CN113228705A - 音频再现设备 - Google Patents

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CN113228705A CN201980084881.0A CN201980084881A CN113228705A CN 113228705 A CN113228705 A CN 113228705A CN 201980084881 A CN201980084881 A CN 201980084881A CN 113228705 A CN113228705 A CN 113228705A
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Abstract

本发明为一种音频重放设备，包括：信号处理电路，该信号处理电路生成多声道音频数据；衰减量控制单元，该衰减量控制单元连接到信号处理电路并控制每个声道的音频数据的衰减量；以及扬声器设备，该扬声器设备被来自衰减量控制单元的多声道音频信号驱动，并具有包括低音扬声器的多声道扬声器。该衰减量控制单元被配置为：根据对于每个声道的音频数据值来估计流向扬声器设备的电流的总电流值；控制衰减量以使得估计的总电流值不超过预先设定的规定值；并根据预定优先级顺序控制衰减量以便维持声道之间的关系。

Description

音频再现设备
技术领域
本技术涉及包括多声道扬声器的音频再现设备。
背景技术
为了产生逼真的感觉，已经提出了对于所谓的立体声系统、3D音频、VR音频等的音频再现系统的许多格式，并且设计它们以执行多声道音频再现。为了执行多声道音频再现，使用具有集成的多个扬声器的音频再现设备，以便于携带和在户外欣赏音乐。
在这种音频再现设备的情况下，可以通过商用电源构成直流电源，或者可以将电池电源用于操作。电源具有当预定值或更大的负载电流流动时切断电源的保护功能。因此，同样在具有多声道扬声器的音频再现设备的情况下，当设定值或更大的电流流过多声道扬声器时，电源切断。通过关闭开关元件、熔断保险丝等来激活切断。
专利文献1描述了在多声道电流消耗的总值超过预定值的情况下，从具有最大预测电流消耗的声道优先降低限制器单元的上限值。
引文列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请特许公开No.2011-217295
发明内容
本发明要解决的问题
在专利文献1中描述的情况下，因为从具有最大预测电流消耗的声道优先降低限制器单元的上限值，所以存在损害多声道再现的效果的问题。
因此，本技术的目的是提供一种音频再现设备，该音频再现设备在防止由于过电流引起的电源切断的情况下尽可能地防止多声道音频再现的声学效果受到损害。
问题的解决方案
本技术提供了一种音频再现设备，包括：
信号处理电路，该信号处理电路生成多声道音频数据；
衰减量控制单元，该衰减量控制单元连接到信号处理电路并控制每个声道的音频数据的衰减量；以及
扬声器设备，该扬声器设备被来自衰减量控制单元的多声道音频信号驱动，并具有包括低音扬声器的多声道扬声器，
其中衰减量控制单元根据每个声道的音频数据值来估计流过扬声器设备的总电流值，并以使得估计的总电流值不超过已经预先设定的预定值的方式控制衰减量，并且
以使得维持声道之间的关系的方式根据已经预先设定的优先级来控制衰减量。
此外，本技术提供了一种音频再现设备，包括：
信号处理电路，该信号处理电路生成多声道音频数据；
衰减量控制单元，该衰减量控制单元连接到信号处理电路并控制每个声道的音频数据的衰减量；以及
扬声器设备，该扬声器设备被来自衰减量控制单元的多声道音频信号驱动，并具有包括低音扬声器的多声道扬声器，
其中衰减量控制单元根据每个声道的音频数据值来估计流过扬声器设备的总电流值，并以使得估计的总电流值不超过电源所允许的预定值的方式控制衰减量，并且
衰减量控制单元在对于低音扬声器的输入数据在直到零的范围内衰减的情况下，执行用于确定总电流值是否超过预定值的第一确定处理，并且在确定总电流值不超过预定值的情况下使对于低音扬声器的输入数据衰减所需的量，并且
在第一确定处理中确定总电流值超过预定值的情况下，在使对于低音扬声器的输入数据衰减到基本为零，然后使对于除了低音扬声器之外的扬声器的输入数据在直到已经设定的值的范围内衰减的情况下，执行用于确定总电流值是否超过预定值的第二确定处理，并且在确定总电流值不超过预定值的情况下使对于除了低音扬声器之外的扬声器的输入数据衰减所需的量。
发明的效果
根据至少一个实施例，本技术可以防止在音频再现期间电源切断。在这种情况下，可以防止音频再现的声学效果受到损害。注意的是，这里描述的效果不一定是限制性的，并且本发明的效果可以是本技术中描述的任何效果，或者可以是与那些效果不同的效果。
附图说明
图1是本技术的一个实施例的框图。
图2是根据本技术的第一实施例的总电流控制器的示例的框图。
图3(a)、3(b)和3(c)是图示本技术的一个实施例的外观的顶视图、透视图和部分截面视图。
图4是对于图示总电流控制的示例的流程图。
具体实施方式
下面将参考附图描述本技术的实施例等。注意的是，以下描述的实施例等是本技术的优选具体示例，并且本技术的内容不限于这些实施例等。此外，在以下的描述中，出于防止复杂化图示的目的，可以仅将附图标记指派给一些组件，或者可以以简化方式图示一些组件。
将参考图1描述本技术的一个实施例的整体配置。输入数据被供给解码器1。输入数据是诸如沉浸式音频之类的立体声音频的预定格式的流数据，并且解码器1将流数据转换成多声道音频数据。在实施例中，解码器1输出10声道音频数据。沉浸式音频可以在高度方向和平面内以期望的方式执行音频再现，以向听众提供逼真的感觉。
来自解码器1的输出被供应给后处理器2。后处理器2将从解码器1输出的信号校正为考虑到扬声器等的特点的信号。从后处理器2输出的信号被供应给总电流控制器3。总电流控制器3用作衰减量控制单元，该衰减量控制单元衰减信号以使得电源不切断。
从总电流控制器3输出的信号被供应给放大器功能块4。放大器功能块4与例如具有七个声道的扬声器设备5连接。扬声器设备5由如后所述布置的七个扬声器构成。七个扬声器是顶部左扬声器TL、顶部右扬声器TR、顶部中心(top center)扬声器TC、侧左扬声器SL、侧右扬声器SR、侧中心(side center)扬声器SC和低音扬声器WF。除了低音扬声器WF之外的扬声器是全范围再现扬声器。注意的是，如环绕的虚线所指示的，解码器1、后处理器2和总电流控制器3构成数字信号处理器(DSP)。
将参考图2描述总电流控制器3。总电流控制器3经由延迟电路31和信号衰减单元32将信号供应给扬声器设备5。电流估计单元33根据每个声道的音频数据的值来估计流过扬声器设备5的总电流值。
来自电流估计单元33的输出被供应给衰减量确定单元34。衰减量确定单元34生成用于控制对于每个声道的数据的衰减量的控制信号，以使得估计的总电流值不超过预先设定的预定值。从衰减量确定单元34向信号衰减单元32供给用于指示衰减量的控制信号。
延迟电路31将数据延迟生成用于控制衰减量的控制信号所需的时间。在该实施例中，总电流控制器3被设计为针对音频数据的每个样本执行控制。即，将由总电流控制器3生成的控制信号应用于目标数据，以便防止一个样本的任何延迟。音频数据的采样周期例如是48kHz。注意的是，在电流估计单元33以一个样本为单位执行处理的情况下，衰减量确定单元34和信号衰减单元32可以以除了针对每个样本之外的任意的时间段为单位(更新周期)执行处理。在那种情况下，延迟电路31具有该任意的时间段的延迟时间。
将参考图3(a)、图3(b)和图3(c)描述包括扬声器设备5的本技术的一个实施例。图3(a)是音频再现设备的平面视图，图3(b)是从听众侧看的音频再现设备的透视图，并且图3(c)是从听众侧看的音频再现设备的部分截面视图。
顶部右扬声器TR、顶部左扬声器TL和顶部中心扬声器TC被设置在音频再现设备的圆柱形壳体11的顶部表面上。这些扬声器的声音辐射方向被设定为从垂直向上方向稍微倾斜向上。这些扬声器TR、TL和TC有助于声音图像在音频再现设备上方的空间中的预定位置处的定位。
具有图1中的电气配置的电路板被安装在壳体11的内部。三个扬声器以大约120°的角度间隔布置。顶部左扬声器TL和顶部右扬声器TR位于听众侧。注意的是，音频再现设备在其正面上具有制造商的徽标标记，并且放置该音频再现设备，以使得徽标标记面向听众侧。
侧左扬声器SL、侧右扬声器SR和侧中心扬声器SC被设置在壳体11上的中间高度位置处。这三个扬声器以大约120°的角度间隔布置，并且它们的声音辐射方向中的每一个被设定为与壳体11的外周表面的切线正交的向外方向。侧左扬声器SL和侧右扬声器SR相对于听众侧对称地布置。低音扬声器WF被设置在壳体11的底侧上，并且声音辐射方向是向上的。注意的是，可以使用除了图3所示的配置之外的扬声器布置。
将参考图4中的流程图描述在本技术的一个实施例中由总电流控制器3执行的处理。总电流控制器3针对音频数据的每个样本执行总电流控制处理。总电流是流过扬声器设备5的扬声器的电流的总和。在图4和以下描述中，总电流被称为聚合电流(aggregatecurrent)。
步骤ST1：在下一个样本之前计算所需的衰减量。
步骤ST2：电流估计单元33根据多声道输入数据来估计扬声器的负载电流。
步骤ST3：确定负载电流的聚合电流是否不超过预定值Ix。预定值Ix是由使用的电源设备所允许的最大电流值或略小于最大电流值的电流值，以及例如是8.2A。在确定聚合电流不超过预定值Ix的情况下，因为不需要衰减，所以处理返回到步骤ST1。
步骤ST4：在步骤ST3中的确定结果指示聚合电流超过Ix的情况下，确定是否可以通过使低音扬声器WF衰减至-∞dB来将聚合电流降低到Ix以下(第一确定处理)。-∞dB表示将数据值改变为零的衰减量。
步骤ST5：在步骤ST4(第一确定处理)中确定可以将聚合电流值降低到Ix以下的情况下，将所需的衰减量应用于要输入到低音扬声器WF的信号。然后，处理返回到步骤ST1。
步骤ST6：在步骤ST4(第一确定处理)中确定不能将聚合电流降低到Ix以下(仅对于低音扬声器WF的衰减是不够的)时，将-∞dB的衰减应用于要输入到低音扬声器WF的信号。
步骤ST7：在步骤ST6之后，确定是否可以通过对要输入到第一组多个扬声器(侧中心扬声器SC和顶部中心扬声器TC)的信号进一步应用衰减(在直到-6dB的第一范围内)来将聚合电流降低到Ix以下(第二确定处理)。第一组包括从听众侧看时基本上位于中心的扬声器。
步骤ST8：在步骤ST7(第二确定处理)中确定可以将聚合电流值降低到Ix以下的情况下，将所需的衰减量应用于要输入到第一组(侧中心扬声器SC和顶部中心扬声器TC)的信号。然后，处理返回到步骤ST1。
步骤ST9：在步骤ST7(第二确定处理)中确定不能将聚合电流降低到Ix以下(仅对于低音扬声器WF、侧中心扬声器SC和顶部中心扬声器TC的衰减是不够的)时，将-6dB(第一范围内的最大值)的衰减应用于要输入到第一组(侧中心扬声器SC和顶部中心扬声器TC)的信号。
步骤ST10：在步骤ST9之后，确定是否可以通过对要输入到第二组(侧右扬声器SR和侧左扬声器SL、以及顶部左扬声器TL和顶部右扬声器TR)的信号进一步应用衰减(在直到-3dB的第二范围内)来将聚合电流降低到Ix以下(第三确定处理)。
步骤ST11：在步骤ST10(第三确定处理)中确定可以将聚合电流值降低到Ix以下的情况下，将所需的衰减量进一步应用于要输入到第二组(侧右扬声器SR和侧左扬声器SL、以及顶部左扬声器TL和顶部右扬声器TR)的信号。然后，处理返回到步骤ST1。
步骤ST12：在步骤ST10(第三确定处理)中确定不能将聚合电流降低到Ix以下(即，仅对于低音扬声器WF、侧中心扬声器SC、顶部中心扬声器TC、侧右扬声器SR、侧左扬声器SL、顶部左扬声器TL和顶部右扬声器TR的衰减是不够的)的情况下，将-3dB(第二范围中的最大值)的衰减应用于要输入到侧右扬声器SR、侧左扬声器SL、顶部左扬声器TL和顶部右扬声器TR的信号。设定第二范围中的最大值，以使得衰减量小于第一范围中的最大值。
步骤ST13：对要输入到所有扬声器的信号均匀地应用衰减，直到聚合电流降低到Ix以下。然后，处理返回到步骤ST1。
如上所述，在本技术的实施例中，根据已经预先设定的优先级来控制衰减量，并且在相同组内均衡衰减量，以使得维持声道之间的关系。作为衰减量控制的结果，可以防止音频再现的预期效果(逼真的感觉、空间扩展等)受到损害。
虽然上面已经具体描述了本技术的实施例，但是本技术不限于上述实施例，并且可以基于本技术的技术思想进行各种修改。例如，除了低音扬声器之外的多声道扬声器可以分为三个或更多组。本技术不仅可以应用于七个声道，而且可以应用于诸如5.1声道或11.1声道之类的多声道音频。而且，可以与视频再现同时执行音频再现。
在上述实施例中描述的配置、方法、处理、形状、材料、数值等仅是示例，并且可以在需要时使用与上述那些不同的配置、方法、处理、形状、材料、数值等。可以适当地组合上述实施例和修改的示例。
本技术还可以如下所述配置。
(1)一种音频再现设备，包括：
信号处理电路，所述信号处理电路生成多声道音频数据；
衰减量控制单元，所述衰减量控制单元连接到所述信号处理电路并控制每个声道的音频数据的衰减量；以及
扬声器设备，所述扬声器设备被来自所述衰减量控制单元的多声道音频信号驱动，并具有包括低音扬声器的多声道扬声器，
其中所述衰减量控制单元根据每个声道的音频数据值来估计流过所述扬声器设备的总电流值，并以使得估计的总电流值不超过已经预先设定的预定值的方式控制所述衰减量，并且
以使得维持所述声道之间的关系的方式根据已经预先设定的优先级来控制所述衰减量。
(2)根据(1)所述的音频再现设备，其中所述衰减量控制单元对每个声道的音频数据的每个样本执行控制。
(3)根据(1)或(2)所述的音频再现设备，其中
所述多声道扬声器被划分为所述低音扬声器和除了所述低音扬声器之外的多个扬声器的组，
对于所述低音扬声器的输入数据的衰减排在第一，并且对于除了所述低音扬声器之外的所述多个扬声器的组的输入数据的衰减排在第二，
以使得最大程度地将所述输入数据改变为零的方式设定对于所述低音扬声器的输入数据的衰减量，并且
对于所述组的输入数据的衰减量被设定为在已经设定的范围内的值，并且在所述多个扬声器之间基本相等。
(4)根据(1)至(3)中的任何一项所述的音频再现设备，其中
除了所述低音扬声器之外的多个扬声器被划分为第一组和第二组，
对于所述低音扬声器的输入数据的衰减排在第一，对于所述第一组的输入数据的衰减排在第二，并且对于所述第二组的输入数据的衰减排在第三，
以使得最大程度地将所述输入数据改变为零的方式设定对于所述低音扬声器的输入数据的衰减量，
将对于所述第一组的输入数据的衰减量设定为在已经设定的第一范围内的值，并且在多个扬声器之间基本相等，并且
将对于所述第二组的输入数据的衰减量设定为在已经设定的第二范围内的值，并且在多个扬声器之间基本相等。
(5)根据(4)所述的音频再现设备，其中所述第二范围内的最大值小于所述第一范围内的最大值。
(6)根据(4)所述的音频再现设备，其中与所述第二组相比，所述第一组对空间中的声像定位贡献较少。
(7)根据(4)所述的音频再现设备，其中
所述第一组包括从听众侧看时基本上位于中心的扬声器，并且
所述第二组包括从听众侧看时位于左和右的扬声器。
(8)一种音频再现设备，包括：
信号处理电路，所述信号处理电路生成多声道音频数据；
衰减量控制单元，所述衰减量控制单元连接到所述信号处理电路并控制每个声道的音频数据的衰减量；以及
扬声器设备，所述扬声器设备被来自所述衰减量控制单元的多声道音频信号驱动，并具有包括低音扬声器的多声道扬声器，
其中所述衰减量控制单元根据每个声道的音频数据值来估计流过所述扬声器设备的总电流值，并以使得估计的总电流值不超过电源所允许的预定值的方式控制衰减量，并且
所述衰减量控制单元在对于低音扬声器的输入数据在直到零的范围内衰减的情况下，执行用于确定所述总电流值是否超过所述预定值的第一确定处理，并且在确定所述总电流值不超过所述预定值的情况下使对于所述低音扬声器的输入数据衰减所需的量，并且
在第一确定处理中确定所述总电流值超过所述预定值的情况下，在使对于所述低音扬声器的输入数据衰减到基本为零，然后使对于除了所述低音扬声器之外的扬声器的输入数据在直到已经设定的值的范围内衰减的情况下，执行用于确定所述总电流值是否超过所述预定值的第二确定处理，并且在确定所述总电流值不超过所述预定值的情况下使对于除了所述低音扬声器之外的扬声器的输入数据衰减所需的量。
(9)根据(8)所述的音频再现设备，其中
除了所述低音扬声器之外的多个扬声器被划分为第一组和第二组，
对所述第一组执行所述第二确定处理，并且
在所述第二确定处理中确定所述总电流值超过所述预定值的情况下，使对于所述第一组的扬声器的输入数据衰减到已经设定的范围内的最大值，然后使对于所述第二组的扬声器的输入数据在直到已经设定的值的范围内衰减。
附图标记列表
1 解码器
3 总电流控制器
5 扬声器设备
31 延迟电路
32 信号衰减单元
33 电流估计单元
34 衰减量确定单元

Claims (9)

1.一种音频再现设备，包括：
信号处理电路，所述信号处理电路生成多声道音频数据；
衰减量控制单元，所述衰减量控制单元连接到所述信号处理电路并控制每个声道的音频数据的衰减量；以及
扬声器设备，所述扬声器设备被来自所述衰减量控制单元的多声道音频信号驱动，并具有包括低音扬声器的多声道扬声器，
其中所述衰减量控制单元根据每个声道的音频数据值来估计流过所述扬声器设备的总电流值，并以使得估计的总电流值不超过已经预先设定的预定值的方式控制所述衰减量，并且
以使得维持所述声道之间的关系的方式根据已经预先设定的优先级来控制所述衰减量。
2.根据权利要求1所述的音频再现设备，其中所述衰减量控制单元对每个声道的音频数据的每个样本执行控制。
3.根据权利要求1所述的音频再现设备，其中
所述多声道扬声器被划分为所述低音扬声器和除了所述低音扬声器之外的多个扬声器的组，
对于所述低音扬声器的输入数据的衰减排在第一，并且对于除了所述低音扬声器之外的所述多个扬声器的组的输入数据的衰减排在第二，
以使得最大程度地将所述输入数据改变为零的方式设定对于所述低音扬声器的输入数据的衰减量，并且
对于所述组的输入数据的衰减量被设定为在已经设定的范围内的值，并且在所述多个扬声器之间基本相等。
4.根据权利要求1所述的音频再现设备，其中
除了所述低音扬声器之外的多个扬声器被划分为第一组和第二组，
对于所述低音扬声器的输入数据的衰减排在第一，对于所述第一组的输入数据的衰减排在第二，并且对于所述第二组的输入数据的衰减排在第三，
以使得最大程度地将所述输入数据改变为零的方式设定对于所述低音扬声器的输入数据的衰减量，
将对于所述第一组的输入数据的衰减量设定为在已经设定的第一范围内的值，并且在多个扬声器之间基本相等，并且
将对于所述第二组的输入数据的衰减量设定为在已经设定的第二范围内的值，并且在多个扬声器之间基本相等。
5.根据权利要求4所述的音频再现设备，其中所述第二范围内的最大值小于所述第一范围内的最大值。
6.根据权利要求4所述的音频再现设备，其中与所述第二组相比，所述第一组对空间中的声像定位贡献较少。
7.根据权利要求4所述的音频再现设备，其中
所述第一组包括从听众侧看时基本上位于中心的扬声器，并且
所述第二组包括从听众侧看时位于左和右的扬声器。
8.一种音频再现设备，包括：
信号处理电路，所述信号处理电路生成多声道音频数据；
衰减量控制单元，所述衰减量控制单元连接到所述信号处理电路并控制每个声道的音频数据的衰减量；以及
扬声器设备，所述扬声器设备被来自所述衰减量控制单元的多声道音频信号驱动，并具有包括低音扬声器的多声道扬声器，
其中所述衰减量控制单元根据每个声道的音频数据值来估计流过所述扬声器设备的总电流值，并以使得估计的总电流值不超过电源所允许的预定值的方式控制衰减量，并且
所述衰减量控制单元在对于低音扬声器的输入数据在直到零的范围内衰减的情况下，执行用于确定所述总电流值是否超过所述预定值的第一确定处理，并且在确定所述总电流值不超过所述预定值的情况下使对于所述低音扬声器的输入数据衰减所需的量，并且
在第一确定处理中确定所述总电流值超过所述预定值的情况下，在使对于所述低音扬声器的输入数据衰减到基本为零，然后使对于除了所述低音扬声器之外的扬声器的输入数据在直到已经设定的值的范围内衰减的情况下，执行用于确定所述总电流值是否超过所述预定值的第二确定处理，并且在确定所述总电流值不超过所述预定值的情况下使对于除了所述低音扬声器之外的扬声器的输入数据衰减所需的量。
9.根据权利要求8所述的音频再现设备，其中
除了所述低音扬声器之外的多个扬声器被划分为第一组和第二组，
对所述第一组执行所述第二确定处理，并且
在所述第二确定处理中确定所述总电流值超过所述预定值的情况下，使对于所述第一组的扬声器的输入数据衰减到已经设定的范围内的最大值，然后使对于所述第二组的扬声器的输入数据在直到已经设定的值的范围内衰减。
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