、和控制单元可以包括在音频系统的主系统中，而所述声音幅度确定单元可以包括在所述音频系统的遥控器中。

该声音幅度确定单元可包括：声音收集单元，收集合成声音并且将该合成声音变换为电信号；声音幅度测量单元，测量所述电信号的幅度；以及模数转换器单元，将所测量的电信号的幅度转换为数字信息。所述声音收集单元可以是麦克风。

所述声音幅度测量单元可包括：均方根测量单元，测量所述合成声音的均方根值。

所述声音幅度确定单元可包括：声音幅度发送单元，将所测量的电信号的幅度发送到音频系统的主系统。

所述声音幅度发送单元可包括：红外信号发送单元，使用红外信道发送所确定的合成声音幅度。所述红外信道可以是在遥控器中使用来发送命令以便控制所述音频系统的红外信道。

所述声音幅度发送单元可使用射频信道发送所确定的合成声音幅度。

所述控制单元可获得合成声音的第一最小幅度并且延迟要提供给第一声音变换单元的音频信号，以及获得合成声音的第二最小幅度并延迟要提供给第二声音变换单元的音频信号，并基于第一和第二最小幅度中的较小值确定延迟常数，以便最小化合成声音的幅度。

本一般发明构思的上述和/或其它方面和用途还可以通过提供一种向听众提供同相声音的设备而实现，该设备包括：主系统，生成两个相同的音频信号，修改这两个相同的音频信号以生成具有相同幅度和相反相位的第一和第二不同的音频信号，以及将所述第一和第二不同的音频信号变换为第一和第二声音；以及声音幅度确定单元，接收通过合成所述第一和第二声音而生成的合成声音，测量该合成声音的幅度，以及将所测量的幅度远程发送到主系统以控制所述生成、修改、和变换操作。

所述主系统可包括：音频信号生成单元，生成两个相同的音频信号；音频信号修改单元，从所述音频信号生成单元接收这两个相同的信号，并且修改这两个相同的音频信号以生成所述第一和第二不同的音频信号；以及第一和第二变换单元，从所述音频信号修改单元分别接收所述第一和第二不同的音频信号，以及分别将所述第一和第二不同的音频信号变换为第一和第二声音。

所述主系统还可包括：声音幅度接收单元，接收从声音幅度确定单元远程发送过来的测量幅度；以及控制单元，基于所收到的幅度生成延迟常数，并且将所述第一和第二不同的声音信号之一延迟与所述延迟常数相对应的预定时间段。

所述声音幅度确定单元可包括：声音接收单元，接收所述合成声音并且生成与所述合成声音相对应的电信号；测量单元，测量与所述合成声音的幅度相对应的电信号的幅度；以及发送单元，将所测量的幅度远程发送到主系统。

本一般发明构思的上述和/或其它方面和用途还可以通过提供一种向听众提供同相声音的方法而实现，所述方法包括：在音频设备的主系统中生成两个相同的音频信号；在所述主系统中修改这两个相同的音频信号，以生成具有相同幅度和相反相位的第一和第二不同的音频信号；在所述主系统中将所述第一和第二不同的音频信号变换为第一和第二声音；在音频设备的声音幅度确定单元中接收通过合成所述第一和第二声音而生成的合成声音；在该声音幅度确定单元中测量合成声音的幅度；以及将所测量的幅度远程发送到主系统。

所述变换第一和第二不同的音频信号的步骤可包括：在所述主系统的第一和第二变换单元中分别接收第一和第二不同的音频信号；以及分别在第一和第二变换单元中将第一和第二不同的音频信号变换为第一和第二声音。

该方法还可包括：接收从主系统中的所述声音幅度确定单元远程发送过来的测量幅度；以及在所述主系统中基于所收到的幅度生成延迟常数，以将所述第一和第二不同的声音信号之一延迟与延迟常数相对应的预定时间段。

所述接收合成声音的步骤可包括接收合成声音并生成与所述合成声音相对应的电信号，而测量合成声音的幅度的步骤可包括测量与该合成声音的幅度相对应的电信号的幅度。

附图说明

通过以下结合附图对实施例的描述，本一般发明构思的这些和/或其它方面和优点将变得明显和更容易理解，在附图中：

图1是说明扬声器和听众的相对方位的示例的图示。

图2是说明传统的脉冲类型位置传感器的框图；

图3是说明传统的相关性类型位置传感器的框图；

图4是说明根据本一般发明构思的实施例的、提供同相声音的设备的框图；

图5A和5B是说明根据本一般发明构思的实施例的、提供同相声音的方法的流程图；

图6是说明根据本一般发明构思的实施例的、在相应的声音变换单元中生成的声音以及在声音收集单元中收集的合成声音的波形的图示；

图7是说明根据本一般发明构思的实施例的、与不同的听众有关的音频路径的图示；以及

图8是说明根据本一般发明构思的实施例的、与两个扬声器相关的等距位置的图示。

具体实施方式

现在将详细地对本一般发明构思的实施例进行说明，这些实施例的示例在附图中进行了说明，其中在附图中，类似的附图标记始终指示类似的元件。在下面通过参考附图对实施例进行描述以便阐明本一般发明构思。

图4是说明根据本一般发明构思的实施例的、提供同相声音的设备的框图。

参见图4，根据当前实施例的提供同相声音的设备可以包括主系统100和声音幅度确定单元200，其中该主系统100包括音频信号生成单元110、音频信号修改单元120、第一声音变换单元130、第二声音变换单元140、声音幅度接收单元150、和第一控制单元160。

通常，音频系统包括主系统100和遥控器300，其中遥控器300可以包括声音幅度确定单元200。然而，不要求声音幅度确定单元200是遥控器300的一部分，而且本一般发明构思不需要遥控器300。

主系统100是音频系统的主体，并且生成音频信号且将音频信号提供给音频转换器以便生成声音。如图4所述，根据当前实施例的音频信号生成单元110、音频信号修改单元120、第一和第二声音变换单元130和140、声音幅度接收单元150、以及第一控制单元160可以包括在主系统100中。此外，第一和第二声音变换单元130和140可以用作音频转换器。

遥控器300是用户可以使用从而远程(与手动相反)控制主系统100的功能的远程控制装置。遥控器300可以具有轻重量、小尺寸。根据当前实施例的声音幅度确定单元200在图4中被说明为包括在遥控器中。然而，不要求声音幅度确定单元200包括在遥控器300中，而且不要求遥控器300控制主系统100的功能。遥控器300可以使用红外信道，而且从遥控器300接收红外信号的设备可以包括在主系统100中。

根据当前实施例，所述提供同相声音的设备使用简单计算且不使用在麦克风和音频系统之间的导线，由此与传统的设备相比，减少了当前实施例中的设备的复杂度和成本。具体而言，当前实施例采用了一种其中将声音收集单元210布置在音频系统的遥控器300内部的结构。

音频信号生成单元110生成两个相同的音频信号。具体而言，由音频信号生成单元110生成音频信号，并且将其提供给用于左声音变换单元(例如，第一声音变换单元130)的信道和用于右声音变换单元(例如，第二声音变换单元140)的信道。音频系统中的音频源可以用作音频信号生成单元110。例如，音频信号生成单元110可以是下列音频源之一：盒式磁带播放器、CD播放器、和无线电调谐器。作为选择，可以将单独的噪声发生器用作音频信号生成单元110。然而，音频信号生成单元110不受限于是这些具体示例之一。

音频信号修改单元120变换在音频信号生成单元110中生成的音频信号，并由此生成两个具有相同幅度但是相反相位的音频信号，所述两个信号中的一个信号相对于另一个信号延迟。为此，音频信号修改单元120可以包括第一延迟单元122、第二延迟单元124和反相器126。

第一延迟单元122和第二延迟单元124中的每个都延迟来自音频信号生成单元110的音频信号之一。这里，延迟常数由第一控制单元160指定。根据将要向第一和第二声音变换单元130和140中的哪个应用延迟，而为第一和第二延迟单元122和124之一指定延迟常数。

反相器126使两个音频信号之一的相位与两个音频信号中的另一个的相位相反。在图4所述的示例中，将来自第二延迟单元124的音频信号提供给反相器126。然而，反相器126还可以布置在第一延迟单元122之后(除了布置在第二延迟单元122之后之外)，或者可以布置在第一延迟单元122或者第二延迟单元124中的仅仅一个之前。也就是说，可以使两个音频信号中任何一个的相位与两个音频信号中的另一个的相位相反。此外，执行音频信号的延迟和反相的次序不受限制。然而，两个音频信号应该具有相反的相位，而且应当将两个信号之一延迟与预定的延迟常数相对应的时间。

将从音频信号修改单元120输出的两个音频信号分别提供给第一声音变换单元130和第二声音变换单元140。声音变换单元130和140将作为电信号的音频信号变换为声音2和4。声音变换单元(即，第一和第二声音变换单元130和140)的代表性示例是扬声器。然而，当前实施例中的(多个)声音变换单元不受限于扬声器。术语“扬声器”是指声音变换单元，并且还指任何可以将音频信号变换为声音并且将声音提供给听众的设备。

根据传统技术，如图2所述的开关54布置在音频系统50中，并且选择左和右信道之一以便将脉冲或者噪声提供给一个扬声器。然而，在当前实施例中，与传统的技术相反，生成两个音频信号并且(如果除去了根据延迟常数的延迟的话)几乎同时将它们提供给相应的声音变换单元130和140。

声音幅度确定单元200收集根据在声音变换单元130和140中生成的声音而生成的合成声音。声音幅度确定单元200可以包括声音收集单元210、声音幅度测量单元220、模数转换器(ADC)230、第二控制单元240、和声音幅度发送单元250。

根据当前实施例的声音幅度确定单元200可以包括在音频系统的遥控器中，诸如图4中可选地说明的遥控器300。声音幅度发送单元250可以是使用红外信道发送所确定的合成声音幅度的红外信号发送单元，其中该红外信道诸如是通常在遥控器中使用来发送命令以便控制音频系统的红外信号。

以这种方式，与传统的技术相反，当前实施例中的提供同相声音的设备不要求由听众将麦克风连接到主体以便收听同相的声音。不用听众操纵声音幅度确定单元200(例如，不用听众操纵遥控器300)，根据当前实施例的设备自动地计算所需要的延迟常数，并且使用该延迟常数来提供同相声音。

声音幅度确定单元200中不需要这样的特定结构来合成分别由第一和第二变换单元130和140生成的两个声音2和4。将分别在声音变换单元130和140中生成的声音2和4传输到听众的地点(位置)，并且根据迭加原理，通过两个声音2和4的合成而生成的合成声音到达听众的位置处。如果听众在听众的位置处具有遥控器300，则遥控器300的位置变为听众的位置。

声音收集单元210收集到达听众位置处的合成声音，并且将所合成的声音变换为电信号。声音收集单元210可以是例如麦克风。即使没有听众的单独操纵，当遥控器300位于听众位置处时，所合成的声音到达在听众位置处的声音收集单元210并可以被简单地收集。因此，根据当前实施例，仅仅对所合成声音幅度的确定是必须的。因此，可以将低价和低质量的麦克风用作声音收集单元210。

声音幅度测量单元220测量由声音收集单元210根据合成的声音而变换的电信号的幅度。声音幅度测量单元220可以是，例如均方根(RMS)测量装置以测量声音收集单元210(例如，麦克风)的输出的RMS值，或者振幅检测器。

在ADC230中将在声音幅度测量单元220中测量的电声音信号的幅度转换为数字信号，该数字信号可以在声音幅度发送单元250中容易地发送。

被转换为数字信号的声音幅度(作为数字信号)从ADC230发送到第二控制单元240。第二控制单元240将已数字转换的电声音信号的幅度传输到声音幅度发送单元250，以便可以将该幅度发送到主系统100。第二控制单元240可以与在诸如图4所述的遥控器300之类的遥控器中生成命令以便控制音频系统的微型控制器相同。然而，第二控制单元240不受限于与遥控器中的微型控制器相同。

声音幅度发送单元250将所确定的合成声音的幅度6发送到主系统100。声音幅度发送单元250可以是，例如红外信号发送单元，以便使用红外信道发送合成声音的幅度。然而，本一般发明构思不受限与此，并且可以包括射频(RF)信号发送单元，以便使用RF信道传输合成声音的幅度。

因为仅仅确定合成声音的幅度并且将其传输到主系统100而没有传输合成声音本身，所以当前实施例不需要如传统技术中的复杂处理器和导线，而且声音幅度确定单元200可以包括在遥控器300中。

声音幅度接收单元150接收由声音幅度确定单元200确定和传输的合成声音的幅度。可以根据声音幅度发送单元250的发送方法确定声音幅度接收单元150的接收方法。例如，如果声音幅度发送单元250使用红外信道发送合成声音的幅度，则声音幅度接收单元150可以使用红外信号接收设备来接收来自声音幅度发送单元250的合成声音幅度。作为选择，如果声音幅度发送单元250通过RF信道发送合成声音的幅度，则声音幅度接收单元150可以使用RF信号接收设备来接收来自声音幅度发送单元250的合成声音幅度。

第一控制单元160控制音频信号生成单元110、音频信号修改单元120、和声音幅度确定单元200。第一控制单元160控制这些元件，以便这些元件重复地执行音频信号的生成、修改、和传输，以及根据该音频信号生成的合成声音的幅度的确定。通过这个处理，确定最小化合成声音幅度的延迟常数。现在将参考图4、5A、和5B描述根据本一般发明构思的实施例的、这个处理中的操作的迭代执行。

图5A和5B是说明根据本一般发明构思的实施例的提供同相声音的方法的流程图。

在图5A和5B中，TD1和TD2分别是由第一延迟单元122和第二延迟单元124指定的延迟常数值。R是从第二控制单元240发送到第一控制单元160的合成声音的幅度值。Rmin是R的最小值。ΔTD是TD1和TD2的递增值。TDmax是TD1和TD2的最大值。TD是搜索参数。

如图5A所述，当延迟要从音频信号生成单元110提供给第一声音变换单元130的第一音频信号时，第一控制单元160获得了具有合成声音的最小幅度Rmin的延迟常数TD1。然后，如图5B所述，当延迟要从音频信号生成单元110提供给第二声音变换单元140的第二音频信号时，第一控制单元160获得了具有合成声音的最小幅度Rmin的延迟常数TD2。通过这个处理，可以获得整体上具有合成声音的最小幅度的延迟常数。

首先，为了查找R的最小值，在操作S100中将Rmin设置为无穷大。然后，在操作S110中将TD1和TD2的值的每个都设置为0。这两个操作初始化了主系统100。然后，迭代地执行操作S120到S160，以便当延迟提供给第一声音变换单元130的第一音频信号时，获得具有合成声音的最小幅度的延迟常数TD2。

具体而言，在操作S120中将递增值ΔTD添加到TD2中。第一延迟单元122将第一音频信号延迟与TD2相对应的时间，然后将第一音频信号提供给第一声音变换单元130。在这时候，第二延迟单元124不延迟第二音频信号。因此，第一声音变换单元130中生成的声音和第二声音变换单元140中生成的声音具有与延迟常数TD2相对应的时间差。

声音幅度确定单元200收集根据在第一声音变换单元130中生成的声音和在第二声音变换单元140中生成的声音合成的合成声音，并且在操作S130中确定该合成声音的幅度R。

在操作S140中，将所确定的合成声音的幅度R与Rmin值进行比较。如果所确定的合成声音的幅度R小于Rmin值，则所确定的合成声音的幅度R是到那个时间点为止所测量的所有幅度值当中的最小值，在操作S150中，将这个确定的最小值存储为Rmin值，并且将-TD2(通过将当前延迟常数TD2乘以-1而获得)存储为TD。如果所确定的合成声音的幅度R等于或者大于Rmin值，则不执行操作S150并且该方法继续到操作S160。

在操作S160中将延迟常数TD2与TDmax进行比较。如果延迟常数TD2小于TDmax，则再次执行操作S120到S160。如果延迟常数TD2等于或者大于TDmax，这意指等于或者大于TDmax的延迟常数TD2是在第一声音变换单元130中生成声音的最小幅度的延迟常数。在这种情况下，迭代地执行与第二声音变换单元140相关的相同处理。

具体而言，为了查找与第二声音变换单元140有关的、生成合成声音的最小幅度的延迟常数，在操作S170中将TD1和TD2的值的每个都设置为0以便初始化。

在操作S180中将递增值ΔTD添加到TD1中。第二延迟单元124将第二音频信号延迟与延迟常数TD1相对应的时间，并然后将第二音频信号提供给第二声音变换单元140。在这时候，第一延迟单元122不延迟第一音频信号。因此，第二声音变换单元140中生成的声音和第一声音变换单元130中生成的声音具有与延迟常数TD1相对应的时间差。

声音幅度确定单元200收集根据在第一声音变换单元130中生成的声音和在第二声音变换单元140中生成的声音合成的合成声音，并且在操作S190中确定该合成声音的幅度R。

在操作S200中，将所确定的合成声音的幅度R与Rmin值进行比较。如果所确定的合成声音的幅度R小于Rmin值，则所确定的合成声音的幅度R被确定为到那个时间点为止所测量的所有幅度当中的最小值，在操作S210中，将这个确定的最小值存储为Rmin值，并且将将当前延迟常数TD1存储为TD。如果所确定的合成声音的幅度R等于或者大于Rmin值，则不执行操作S210并且该方法继续到操作S220。

在操作S220中将延迟常数TD1与TDmax进行比较。如果延迟常数TD1小于TDmax，则再次执行操作S180到S220。如果延迟常数TD1等于或者大于TDmax，这意指等于或者大于TDmax的延迟常数TD1是在第二声音变换单元140中生成声音的最小幅度的延迟常数。

在图5B所述的方法中，获得通过延迟要提供给第一声音变换单元130的第一音频信号而获得的第一声音的最小幅度Rmin1，并且将其与通过延迟要提供给第二声音变换单元140的第二音频信号而获得的第二声音的幅度进行比较，由此来查找生成声音的最小幅度Rmin的延迟常数。

作为选择，获得与第一声音变换单元130相关的Rmin1，以及获得通过延迟要提供给第二声音变换单元140的第二音频信号而获得的第二声音的最小幅度Rmin2。然后，可以将与Rmin1和Rmin2中的较小值相对应的延迟常数确定为生成声音的最小幅度Rmin的延迟常数。

现在将参考图4和6描述当根据分别在两个声音变换单元130和140中生成的声音2和4而生成的合成声音具有声音的最小幅度Rmin时、提供同相声音的原理。

图6是说明根据本一般发明构思的实施例的、在相应的声音变换单元中生成的声音以及在声音收集单元中收集的合成声音的波形的图示。

当在第一声音变换单元130中生成的第一声音到达声音收集单元210时，第一声音具有如附图标记7所示的波形。当在第二声音变换单元140中生成的第二声音到达声音收集单元210时，第二声音具有如附图标记8所示的波形。因此，由延迟对应的第一或者第二音频信号的对应延迟单元122或者124预先延迟第一和第二声音之一，并且第一和第二声音中的另一个被延迟在对应的声音变换单元130或者140和声音收集单元210之间的差值。以这种方式，使这两个声音同相。

如果使具有相反相位的两个声音变为同相，则如附图标记9所示、具有接近0的幅度值的合成声音到达听众。同时，如果延迟常数值具有除了生成Rmin的延迟常数值之外的值，则两个具有不同相位的声音到达声音收集单元210，并因此合成声音的幅度未变为最小值。

图7是说明根据本一般发明构思的实施例的、与不同的听众有关的音频路径的图示。

如果声音幅度确定单元200(例如，包括声音幅度确定单元200的遥控器300)位于听众位置1处，则距离左扬声器的距离d1小于距离右扬声器的距离d2。因此，应该延迟提供给左扬声器的音频信号。类似地，如果遥控器300位于听众位置3处，则距离右扬声器的距离d3小于距离左扬声器的距离d4。因此，应该延迟提供给右扬声器的音频信号。另一方面，如果遥控器300位于听众位置2处，则距离左扬声器的距离d5与距离右扬声器的距离d6相同。因此，延迟常数为0，而且不应当延迟提供给左和右扬声器的音频信号中的任何一个。

延迟值与通过用两个音频路径的距离差值除以声速所获得的值相同。然而，根据本一般发明构思的实施例的提供同相声音的方法和设备不需要这个计算。作为替代，通过获得最小化合成声音幅度的延迟常数，即使没有该计算也可以找到适当的延迟值。

图8是说明根据本一般发明构思的实施例的、与两个扬声器相关的等距位置的图示。与左和右扬声器有关的等距曲线形成与每个延迟常数TD相对应的双曲线。如果延迟常数TD的值(如图8所示，诸如a1、a2、a3、0、-a1、-a2、或a3)是已知的，则可以知道听众的位置(或者更确切地说，听众的方位)。

在传统的技术中，通过执行诸如脉冲延迟或者相关计算之类的复杂计算来计算从每个扬声器到麦克风的距离。然而，在根据本一般发明构思的实施例的提供同相声音的方法和设备中，不计算距离相应扬声器的脉冲延迟或者距离，并且直接计算使声音同相的延迟时间。以这种方式，简化了装置的结构并且降低了成本。此外，因为仅仅需要测量声音的幅度，所以可以将声音幅度收集装置包括在遥控器之内。因此，听众避免了连接导线的不便之处。

在根据本一般发明构思的实施例的提供同相声音的方法中，音频系统可以是例如TV或者家庭影院系统的一部分。该方法可以通过对音频系统的略微改变来向听众提供同相声音。例如，扬声器可以布置在TV的内部，而且TV可以具有电机来旋转外壳连同嵌入的扬声器。在这种情况下，根据本一般发明构思实施例的系统可以调整TV的屏幕和/或扬声器的角度，以便屏幕和/或扬声器面对听众的位置(方位)。这里，不是改变延迟常数直到获得最小幅度的合成声音为止，而是可以重复地执行改变在系统和听众之间的位置(角度)。

按照根据本一般发明构思的实施例的提供同相声音的方法和设备，测量了合成声音的幅度并且直接计算了使声音同相的延迟时间，因此利用简单结构和低成本来向听众提供同相声音。此外，因为声音收集装置可以包括在遥控器内部，所以听众可以避免连接导线的不便之处。

本一般发明构思还可以体现为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。计算机可读记录介质是任何可以储存此后可以由计算机系统读取的数据的数据存储设备。计算机可读记录介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘、和光学数据存储设备。

虽然已经示出和描述了本一般发明构思的一些实施例，但是本领域技术人员应当理解，可以在这些示范实施例中进行改变而没有背离本一般发明构思的原理和精神，本一般发明构思的范围由权利要求和它们的等效所定义。

Claims (32)

1.一种通过相对于听众的位置调整与声音相对应的信号、使用音频系统向听众提供同相声音的方法，所述方法包括：

生成具有相同幅度的第一和第二音频信号；

将第一和第二音频信号中的一个信号的相位修改为具有相反相位；

相对于第二音频信号将第一音频信号延迟与预定延迟常数相对应的时间；

分别将所述第一和第二音频信号提供给第一和第二声音变换单元；

在听众位置处收集合成声音，其中该合成声音是通过合成对应于第一和第二音频信号的在第一和第二声音变换单元中生成的第一和第二声音而生成的，并且确定该合成声音的幅度；以及

通过重复地执行生成第一和第二音频信号、修改第一和第二音频信号中的一个信号的相位、将第一音频信号相对于第二音频信号延迟一段时间、提供第一和第二音频信号、以及在听众位置处收集合成声音和确定该合成声音的幅度，来获得使该合成声音的幅度最小化的延迟常数，

其中该音频系统通过将第一音频信号相对于第二音频信号延迟与所述使该合成声音的幅度最小化的延迟常数相对应的时间，来向听众提供同相的声音。

2.如权利要求1所述的方法，其中，

所述第一和第二音频信号的生成以及所述将第一和第二音频信号提供给第一和第二声音变换单元的步骤在音频系统的主系统中执行；以及

所述确定合成声音的幅度的步骤在音频系统的遥控器中执行。

3.如权利要求2所述的方法，还包括：

将所确定的合成声音幅度从遥控器发送到主系统。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述发送所确定的合成声音幅度的步骤包括：

使用红外信道发送所确定的合成声音幅度。

5.如权利要求4所述的方法，其中，所述红外信道是在遥控器中使用来发送命令以便控制所述音频系统的红外信道。

6.如权利要求3所述的方法，其中所述发送所确定的合成声音幅度的步骤包括：

使用射频信道发送所确定的合成声音幅度。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述确定合成声音的幅度的步骤包括：

测量所述合成声音的幅度；以及

将所测量的幅度转换为数字信息。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述测量合成声音的幅度的步骤包括：

测量所述合成声音的均方根值。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述获得最小化该合成声音的幅度的延迟常数的步骤包括：

当延迟要提供给第一声音变换单元的第一音频信号时，获得最小化合成声音的幅度的延迟常数；以及

当延迟要提供给第二声音变换单元的第二音频信号时，获得最小化合成声音的幅度的延迟常数。

10.如权利要求1所述的方法，还包括：

使用所述最小化合成声音的幅度的延迟常数，来延迟要提供给第一声音变换单元的第一音频信号或者要提供给第二声音变换单元的第二音频信号。

11.一种通过相对于听众的位置调整与声音相对应的信号、使用音频系统向听众提供同相声音的设备，所述设备包括：

音频信号生成单元，生成两个相同的音频信号；

音频信号修改单元，修改这两个相同的音频信号以生成具有相同幅度和相反相位的第一和第二音频信号，相对于第二音频信号将第一音频信号延迟与预定延迟常数相对应的时间，以及分别将第一和第二音频信号提供给第一和第二声音变换单元；

声音幅度确定单元，从听众位置收集合成声音，所述合成声音是通过合成在第一和第二声音变换单元中生成的与第一和第二音频信号相对应的第一和第二声音而生成的，并且确定该合成声音的幅度；以及

控制单元，通过控制所述音频信号生成单元生成两个相同的音频信号、音频信号修改单元修改所述两个相同的音频信号并且将第一音频信号相对于第二音频信号延迟一段时间并且提供该第一和第二音频信号、以及声音幅度确定单元在听众位置处收集合成声音和确定该合成声音的幅度重复地进行，来获得使所述合成声音的幅度最小化的延迟常数，

其中该音频系统通过将第一音频信号相对于第二音频信号延迟与所述使该合成声音的幅度最小化的延迟常数相对应的时间，来向听众提供同相的声音。

12.如权利要求11所述的设备，其中，所述音频信号生成单元是音频系统的音频源或者单独的噪声发生器。

13.如权利要求11所述的设备，其中所述音频信号修改单元包括：

反相器，修改在音频信号生成单元中生成的第一和第二音频信号中的一个信号的相位，以便具有相反的相位；以及

信号延迟单元，将第一和第二音频信号中的所述一个信号延迟与预定延迟常数相对应的时间。

14.如权利要求11所述的设备，其中，所述音频信号生成单元、音频信号修改单元、和控制单元包括在音频系统的主系统中，而所述声音幅度确定单元包括在所述音频系统的遥控器中。

15.如权利要求11所述的设备，其中该声音幅度确定单元包括：

声音收集单元，收集合成声音并且将该合成声音变换为电信号；

声音幅度测量单元，测量所述电信号的幅度；以及

模数转换器单元，将所测量的电信号的幅度转换为数字信息。

16.如权利要求15所述的设备，其中，所述声音收集单元是麦克风。

17.如权利要求15所述的设备，其中，所述声音幅度测量单元包括：

均方根测量单元，测量所述合成声音的均方根值。

18.如权利要求11所述的设备，其中所述声音幅度确定单元包括：

声音幅度发送单元，将所测量的电信号的幅度发送到音频系统的主系统。

19.如权利要求18所述的设备，其中所述声音幅度发送单元包括：

红外信号发送单元，使用红外信道发送所确定的合成声音幅度。

20.如权利要求19所述的设备，其中，所述红外信道是在遥控器中使用来发送命令以便控制所述音频系统的红外信道。

21.如权利要求18所述的设备，其中，所述声音幅度发送单元使用射频信道发送所确定的合成声音幅度。

22.如权利要求11所述的设备，其中，所述控制单元获得合成声音的第一最小幅度并且延迟要提供给第一声音变换单元的音频信号，以及获得合成声音的第二最小幅度并延迟要提供给第二声音变换单元的音频信号，并基于第一和第二最小幅度中的较小值确定延迟常数，以便最小化合成声音的幅度。

23.一种通过相对于听众的位置调整与声音相对应的信号、使用音频系统向听众提供同相声音的方法，所述方法包括：

生成具有相同幅度的第一和第二音频信号，将第一和第二音频信号中的一个信号的相位修改为具有相反相位，并且相对于第二音频信号将第一音频信号延迟与预定延迟常数相对应的时间；

分别将第一和第二音频信号提供给第一和第二声音变换单元；

接收在听众位置处确定的、合成声音的幅度，其中所述合成声音是通过合成分别在第一和第二声音变换单元中生成的与第一和第二音频信号相对应的第一和第二声音而生成的；以及

通过重复地执行生成第一和第二音频信号、修改第一和第二音频信号中的一个信号的相位、将第一音频信号相对于第二音频信号延迟一段时间、提供第一和第二音频信号、以及接收该合成声音的幅度，来获得使该合成声音的幅度最小化的延迟常数，

其中该方法在该音频系统的主系统中执行，并且该音频系统通过将第一音频信号相对于第二音频信号延迟与所述使该合成声音的幅度最小化的延迟常数相对应的时间，来向听众提供同相的声音。

24.一种通过相对于听众的位置调整与声音相对应的信号、使用音频系统向听众提供同相声音的设备，所述设备包括：

音频信号生成单元，生成两个相同的音频信号；

音频信号修改单元，修改这两个音频信号以生成具有相同幅度和相反相位的第一和第二音频信号，相对于第二音频信号将第一音频信号延迟与预定延迟常数相对应的时间，以及分别将所述第一和第二音频信号提供给第一和第二声音变换单元；

声音幅度接收单元，接收在听众位置处确定的合成声音的幅度，所述合成声音是通过合成与第一和第二音频信号相对应的第一和第二声音而生成的；以及

控制单元，通过控制所述音频信号生成单元生成两个相同的音频信号、音频信号修改单元修改这两个音频信号并且将第一音频信号相对于第二音频信号延迟一段时间、和声音幅度接收单元接收在听众位置处确定的合成声音的幅度重复地进行，，来获得使所述合成声音的幅度最小化的延迟常数，其中延迟第一音频信号通过使用多个延迟常数来执行，

其中所述设备包括在所述音频系统的主系统中，该音频系统通过将第一音频信号相对于第二音频信号延迟与所述使该合成声音的幅度最小化的延迟常数相对应的时间，来向听众提供同相的声音。

25.一种向听众提供同相声音的设备，包括：

主系统，生成两个相同的音频信号，修改这两个相同的音频信号以生成具有相同幅度和相反相位的第一和第二不同的音频信号，将第一音频信号相对于第二音频信号延迟与多个延迟常数之一相对应的时间，以及将所述第一和第二不同的音频信号变换为第一和第二声音；以及

声音幅度确定单元，接收通过合成所述第一和第二声音而生成的合成声音，测量该合成声音的幅度，以及将所测量的幅度远程发送到主系统以控制所述生成、修改、和变换操作，

其中主系统和声音幅度确定单元被操作以重复地执行以下步骤：主系统生成两个相同的音频信号，修改所述两个相同的音频信号，将第一音频信号相对于第二音频信号进行延迟，以及变换所述第一和第二不同的音频信号；声音幅度确定单元接收所述合成声音，测量所述合成声音的幅度，将所测量的幅度远程发送到主系统，

其中该音频系统通过将第一音频信号相对于第二音频信号延迟与所述使该合成声音的幅度最小化的延迟常数相对应的时间，来向听众提供同相的声音。

26.如权利要求25所述的设备，其中所述主系统包括：

音频信号生成单元，生成两个相同的音频信号；

音频信号修改单元，从所述音频信号生成单元接收这两个相同的信号，并且修改这两个相同的音频信号以生成所述第一和第二不同的音频信号；以及

第一和第二变换单元，从所述音频信号修改单元分别接收所述第一和第二不同的音频信号，以及分别将所述第一和第二不同的音频信号变换为第一和第二声音。

27.如权利要求26所述的设备，其中所述主系统还包括：

声音幅度接收单元，接收从声音幅度确定单元远程发送过来的测量幅度；以及

控制单元，基于所收到的幅度生成延迟常数，并且将所述第一和第二不同的声音信号之一延迟与所述延迟常数相对应的预定时间段。

28.如权利要求25所述的设备，其中所述声音幅度确定单元包括：

声音接收单元，接收所述合成声音并且生成与所述合成声音相对应的电信号；

测量单元，测量与所述合成声音的幅度相对应的电信号的幅度；以及

发送单元，将所测量的幅度远程发送到主系统。

29.一种向听众提供同相声音的方法，所述方法包括：

在音频设备的主系统中生成两个相同的音频信号；

在所述主系统中修改这两个相同的音频信号，以生成具有相同幅度和相反相位的第一和第二不同的音频信号；

在所述主系统中将所述第一和第二不同的音频信号变换为第一和第二声音；

在音频设备的声音幅度确定单元中接收通过合成所述第一和第二声音而生成的合成声音；

在该声音幅度确定单元中测量合成声音的幅度；以及

将所测量的幅度远程发送到主系统，

其中重复地执行生成两个相同的音频信号、修改所述两个相同的音频信号、将第一音频信号相对于第二音频信号进行延迟、在所述主系统中将所述第一和第二不同的音频信号变换为第一和第二声音、接收合成的声音、测量合成声音的幅度以及远程发送所测量的幅度，

其中该音频系统通过将第一音频信号相对于第二音频信号延迟与所述使该合成声音的幅度最小化的延迟常数相对应的时间，来向听众提供同相的声音。

30.如权利要求29所述的方法，其中所述变换第一和第二不同的音频信号的步骤包括：

在所述主系统的第一和第二变换单元中分别接收第一和第二不同的音频信号；以及

分别在第一和第二变换单元中将第一和第二不同的音频信号变换为第一和第二声音。

31.如权利要求30所述的方法，还包括：

接收从主系统中的所述声音幅度确定单元远程发送过来的测量幅度；以及

在所述主系统中基于所收到的幅度生成延迟常数，以将所述第一和第二不同的声音信号之一延迟与延迟常数相对应的预定时间段。

32.如权利要求29所述的设备，其中，

所述接收合成声音的步骤包括接收合成声音并生成与所述合成声音相对应的电信号；以及

测量合成声音的幅度的步骤包括测量与该合成声音的幅度相对应的电信号的幅度。

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