CN107959906A - 音效增强方法及音效增强系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种音效增强方法，包括以下步骤：以一音源设备传送包括有一低频信号的一音源信号至一处理器，以该处理器依据该低频信号于一延迟时段中产生一音效增强信号，以该处理器输出包括该低频信号及该音效增强信号的一增强音源信号至一扬声器。其中所述的音效增强信号与低频信号具有相同波形，且所述的延迟时段使该音效增强信号与该低频信号之间具有相位差。本发明还公开了一种音效增强系统。

Description

音效增强方法及音效增强系统
技术领域
本发明关于一种音效增强方法及音效增强系统，特别是一种针对低频音频的音效增强方法及音效增强系统。
背景技术
一般来说，许多电子装置配置有喇叭，用以发出声音供使用者聆听。然而，一直以来，配置于电子装置内的喇叭均会呈现低频音量不足的问题，且无法有效地被改善。再者，随着科技的发展，为了追求轻量化及携带的方便性，市场上的电子装置的尺寸趋向于小型化。举例来说，许多厂商于制造笔记本电脑时，都希望将笔记本电脑的厚度尽可能地缩小，以符合市场的期望。
然而，当笔记本电脑的厚度缩小时，其可利用的空间也随之减少，从而导致设置于笔记本电脑内部的喇叭的尺寸也需减少。在这样的情形下，喇叭所发出的低频声音的不足的问题会更加地被凸显出来。因此，如何在有限的电子装置的空间中，维持/增强低频声音为本领域的一项重要课题。
发明内容
本发明提出一种音效增强方法及音效增强系统，可藉由在短时间内产生一或多个音效增强信号，以增强使用者所听到的低频声音。
依据本发明的一实施例公开一种音效增强方法，包括以下步骤：以一音源设备传送包括有一低频信号的一音源信号至一处理器，以该处理器依据该低频信号于一延迟时段中产生一音效增强信号，以该处理器输出包括该低频信号及该音效增强信号的一增强音源信号至一扬声器。其中所述的音效增强信号与低频信号具有相同波形，且所述的延迟时段使该音效增强信号与该低频信号之间具有相位差。
依据本发明的一实施例公开一种音效增强系统，其包括音源设备及处理器。所述的音源设备用以传送包括有一低频信号的一音源信号。处理器电性连接该音源设备，且该处理器用以依据该低频信号于一延迟时段中产生一音效增强信号，且该处理器更用以输出包括该低频信号及该音效增强信号的一增强音源信号至一扬声器。其中该音效增强信号与该低频信号具有相同波形且该延迟时段使该音效增强信号与该低频信号之间具有相位差。
综上所述，在本发明的音效增强方法及音效增强系统中，主要藉由处理器在一个极短时间之内产生与音源信号内的低频信号相同波形的音效增强信号，进而使所呈现的低频声音的声压可以增加，得以让使用者可以聆听到饱满的低频声音。
以上关于本发明内容的说明及以下实施方式的说明用以示范与解释本发明的原理，并且提供本发明的权利要求保护范围更进一步的解释。
附图说明
图1为依据本发明的一实施例所绘示的音效增强系统的功能方块图。
图2A为依据本发明的一实施例所绘示的音效增强信号的波形示意图。
图2B为依据本发明的图2A的实施例所绘示的音效增强信号的局部区域放大的波形示意图。
图3为依据本发明的一实施例所绘示的单一频率的音效增强的波形示意图。
图4为依据本发明的一实施例所绘示的理想的音效增强的波形示意图。
图5为依据本发明的一实施例所绘示的音效增强方法的方法流程图。
其中，附图标记：
1 音效增强系统
10 音源设备
12 处理器
14 扬声器
S1～S4 音效增强信号
f 频率
MS 音源信号
ES 增强音源信号
LS 低频信号
T 延迟时段
A 局部区域
具体实施方式
以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域的技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、权利要求保护范围及附图，任何本领域的技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范畴。
请参照图1，图1为依据本发明的一实施例所绘示的音效增强系统的功能方块图。如图1所示，音效增强系统1包括音源设备10及处理器12。处理器12电性连接音源设备10以及一扬声器14。所述音源设备10用以发出音源信号MS并将音源信号MS传送至处理器12，而所述的音源信号MS包括有低频信号。于实务上，音源设备10可以为计算机内建的CD/MP3播放器或是其他可提供声音的设备，而所述的扬声器14可以为计算机内建的喇叭。所述的音源信号MS除了包括一或多个低频信号之外，也可包括有一或多个高频信号。举例来说，音源信号MS可以为音乐播放器所产生的一首歌曲，所述低频信号及高频信号即代表该首歌曲的低音部及高音部。
请进一步参照图2A及图2B，图2A为依据本发明的一实施例所绘示的音效增强信号的波形示意图。而图2B为依据本发明的图2A的实施例所绘示的音效增强信号的局部区域A放大的波形示意图。当处理器12自音源设备10接收音源信号MS时，处理器12便可依据音源信号MS内的低频信号，在一延迟时段内产生一或多个音效增强信号，即如图2A及图2B的实施例所示的低频信号LS及延迟时段T中产生的多个音效增强信号S1～S4。接着，处理器12会进一步输出包括低频信号LS及多个音效增强信号S1～S4的一增强音源信号ES至扬声器14。更具体来说，处理器12会叠加低频信号LS及所述的多个音效增强信号S1～S4，进而输出增强音源信号ES至扬声器14。又如图2A及图2B所示，所述的多个音效增强信号S1～S4与低频信号LS具有相同波形，且所述的多个音效增强信号S1～S4与低频信号LS之间具有相位差，且每个音效增强信号与低频信号LS之间的相位差均不相同。值得注意的是，本发明所提供的音效增强系统主要用于针对音源信号中相对较低频的信号(例如500赫兹以下的频率)进行增强音效程序，例如增强一首歌曲的低音部。
于前述图2A及图2B的实施例中，处理器12产生多个在延迟时段内产生多个音效增强信号，然而于其他实施例中，处理器12可仅产生单一音效增强信号，本发明不以前述实施例所产生的音效增强信号的数量为限。就实务上来说，于延迟时段内产生越多的音效增强信号，则音效增强的效果越佳。所属领域具有通常知识者可依据实际需求调整处理器12的设定，使其产生适量的音效增强信号。于一个例子中，处理器12根据音源信号MS的低频信号对应产生一或多个音效增强信号的技术手段是基于主动降噪技术(ANC)的原理来达成，由于所属领域具有通常知识者可参考现有的主动降噪技术(ANC)来设计本发明的图1实施例的处理器12的具体电路架构，因此不予赘述。在实际运作上，当处理器12接收到音源信号MS所包括的低频信号时，处理器12可藉由ANC技术的运算而产生一或多个音效增强信号。在运算过程中，会产生延迟时间而导致一或多个音效增强信号与低频信号LS之间的相位差。
请进一步参照图3，图3为依据本发明的一实施例所绘示的单一频率的音效增强的波形示意图。如图3所示，音源设备10原本所提供的音源信号MS在频率f(如前述的低频信号)的声压V1大约为31.73(dB)。当处理器12叠加音源信号MS内的低频信号LS及所述多个音效增强信号S1～S4而产生一增强音源信号ES时，该增强音源信号ES在频率f的声压V2则大约为43.42(dB)。接着，扬声器14将该增强音源信号以播送方式提供给使用者聆听。换言之，藉由本发明所提供的音效增强系统，可以叠加低频信号LS及一或多个音效增强信号，以将原本欲提供的低频信号LS相对较低的声压转变成该增强音源信号ES的相对较高的声压提供予使用者。如同图3所示，声压由原本的31.73(dB)提升至43.42(dB)。藉此，可以在电子装置内部的有限空间中，让使用者享受更佳的低频音效。
于一实施例中，处理器12在一个极短的延迟时段(例如10～30微秒(μs))内，产生所述的多个音效增强信号S1～S4。举例来说，如图3所示的音效增强信号的局部放大的波形示意图，所述的多个音效增强信号S1～S4大约在30微秒(μs)的延迟时段内产生。在前述实施例中，处理器12需在短时间内产生多个音效增强信号S1～S4以叠加原有的低频信号LS，其目的在于使所产生的该增强音源信号ES所呈现出来的音效对于使用者来说可以趋近于一致。也就是说，即使在延迟时间内产生多个相同波形但不同相位的声音信号，由于延迟时间极为短暂，因此对于使用者来说，所接收到的声音仍会被认为是单一声音信号。
在一个例子中，前述的低频信号的频率小于500赫兹(Hz)。也就是说，在此例子中，当处理器12接收到来自音源设备10的音源信号MS时，仅会依据具有频率小于500赫兹(Hz)的低频信号进行音效增强信号的产生。将低频信号限定在500赫兹(Hz)以下，其原因在于小于500赫兹(Hz)的低频信号的波长大，因此当处理器12产生不同相位的音效增强信号时，其呈现给使用者的声音可较为一致，而让使用者得到较佳的音效增强品质。前述的低频信号的频率仅用于举例说明，本发明不以此为限。实际上，于其他实施例中，低频信号的频率可以为1000赫兹(Hz)或2000赫兹(Hz)。
前述图3的实施例为单一频率的音效增强的波形示意图，请进一步参照图4，图4为依据本发明的一实施例所绘示的理想的音效增强的波形示意图。如图4所示，在理想状态下，处理器12可根据音源信号MS所包括的多个不同的低频信号(例如小于1000赫兹(Hz)的信号)分别产生不同相位的多个音效增强信号，藉此使原本欲呈现予使用者的整体音源信号MS内的多个低频信号的相对较低的声压可以转换为一增强音源信号的相对较高的声压通过扬声器14提供给使用者。如此一来，便可以显著地改善电子装置(例如笔记本电脑)的低频音效不佳的缺陷。
请一并参照图1与图5，图5为依据本发明的一实施例所绘示的音效增强方法的方法流程图。如图5所示，在本发明的一实施例的音效增强方法中，于步骤S201中，以音源设备10传送包含有低频信号的一音源信号MS至一处理器12。于步骤S203中，以处理器12依据音源信号MS的低频信号，在一延迟时段内产生音效增强信号。于步骤S205中，以处理器12输出包含所述低频信号及音效增强信号的一增强音源信号ES至一扬声器14。于一实施例中，前述的延迟时段可为10～30微秒(μs)，但本发明不以此为限。
于一实施例中，除了前述的音效增强信号，处理器12更可以产生另外一或多个音效增强信号，而每个音效增强信号与低频信号具有相同波形，且每个音效增强信号与低频信号之间的相位差不同，如图2A及图2B所示的音效增强信号S1～S4与低频信号LS之间具有不同的相位。于一个较佳实施例中，所述的低频信号的频率小于500赫兹(Hz)，但本发明不以此为限。于一个例子中，经由叠加所获得的该增强音源信号ES具有第一声压(dB)，而低频信号LS具有第二声压(dB)，所述第一声压大于第二声压。于实际的操作上，处理器12于延迟时段内产生越多的音效增强信号，则第一声压与第二声压的差异越大。如图3所示，当产生四个音效增强信号S1～S4时，声压V1与声压V2之间的差异大约可以达到12(dB)。
综合以上所述，在本发明的音效增强方法及音效增强系统中，主要藉由处理器在一个极短时间之内产生与音源信号内的低频信号相同波形的一或多个音效增强信号，进而使所述低频声音的声压可以增加，藉此，可以在电子装置有限的空间中，显著地改善低频音效不佳的缺陷，进而得以让使用者可以聆听到饱满的低频声音。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种音效增强方法，其特征在于，包括：
以一音源设备传送包括有一低频信号的一音源信号至一处理器；
以该处理器依据该低频信号于一延迟时段中产生一音效增强信号；以及
以该处理器输出包括该低频信号及该音效增强信号的一增强音源信号至一扬声器；
其中该音效增强信号与该低频信号具有相同波形，且该延迟时段使该音效增强信号与该低频信号之间具有相位差。
2.根据权利要求1所述的音效增强方法，其特征在于，该处理器进一步依据该低频信号产生一另一音效增强信号，该另一音效增强信号与该低频信号具有相同波形，该另一音效增强信号与该低频信号之间的相位差相异于该音效增强信号与该低频信号之间的相位差。
3.根据权利要求1所述的音效增强方法，其特征在于，该低频信号的频率小于500赫兹。
4.根据权利要求1所述的音效增强方法，其特征在于，该延迟时段为10～30微秒。
5.根据权利要求1所述的音效增强方法，其特征在于，该增强音源信号具有一第一声压，该低频信号具有一第二声压，该第一声压大于该第二声压。
6.一种音效增强系统，其特征在于，包括：
一音源设备，用以传送包括有一低频信号的一音源信号；以及
一处理器，电性连接该音源设备，该处理器用以依据该低频信号于一延迟时段中产生一音效增强信号，且该处理器进一步用以输出包括该低频信号及该音效增强信号的一增强音源信号至一扬声器；
其中该音效增强信号与该低频信号具有相同波形且该延迟时段使该音效增强信号与该低频信号之间具有相位差。
7.根据权利要求6所述的音效增强系统，其特征在于，该处理器进一步依据该低频信号产生一另一音效增强信号，该另一音效增强信号与该低频信号具有相同波形，该另一音效增强信号与该低频信号之间的相位差相异于该音效增强信号与该低频信号之间的相位差。
8.根据权利要求6所述的音效增强系统，其特征在于，该低频信号的频率小于500赫兹。
9.根据权利要求6所述的音效增强系统，其特征在于，该延迟时段为10～30微秒。
10.根据权利要求6所述的音效增强系统，其特征在于，该增强音源信号具有一第一声压，该低频信号具有一第二声压，该第一声压大于该第二声压。
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