CN1777338B - 在音频/视频系统中自动设置扬声器模式的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种在音频/视频系统中自动地确定扬声器的特性并自动地设置扬声器模式的方法和设备。该方法包括步骤：通过输入预定的信号来检测使扬声器运行的电流；基于检测的电流测量与频率变化对应的扬声器的阻抗特性；基于测量的阻抗特性确定扬声器的类型；和基于确定的扬声器类型的阻抗特性曲线设置扬声器模式。

Description

在音频/视频系统中自动设置扬声器模式的方法和设备

本申请要求于2004年11月16日在韩国知识产权局提交的第10-2004-0093543号韩国专利申请的优先权，该申请完全公开于此以资参考。

                    技术领域

本发明涉及一种家庭影院系统，更具体地讲，涉及一种在音频/视频系统中自动地确定扬声器的特性并自动地设置扬声器模式的方法和设备。

                    背景技术

通常，家庭影院系统包括5.1信道放大器、数字多功能盘(DVD)回放装置和调谐器，并与大屏幕数字TV一同使用。另外，家庭影院系统不仅可通过采用作为最新图像技术的逐行扫描功能来实现高图像质量，还可使用杜比定向逻辑解码技术将来自，例如录像机(VCR)或TV广播设备的2信道立体声信号再现为5.1信道声音。

在这样的家庭影院系统中，用户应当基于扬声器的数量以及这些扬声器的再现频带来手动设置扬声器模式。

图1是用于在传统的5.1信道扬声器系统中设置扬声器模式的传统的数字信号处理器的信号图。

参照图1，5.1信道，如前、中央、环绕、后环绕和低频效果(LFE)信道的输入音频信号被分别输出到相应的扬声器。这里，用户通过选择安装在遥控器或面板上的键来设置扬声器模式。扬声器模式是“大”、“小”和“无”，用户基于扬声器的类型和扬声器的数量直接选择这些扬声器模式中的一个。在“大”扬声器模式下，声频带(20Hz至20KHz)中的所有音频信号都被输出。在“小”扬声器模式下，中至高频带中的信号被输出，而低频带中的信号被单独地输出到低音扬声器或另一扬声器。在“无”扬声器模式下，没有信号被输出。

因此，当根据用户的选择设置扬声器模式时，数字信号处理器首先基于设置的扬声器模式确定是经低通滤波器(LPF)还是经高通滤波器(HPF)传输信号以及如何组合信号，然后，处理从声音再现装置输出的声音使之与每个扬声器模式相符合，并将处理的声音输出到相应的扬声器。

然而，由于在这种传统的扬声器模式设置方法中用户负责对扬声器模式进行设置，因此难以操作多个扬声器，并且分别确定多个扬声器的设置很麻烦。另外，由于扬声器的设置取决于用户对这些扬声器的特性的熟悉程度，因此极有可能不准确地设置扬声器的可再现频率范围。因此，难以获取最佳的声音效果。另外，如果大或小扬声器模式包括没有连接的扬声器，那么收听者将不能够听到被指定由该没有连接的扬声器播放的声音。

                    发明内容

本发明提供一种在系统中自动地确定扬声器的特性并自动地设置扬声器模式的方法。

本发明还提供一种用于在系统中自动地确定扬声器的特性并自动地设置扬声器模式的设备。

根据本发明的一方面，提供一种自动设置扬声器模式的方法，通过该方法，输出到扬声器的信号模式被确定，该方法包括以下步骤：通过输入预定的信号来检测使扬声器运行的电流；基于检测的电流测量与频率变化对应的扬声器的阻抗特性；基于测量的阻抗特性确定扬声器类型；和基于确定的扬声器类型的阻抗特性曲线来设置扬声器模式。

根据本发明的另一方面，提供一种在多信道扬声器系统中自动设置扬声器模式的设备，该设备包括：扬声器；电源，用于供电；放大器，用于将信号放大；电流检测器，用于检测从放大器输出到扬声器或从电源输出到放大器的电流；和数字信号处理器，用于将包括低频的宽频带信号输出到放大器，基于由电流检测器检测的电流测量扬声器的阻抗特性，基于测量的阻抗特性确定扬声器的类型，并基于确定的扬声器类型的阻抗特性曲线设置扬声器模式。

根据本发明的另一方面，提供一种多信道音频/视频系统，包括：数字信号处理器，其生成预定的信号，检测与预定的信号的频率变化对应的电流值，基于检测的电流值测量与所述频率变化对应的扬声器的阻抗特性，基于测量的阻抗特性确定扬声器类型，并基于确定的扬声器类型的阻抗特性曲线设置扬声器模式；和微处理器，其从数字信号处理器接收设置的扬声器模式数据并基于所述设置的扬声器模式数据控制是否通过滤波器传输信号以及如何组合信道。

                    附图说明

通过参照附图详细描述其示例性实施例，本发明的上述和其他特点和优点将变得更加清楚，附图中：

图1是用于在传统的5.1信道扬声器系统中设置扬声器模式的传统的数字信号处理器的信号图；

图2是根据本发明的第一示例性实施例的用于自动地设置扬声器模式的系统的方框图；

图3是根据本发明的第二示例性实施例的用于自动地设置扬声器模式的系统的方框图；

图4是示出能够实现低频带信号的再现的波导型扬声器的频率对阻抗的波形图；

图5是示出能够实现低频带信号的再现的密封型扬声器的频率对阻抗的波形图；

图6是示出在其中难以产生低频带信号的波导型扬声器的频率对阻抗的波形图；

图7是示出在其中难以产生低频带信号的密封型扬声器的频率对阻抗的波形图；和

图8是示出根据本发明示例性实施例的自动地设置扬声器模式的方法的流程图。

                  具体实施方式

现在，将参照附图更全面地描述本发明，本发明的实施例显示在附图中。

图2是根据本发明的第一示例性实施例的用于自动地设置扬声器模式的系统的方框图。

参照图2，该系统包括微处理器200、电源210、放大器220、电流检测器230、数字信号处理器(DSP)240和扬声器250。

微处理器200生成扬声器模式设置命令。电源210为放大器220和其他块供电。

电流检测器230检测从放大器220输出到扬声器250的电流量。电流检测器230通过使用诸如电阻器R的电流传感元件可感知使扬声器250运行的电流。

DSP 240从微处理器200接收扬声器模式设置命令，将包括低频的宽频带测试信号输出到放大器220，基于由电流检测器230检测的电流测量扬声器250的阻抗特性，基于测量的阻抗特性辨别扬声器类型(波导型扬声器或密封型扬声器)，并基于辨别的扬声器类型的阻抗特性曲线设置扬声器模式(大，小或无)以确定输出到相应的扬声器的信号模式。另外，DSP 240基于设置的扬声器模式控制信号经低通滤波器(LPF)或高通滤波器(HPF)传输以及多信道信号的组合。

放大器220将从DSP 240输出的测试信号放大并将放大的信号输出到扬声器250。

在另一实施例中，微处理器200从DSP 240接收扬声器模式设置数据，并基于接收的扬声器模式设置数据控制经低通滤波器(LPF)还是高通滤波器(HPF)传输信号以及如何组合多信道信号。

图3是根据本发明的第二示例性实施例的用于自动地设置扬声器模式的系统的方框图。

参照图3，电流检测器230-1检测从电源210提供到放大器220的电流。这里，微处理器200、电源210、放大器220、DSP 240和扬声器250与图2中的相同；仅有电流检测器230-1是不同的。

图4至图7是示出波导型扬声器和密封型扬声器的频率对阻抗的波形图。

参照图4至图7，对于波导型扬声器，在低频带生成两个波峰部分，在两个波峰部分之间生成波谷部分。波谷部分的邻近频率表示与波导型扬声器的低阈频率相应的-3dB。对于密封型扬声器，在低频带生成一个波峰部分。波峰部分的邻近频率表示与密封型扬声器的低阈频率相应的-3dB。

参照图4，由于在低频带生成两个波峰部分和一个波谷部分，因此可确定这是波导型扬声器的波形图。另外，由于波谷部分的频率在40Hz左右，因此可确定该波导型扬声器可再现低频带中的频率。在这种情况下，扬声器模式被设置为大。

参照图5，由于在低频带只生成一个波峰部分，因此可确定这是密封型扬声器的波形图。另外，由于波峰部分的频率在80Hz左右，因此可确定密封型扬声器可再现低频带中的频率。在这种情况下，扬声器模式被设置为大。

参照图6，由于在低频带生成两个波峰部分和一个波谷部分，因此可确定这是波导型扬声器的波形图。另外，由于波谷部分的频率在150Hz左右，因此可确定该波导型扬声器难以再现低频带中的频率。在这种情况下，扬声器模式被设置为小。

参照图7，由于在低频带只生成一个波峰部分，因此可确定这是密封型扬声器的波形图。另外，由于波峰部分的频率在200Hz左右，因此可确定该密封型扬声器难以再现低频带中的频率。在这种情况下，扬声器模式被设置为小。

图8是示出根据本发明示例性实施例的自动地设置扬声器模式的方法的流程图。

在操作810，当从微处理器200接收到扬声器模式设置命令时，DSP 240产生包括低频的宽频带测试信号，如白噪声或脉冲噪声。

在操作820，电流检测器230基于操作810中的测试信号的频率变化来检测从放大器220流向扬声器250或者从电源210流向放大器220的电流。

在操作830，DSP 240通过电流检测器230确定从放大器220流到扬声器250或者从电源210流向放大器220的电流I是否变化。如果电流检测器230没有检测到电流变化，那么在操作896，DSP 240确定不存在相应的扬声器并将该扬声器模式设置为无。

如果电流检测器230检测到电流变化，那么在操作840，DSP 240基于该电流来测量与频率对应的阻抗特性。例如，使用低频的电压V和电流I测量阻抗Z。

在操作850，DSP 240基于测量的阻抗特性辨别相应的扬声器类型是波导型还是密封型。即，根据图4和图6的阻抗特性，由于在低频带检测到两个波峰部分和一个波谷部分，因此DSP 240确定该扬声器是波导型扬声器，而根据图5和图7的阻抗特性，由于在低频带只检测到一个波峰部分，因此DSP240确定该扬声器是密封型扬声器。

因此，如果DSP 240确定测量的阻抗特性与波导型扬声器对应，那么在操作860，DSP 240检测阻抗特性曲线的波峰点之间的波谷的频率。如果检测的波谷频率小于参考频率，那么确定可实现低频带再现，并且在操作884，扬声器模式被设置为大。如果检测的波谷频率大于参考频率，那么确定难以实现低频带再现，并且在操作886，扬声器模式被设置为小。例如，在图4中，由于波谷频率(40Hz)小于参考频率(100Hz)，因此扬声器模式被设置为大，可实现低频带再现。另外，在图6中，波谷频率(150Hz)大于参考频率(100Hz)，扬声器模式被设置为小，难以实现低频带再现。

如果DSP 240确定测量的阻抗特性与密封型扬声器对应，那么在操作870，DSP 240检测阻抗特性曲线的第一波峰的频率。这里，如果检测的波峰频率小于参考频率，那么由于可实现低频带再现，因此在操作892，扬声器模式被设置为大。如果检测的波峰频率大于参考频率，那么由于难以实现低频带再现，因此在操作894，扬声器模式被设置为小。例如，在图5中，由于波峰频率(80Hz)小于参考频率(100Hz)，因此扬声器模式被设置为大，可实现低频带再现。另外，在图7中，波峰频率(200Hz)大于参考频率(100Hz)，由于难以实现低频带再现，因此扬声器模式被设置为小。

最后，DSP 240基于为多信道扬声器的每一个自动地设置的扬声器模式，通过控制经LPF还是经HPF传输信号以及如何组合多信道信号，来将声音输出到每个相应的扬声器。

本发明的示例性实施例可被编写为计算机程序并被存储在计算机可读记录介质中。计算机可读记录介质的例子包括磁存储介质(例如ROM、软盘、硬盘等)、光学记录介质(例如CD-ROM、DVD等)、以及诸如载波的存储介质(例如在互联网上传输)。计算机可读记录介质还可被分布在与网络连接的计算机系统上，从而计算机可读代码可以以分布式方式被存储和执行。

如上所述，根据本发明的示例性实施例，通过在多信道扬声器系统中利用流向扬声器的电流中的变化来自动地设置扬声器模式，为不熟悉扬声器模式的设置的用户提供了方便，并通过防止用户在设置扬声器模式过程中犯错来再现最佳的声音。

尽管已参照其示例性实施例具体地显示和描述了本发明，但是本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可在其中进行各种形式和细节上的改变。

Claims (8)

1.一种自动地设置扬声器模式的方法，通过该方法，输出到扬声器的信号的模式被确定，该方法包括以下步骤：

通过输入预定的信号来检测使扬声器运行的电流；

基于检测的电流测量与频率变化对应的扬声器的阻抗特性；

基于测量的阻抗特性确定扬声器类型；和

基于确定的扬声器类型的阻抗特性曲线来设置扬声器模式，

其中，在所述确定扬声器类型的步骤中，如果在阻抗特性曲线的低频带存在两个波峰部分和位于所述两个波峰部分之间的一个波谷部分，那么确定该扬声器是波导型扬声器，如果在阻抗特性曲线的低频带只存在一个波峰部分，那么确定该扬声器是密封型扬声器。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述检测的电流是从放大器流向扬声器的电流。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述检测的电流是从电源流向放大器的电流。

4.如权利要求1所述的方法，还包括：

如果没有检测到电流变化，那么确定相应的扬声器不存在并且不输出信号。

5.如权利要求1所述的方法，其中，在所述设置扬声器模式的步骤中，

如果确定该扬声器是波导型扬声器，那么检测在阻抗特性曲线的波峰点之间的波谷的频率；和

如果确定该扬声器是密封型扬声器，那么检测阻抗特性曲线的波峰点的频率。

6.如权利要求5所述的方法，其中，在所述设置扬声器模式的步骤中，

如果检测的频率小于参考频率，那么确定输出声频带信号的模式；和

如果检测的频率大于参考频率，那么确定输出中至高频带信号的模式。

7.一种在多信道扬声器系统中自动地设置扬声器模式的设备，该设备包括：

扬声器；

电源，用于供电；

放大器，用于将信号放大；

电流检测器，用于检测从放大器到扬声器的电流输出和从电源到放大器的电流输出中的一个；和

数字信号处理器，用于将包括低频的宽频带信号输出到放大器，基于由电流检测器检测的电流来测量扬声器的阻抗特性，基于测量的阻抗特性确定扬声器的类型，并基于确定的扬声器类型的阻抗特性曲线来设置扬声器模式，

其中，所述数字信号处理器包括：

生成包括低频的宽频带信号的装置；

基于由电流检测器检测的电流来测量与频率对应的扬声器的阻抗特性的装置；

基于测量的阻抗特性来确定是波导型扬声器还是密封型扬声器的装置；

如果扬声器是波导型扬声器那么检测阻抗特性曲线的波峰点之间的波谷的频率、如果扬声器是密封型扬声器那么检测阻抗特性曲线的波峰点的频率的装置；和

通过将检测的波谷频率和波峰频率之一与参考频率进行比较来设置扬声器模式的装置。

8.一种多信道音频/视频系统，包括：

数字信号处理器，其生成预定的信号，检测与预定的信号的频率变化对应的电流值，基于检测的电流值测量与所述频率变化对应的扬声器的阻抗特性，基于测量的阻抗特性确定扬声器类型，并基于确定的扬声器类型的阻抗特性曲线设置扬声器模式；和

微处理器，其从数字信号处理器接收设置的扬声器模式数据，并基于所述设置的扬声器模式数据控制是否通过滤波器传输信号以及如何组合信道，

其中，所述数字信号处理器包括：

生成包括低频的宽频带信号的装置；

基于由电流检测器检测的电流来测量与频率对应的扬声器的阻抗特性的装置；

基于测量的阻抗特性来确定是波导型扬声器还是密封型扬声器的装置；

如果扬声器是波导型扬声器那么检测阻抗特性曲线的波峰点之间的波谷的频率、如果扬声器是密封型扬声器那么检测阻抗特性曲线的波峰点的频率的装置；和

通过将检测的波谷频率和波峰频率之一与参考频率进行比较来设置扬声器模式的装置。

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