DE19825779A1

DE19825779A1 - Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Kompensierung der Klangfarbe

Info

Publication number: DE19825779A1
Application number: DE19825779A
Authority: DE
Inventors: Yeong Ho Ha; Kyu Pill Han; Kwang Choon Lee; Sung Kyu Jeon
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 1997-06-11
Filing date: 1998-06-10
Publication date: 1999-01-07
Also published as: GB2329808A; FR2765379A1; KR100266578B1; KR19990000889A; JPH1195759A; CN1206984A; US5983191A; GB9812499D0; CN1132416C; GB2329808B; FR2765379B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Audiosignalverarbeitungstechnologie und insbesondere ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur automatischen Kompensierung einer Klangfarbe ohne zusätzliche Tastenbetätigung durch einen Benutzer.

2. Beschreibung des bekannten Stands der Technik

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine herkömmliche Audiosignalverarbeitungsvorrichtung für ein Fernsehgerät zeigt. Wie darin dargestellt, umfaßt die Vorrichtung eine Abstimmeinheit 101 zum Auswählen eines Kanals, der von einem Benutzer aus einer Vielzahl von Kanälen gewünscht wird, in Übereinstimmung mit Hochfrequenzübertragungssignalen, die über eine Antenne ANT empfangen werden, eine Wellenerkennungseinheit 102 zum Empfang eines Ausgangssignals der Abstimmeinheit 101 und zum Wiederherstellen eines Videosignals und eines Audiosignals, eine Eingangssignalauswahleinheit 103, um das Videosignal, das von der Wellenerkennungseinheit 102 empfangen wird, zu einer Bildverarbeitungseinheit aus zugeben, und um ein aus der Wellenerkennungseinheit 102 ausgegebenes Audiosignal oder ein externes Audiosignal EAU_in aus zugeben, eine Stimmensteuereinheit 104 zur Einstellung einer Schallstärke des Audiosignals AU, das von der Eingangssignalauswahleinheit 103 ausgegeben wird und zur Ausgabe eines resultierenden Signals an einen Lautsprecher SP, und einen Mikrocomputer 105, um die jeweiligen Blöcke in Übereinstimmung mit einem von einem Benutzer ausgewählten Signal zu steuern, das von einer Tasteneingabeeinheit 106 empfangen wird.

Nun wird der Betrieb der herkömmlichen Audiosignalverarbeitungsvorrichtung beschrieben.

Zunächst gilt, daß für den Fall, daß ein Benutzer eine Bereichswellenübertragung sehen will, bei Eingabe eines erforderlichen Übertragungskanals über die Tasteneingabeeinheit 106 das Eingabesignal dem Mikrocomputer 105 zugeführt wird, der wiederum das entsprechende Steuersignal an die Abstimmeinheit 101 ausgibt.

Die Abstimmeinheit 101 wählt einen Kanal aus einer Vielzahl von Kanälen mit hohen Frequenzübertragungssignalen durch die Antenne ANT, das heißt, der Kanal, der dem dabei angewandten Steuersignal aus dem Mikrocomputer 105 entspricht, der vom Benutzer gewählt wird, verstärkt das Fernsehübertragungssignal des entsprechenden Kanals auf einen vorbestimmten Pegel und gibt das verstärkte Signal aus. Danach stellt die Wellenerkennungseinheit 102 ein Originalvideosignal und ein Audiosignal aus dem Signal wieder her, das von der Abstimmeinheit 101 ausgegeben wird.

Die Eingangssignalauswahleinheit 103 überträgt das Videosignal aus jenen Signalen, die von der Wellenerkennungseinheit 102 ausgegeben wurden, zur Bildverarbeitungseinheit, und das Audiosignal AU wird zur Stimmensteuereinheit 104 übertragen.

Wenn eine Wiedergabe eines externen Gerätes durch eine zusätzliche Verbindungsleitung erforderlich ist, abgesehen von dem Fall, in dem eine Bereichswellenübertragung angesehen wird, das heißt, wenn Peripheriegeräte wie ein Videorecorder, ein CD (Compact Disc)-Player und LD (Laser Disc)-Player an das Fernsehgerät zwecks Wiedergabe angeschlossen sind, kann ein Benutzer die Tastenbetätigung einer entsprechenden Funktion durch die Tasteneingabeeinheit 106 ausführen, und der Mikrocomputer 105 erkennt die Tastenbetätigung, um dadurch ein dazugehöriges Steuersignal CS1 der Eingangssignalauswahleinheit 103 zuzuführen.

Danach wählt die Eingangssignalauswahleinheit 103 eines der Audiosignale oder externen Audiosignale EAU_in, die von der Wellenerkennungseinheit 102 in Übereinstimmung mit dem Steuersignal CS1 ausgegeben werden, und gibt das Videosignal und das Audiosignal an die Bildverarbeitungseinheit beziehungsweise die Stimmensteuereinheit 104 aus. Die Stimmensteuereinheit 104 empfängt das Audiosignal AU, das von der Eingangssignalauswahleinheit 103 ausgegeben wird, und stellt das empfangene Signal auf eine vom Benutzer gewünschte Lautstärke ein, das heißt, eine Lautstärke in Übereinstimmung mit dem Steuersignal SC2, das aus dem Mikrocomputer 105 ausgegeben wird, um dem Lautsprecher SP zugeführt zu werden.

Die Klangfarbeneinstellungstechnologie der herkömmlichen Audiosignalverarbeitungsvorrichtung hat jedoch einen Nachteil, der darin besteht, daß eine Klangfarbenkompensierung für entsprechende Frequenzen unter Verwendung eines voreingestellten Wertes erfolgt, wenn ein Klangfarbenmodus gewählt wird, der von einem Benutzer gewünscht wird, nachdem ein Kompensierungswert in Übereinstimmung mit verschiedenen Klangfarbenmodi eingestellt wurde, wodurch die Verwendung umständlich wird.

Wenn zum Beispiel ein Benutzer Musik hören möchte während er sich die Nachrichten anhört, muß der Stimmenmodus händisch auf einen Musikmodus umgestellt werden. Das heißt, wenn keine Tasteneingabe erfolgt, bleibt die Klangfarbe unverändert.

Weiter wird die Klangfarbenkompensierung unter Bezugnahmen von Durchschnittseigenschaften entsprechender Hauptmodi durchgeführt, so daß verschiedene Frequenzmerkmale unnatürliche Gefühle verursacht haben. Das heißt, eine solche Klangfarbenkompensierung erfolgte unter einer vereinheitlichten Klangfarbe.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung zielt auf die Beseitigung der herkömmlichen Probleme ab. Demzufolge ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung für automatische Kompensierung einer Klangfarbe zu schaffen, wobei ein Klangfarbenmodus eines Audiosignals automatisch bestimmt wird, um eine Klangfarbe einzustellen, und ein variierender Wert innerhalb des Modus wird entsprechend in Übereinstimmung mit der Energie entsprechender Frequenzen eines gegenwärtig angewandten Audiosignals eingestellt, um ein unnatürliches Gefühl beim Benutzer zu vermeiden, wenn Frequenzmerkmale selbst beim selben Klangfarbenmodus wesentlich unterschiedlich sind.

Um die oben beschriebene Aufgabe zu erfüllen, wird ein Verfahren zur automatischen Kompensierung einer Klangfarbe gemäß der vorliegenden Erfindung geschaffen, umfassend einen ersten Schritt zur Bestimmung, ob ein Kanal geändert wird oder ein Eingangsaudiosignal gewechselt wird, einen zweiten Schritt zur Berechnung von Frequenzmerkmalen des Eingangsaudiosignals und zum Vergleich des verglichenen Ergebnisses mit Daten in einer Grundtabelle, einen dritten Schritt zur Bestimmung des Eingangsaudiosignals als einen Kleinstfehlermodus während des zweiten Schritts, und einen vierten Schritt zur Kompensierung einer Klangfarbe in Übereinstimmung mit dem bestimmten Modus.

Weiter wird zur Erfüllung der oben beschriebenen Aufgabe eine Vorrichtung geschaffen, um eine Klangfarbe in einem Gerät für den Empfang einer externen Eingabe oder einer Bereichswelle und für die Wiedergabe eines Audiosignals gemäß der vorliegenden Erfindung automatisch zu kompensieren, umfassend eine automatische Klangfarbenbestimmungseinheit für die Analyse von Eigenschaften in Abhängigkeit von zeitausgerichteten Frequenztypen, einen Mikrocomputer zur Bestimmung eines Klangfarbenmodus unter Verwendung von Klangfarbenbestimmungsinformationen, die aus der automatischen Klangfarbenbestimmungseinheit ausgegeben werden, und zur Ausgabe eines Klangfarbenkompensierungssteuersignals, um die Klangfarbe auf einen entsprechenden Modus davon zu kompensieren, und eine Stimmensteuereinheit für die Kompensierung einer Klangfarbe in Übereinstimmung mit dem Klangfarbenkompensierungssteuersignal.

Die Aufgabe und die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung deutlicher werden. Dabei gilt jedoch, daß die detaillierte Beschreibung und das spezielle Beispiel, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellen, nur zu Illustrationszwecken angeführt werden, da verschiedenste Änderungen und Modifikationen innerhalb des Geistes und Umfangs der Erfindung den Fachmännern anhand der detaillierten Beschreibung deutlich werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen, die nur zu Illustrationszwecken beigelegt werden und somit keine einschränkende Wirkung auf die vorliegende Erfindung haben, besser verstanden werden, wobei:

Fig. 1 ein Blockdiagramm ist, das eine herkömmliche Audiosignalverarbeitungsvorrichtung für ein Fernsehgerät darstellt;

Fig. 2 ein Blockdiagramm ist, das eine Audiosignalverarbeitungsvorrichtung für ein Fernsehgerät darstellt, die für eine Vorrichtung zur automatischen Kompensierung einer Klangfarbe gemäß der vorliegenden Erfindung anwendbar ist;

Fig. 3A ein Zeitdiagramm ist, das ein Audiosignal gemäß einem Spektrogrammprinzip darstellt, das bei der vorliegenden Erfindung angewandt wird;

Fig. 3B ein Zeitdiagramm ist, das einen Frequenzbereich eines Audiosignals gemäß einem Spektrogrammprinzip darstellt, das bei der vorliegenden Erfindung angewandt wird;

Fig. 3C ein Schaubild ist, das ein Audiosignal darstellt, das entlang einer Zeitachse gemäß einem Spektrogrammprinzip angeordnet ist, das bei der vorliegenden Erfindung angewandt wird;

Fig. 4A eine Frequenzmodusmerkmaltabelle bei Verwendung eines Fernsehgeräts hinsichtlich einer automatischen Klangfarbenauswahleinheit ist;

Fig. 4B eine Frequenzmodusmerkmaltabelle ist, die durch Verwendung eines CD hinsichtlich einer automatischen Klangfarbenauswahleinheit erhalten wird;

Fig. 5A und 5B Signalablaufpläne sind, die ein Verfahren zur automatischen Kompensierung einer Klangfarbe gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das eine Audiosignalverarbeitungseinheit für ein Fernsehgerät gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie darin gezeigt wird, umfaßt die Vorrichtung folgendes: eine Abstimmeinheit 201 für das Wählen eines Kanals, der von einem Benutzer gewünscht wird, aus einer Vielzahl von Kanälen in Übereinstimmung mit Hochfrequenzübertragungssignalen, die durch eine Antenne ANT empfangen werden; eine Wellenerkennungseinheit 202 zum Empfang eines Ausgangssignal der Abstimmeinheit 201 und zur Wiederherstellung eines Videosignals und eines Audiosignals; eine Eingangssignalauswahleinheit 203 für das Ausgeben eines Signals, ausgewählt aus einem Audiosignal, das von der Wellenerkennungseinheit 202 ausgegeben wird, und aus einem externen Audiosignal EAU_in, das durch eine zusätzliche Verbindungsleitung empfangen wird; eine Stimmensteuereinheit 204 zur Einstellung der Lautstärke und der Stimmfarbe hinsichtlich des Audiosignals AU, das aus der Eingangssignalauswahleinheit 203 ausgegeben wird, und zur Ausgabe des resultierenden Wertes an einen Lautsprecher SP; ein 7-Bandpaßfilter 205A zur Klassifizierung der Frequenz des Eingangsaudiosignals zu einer Vielzahl von Bändern und zur Ausgabe des resultierenden Wertes; einen Signalinterpreten 205B zur Akkumulierung eines Ausgangswertes des 7-Bandpaßfilters 205A darin für eine vorbestimmte Zeit, zur Berechnung entsprechender Energieabweichungen der Bänder in Abhängigkeit der Frequenzmerkmale, zum Vergleich des verglichenen Resultats mit Daten in der Referenztabelle, zum Trennen eines Eingangsaudiosignals im Kleinsten- Fehler-Modus und demzufolge zur Ausgabe einer Klangfarbenbestimmungsinformation; und einen Mikrocomputer 206 für die Steuerung eines Abstimmvorganges der Abstimmeinheit 201, eines Eingangssignalauswahlvorganges der Eingangssignalauswahleinheit 203, und einer Lautstärke der Stimmensteuereinheit 204, und anschließendes Ausgeben eines Klangfarbenkompensierungssteuersignals CS2, um eine Klangfarbe der Stimmensteuereinheit 204 in Übereinstimmung mit der Klangfarbenbestimmungsinformation zu steuern, die aus dem Signalinterpreten 205B ausgegeben wird.

Der Betrieb und die Wirkungen der auf diese Weise gemachten vorliegenden Erfindung werden nun unter weiterer Bezugnahme auf Fig. 3 bis Fig. 5 beschrieben.

Die Abstimmeinheit 201 wählt einen Kanal, der von einem Benutzer gewünscht wird, das heißt, einen Kanal, der den Abstimmdaten entspricht, die vom Mikrocomputer 206 empfangen werden, verstärkt ein Fernsehübertragungssignal eines entsprechenden Kanals auf einen vorbestimmten Pegel und gibt das verstärkte Signal aus.

Die Wellenerkennungseinheit 2-2 stellt ein Originalvideosignal und Audiosignal aus einem Video- und Audiozwischenfrequenzsignal wieder her, das aus der Abstimmeinheit 201 ausgegeben wird.

Auch überträgt die Eingangssignalauswahleinheit 203 ein Videosignal, das aus der Wellenerkennungseinheit 202 ausgegeben wird, zu einer Bildverarbeitungseinheit, die am hinteren Teil davon angeordnet ist, und gibt ein Signal ausgewählt aus dem Audiosignal, das aus der Wellenerkennungseinheit 202 ausgegeben wurde, und aus einem externen Audiosignal EAU_in, aus. Hier wird ein solcher Wahlvorgang in Übereinstimmung mit einem Steuersignal CS1 durchgeführt, das aus dem Mikrocomputer 206 ausgegeben wird.

Zu diesem Zeitpunkt analysiert die automatische Klangfarbenbestimmungseinheit 205 ein Frequenzmerkmal des Audiosignals, das aus der Eingangssignalauswahleinheit 203 ausgegeben wird, und gibt die Klangfarbenbestimmungsdaten für die Wahl eines Klangfarbenmodus in Übereinstimmung mit den analysierten Resultaten aus.

Auch bestimmt der Mikrocomputer 206 einen entsprechenden Klangfarbenmodus in Übereinstimmung mit den Klangfarbenbestimmungsdaten, die aus der automatischen Klangfarbenbestimmungseinheit 205 ausgegeben werden, und gibt ein Klangkompensierungssteuersignal CS2 aus, um die Stimmensteuereinheit 204 in Übereinstimmung mit dem entsprechenden Modus zu steuern.

Demzufolge stellt die Stimmensteuereinheit 204 bei der Ausgabe des Audiosignals AU, das aus der Eingangssignalauswahleinheit 203 ausgegeben wird, eine Klangfarbe in Übereinstimmung mit dem Steuersignal SC2 für das Ausgeben ein. Zu diesem Zeitpunkt werden die Einstellelemente in ihrer bestehenden Form eingesetzt, um die Klangfarbe einzustellen.

Gemäß der oben angeführten Schritte wird die Klangfarbe automatisch in Abhängigkeit von einer Frequenzverteilung des Eingangsaudiosignals eingestellt.

Nun folgt unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform, bei der die automatische Klangfarbenbestimmungseinheit 205 durch das 7-Bandpaßfilter 205A und den Signalinterpreten 205B ausgeführt wird, eine weitere Beschreibung.

Zuerst wird das Audiosignal AU, das aus der Eingangssignalauswahleinheit 203 ausgegeben wird, in 7 unterschiedliche Frequenzbereiche durch das 7-Bandpaßfilter 205A gefiltert und dementsprechend ausgegeben.

Hier wird aus den folgenden Gründen ein Mehrbandpaßfilter verwendet. Um eine Frequenz eines Audiosignals zu interpretieren, kann eine Fourier-Umwandlung in Betracht gezogen werden. Die Umwandlung erfordert jedoch einen beträchtlichen Berechnungsaufwand, wodurch es unmöglich wird, die Umwandlung unter Verwendung eines bekannten Mikrocomputers durchzuführen. Zudem führt ein Fourier- Umwandlungsexklusivgerät zu einem weiteren Kostenanstieg, so daß die vorliegende Erfindung ein Einfachbandpaßfilter verwendet, um Frequenztypen des Eingangsaudiosignals zu analysieren und dementsprechend den Klangfarbenmodus zu bestimmen.

Der Signalinterpret 205B akkumuliert darin sequentiell den Ausgabewert des 7-Bandpaßfilters 205A für eine vorbestimmte Zeit, berücksichtigt entsprechende Bandenergiewerte, Abweichungen und die Anzahl stimmloser Intervalle, in Übereinstimmung mit Frequenzmerkmalen, vergleicht den resultierenden Wert mit den Daten in der Referenztabelle, bestimmt den Klangfarbenmodus des Eingabeaudiosignals in einem Kleinstfehlermodus und überträgt die dementsprechend bestimmten Informationen zum Mikrocomputer 206.

Zu diesem Zeitpunkt ist bei der Bestimmung des Audiosignals und des Klangfarbenmodus ein Frequenzmerkmal wichtiger als die Energiegröße in den jeweiligen Frequenzen. Daher gibt es, wenn der Signalinterpret 205B einen Klangfarbenmodus des Audiosignals bestimmt, keinen genauen Referenzwert. Die Trennung erfolgt in Abhängigkeit von Prioritätsstufen der Merkmale und Energiemuster der Frequenzen.

Zum Beispiel bestimmt die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Klangfarbenmodus unter Berücksichtigung der Ausgabewerte des 7-Bandpaßfilters, der Anzahl der stimmlosen Intervalle, der Anzahl der Energiebänder, der gesamten Abweichung und einer Abweichung nahe beim 1 kHz-Band.

Weiter wird zur Erleichterung der Interpretation der Frequenzabweichung hinsichtlich des Zeitflusses das Spektrogrammprinzip angewandt.

Das Audiosignal, wie in Fig. 3A dargestellt, wird in einen Frequenzbereich, wie in Fig. 3B dargestellt, für eine kurze Zeit umgewandelt, um sich entlang der Zeitachse, wie in Fig. 3C dargestellt, anzuordnen, um ein graphisches Bild zu erhalten. Unter Verwendung zweidimensionaler Daten, die durch die oben angeführten Schritte erhalten werden, wird das Audiosignal analysiert.

Fig. 4A und 4B sind Tabellen, die jeweils Frequenzmerkmale in Abhängigkeit von Modi zeigen, die bei der Verwendung der automatischen Klangfarbenbestimmungseinheit 205 bei einem Fernsehgerät oder einem CD-Player erhalten werden, das heißt, Energiewerte und Abweichungen bei Frequenzbereichen, um die Klangfarbenmodusbestimmung durch Vergleichen des gegenwärtig verwendeten Audiosignals mit den Eigenschaftstabellen zu erleichtern.

Hier zielt der Rahmensatz, der bei der Bestimmung verwendet wird, auf 81 Rahmen ab, durch Hinzufügen von 9 Rahmen, bei denen die Filterwerte für eine Zeitspanne von 200 ms erzielt werden, und von 9 Rahmen zur Bestimmung einer stimmhaften/stimmlosen Zeitspanne von 15 ms innerhalb von 200 ms.

Die Ausgabewerte von entsprechenden Bändern hinsichtlich des 7-Band-(Band 1 - Band 7)-Paßfilters 205A zeigen Frequenzenergie an, und jeder weist einen Wert auf, der von 00-FF (h) reicht. Da aber das Geräusch in den stimmlosen Intervallen größer als E0(h) ist, wird ignoriert, daß der Wert einen Wert im Bereich von 00-E0(h) aufweist, und die Anzahl der stimmlosen Rahmen wird durch Zählen der Rahmen erhalten, die als stimmlos bestimmt werden. Ein Maximum von 81 ist innerhalb eines Rahmensatzes enthalten, so daß der Wert von 00-51 (h) reichen kann.

Weiter gibt die Anzahl an Energiebändern jene Bänder an, die nicht Null als Ausgabewert haben, so daß der Wert von 0-7(h) reicht, und die gesamte Abweichung wird durch Erhöhung um "1" erzeugt, wenn die Energie des 7-Bandpaßfilters sich ändert, um zu ermöglichen, daß der Wert des Filters 9 mal gelesen wird, wobei ein Maximum von 8 Abweichungen in einem Filter erzeugt wird. Demzufolge kommt es in 7 Filtern zu einem Maximum von 56 Abweichungen, so daß der Wert von 00-38(h) reicht.

Die Bandabweichung in der Nähe von 1 kHz kommt bei einem Ansteig von "1" zustande, wenn die Energie im Filter von Band 3 bis Band 5 abweicht, so daß ein Maximum von 24 Abweichungen in 3 Filtern möglich ist, wodurch ein Wert im Bereich von 00-18(h) erreicht wird.

Wie in Fig. 4A dargestellt, wird das Stimmensignal gleichmäßig über die gesamten Bänder verteilt, und die Energie ist groß in der Nähe von 1 kHz und die Energieabweichungen sind groß im Band. In der Zwischenzeit ist ein Musiksignal kleiner als das Stimmensignal um 1 kHz.

Beim gemischten Signal, wie bei einem Sportübertragungssignal, jubelt das Publikum in einer bedeutend höheren Frequenz. Wenn daher die Stimme eines Sprechers breiter ist, wird das gemischte Signal als Stimmensignal in Abhängigkeit von den Intervallen klassifiziert; andernfalls zeigt das gemischte Signal Eigenschaften wie in Fig. 4A dargestellt.

Wie in Fig. 4B dargestellt, sind auch klassische Musik und Popmusik etwas trennbar, aber im Fall von Jazz ist eine entsprechende Wahrnehmung schwierig, da Jazz als eine Mittelform zwischen klassischer Musik und Popmusik bekannt ist.

Alle Eigenschaften zusammenfassend gilt, daß der Signalinterpret 205B einen Kleinstfehlermodus bestimmt, indem seine Prioritätsreihenfolge bestimmt wird. Hier ist der wichtigste Faktor bei der Trennung des Stimmensignals und des Musiksignals die Anzahl der stimmlosen Intervalle.

Im Falle des Stimmsignals gibt es mindestens mehr als 10 stimmlose Intervalle unter allen 81 Rahmen. Dies deshalb, weil die Tendenz besteht, daß das Stimmsignal in der Zwischenzeit unterbrochen wird. Wenn nur die Stimme bei einer Nachrichtensendung vorlag, wurde eine Erkennungsrate von mehr als 95% durch die Verwendung solcher Merkmale erreicht. Wenn aber viele Menschen gleichzeitig sprechen, muß ein Frequenzmerkmal verwendet werden, auf Grund seines stimmlosen Intervalls.

Daher sollte der Steuerfluß der Klangfarbenbestimmung auf der Grundlage der Anzahl der stimmlosen Intervalle beurteilt werden, anfangs, und wenn die Anzahl besonders groß ist, ist er sofort als Stimmensignal zu bestimmen.

Die restlichen Signale werden unter Verwendung der Merkmale in Fig. 4A und 4B verglichen und danach gemäß dem Kleinstfehlermodus klassifiziert.

Hier werden unter Berücksichtigung der Anzahl der stimmlosen Rahmen als eine erste Priorität die Merkmale in vier Schritten klassifiziert, und die Modi können genau in Abhängigkeit der anderen Merkmale wie folgt getrennt werden:
Erstens, Anzahl der stimmlosen Rahmen < 4A(h): keine Eingangssignale;
Zweitens, F(h) < Anzahl der stimmlosen Rahmen ≦ 4A(h): Stimme;
Drittens, 5(h) < Anzahl der stimmlosen Rahmen ≦ F(h): hohe Wahrscheinlichkeit als gemischte Signale klassifiziert zu werden;

- Anzahl an Energiebändern ≧ 6: Stimme;
- {4 < Anzahl an Energiebändern < 6} und {es gibt mehr als zwei Bänder außer Null unter den Bändern 1, 2, 6 und 7}: gemischt;
- {Anzahl an Energiebändern < 4} und {Band 1 = 0} und {Band 7 = 0}: gemischt;
- {Anzahl an Energiebändern < 4} und {Band ≠ 0 oder Band 1 ≠ 0} und {es gibt weniger als 1 Band außer Null unter den Bändern 3, 4 und 5}: Musik;
Viertens, Anzahl der stimmlosen Intervalle ≦ 5(h): hohe Wahrscheinlichkeit, als Musik klassifiziert zu werden;
- {Band 7 = 0} und {Anzahl an Energiebändern < 5}: Stimme;
- {Band ≠ 0} und {Bänder außer Null unter den Bändern 3, 4 und 5 ≧ 2}: gemischt;
- {Band 7 ≠ 0} und {Bänder außer Null unter den Bändern 3, 4 und 5 ≧ 2} und {Band 1 = 0} und {Band 2 = 0} und {Abweichung in der Nähe von 1 kHz ≧ 4}: gemischt;
- {Band 7 ≠ 0} und {Bänder außer Null unter Bändern 3, 4 und 5 < 2} und {Band 1 = 0} und {Band 2 ≠ 0} und {Anzahl an Energiebändern ≦ 4}: gemischt; und
- die restlichen: Musik.

Die Trennung von Klassik, Jazz und Pop hinsichtlich eines Signals, das als Musikmodus klassifiziert wird, geschieht wie folgt:
Zuerst, Klassik,

- {Band 7 = 0} und {Bänder außer Null unter den Bändern 3, 4 und 5 < 2};
- {Band 7 = 0} und {Bändern außer Null unter den Bändern 3, 4 und 5 < 2} und {Band 1 = 0} und {Anzahl an Energiewerten ≦ 3};

Zweitens, Jazz,

- {nicht klassisch} und {Band 1 = 0} und {Band 7 ≠ 0} und {Anzahl an Energiebändern < 4};
- {nicht klassisch} und {Band 1 ≠ 0} und {Band 7 = 0} und {Band 6 ≠ 0} und {Band 5 ≠ 0};
- {nicht klassisch} und {Band 1 ≠ 0} und {Band 7 ≠ 0} und {Band 6 ≠ 0} und {Band 5 ≠ 0}: Jazz; und

drittens, Pop inkludiert die gesamte Musik außer Klassik und Jazz.

Da die Modi in der oben angeführten Weise angegeben werden, gibt ein großer Fehler einen großen Unterschied bei der Prioritätseinstufung an, und wenn der Modus dem verglichenen Fall in einer höheren Prioritätsstufe entspricht, wird der Unterschied in einer niedrigeren Prioritätsstufe ignoriert.

Ebenso gilt, daß, wenn der Signalinterpret 205B einen Kleinstfehlerklangfarbenmodus hinsichtlich des Eingangsaudiosignals wählt, die ausgewählte Information dem Mikrocomputer 206 zugeführt wird, der wiederum das Steuersignal CS2 in Übereinstimmung mit der ausgewählten Information an die Stimmsteuereinheit 204 sendet.

Danach steuert die Stimmensteuereinheit 204 die Klangfarbe des Eingangsaudiosignals in Übereinstimmung mit dem Steuersignal CS2 und gibt den resultierenden Wert an den Lautsprecher SP aus.

Fig. 5A und 5B sind Signalablaufpläne, die jeweils das Verfahren für automatische Kompensierung der Klangfarbe gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen.

Zuerst wird, wie darin gezeigt, geprüft, ob die Eingabemodustaste, das heißt, die Kanaländerungstaste von einem Benutzer eingegeben wird, oder ob die Stimmeneingangssignaländerungstaste eingegeben wird, um eine Kompensierungsroutine des Klangfarbenmodus sofort auszuführen. Wenn die Taste nicht eingegeben wird, wird die Klangfarbenmoduskompensierungsroutine nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit ausgeführt, so daß die unterschiedlichen Frequenzmerkmale innerhalb desselben Modus berücksichtigt werden.

Wenn die automatische Klangfarbenkompensierungsroutine gestartet wird, werden entsprechende Variable, die zur Kompensierung der Klangfarbe verwendet werden, initialisiert. Danach wird geprüft, ob die voreingestellte Zeit T1 (200 ms), die zuvor eingestellt wurde, abgelaufen ist. Wenn die Zeit nicht abgelaufen ist, wird der Ausgabewert der entsprechenden Bänder des 7-Bandpaßfilters 205A sequentiell durch einen Multiplexer gelesen, nachdem gewartet wurde, bis die Zeit verstrichen ist. Danach wird ein Durchschnittswert hinsichtlich des vorhergehenden Wertes erhalten und gespeichert. (Schritte S1-S4).

Danach wird geprüft, ob die zuvor eingestellte Zeit T2 (15 ms) abgelaufen ist. Wenn die Zeit nicht abgelaufen ist, werden die Schritte S3, S4 wiederholt ausgeführt; wenn die Zeit abgelaufen ist, wird der bis dahin gespeicherte digitale Wert in einen analogen Wert umgewandelt, und der Wert wird mit dem zuvor eingestellten Referenzwert (zum Beispiel 30(h)) verglichen. (Schritte S5-S7).

Gemäß den verglichenen Ergebnissen wird, wenn sich herausstellt, daß der analoge Wert geringer als der Referenzwert ist, das gegenwärtige Intervall als stimmlos bestimmt, um damit die Anzahl der stimmlosen Rahmen um "1" zu erhöhen. Danach wird die Anzahl der bis dahin stimmlosen Rahmen geprüft, und wenn eine vorbestimmte Anzahl an Malen (zum Beispiel 9 Mal) nicht erreicht worden ist, werden die Schritte S5-S8 wiederholt ausgeführt.

Bei den geprüften Ergebnissen gilt jedoch, daß, wenn die Anzahl der stimmlosen Intervalle die vorbestimmte Anzahl überschritten hat, die gegenwärtige Paketanzahl bestätigt wird (Schritt S10). Wenn der zuvor eingestellte Wert (Paket = 9) nicht erreicht wird, wird er wieder auf den zweiten Schritt S2 eingestellt. Wenn der Wert erreicht worden ist, wird der Klangfarbenmodus auf der Grundlage der bis dahin erhaltenen Frequenzmerkmale wahrgenommen, das heißt, der Frequenzenergie des Audiosignals gemäß des Klangfarbenmodus, um somit die Klangfarbe zu kompensieren.

Wenn die Anzahl der stimmlosen Intervalle geringer als 4A(h) ist, wird bestimmt, daß der aktuelle Klangfarbenmodus als anzahlslos bestimmt wird, wodurch die Klangfarbe als Grundwert kompensiert wird (Schritte S11, S12).

Wenn F(h) < Anzahl der stimmlosen Intervalle ≦ 4A(h) erfüllt wird, wird die aktuelle Klangfarbe als Stimme festgelegt, und die Klangfarbenkompensierung wird dementsprechend ausgeführt (Schritte S13, S14).

Auch gilt, daß wenn 5(h) < Anzahl an stimmlosen Intervallen ≦ F(h) erfüllt wird, die aktuelle Klangfarbe als gemischt bestimmt wird, und danach werden Stimme, Musik und gemischt gemäß der Anzahl der Energiebänder wahrgenommen, wobei die Klangfarbenkompensierung gemäß des entsprechenden Modus ausgeführt wird (Schritte S15, S16).

Wenn die Anzahl der stimmlosen Intervalle ≦ 5(h) erfüllt wird, wird die aktuelle Klangfarbe als Musik bestimmt, und danach werden Stimme, Musik und gemischt gemäß der Anzahl der Energiebänder wahrgenommen, wobei die Klangfarbenkompensierung gemäß des entsprechenden Modus erfolgt (Schritte S17, S18).

Wenn die Anzahl der stimmlosen Intervalle anderen Fällen als jenen von oben entspricht, wird die Klangfarbe als Grundwert kompensiert (Schritt S19).

Wie oben beschrieben, stellt die vorliegende Erfindung automatisch eine Klangfarbe ein, indem sie eine aktuelle Klangfarbe in sich selbst auf der Grundlage der Frequenzenergie bestimmt, die augenblicklich angewandt wird, wenn ein Kanal geändert wird, ein Eingangsaudiosignal gewechselt wird, oder ein Farbklangmodus geändert wird, wobei eine händische Bedienung durch den Benutzer ausgeschlossen und gleichzeitig ein optimaler Klang bereitgestellt wird.

Da die vorliegende Erfindung in verschiedenen Formen ausgeführt werden kann, ohne vom Geist wesentlicher Merkmale davon abzuweichen, versteht sich auch, daß die oben beschriebenen Ausführungsformen nicht durch eines der Details der vorangegangenen Beschreibung beschränkt werden, sofern nicht anders angegeben, sondern daß sie allgemein innerhalb des Geists und des Umfangs gemäß Definition in den beigelegten Ansprüchen auszulegen sind, und daher alle Änderungen und Modifizierungen, die innerhalb der Grenzen und Bereiche der Ansprüche oder innerhalb Gleichwertigem dieser Grenzen und Bereiche liegen, als in den beigelegten Ansprüchen enthalten gelten.

Claims

1. Verfahren zur automatischen Kompensierung einer Klangfarbe, das folgendes umfaßt:
einen ersten Schritt, um zu bestimmen, ob ein Kanal geändert oder ein Eingangsaudiosignal umgestellt wird;
einen zweiten Schritt, um Frequenzmerkmale des Eingangsaudiosignals zu berechnen und um das verglichene Ergebnis mit Daten in einer Grundtabelle zu vergleichen;
einen dritten Schritt, um das Eingangsaudiosignal als einen Kleinste-Fehler-Modus während des zweiten Schrittes zu bestimmen; und
einen vierten Schritt, um eine Klangfarbe in Übereinstimmung mit dem bestimmten Modus zu kompensieren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Schritt einen Schritt einschließt, bei dem der erste Schritt zum zweiten Schritt übergeht, nachdem gewartet wurde, bis eine vorbestimmte Zeit abläuft, um andere Frequenzmerkmale innerhalb eines gleichen Klangfarbenmodus zu berücksichtigen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der zweite Schritt weiter einen Schritt umfaßt, bei dem Energiewerte und Abweichungen von entsprechenden Bändern hinsichtlich des Audiosignals periodisch gelesen und für eine vorbestimmte Zeit akkumuliert werden, und ein Frequenzmerkmal auf der Grundlage des akkumulierten Wertes berechnet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der dritte Schritt eine Prioritätsreihung von Eigenschaften des Audiosignals auf der Grundlage des akkumulierten Energiewertes hinsichtlich der entsprechenden Frequenzbänder in Übereinstimmung mit einer Zeitspanne bestimmt, und ein Modus durch die Prioritätsreihung bestimmt wird.

5. In einem Gerät zur Aufnahme einer externen Eingabe oder einer Bereichswelle und Wiedergabe eines Audiosignals eine Vorrichtung zur automatischen Kompensierung einer Klangfarbe, die folgendes umfaßt:
eine automatische Klangfarbenbestimmungseinheit, um Eigenschaften in Abhängigkeit von zeitausgerichteten Frequenztypen zu analysieren;
einen Mikrocomputer zur Bestimmung eines Klangfarbenmodus unter Verwendung von Klangfarbenbestimmungsinformationen, die aus der automatischen Klangfarbenbestimmungseinheit ausgegeben werden, und zur Ausgabe eines Klangfarbenkompensierungssteuersignals, um die Klangfarbe auf einen entsprechenden Modus davon zu kompensieren; und
eine Stimmensteuereinheit zum Kompensieren einer Klangfarbe in Übereinstimmung mit dem Klangfarbenkompensierungssteuersignal.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die automatische Klangfarbenbestimmungseinheit folgendes umfaßt:
ein Mehrbandpaßfilter zur Klassifizierung einer Frequenz des Eingangsaudiosignals auf eine Mehrbandfrequenz und zur Ausgabe des klassifizierten Wertes; und
einen Signalinterpreten zur Akkumulierung eines Ausgangswertes des Mehrbandpaßfilters für eine vorbestimmte Zeit, zur Berechnung von Energiewerten und Abweichungen hinsichtlich der entsprechenden Bänder gemäß der Frequenzmerkmale, zum Vergleichen des berechneten Ergebnisses mit Daten in einer Grundtabelle, zur Wahrnehmung des Eingangsaudiosignals in einem Kleinstfehlermodus und zur dementsprechenden Ausgabe einer Klangfarbenbestimmungsinformation.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Mehrbandpaßfilter ein 7-Bandpaßfilter ist.