CN101180919B - 处理音频信号的方法和多声道音频系统 - Google Patents

Abstract

一种多声道音频系统，包括：第一合成电路，用于合成第一多个声道的第一谱带以提供第一低音音频信号流；第二合成电路，用于合成第二多个声道的第一谱带以提供第二低音音频信号流；以及第三合成电路，用于合成第一多个声道和第二多个声道的第二谱带以提供第三低音音频信号流，其中第二谱带包含低于第一谱带的频率。

Description

处理音频信号的方法和多声道音频系统

技术领域

本说明书描述多声道音频系统的低音部分的管理。 

发明内容

本发明的一方面，一种具有多个输入声道(channel)的音频系统，一种用于处理音频信号的方法包括：多个声道的第一组的第一合成处理，以提供包括第一谱带中频率的第一低音音频信号流；多个声道的第二组的第二合成处理，以提供包括第一谱带中频率的第二低音音频信号流；以及多个声道的第三合成处理，以提供包括第二谱带中频率的第三低音音频信号流，该第二谱带包括低于第一谱带的频率。 

第一合成处理可以包括合成(combine)前声道，第二合成处理可以包括合成后声道。 

第一合成处理可以包括合成左半球声道，第二合成处理可以包括合成右半球声道。 

第一合成处理可以包括合成多声道音频系统的第一相邻定向声道，第二合成处理可以包括合成多声道音频系统的第二相邻声道。 

用于处理音频信号的方法还可以包括将第一低音音频信号流传送到第一全频扬声器，以用于与第一低音音频信号流相对应的到声能的转换；以及将第二低音音频信号流传送到第二全频扬声器，以用于与第二低音音频信号流相对应的到声能的转换。 

用于处理音频信号的方法还可以包括将第三低音音频信号流传送到低音或亚低音扬声器，以用于与第三低音音频信号流相对应的到声能的转换。 

用于处理音频信号的方法还可以包括合成第二低音音频信号流  和第三低音音频信号流以提供合成的低音音频信号流。 

用于处理音频信号的方法还可以包括将合成的音频信号流传送到第一全频扬声器以用于到声能的转换。 

用于处理音频信号的方法还可以包括将合成的音频信号流传送到低音或亚低音扬声器以用于到声能的转换。 

用于处理音频信号的方法还可以包括：第一低音音频信号流到第一扬声器的第一传送；第二低音音频信号流到第二扬声器的第二传送；以及第三低音音频信号流到第三扬声器的第三传送。 

用于处理音频信号的方法还可以包括合成第一低音音频流、第二低音音频信号流和第三低音音频信号流，以提供合成的低音音频信号流；以及将合成的低音音频信号流传送到第三扬声器，以用于与该合成的低音音频信号流相对应的到声能的转换。 

合成可以包括调整(scale)第一音频信号流和第三低音信号流。 

第一合成处理可以包括合成多个声道的第一组以创建第一合成的信号，以及通过带通滤波器对该合成的信号进行滤波。 

滤波可以包括通过上截止频率小于300Hz的带通滤波器对第一合成的音频信号进行滤波。 

第三合成处理可以包括合成多个声道以创建合成的信号，以及通过衰减约80Hz以上频率的滤波器对该合成的信号进行滤波。 

滤波可以包括通过低通滤波器进行滤波。 

滤波可以包括通过带通滤波器进行滤波。 

用于处理音频信号的方法还可以包括：第一滤波，对多个声道的第一组的一个进行滤波以提供第一高频音频信号流；第二滤波，对多个声道的第一组的另一个进行滤波以提供第二高频音频信号流；第三滤波，对多个声道的第二组的一个进行滤波以提供第三高频音频信号流；以及第四滤波，对多个声道的第二组的另一个进行滤波以提供第四高频音频信号流。 

本方法还可以包括：将第一高频音频信号流传送到第一扬声器用于到声能的转换；将第二高频音频信号流传送到第二扬声器用于  到声能的转换；将第三高频音频信号流传送到第三扬声器用于到声能的转换；将第四高频音频信号流传送到第四扬声器用于到声能的转换；将第一低音音频信号流传送到第一扬声器和第二扬声器用于到声能的转换；以及将第二低音音频信号流传送到第三扬声器和第四扬声器用于到声能的转换。 

本方法还可以包括将第三低音音频信号流传送到低音或亚低音扬声器用于到声能的转换。 

对多个输入声道中至少一个声道的滤波可以包括通过高通滤波器对输入声道信号进行滤波。 

合成处理可以包括对多个输入声道进行滤波，用以为多个声道中的每一个提供高频谱部分、低频谱部分和甚低频谱部分；合成多个频谱部分的第一子集的低频部分，以提供第一合成的低频音频信号流；合成多个频谱部分的第二子集的低频部分，以提供第二合成的低频音频信号流，其中第一子集和第二子集不相同；以及合成多个输入声道的甚低频部分以提供甚低频信号流。 

本发明的另一方面，多声道音频系统可以包括：第一合成电路，用于合成第一多个声道的第一谱带以提供第一低音音频信号流；第二合成电路，用于合成第二多个声道的第一谱带以提供第二低音音频信号流；以及第三合成电路，用于合成第一多个声道和第二多个声道的第二谱带以提供第三低音音频信号流，该第二谱带包含低于第一谱带的频率。 

第一合成电路可以包括用于合成前声道的元件，第二合成电路可以包括用于合成后声道的元件。 

第一合成电路可以包括用于合成左半球声道的元件，第二合成电路可以包括用于合成右半球声道的元件。 

多声道音频系统还可以包括：第一传送电路，用于将第一低音音频信号流传送到第一全频扬声器，以用于与第一低音音频信号流相对应的到声能的转换；以及第二传送电路，用于将第二低音音频信号流传送到第二全频扬声器，以用于与第二低音音频信号流相对  应的到声能的转换。 

多声道音频系统可以包括第三传送电路，用于将第三低音音频信号流传送到低音或亚低音扬声器，以用于与第三低音音频信号流相对应的到声能的转换。 

多声道音频系统可以包括第四合成电路，用于合成第二低音音频信号流和第三低音音频信号流，以提供合成的低音音频信号流。 

多声道音频系统可以包括第四传送电路，用于将合成的音频信号流传送到第一全频扬声器以用于到声能的转换。 

多声道音频系统可以包括第五传送电路，用于将合成的音频信号传送到低音或亚低音扬声器以用于到声能的转换。 

多声道音频可以包括：第一传送电路，用于将第一低音音频信号流传送到第一扬声器；第二传送电路，用于将第二低音音频信号流传送到第二扬声器；以及第三传送电路，用于将第三低音音频信号流传送到第三扬声器。 

多声道音频系统可以包括：传送电路，用于将第二音频信号流传送到第三扬声器；合成电路，用于合成第一音频信号流和低音音频信号流以提供合成的音频信号流；以及将合成的信号音频信号流传送到第三扬声器。 

多声道音频系统可以包括这样的电路，该电路包含用于调整第一音频信号流和第三低音信号流的调整器。 

第一合成电路可以包括这样的电路，该电路用于合成第一多个声道以创建第一合成的信号，以及通过带通滤波器对该合成的信号进行滤波。 

滤波电路可以包括上截止频率小于300Hz的带通滤波器。 

第三合成电路可以包括这样的电路，该电路用于合成多个声道以创建合成的信号、以及通过低通滤波器对该第二合成的信号进行滤波。 

多声道音频系统还可以包括：第一高通滤波器，用于对第一多个声道中的一个进行滤波以提供第一高频音频信号流；第二高通滤  波器，用于对第一多个声道中的另一个进行滤波以提供第二高频音频信号流；第三高通滤波器，用于对第二多个声道中的一个进行滤波以提供第三高频音频信号流；以及第四高通滤波器，用于对第二多个声道中的另一个进行滤波以提供第四高频音频信号流。 

多声道音频系统还可以包括：第一传送电路，用于将第一高频音频信号流传送到第一扬声器以用于到声能的转换；第二传送电路，用于将第二高频音频信号流传送到第二扬声器以用于到声能的转换；第三传送电路，用于将第三高频音频信号流传送到第三扬声器以用于到声能的转换；第四传送电路，用于将第四高频音频信号流传送到第四扬声器以用于到声能的转换；第五传送电路，用于将第一低音音频信号流传送到第一扬声器和第二扬声器以用于到声能的转换；以及第六传送电路，用于将第二低音音频信号流传送到第三扬声器和第四扬声器以用于到声能的转换。 

多声道音频系统还可以包括第七传送电路，用于将第三低音音频信号流传送到低音或亚低音扬声器以用于到声能的转换。 

其他特征将在下文描述和权利要求中说明。参考附图可以最好地理解本说明书中描述的音频系统，附图中： 

附图说明

图1是多声道音频系统的框图； 

图2A和图2B是图1中多声道音频系统的一部分的框图，更详细示出了其中一个元件； 

图3示出了表示图1、图2A和图2B中一些元件的频率响应的曲线； 

图4A-图4E是音频系统的可选择实施的示意图； 

图5是在车辆舱室内实施的音频系统的示意图； 

图6是图1中音频系统的框图，更详细示出了其中一个元件；以及 

图7是示出了在音频系统的一个实施中被传送到各种扬声器的  音频信号流内容的图表。 

具体实施方式

尽管附图中的一些示图的元件在框图中被显示为离散元件并被称之为 “电路”，除非另外指明，这些元件可以作为执行软件指令的微处理器被实施，其中软件指令可以包括数字信号处理(DSP)指令。除非另外指明，信号线可以以如下方式实施：离散模拟信号线，带有适当的信号处理以处理独立音频信号流的单个离散数字信号线，或无线通信系统的元件。如果信号线作为单个离散信号线被实施，则元件输入和输出终端的数量和性质可以被实施为单个输入和输出终端。除非另有说明，音频信号可以以数字的或模拟的形式被编码。 

为简单起见，可以使用“声道x”代替“对应于声道x的音频信号”。例如，“声道Lin被高通滤波”的意思是对应于声道Lin的音频信号被高通滤波。 

一般地，本说明书描述了一种音频系统，其被配置用于合成定向声道的谱带以形成多个低音流。多个低音流中的每一个可以是两个或多个输入声道的谱带的线性组合。 

音频频谱被划分为频带。低音频带被划分为两个频带，低频带和甚低频带。如果存在来自所有定向声道和低频效果声道的甚低频带，则将其合成以提供单个单声道甚低频音频信号流。来自定向声道子集组合的低频带被合成以提供低音区域音频信号流。低音区域音频信号流是定向输入声道子集的组合，其表示旨在源于低于高频声能的区域和源于高于甚低频声能的区域的低音声能。 

传统音频系统一般被配置为合成定向声道的低音频谱部分，以提供单个单声道低音信号(如果存在低频效果声道，则该单个单声道低音信号可以与低频效果声道进行合成)，并提供对应于输入声道的离散高频定向输出声道；或提供对应于定向输入声道的全频输出声道。 

根据本说明书的音频系统优于传统音频系统。甚低频音频信号  流不被路由到将由于此信号而过载的任何扬声器，但是可以被路由到系统中能够再生甚低频音频信号流的任何扬声器。对于保持方向性具有很少优势的甚低频谱部分可由特别适合发射甚低频率的单个扬声器发射。这使完全(complete)系统的净空(headroom)最大化，并为扬声器能力的选择提供了极大的灵活性。定向声道的高频谱部分可由按传统方式放置的小扬声器发射，而低频谱部分可以由保持一定方向性的扬声器发射。 

现在参考附图，特别是图1，示出了音频系统的框图。n声道音频信号源2通过信号线6与源信号处理电路4通信地耦合。源信号处理电路4通过信号线10与路由、混合和调整电路8通信地耦合。路由、混合和调整电路8通过信号线14与播放系统12的元件耦合。 

N声道音频信号源2可以是传统的音频信号源，例如CD或DVD播放器或无线电调谐器。下文实例中将使用5.1(即，n＝5.1，其中“.1”是指有限带宽低频效果声道)声道源。音频信号源可以具有多于5个的定向声道(即，n＝6.1，7.1，...)，但不能具有低频效果声道(即，n＝5，6，7，...)。在5或5.1声道系统中的5个定向声道典型地包括左、右、中央、左环绕和右环绕声道。下文中，左、右和中央声道可以被称之为“ 前”声道，而右环绕和左环绕声道可以被称之为“后”声道。在具有多于5个声道的系统中，意在表示相对于正常收听位置处于前半球中的源的声道可以被视为“前”声道，意在表示相对于正常收听位置处于后半球中的源的声道可以被视为“后”位置。意在表示处于正常收听位置的正左或正右声道的声道，可被视为前声道、后声道、既前且后声道、或非前非后声道。意在表示相对于正常收听位置处于左半球中的源的声道可以被视为“左半球”声道，意在表示相对于正常收听位置处于右半球中的源的声道可以被视为“右半球”声道。中央或中央环绕声道可以被视为左半球或右半球声道、或两个半球都是、或两个半球都不是。 

源信号处理电路4接收来自音频信号源的n个声道作为输入信号，处理该信号，并提供具有适合播放系统12的方向性和频谱内容  的音频信号的流作为输出。音频信号流中包括低音频率范围内的多个音频信号流。低音音频信号流的数量和性质取决于发射低音声能的扬声器的数量、能力和位置。源信号处理电路将在对图2A和图2B的讨论中进行更加详细的讨论。路由、混合和调整电路8将在下文进行详细讨论。播放系统12包括电声换能器、放大器、均衡器、压缩器、限幅器等通常与音频信号到声能转换相关的类似元件。电声换能器组合的例子将在下文讨论图4A-图4E和图5时描述。 

图2A详细说明了源信号处理电路4的实施。源信号处理电路具有6个对应于音频信号源2的n个声道的输入终端16L、16R、16C、16LS、16RS和16LFE(分别标记为Lin、Rin、Cin、LSin、RSin和LFEin)。 

声道Lin通过高通滤波器18-1被高通滤波，用以在输出终端20-1提供输出音频流Lout。声道Rin通过高通滤波器18-2被高通滤波，用以在输出终端20-2提供输出音频流Rout。声道Cin通过高通滤波器18-3被高通滤波，用以在输出终端20-3提供输出音频流Cout。声道LSin通过高通滤波器18-4被高通滤波，用以在输出终端20-4提供输出音频流LSout。声道RSin通过高通滤波器18-5被高通滤波，用以在输出终端20-5提供输出音频流RSout。声道LFEin在加法器22-1处与声道RSin合成并在加法器22-2处与声道LSin合成并在带通滤波器24-1处被带通滤波，用以在输出终端20-6处提供输出后低音音频流RBass。声道Cin在加法器22-3处与声道Rin合成并在加法器22-4处与声道Lin合成并在带通滤波器24-2处被带通滤波，用以在输出终端20-8处提供前低音音频流FBass。为清晰起见，加法器22-1和22-2显示为一对加法器，且加法器22-3和22-4显示为一对加法器。每对加法器也可被实施为具有多个输入终端的单个加法器。来自加法器22-2和22-4的输出信号在加法器22-5处被合成并在低通滤波器26处被低通滤波，用以在输出终端20-7处提供全低音音频流ABass。加法器22-1至22-5可以包括2000年12月12日提交的名为“Phase Shifting Audio Signal Combining”的美国专利申请  09/735123中描述的低音信号合成技术。加法器与低通、高通和带通滤波器的很多其他组合可以用来产生包含不同信号组合的音频信号流。例如，RBass信号可以包括带通的LSin和RSin(但不是LFEin)。输入信号和所应用的滤波器的具体组合依赖于播放系统12元件的数量、位置、频率范围能力。 

图2B示出了源信号处理电路4的另一个实施。在图2B的实施中，定向输入声道Lin、Rin、Cin、LSin和RSin分别被高通滤波器18HP-1至18HP-5滤波，用以分别在输出终端20-1至20-5处分别提供输出音频流Lout、Rout、Cout、LSout和RSout。定向声道还分别被带通滤波器18BP-1至18BP-5滤波，并分别被低通滤波器18LP-1至18LP-5低通滤波。被带通的L、LS和C信号在加法器22-9处被合成，用以在输出终端20-9处提供左低音输出音频流LtBass。被带通的R、RS和C信号在加法器22-7处被合成，用以在输出终端20-10处提供输出音频流RtBass。被低通的L、R、C、LS、RS和LFE信号在加法器22-8处被合成，用以在输出终端20-7处提供ABass音频信号流。加法器22-8可以如图所示是多个加法器，或可以包括一个或多个具有多个输入终端的加法器。图2B的实施说明多个低音流无需是前声道和后声道的组合，但也可以是左声道和右声道的组合。图2A和图2B的实施还说明滤波可以在合成之前进行，也可以在合成之后进行。 

图2A和图2B的实施可以以更为复杂的布置结合。例如，在7.1或8.1声道系统中输入声道可以被滤波并合成，以提供左前低音、右前低音、左后低音和右后低音音频信号流。类似于图2A，任意多个加法器可以通过带有多个输入终端的单个加法器实施。 

图3示出了图2A和图2B中滤波器的交叉特性。曲线28可以表示图2A中低通滤波器26或图2B中18LP-1至18LP-5中一个或多个的频率响应，曲线30-1可以表示图2A中带通滤波器24-2或图2B中带通滤波器18BP-1至18BP-5中一个或多个的频率响应；曲线30-2可以表示图2中带通滤波器24-1或图2B中带通滤波器18L-1至  18LP-5中一个或多个的频率响应；曲线32-1可以表示图2A中高通滤波器18-1、18-2和18-3或图2B中高通滤波器18HP-1至18HP-5中一些或全部的频率响应；曲线32-2可以表示图2A中高通滤波器18-4和18-5或图2B中高通滤波器18HP-1至18HP-5中一些或全部的频率响应。通常低通滤波器26和带通滤波器24-1之间的交叉频率lf与低通滤波器26和带通滤波器24-2之间的交叉频率lf相同。带通滤波器24-1和高通滤波器18-1、18-2及18-3之间的交叉频率hf1与带通滤波器24-2和高通滤波器18-4及18-5之间的交叉频率hf2可以相同，也可以不同。在一些实施中，高通滤波器18-4的频率响应可以与高通滤波器18-5的频率响应不同，因此高通滤波器18-4及18-5和带通滤波器24-1之间的交叉频率不同。类似地，高通滤波器18-1的频率响应、高通滤波器18-2的频率响应和高通滤波器18-3的频率响应可以不同，使得带通滤波器24-2和高通滤波器18-1、18-2及18-3之间的交叉频率不同。在一种实施中，交叉频率lf是80Hz，交叉频率hf1和hf2小于300Hz，例如为200Hz。在本说明书中，低于lf的频率可以被称之为“甚低频”，高于lf但低于hf1和hf2的频率可以被称之为“低频”。 

在另外的实施中，低通滤波器26可以是带通滤波器，其低频断点被设置为过滤掉低频噪音信号，类似地，高通滤波器18-1至18-5中的一个或多个可以是过滤掉高频噪声的带通滤波器。任何滤波器都可以被实施为声学滤波器，例如通过将输出信号流发射到具有声学驱动器和被设计为可在适当频率产生声学滑移的扬声器外壳的扬声器。滤波也可通过有源或无源元件电子地实施。 

图2A中输出终端20-1至20-7和图2B中输出终端20-1至20-10被路由、混合和调整电路8混合和路由，并作为音频信号流输出到播放系统12。 

参考图4A，其示出了图1中示例性播放系统12。除扬声器之外的元件，例如放大器、均衡器、压缩器、限幅器等没有在图中示出。播放系统包括全频扬声器34L、34R、34C，分别被放置在位于预期  收听位置的收听者36前方的左边、右边和中间。播放系统还包括全频扬声器34LS和34RS，分别被放置在收听者36后方的左边和右边。播放系统还包括亚低音扬声器38，它被放置在方便的位置，在本例中在收听者36后方；亚低音扬声器38的位置不如其他扬声器的位置重要。图1中路由、混合和调整电路8被配置为：将音频信号流FBass和Lout，还可以有音频信号流ABass，传送到扬声器34L；将音频信号流FBass和Cout，还可以有音频信号流ABass，传送到扬声器34C；将音频信号流FBass和Rout，还可以有音频流ABass，传送到扬声器34R；将音频信号流RBass和LSout，还可以有音频流ABass，传送到扬声器34LS；将音频信号流RBass和RSout，还可以有音频流ABass，传送到扬声器34RS；以及将音频流ABass，还可以有音频流RBass或音频流FBass或是两者(这取决于亚低音扬声器的位置和其他准则)，传送到亚低音扬声器38。扬声器34L至34RS和亚低音扬声器38将音频信号转换为与音频信号流相对应的声能。如果6个扬声器都发射了音频流ABass，则收听者36所在位置的频率响应包含的与ABass相对应的声能可以大于与其他音频信号相对应的声能。这时可能期望图1中的路由、混合和调整电路8削弱发送到扬声器的ABass音频流的振幅(即，使用小于1的因子调整)，以在与ABass音频信号流相对应的声能和与其他音频信号流相对应的声能之间取得适当的平衡。 

参考图4B，其示出了图1中另一示例性播放系统12。这个播放系统包括限频(limited range)扬声器(例如高频扬声器，Twiddler，或中频扬声器或其组合)40L、40C和40R，分别被放置在处于预期收听位置的收听者36前方的左边、中间和右边，以及限频扬声器40LS、40RS，分别被放置在收听者36后方的左边和右边。扬声器可以具有两个或多个具有适当交叉电路(没有示出)的、在不同频率范围中工作的声学驱动器(例如中频声学驱动器和高频扬声器)。此外，前亚低音扬声器42F被放置在收听者36前方方便的位置，后亚低音扬声器42R被放置在收听者36后方方便的位置。亚低音扬声  器也可以具有两个或多个声学驱动器。图1中的路由、混合和调整电路8被配置为：将音频信号流Lout传送到扬声器40L；将音频流Cout传送到扬声器40C；将Rout传送到扬声器40R；将音频流Lsout传送到扬声器40LS；以及将音频流RSout传送到扬声器40RS。此外，图1中的路由、混合和调整电路8被配置为将音频信号流RBass传送到后亚低音扬声器42R，以及将音频信号流FBass传送到前亚低音扬声器42F。图1中的路由、混合和调整电路8还被配置为将信号流ABass传送到前亚低音扬声器42F和后亚低音扬声器42R中的一个或二者。如图4A中所示实例，图1中的路由、混合和调整电路8可以被配置为调整音频信号流，以获得与几个音频流相对应的声能的适当平衡。 

其他播放系统可以通过组合图4A和图4B系统实施方面来构造。例如，图4C中的播放系统类似于图4A中的播放系统，只是图4A中的全频扬声器34C被替换为限频扬声器40C。图1中的路由、混合和调整电路8被配置为将音频信号流Cout传送到限频扬声器40C。与前面附图中的系统相似，图1中的路由、混合和调整电路8可以被配置为调整音频信号流，以获得与几个音频流相对应的声能的适当平衡。 

图4D示出了另一示例性播放系统12，它被设计为与图2B中的电路一起使用。图1中的路由、混合和调整电路8被配置为：将音频信号流Lout传送到限频扬声器34L；将音频信号流Cout传送到限频扬声器40C；将音频信号流Rout传送到限频扬声器34R；将音频信号流LSout传送到限频扬声器34LS；将音频信号流RSout传送到限频扬声器34RS；将音频信号流ABass和LtBass传送到左亚低音扬声器38L；以及将音频信号流ABass和RtBass传送到右亚低音扬声器38R。 

图4E示出了又一示例性播放系统12。在图4E中，声道Lout、Rout、Cout、LSout和RSout被分别传送到限频扬声器34L、34R、40C、34LS和34RS。输入声道L、C和R的低频被合成以提供前低  音音频信号流FBass，它被传送到前低音扬声器37F。输入声道C、L和LS的低频被合成以提供左低音音频信号流LtBass，它被传送到左低音扬声器37L。输入声道LS和RS的低频被合成以提供后低音音频信号流RBass，它被传送到后低音扬声器37B。声道C、R和RS的低频被合成以提供右低音音频信号流RtBass，它被发送到右低音扬声器37Rt。输入声道的甚低频被合成以提供音频信号流ABass，它被发送到亚低音扬声器38。图4E的实施说明任意两个或多个相邻的声道可以被合成以形成低音“区域”；一个声道可以被包含在多于一个区域内，换言之，这些区域可以重叠；低音音频信号流可以通过专门的扬声器发射。 

图4A-图4E中的实施方面可以结合以形成许多其他构造。若存在亚低音扬声器，则信号ABass被传送到该亚低音扬声器。在图4A-图4E的任何实施或变化中，其中只有ABass音频流被传送到亚低音扬声器38，例如亚低音扬声器38的亚低音扬声器的放置是任意的。其他适当的低音信号可以被传送到亚低音扬声器，这取决于亚低音扬声器的放置。例如，在图4D中，亚低音扬声器38L和38R分别放置在收听者的左边和右边，左低频信号LtBass被传送到左亚低音扬声器38L，且右低频信号RtBass被传送到右亚低音扬声器38R。 

参考图5，示出是图1中的播放系统12，被设计用于车辆客舱。由于可安装的扬声器种类的限制和可安装扬声器的位置的限制，根据本发明的音频系统在车辆客舱中特别据有优势。在图5的播放系统中，前方中央扬声器44FC是限频扬声器，被放置在靠近仪表板横向中心的位置；前左扬声器46FL和前右扬声器46FR是全频扬声器，分别被安装在左前门和右前门内；中左扬声器46IL和中右扬声器46IR是全频扬声器，分别被安装在左后门和右后门的中间位置，位于前座乘客位置之后以及后座乘客位置之前；后左扬声器46BL和后右扬声器46BR是全频扬声器，分别被安装在车辆后边行李架中的左边和右边；以及低音扬声器48被安装在方便的位置，例如行李架内或某座椅下面。在其他车辆构造中，还可以有其他位置的扬声器，  并且还可以有另外的排座。 

图6示出了被设计为和图5的播放系统一起使用的路由、混合和调整电路。路由、混合和调整电路被配置为如图7所示的那样将音频信号流传送到图5中播放系统的扬声器。 

根据本发明的扬声器系统优于传统的扬声器系统，因为它提供了更好的前/后分离并提供了改进的低音能量平衡，并且支持宽范围的扬声器频率范围和放置，特别是在车辆音频系统中放置。 

显而易见的是，本领域的技术人员现在可以对在此公开的特定设备和技术进行很多应用并有所偏离，而不背离本发明的概念。因此，本发明应被理解为包含在此揭示的每一个和全部新颖特征以及特征的新颖组合，并且仅受限于所附权利要求的精神和范围。 

Claims (26)

1.一种用于在具有多个输入声道的音频系统中处理音频信号的方法，包括：

对所述多个输入声道中的定向输入信道的每一个进行带通滤波，以提供与所述定向输入信道中的每一个相对应的带通滤波后的音频信号；

对所述多个输入声道中的定向输入信道的每一个进行低通滤波，以提供与所述定向输入信道中的每一个相对应的低通滤波后的音频信号；

对所述多个输入声道中的定向输入信道的每一个进行高通滤波，以提供与所述定向输入信道中的每一个相对应的高通滤波后的音频信号；

对与所述定向输入信道的第一组相对应的带通滤波后的音频信号进行第一合成处理，以提供包含第一谱带内频率的第一低音音频信号流；

对与所述定向输入信道的第二组相对应的带通滤波后的音频信号进行第二合成处理，以提供包含所述第一谱带内频率的第二低音音频信号流；以及

对与所述定向输入信道的每一个相对应的低通滤波后的音频信号以及LFE声道的信号流进行第三合成处理，以提供包含单个第二谱带内频率的第三低音音频信号流，所述第二谱带包含低于所述第一谱带的频率。

2.根据权利要求1所述的用于处理音频信号的方法，其中所述第一合成处理包括合成前声道，并且所述第二合成处理包括合成后声道。

3.根据权利要求1所述的用于处理音频信号的方法，其中所述第一合成处理包括合成左半球声道，并且所述第二合成处理包括合成右半球声道。

4.根据权利要求1所述的用于处理音频信号的方法，其中所述第一合成处理包括合成多声道音频系统的第一相邻定向声道，并且所述第二合成处理包括合成多声道音频系统的第二相邻声道。

5.根据权利要求1所述的用于处理音频信号的方法，还包括：

将所述第一低音音频信号流传送到第一全频扬声器，以用于到与所述第一低音音频信号流相对应的声能的转换；以及

将所述第二低音音频信号流传送到第二全频扬声器，以用于到与所述第二低音音频信号流相对应的声能的转换。

6.根据权利要求1所述的用于处理音频信号的方法，还包括：

将所述第三低音音频信号流传送到低音或亚低音扬声器，以用于到与所述第三低音音频信号流相对应的声能的转换。

7.根据权利要求1所述的用于处理音频信号的方法，还包括：

合成所述第二低音音频信号流和所述第三低音音频信号流，以提供合成的低音音频信号流。

8.根据权利要求7所述的用于处理音频信号的方法，还包括：

将所述合成的低音音频信号流传送到第一全频扬声器，以用于到声能的转换。

9.根据权利要求7所述的用于处理音频信号的方法，还包括：

将所述合成的低音音频信号流传送到低音或亚低音扬声器，以用于到声能的转换。

10.根据权利要求1所述的用于处理音频信号的方法，还包括：

所述第一低音音频信号流到第一扬声器的第一传送，所述第二低音音频信号流到第二扬声器的第二传送，以及所述第三低音音频信号流到第三扬声器的第三传送。

11.根据权利要求10所述的用于处理音频信号的方法，还包括：

合成所述第一低音音频信号流、所述第二低音音频信号流和所述第三低音音频信号流，以提供合成的低音音频信号流；以及

将所述合成的低音音频信号流传送到所述第三扬声器，以用于到与所述合成的低音音频信号流相对应的声能的转换。

12.根据权利要求11所述的用于处理音频信号的方法，其中所述合成包括调整所述第一低音音频信号流和所述第三低音音频信号流。

13.根据权利要求1所述的用于处理音频信号的方法，其中所述带通滤波包括：

通过上截止频率小于300Hz的带通滤波器对将由所述第一合成处理的音频信号进行滤波。

14.根据权利要求1所述的用于处理音频信号的方法，其中所述第三合成处理包括：

合成所述与所述定向输入信道的每一个相对应的低通滤波后的音频信号以及LFE声道的信号流，以创建合成的信号，以及通过衰减80Hz以上频率的滤波器对所述合成的信号进行滤波。

15.根据权利要求14所述的用于处理音频信号的方法，其中所述滤波包括通过低通滤波器进行滤波。

16.一种音频系统，包括：

多个输入声道；

带通滤波器，用于过滤所述多个输入声道的定向输入信道的每一个中的音频信号，以提供与所述定向输入信道中的每一个相对应的带通滤波后的音频信号；

低通滤波器，用于过滤所述多个输入声道的定向输入信道的每一个中的音频信号，以提供与所述定向输入信道中的每一个相对应的低通滤波后的音频信号；

高通滤波器，用于对所述多个输入声道中的定向输入信道的每一个进行滤波，以提供与所述定向输入信道中的每一个相对应的高通滤波后的音频信号；

第一合成电路，用于合成与第一多个定向输入信道相对应的音频信号，以提供包含第一谱带中的音频信号的第一低音音频信号流；

第二合成电路，用于合成与第二多个定向输入信道相对应的音频信号，以提供包含所述第一谱带中的音频信号的第二低音音频信号流；以及

第三合成电路，用于合成与所述定向输入信道的每一个相对应的低通滤波后的音频信号以及LFE声道的信号流，以提供包含单个第二谱带中的音频信号的第三低音音频信号流，所述第二谱带包含低于所述第一谱带的频率。

17.根据权利要求16所述的音频系统，其中所述第一合成电路包括用于合成前声道的元件，并且所述第二合成电路包括用于合成后声道的元件。

18.根据权利要求16所述的音频系统，其中所述第一合成电路包括用于合成左半球声道的元件，以及第二合成电路包括用于合成右半球声道的元件。

19.根据权利要求16所述的音频系统，还包括：

第一传送电路，用于将所述第一低音音频信号流传送到第一全频扬声器，以用于到与所述第一低音音频信号流相对应的声能的转换；以及

第二传送电路，用于将所述第二低音音频信号流传送到第二全频扬声器，以用于到与所述第二低音音频信号流相对应的声能的转换。

20.根据权利要求16所述的音频系统，还包括：

第三传送电路，用于将所述第三低音音频信号流传送到低音或亚低音扬声器，以用于到与所述第三低音音频信号流相对应的声能的转换。

21.根据权利要求16所述的音频系统，还包括：

第四合成电路，用于合成所述第二低音音频信号流和所述第三低音音频信号流以提供合成的低音音频信号流。

22.根据权利要求21所述的音频系统，还包括：

第四传送电路，用于将所述合成的低音音频信号流传送到第一全频扬声器以用于到声能的转换。

23.根据权利要求21所述的音频系统，还包括：

第五传送电路，用于将所述合成的低音音频信号流传送到低音或亚低音扬声器以用于到声能的转换。

24.根据权利要求16所述的音频系统，还包括：

第一传送电路，用于将所述第一低音音频信号流传送到第一全频扬声器；

第二传送电路，用于将所述第二低音音频信号流传送到第二全频扬声器；以及

第三传送电路，用于将所述第三低音音频信号流传送到第三扬声器。

25.根据权利要求24所述的音频系统，还包括：

第四传送电路，用于将所述第二低音音频信号流传送到所述第三扬声器；

合成电路，用于合成所述第一低音音频信号流和所述第三低音音频信号流以提供合成的音频信号流；以及

第五传送电路，用于将所述合成的音频信号流传送到所述第三扬声器。

26.根据权利要求5所述的音频系统，其中所述合成电路包括调整器，用于调整所述第一低音音频信号流和所述第三低音音频信号流。

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