TW201411605A

TW201411605A - 依照錄音模式處理錄音訊號的手持裝置

Info

Publication number: TW201411605A
Application number: TW101133357A
Authority: TW
Inventors: Wan-Chi Lin; Jia-Ren Chang; Po-Yuan Chan
Original assignee: Acer Inc
Priority date: 2012-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2014-03-16

Abstract

一種依照錄音模式處理錄音訊號的手持裝置，其包括第一麥克風、第二麥克風、類比數位轉換器、數位訊號處理器及編碼器。其中，第一及第二麥克風適於接收第一及第二類比聲音訊號。類比數位轉換器耦接第一麥克風及第二麥克風，用以將第一及第二類比聲音訊號轉換為第一及第二數位聲音訊號。數位訊號處理器耦接類比數位轉換器，而可依照多個錄音模式其中之一所對應的多個參數，分別對第一及第二數位聲音訊號執行至少一項訊號處理。編碼器耦接數位訊號處理器，用以對數位訊號處理器處理後的第一及第二數位聲音訊號進行編碼，並輸出編碼聲音資料。

Description

依照錄音模式處理錄音訊號的手持裝置

本發明是有關於一種錄音裝置，且特別是有關於一種可依照錄音模式對應的參數處理錄音訊號的手持裝置。

一般手持裝置在錄音模式(Recorder AP)與錄影音模式(Camcorder AP)下之免持麥克風錄音多為窄頻(Narrow-band)的單聲道(Mono Channel)。在此種錄音模式下，因為頻寬的限制，錄音裝置無法忠實的錄製環境的音頻訊號，且當使用者回放手持裝置所錄製的訊號時，亦無法感受到聲源的遠近感。對此，目前市面上常見的對策共有兩類，包括利用硬體或軟體達成的自動增益控制(Automatic gain control，AGC)功能，其中使用軟體的方式需要將此功能內建於基頻晶片中，而使用硬體的方式則需要外加硬體電路與晶片。

目前市面上免持聽筒的麥克風傳送響度與揚聲器接收響度，一般是針對距離模擬人頭(Artifical Head)約15公分處，將發送響度評定值(Send loudness rating，SLR)設定為SLR=10dB~25dB，以及將接收響度評定值(Receive loudness rating，RLR)設定為RLR=10dB~16dB。其中，免持聽筒之音量大小會隨著距離遠近造成距離每增加一倍響度就減少6dB。換言之，免持聽筒的麥克風響度與揚聲器之響度會隨著距離增加一倍減少6dB。

不論是射頻驅動式或是聲頻驅動式的AGC電路，都包含有取得直流AGC電壓的檢波電路(Detedor)和AGC濾波器。AGC濾波器是一種低通濾波器(Low-pass Filter)，其時間常數必須大到可以把因為調變(Modulating)造成的載波(Carrier)波幅變化平均掉，即大於載波的週期時間。但時間常數也必須小到可以檢測出因傳播衰弱(Fading)造成的載波波幅變化，即小於傳播衰落的週期時間。濾波器時間常數的大小，直接影響到AGC動作反應的快慢。在不同的情況之下，必須選擇適當的時間常數，以得到最佳的效果。

一般的AGC電路不論輸入訊號強或弱都會動作，即使只是微弱的訊號，也會降低一些放大器的增益。理想的方式是將AGC電路控制在訊號超過某一強度時才動作。因此，有一種延遲式(Delayed Type)AGC可以預先設定AGC開始動作時的輸入訊號位準。使得在輸入訊號弱時，接收機可以充份利用全部的增益，而只有在輸入訊號強度超過預設位準時，AGC電路才開始動作，來抑制前級RF或IF放大器的增益。通常在1微伏(uV)之下的輸入訊號已相當微弱，AGC的開始動作點多設在1uV至稍低的0.25uV位準之間，以免在輸入訊號弱時，還要犧牲寶貴的增益。

有鑑於此，本發明提出一種依照錄音模式處理錄音訊號的手持裝置，可依照不同錄音模式對應的參數處理錄音訊號。

本發明提出一種依照錄音模式處理錄音訊號的手持裝置，其包括第一麥克風、第二麥克風、類比數位轉換器、數位訊號處理器及編碼器。其中，第一麥克風適於接收第一類比聲音訊號，第二麥克風適於接收第二類比聲音訊號。類比數位轉換器係耦接第一麥克風及第二麥克風，而用以將第一類比聲音訊號及第二類比聲音訊號轉換為第一數位聲音訊號及第二數位聲音訊號。數位訊號處理器係耦接類比數位轉換器，而可依照多個錄音模式其中之一所對應的多個參數，分別對第一數位聲音訊號及第二數位聲音訊號執行至少一項訊號處理。編碼器係耦接數位訊號處理器，而用以對經過數位訊號處理器處理後的第一數位聲音訊號及第二數位聲音訊號進行編碼，並輸出編碼聲音資料。

在本發明之一實施例中，上述的錄音模式包括正常模式、劇院模式、記敘模式或抗噪模式。

基於上述，本發明之依照錄音模式處理錄音訊號的手持裝置係提供多個具有不同錄音參數設定的錄音模式，而可在錄音時根據使用者選定的錄音模式，調整手持裝置中訊號處理器執行噪音過濾、增益、等化、抗噪、音量控制等訊號處理的參數，並對所接收聲音訊號進行訊號處理，從而可依使用者需求提供較佳的錄音效果。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

本發明係根據使用者的不同需求，提供正常模式、劇院模式、記敘模式及抗噪模式等錄音模式，並針對這些錄音模式設定對應的參數。藉此，手持裝置即可依據使用者選定的錄音模式，調整其訊號處理器執行訊號處理的參數，並據以處理所接收的聲音訊號，而達到較佳的錄音效果。

圖1是依照本發明一實施例所繪示之依照錄音模式處理錄音訊號的手持裝置的示意圖。請參照圖1，本實施例的手持裝置10例如是手機、智慧型手機、錄音筆、多媒體播放器、個人數位助理、平板電腦等具備錄音功能的電子裝置，其係配備有至少兩個麥克風(例如麥克風12、14)以錄製手持裝置10周圍的聲音訊號。其中，麥克風12例如是配置在手持裝置10的上側，且麥克風12與手持裝置10之中心線C之間的距離d小於手持裝置之寬度W的四分之一。此外，麥克風14例如是配置於手持裝置10於下側(相對於麥克風12的上側)，以收錄與麥克風12相位相反的聲音訊號。

圖2是依照本發明一實施例所繪示之依照錄音模式處理錄音訊號的手持裝置的方塊圖。請參照圖2，本實施例的手持裝置20包括麥克風22、24、類比數位轉換器26、數位訊號處理器28及編碼器30，其功能分述如下：

麥克風22、24例如是配置在手持裝置20的不同側(如同圖1中麥克風12、14的配置)，以收錄相位相反的聲音訊號。其中，麥克風22係用以接收第一類比聲音訊號，麥克風24則用以接收第二類比聲音訊號。

類比數位轉換器26係耦接第一麥克風及第二麥克風，用以將第一類比聲音訊號及第二類比聲音訊號轉換為第一數位聲音訊號及第二數位聲音訊號。

數位訊號處理器28係耦接類比數位轉換器26，而可依照多個錄音模式其中之一所對應的多個參數，分別對第一數位聲音訊號及第二數位聲音訊號執行至少一項訊號處理。

編碼器30係耦接數位訊號處理器28，而用以對經過數位訊號處理器28處理後的第一數位聲音訊號及第二數位聲音訊號進行編碼後，輸出編碼聲音資料。

其中，數位訊號處理器28中例如會針對各個錄音模式記錄相對應的參數，藉此，每當使用者在啟動手持裝置20並選定錄音模式後，手持裝置20即可依照此錄音模式查詢對應的參數以對所接收的聲音訊號進行訊號處理。

舉例來說，圖3是依照本發明一實施例所繪示之依照錄音模式處理錄音訊號的方法流程圖。請參照圖3，本實施例的方法係先由使用者啟動手持裝置的錄音功能(步驟S302)。其中，使用者例如可藉由執行手持裝置中的錄音程式或是按下手持裝置上的錄音按鍵以啟動錄音功能。

接著，手持裝置則會接收使用者的選擇操作(步驟S304)，從而選定對應的錄音模式，包括選擇正常模式(步驟S306)、劇院模式(步驟S308)、記敘(Narrative)模式(步驟S310)或抗噪模式(步驟S312)。

然後，由手持裝置的應用程式或作業系統將此錄音模式的識別碼(ID)傳送給手持裝置中的音效元件(Audio component)(步驟S314)，從而驅使音效元件依照此識別碼查詢一個參數表，以找出此錄音模式對應的多個參數(步驟S316)。

需說明的是，上述的正常模式、劇院模式及抗噪模式係使用硬體上的兩顆麥克風，經由不同的數位訊號處理來調適適當的增益(Gain)，等化器(Eqaulization)，抗噪(Noise Suppression)，最後再以雙聲道的寬頻訊號(Stereo Channels)送至手持裝置的錄音程式。在此三種錄音模式下，當使用者使用雙聲道耳機回放所錄製的音頻訊號時，即可以感受到左右訊號分離度的情境，並感受到錄音當時的聲源左右遠近感。其中，正常模式提供一組預設的錄音設定，沒有抗噪能力；抗噪模式係針對穩態的噪音做抗噪的處理，在此模式下可針對處理過的訊號提高訊噪比；劇院模式則是針對硬體的頻率響應做補償，加強錄製音樂時頻率響應的強度，讓所錄製的音訊更能原音重現。記敘模式則提供一種極緻的抗噪處理，在硬體上使用兩顆麥克風收音，其中一顆麥克風當做噪音參考源，經過數位訊號處理之後，可消除掉穩態以及非穩態噪音，最後剩下單聲道的聲音訊號。

此外，對於上述的錄音模式，本實施例還在數位訊號處理器配置多個訊號處理元件，以對麥克風22、24所接收的聲音訊號進行訊號處理。

舉例來說，圖4是依照本發明一實施例所繪示之訊號處理器的方塊圖。請參照圖4，本實施例的數位訊號處理器40包括高通濾波器(High Pass Filter，HPF)42、無限脈衝響應(Infinite Impulse Response，IIR)濾波器44、增益器46、噪音抑制(Noise Suppression)器48及動態範圍控制(Dynamic Range Control，DRC)器50。其中，高通濾波器42適於濾除經由上述類比數位轉換器28轉換後之第一數位聲音訊號及第二數位聲音訊號中的低頻噪音；無限脈衝響應濾波器44則可依照所選擇之錄音模式所對應的取樣頻率(Sampling rate)，對上述的第一數位聲音訊號及第二數位聲音訊號執行等化(Equalization)處理；增益器46係依照所選擇之錄音模式所對應的增益值，調整第一數位聲音訊號及第二數位聲音訊號的增益，以補償訊號衰減；噪音抑制器48係針對上述第一數位聲音訊號及第二數位聲音訊號中的穩態噪音及非穩態噪音做抗噪處理，並輸出雙聲道錄音訊號，或者，噪音抑制器48還可以上述第二數位聲音訊號做為參考源，針對第一數位聲音訊號中的穩態噪音及非穩態噪音做抗噪處理，並輸出單聲道錄音訊號；動態範圍控制器50則可調整上述第一數位聲音訊號及第二數位聲音訊號的整體音量，並限制第一數位聲音訊號及第二數位聲音訊號中高音量的峰值。

對於上述單聲道及雙聲道錄音訊號的處理，本發明亦提供相應的處理流程，以下即分別舉一實施例詳細說明。

圖5是依照本發明一實施例所繪示之雙聲道錄音訊號的處理流程圖。請參照圖5，首先，在手持裝置執行錄音功能後，兩顆麥克風51、52開始收音。其中，雙聲道聲壓訊號會經由麥克風51、52轉換為雙聲道類比電壓訊號，並再經由類比數位轉換器53轉換為雙聲道數位訊號。接著，雙聲道的數位訊號會送入數位訊號處理器54以分別進行以下的數位訊號處理：高通濾波器540、541：採用120赫茲(Hz)的截止頻率(cutoff frequency)，將低頻的噪音濾除；無限脈衝響應濾波器542、543：採用48k赫茲(Hz)的取樣頻率，用來做等化處理；增益器544、545：執行數位增益以補償訊號衰減；噪音抑制器546、547：針對穩態以及非穩態噪音做抗噪；以及動態範圍控制器548、549：針對最後一級的數位訊號做非線性的增益，以及限制最大數位訊號中高音量的峰值。

經由上述數位訊號處理之後的雙聲道訊號最後再經由編碼器55編碼後儲存到手持裝置中。

圖6是依照本發明一實施例所繪示之雙聲道錄音訊號的處理流程圖。請參照圖6，首先，在手持裝置執行錄音功能後，兩顆麥克風61、62開始收音。其中，雙聲道聲壓訊號會經由麥克風61、62轉換為雙聲道類比電壓訊號，並再經由類比數位轉換器63轉換為雙聲道數位訊號。接著，雙聲道的數位訊號會送入數位訊號處理器64以分別進行以下的數位訊號處理：高通濾波器640、641：採用120赫茲(Hz)的截止頻率(cutoff frequency)，將低頻的噪音濾除；無限脈衝響應濾波器642、643：採用48k赫茲(Hz)的取樣頻率，用來做等化處理；增益器644、645：執行數位增益以補償訊號衰減；噪音抑制器646：利用麥克風62收到的噪音做為參考源，針對麥克風61所收到之聲音數位訊號中的穩態以及非穩態噪音做抗噪，處理完的訊號為單聲道的訊號；以及動態範圍控制器647：針對最後一級的數位訊號做非線性的增益，以及限制最大數位訊號中高音量的峰值。

經由上述數位訊號處理之後的單聲道訊號最後再經由編碼器65編碼後儲存到手持裝置中。

綜上所述，本發明之依照錄音模式處理錄音訊號的手持裝置係針對使用者選定的錄音模式，調整數位訊號處理的參數，以得到符合使用者需求且具較佳錄音效果的錄音資料。藉此，可讓使用者可以感受到左右訊號分離度的情境，並感受到錄音當時的聲源左右遠近感。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10、20‧‧‧手持裝置

12、14、22、24、51、52、61、62‧‧‧麥克風

26、53、63‧‧‧類比數位轉換器

28、40、54、64‧‧‧數位訊號處理器

30、55、65‧‧‧編碼器

42、540、541、640、641‧‧‧高通濾波器

44、542、543、642、643‧‧‧無限脈衝響應濾波器

46、544、545、644、645‧‧‧增益器

48、546、547、646‧‧‧噪音抑制器

50、548、549、647‧‧‧動態範圍控制器

S302~S316‧‧‧步驟

圖1是依照本發明一實施例所繪示之依照錄音模式處理錄音訊號的手持裝置的示意圖。

圖2是依照本發明一實施例所繪示之依照錄音模式處理錄音訊號的手持裝置的方塊圖。

圖3是依照本發明一實施例所繪示之依照錄音模式處理錄音訊號的方法流程圖。

圖4是依照本發明一實施例所繪示之訊號處理器的方塊圖。

圖5是依照本發明一實施例所繪示之雙聲道錄音訊號的處理流程圖。

圖6是依照本發明一實施例所繪示之雙聲道錄音訊號的處理流程圖。

20‧‧‧手持裝置

22、24‧‧‧麥克風

26‧‧‧類比數位轉換器

28‧‧‧數位訊號處理器

30‧‧‧編碼器

Claims

一種依照錄音模式處理錄音訊號的手持裝置，包括：一第一麥克風，用以接收一第一類比聲音訊號；一第二麥克風，用以接收一第二類比聲音訊號；一類比數位轉換器，耦接該第一麥克風及該第二麥克風，用以轉換該第一類比聲音訊號及該第二類比聲音訊號為一第一數位聲音訊號及一第二數位聲音訊號；一數位訊號處理器，耦接該類比數位轉換器，用以依照多個錄音模式其中之一所對應的多個參數，分別執行至少一訊號處理於該第一數位聲音訊號及該第二數位聲音訊號；以及一編碼器，耦接該數位訊號處理器，用以對經過該數位訊號處理器處理後的該第一數位聲音訊號及該第二數位聲音訊號進行編碼後，輸出一編碼聲音資料。
如申請專利範圍第1項所述之手持裝置，其中該數位訊號處理器包括：一高通濾波器，用以濾除該第一數位聲音訊號及該第二數位聲音訊號中的一低頻噪音。
如申請專利範圍第1項所述之手持裝置，其中該數位訊號處理器包括：一無限脈衝響應(Infinite Impulse Response，IIR)濾波器，用以依照該錄音模式所對應的一取樣頻率，執行一等化(Equalization)處理於該第一數位聲音訊號及該第二數位聲音訊號。
如申請專利範圍第1項所述之手持裝置，其中該數位訊號處理器包括：一增益器，用以依照該錄音模式所對應的一增益值，調整該第一數位聲音訊號及該第二數位聲音訊號的一增益，以補償一訊號衰減。
如申請專利範圍第1項所述之手持裝置，其中該數位訊號處理器包括：一噪音抑制(Noise Suppression)器，用以針對該第一數位聲音訊號及該第二數位聲音訊號中的一穩態噪音及一非穩態噪音做抗噪處理，並輸出一雙聲道錄音訊號。
如申請專利範圍第1項所述之手持裝置，其中該噪音抑制器更包括：以該第二數位聲音訊號做為參考源，針對該第一數位聲音訊號中的該穩態噪音及該非穩態噪音做抗噪處理，並輸出一單聲道錄音訊號。
如申請專利範圍第1項所述之手持裝置，其中該數位訊號處理器包括：一動態範圍控制(Dynamic Range Control，DRC)器，用以調整該第一數位聲音訊號及該第二數位聲音訊號的一整體音量，並限制該第一數位聲音訊號及該第二數位聲音訊號中一高音量的峰值。
如申請專利範圍第1項所述之手持裝置，其中該第一麥克風配置於該手持裝置的一第一側且與該手持裝置之一中心線之間的一距離小於該手持裝置之一寬度的四分之一。
如申請專利範圍第1項所述之手持裝置，其中該第二麥克風配置於該手持裝置相對於該第一側的一第二側，以收錄與該第一麥克風相位相反的聲音訊號。
如申請專利範圍第1項所述之手持裝置，其中所述錄音模式包括正常模式、劇院模式、記敘模式或抗噪模式。