CN101129088A

CN101129088A - 具有增强的立体声图像的便携式设备

Info

Publication number: CN101129088A
Application number: CNA2006800063108A
Authority: CN
Inventors: S·古斯塔夫森; M·米默; D·格勒比
Original assignee: Sony Ericsson Mobile Communications AB
Current assignee: Sony Mobile Communications AB
Priority date: 2005-02-28
Filing date: 2006-02-28
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2026-02-28
Also published as: US20090003610A1; EP1696702B1; CN101129088B; EP1696702A1; WO2006089969A1; US8306231B2

Abstract

本发明涉及一种具有增强的立体声图像的便携式设备，更具体来说，本发明涉及一种其中通过对声音的相位和电平进行电子调节来补偿扬声器的不对称放置的设备。本发明提供了一种设备(1)，其包括输出立体声声道的声源和声音再现系统，该声音再现系统把基于所述声道的电子声音信号提供给至少两个扬声器(2，3)，以便利用立体声图像进行声音再现。所述设备还包括用于调节到达一个扬声器(2)的其中一个声音信号的电平和相位的装置。

Description

具有增强的立体声图像的便携式设备

技术领域

本发明涉及一种具有增强的立体声图像的便携式设备，更具体来说，本发明涉及一种其中通过对声音的相位和电平进行电子调节来补偿扬声器的不对称放置的设备。

背景技术

例如移动电话的便携式设备可以具有几个实现立体声声音再现的扬声器，即通过不同扬声器再现的左、右声道，从而给出更为自然的声音。然而，在小型便携式设备中，不总是能够对称地放置扬声器。有时所述扬声器甚至不是相同的类型，而且并不指向相同的方向。这导致立体声图像不对称并且质量较差。

过去，已经通过使用均衡器改进了所述立体声图像，所述均衡器使得来自两个扬声器的频率响应在用户的耳中相等。其问题在于，由于仅仅校正了频率响应，因此所述立体声图像将仍然是不对称的。

发明内容

本发明提供了进一步得到改进的立体声图像，这是通过同时补偿频率响应(即不同频率下的电平)以及扬声器的对称放置与实际放置之间的相位差。

本发明提供了一种设备，其包括输出立体声声道的声源和声音再现系统，该声音再现系统把基于所述声道的电子声音信号提供给至少两个扬声器以便利用立体声图像进行声音再现。

根据本发明，所述设备包括用于调节到达一个扬声器的其中一个声音信号的电平和相位的装置，该调节装置适于增强所述立体声图像。

在一个实施例中，所述调节装置适于使得所述两个扬声器像是关于一个平面内的一条线对称放置的，该平面平行于所述设备的图形用户界面并且处在两个扬声器的中间。

适当地，所述线还平行于所述设备的一侧。

优选地，所述图形用户界面和所得到的立体声图像被适配成取决于所述设备的操作模式。

适当地，所述调节装置适于调节所述声音信号，从而使得一个扬声器在关于另一个扬声器对称放置的位置处获得类似的频率响应。

所述调节装置可以被适配成调节所述声音信号，从而使得所述立体声图像在所设想的收听者位置处被最优化。

适当地，所述调节装置适于操作在其中所述扬声器具有类似频率响应的频率范围内。

在一个实施例中，所述调节装置适于操作在150Hz到15kHz的频率范围内。

在另一个实施例中，所述调节装置适于操作在1kHz到8kHz的频率范围内。

优选地，所述调节装置是滤波器。

所述滤波器可以是数字无限脉冲响应(IIR)滤波器或有限脉冲响应(FIR)滤波器，或者是模拟滤波器。

适当地，所述调节装置位于连接到具有最佳性能的该扬声器的声道内。

所述设备可以是便携式电话、寻呼机、通信器、智能电话或电子记事簿。

附图说明

下面将参照附图更详细地描述本发明，其中：

图1A是根据本发明的具有两个不对称放置的扬声器的便携式设备的侧视图；

图1B是图1A中的设备的正视图；

图2是两个扬声器的频率响应图；以及

图3是示出根据本发明的一个声道内的滤波器的示意图。

具体实施方式

下面将参照移动电话来描述本发明。本发明同样适用于其他便携式设备，比如寻呼机、通信器、智能电话和电子记事簿等等。除了作为例如电话的普通功能之外，该设备还是用于播放音乐和/或视频的便携式设备以及游戏设备，所有这些都使用声音来提供音频信息。已经知道，可以通过使用立体声(即不同的左、右声道)或者为声音给出空间外观的更为先进的声音系统来增强收听体验。具有展宽的立体声和环绕声音的各种系统已经出现了一段时间了。本发明不涉及到关于如何获得立体声信号本身的方法。

移动电话存在许多设计类型，比如一体杆型、可折叠蚌壳型以及具有多种铰链和连接的折刀型。取决于电话的实际操作模式和用户优选项，所有的设计都具有不同的优点。由于在手机内缺少空间，因此常常不能够以对称的方式放置扬声器，而对称放置的扬声器将给出最佳的立体声图像。取决于电话的操作模式，所述扬声器还可能具有不同的功能。此外，出于经济的原因，其中一个扬声器可能较不精密，从而具有较差的频率响应。

作为一个说明性例子，图1A和1B分别从侧面和正面示出了杆型电话1。为了清楚起见，图中仅仅示出了与本发明相关的组件。正面是具有显示器6的较宽的一侧。所述设备配备有两个扬声器，其中一个扬声器2处在指向侧边的一侧，另一个扬声器3处在正表面。由于所述扬声器相隔一定距离，从而给出了提供立体声的可能性。

然而，所述扬声器并非是理想地放置的。例如，在一种操作模式下，所述设备被水平持握，比如在观看视频序列的时候。该设备的控制系统确保图形用户界面GUI在显示器6上正确地定向所述图像。在这种情况下，提供左声道的扬声器2理想地应当被放置成用虚线示出的扬声器4。换句话说，所述扬声器关于一个平面内的一条线被对称放置，该平面平行于该设备的图形用户界面并且处在两个扬声器的中间。所述线还平行于该设备的短侧。

在另一个例子中，比如在仅听音乐的时候，所述显示器6可以显示一个播放列表，同时所述设备被持握在垂直位置。于是，扬声器2理想地应当被放置成用虚线示出的扬声器5。换句话说，所述扬声器关于一个平面内的另一条线被对称放置，该平面平行于该设备的图形用户界面并且处在两个扬声器的中间。所述线还平行于该设备的长侧。

简而言之，本发明调节被提供给其中一个扬声器的声音信号，从而使得所述扬声器像是对称放置的。所述对称放置可以取决于所述设备的实际操作模式。

没有必要调节整个频谱。已经知道，并不是整个频谱都对所述立体声图像具有显著影响。低频具有低方向性，并且不需要用特别定向的扬声器来播放。(优选地，使用具有最佳基声再现的扬声器。)另一方面，高频具有较短波长。例如，高于10kHz的频率的波长在3厘米左右甚至更短。因此，所述波长接近所述扬声器之间的距离，并且难于控制所述立体声图像，所述立体声图像还特别取决于收听者相对于所述扬声器系统的位置。

此外，移动电话中的扬声器在性能方面有限制。它们主要被设计成再现话音(至少最初如此)，并且常常仅在1kHz到8kHz之间具有良好的声音再现。

图2示出了两个不同扬声器的典型的频率响应图。在该例中，左边的虚线L表示左扬声器2，实线R表示右扬声器3。根据本发明，有用的仅仅是处理从f_L到f_H范围内的声音信号，在该范围内，两个扬声器都具有良好且类似的响应。当设置所述极限时，还应当考虑到对于在其中产生立体声图像是有意义的极限的一般讨论。还应当注意的是，如果使得扬声器补偿较差的频率响应，这有可能会导致增大的失真和噪声。所述极限f_L和f_H还可以取决于所述设备的操作模式。对于两个良好的扬声器，所补偿的范围可以是从150Hz到15kHz。对于两个普通的电话扬声器来说，所补偿的范围适当地是从1kHz到8kHz。

图3示出了关于如何根据本发明的一个实施例实现补偿的例子。一个电子组件位于其中一个声道内，比如具有可以对于不同频率设置的不同放大率或衰减(包括相移)的放大器或滤波器7。优选地，该组件7位于连接到具有最佳性能的该扬声器的声道内。

两个电子声音信号左L和右R被提供给扬声器2和3，从而分别给出可测量的声音电平B和A。认为所述声音电平A和B存在于每个扬声器的出口。然而，在想象的扬声器4或5处还存在另一个声音电平B’。取决于所述设备1的几何结构，该声音B’不同于B。现在希望声音B’精确地等于声音A。通过测量处于扬声器3处的声音A和处于想象的扬声器4或5的相应位置处的声音B’并且使用差脉冲响应，可以计算传输函数H^-1。为了使得A与B’相等，所述滤波器7被设置成H^-1的倒数，即H。因此，B＝HA。

还有可能测量处于扬声器2的出口处的声音，即声音电平B。于是滤波器7的传输函数当然仍然将是

H = \frac{B}{A}

。还可以根据所述设备1的不同操作模式通过在所设想的收听者位置处进行测量来测量所述滤波器7的传输函数H。

所述电子组件7适当地是一个数字滤波器。无限脉冲响应IIR滤波器给出最好的灵活性，但是也非常昂贵。有限脉冲响应FIR滤波器在多数情况下都够用了。此外，如果所述传输函数H不是太复杂，则可以使用模拟滤波器。

可以由所述设备的控制单元根据所述GUI自动设置所述想象的左扬声器4或5的放置。例如，如果该设备被用于显示视频或进行游戏，则使用位置4，而当使用该设备来重放音乐时，则使用位置5。取决于操作模式，还可以设想收听者的位置，并且相应地设置一个声道内的所述立体声图像和补偿。还应当有可能根据收听者的期望位置手动地设置所述传输函数。

本发明还适用于立体声麦克风。在这种情况下，扬声器2和3被可以不对称地放置的麦克风(未示出)所取代。与扬声器的情况相同，一个电子组件被放置在一个声道内，以便补偿对称放置与实际的不对称放置之间的电平和相位差。这样，可以进行增强的立体声记录。此外，还可以在会议呼叫情形下使用这种设置，其中在扬声器模式下使用电话，并且在另一端再现立体声声音。

本发明导致更好地感知的立体声图像。如果宽立体声被用作所述电子声音信号L和R，则获得更好的立体声展宽效应。本发明的范围仅由所附权利要求书限定。

Claims

1.一种包括输出立体声声道的声源和声音再现系统的设备，该声音再现系统把基于所述声道的电子声音信号提供给至少两个扬声器(2，3)以便利用立体声图像进行声音再现，其特征在于用来调节到达一个扬声器(2)的其中一个声音信号的电平和相位的装置(7)，该调节装置(7)适于增强所述立体声图像。

2.根据权利要求1的设备，其特征在于，所述调节装置(7)适于使得所述两个扬声器(2，3)像是关于一个平面内的一条线对称放置的，该平面平行于所述设备(1)的图形用户界面(6)并且处在所述两个扬声器(2，3)的中间。

3.根据权利要求2的设备，其特征在于，所述线还平行于所述设备(1)的一侧。

4.根据权利要求2或3的设备，其特征在于，所述图形用户界面(6)和所得到的立体声图像被适配成取决于所述设备(1)的操作模式。

5.根据权利要求2到4中任一项所述的设备，其特征在于，所述调节装置(7)适于调节所述声音信号，从而使得一个扬声器(2)在关于另一个扬声器(3)对称放置的位置(4，5)处获得类似的频率响应。

6.根据权利要求2到4中任一项所述的设备，其特征在于，所述调节装置(7)适于调节所述声音信号，从而使得所述立体声图像在所设想的收听者位置处被最优化。

7.根据权利要求1到6中任一项所述的设备，其特征在于，所述调节装置(7)适于操作在其中所述扬声器(2，3)具有类似频率响应的频率范围内。

8.根据权利要求1到6中任一项所述的设备，其特征在于，所述调节装置(7)适于操作在150Hz到15kHz的频率范围内。

9.根据权利要求1到6中任一项所述的设备，其特征在于，所述调节装置(7)适于操作在1kHz到8kHz的频率范围内。

10.根据权利要求1到9中任一项所述的设备，其特征在于，所述调节装置是滤波器(7)。

11.根据权利要求10的设备，其特征在于，所述滤波器(7)是数字无限脉冲响应(IIR)滤波器或有限脉冲响应(FIR)滤波器，或者是模拟滤波器。

12.根据权利要求1到11中任一项所述的设备，其特征在于，所述调节装置(7)位于连接到具有最佳性能的该扬声器的声道内。

13.根据权利要求1到12中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备(1)是便携式电话、寻呼机、通信器、智能电话或电子记事簿。