TWI746207B

TWI746207B - 音訊調整方法及裝置

Info

Publication number: TWI746207B
Application number: TW109135181A
Authority: TW
Inventors: 威爾藍
Original assignee: 香港商冠捷投資有限公司
Priority date: 2020-10-12
Filing date: 2020-10-12
Publication date: 2021-11-11
Also published as: TW202215844A

Abstract

一種音訊調整方法，由一顯示模組與一聲音收發模組所執行，該音訊調整方法包含以下步驟：(A)利用該顯示模組產生並發出一聲音測試訊號；(B)利用該聲音收發模組接收該聲音測試訊號，並根據該聲音測試訊號產生一輸出音訊，且以一無線傳輸方式發出該輸出音訊；(C)利用該顯示模組接收該輸出音訊，並根據該輸出音訊進行一頻率響應分析，以產生一組均衡器參數補償值；(D)利用該顯示模組根據該組均衡器參數補償值調整其自身所具有的一組均衡器參數；及(E)利用該顯示模組根據已調整之該組均衡器參數輸出一音頻訊號。

Description

音訊調整方法及裝置

本發明是有關於一種方法及裝置，特別是指一種音訊調整方法及音訊調整裝置。

現有音訊調整裝置包含一顯示模組（如，電視機）、一音訊/視訊（audio/video，AV）接收模組，及一揚聲模組。該AV接收模組接收來自該顯示模組的一音頻訊號，並根據一可優化音頻再現的校準技術，對該音頻訊號進行音頻校正，以產生一已校正音頻訊號並將其輸出至該揚聲模組，由該揚聲模組據以播放，如此可達到優化音效之功能。

然而，現有音訊調整裝置需額外包含該AV接收模組才可達到優化音效之功能，而該AV接收模組為一高端音頻產品且價格昂貴，導致現有音訊調整裝置所需成本較高。

因此，本發明的一目的，即在提供一種能夠克服先前技術缺點的音訊調整方法。

於是，本發明音訊調整方法，由一顯示模組與一聲音收發模組所執行，該音訊調整方法包含以下步驟：

(A)利用該顯示模組產生並發出一聲音測試訊號；

(B)利用該聲音收發模組接收該聲音測試訊號，並根據該聲音測試訊號產生一輸出音訊，且以一無線傳輸方式發出該輸出音訊；

(C)利用該顯示模組接收該輸出音訊，並根據該輸出音訊進行一頻率響應分析，以產生一組均衡器參數補償值；

(D)利用該顯示模組根據該組均衡器參數補償值調整其自身所具有的一組均衡器參數；及

(E)利用該顯示模組根據已調整之該組均衡器參數輸出一音頻訊號。

本發明的另一目的，即在提供一種能夠克服先前技術缺點的音訊調整裝置。

該音訊調整裝置包含一聲音收發模組，及一顯示模組。

該聲音收發模組接收一聲音測試訊號，並根據該聲音測試訊號產生一輸出音訊，且以一無線傳輸方式發出該輸出音訊。

該顯示模組包括一播放器、一無線接收器、一處理器，及一均衡器。

該播放器用以產生並播出該聲音測試訊號。

該無線接收器接收來自該聲音收發模組的該輸出音訊，並據以輸出數位的該輸出音訊。

該處理器接收來自該無線接收器之數位的該輸出音訊，並根據該輸出音訊進行一頻率響應分析，以產生一組均衡器參數補償值。

該均衡器接收來自該處理器的該組均衡器參數補償值，並根據該組均衡器參數補償值調整其自身所具有的一組均衡器參數，以致該顯示模組根據已調整之該組均衡器參數輸出一音頻訊號。

本發明的功效在於：利用該音訊調整裝置根據該音訊調整方法預先調整該組均衡器參數，可修正該音訊調整裝置之整體播放模組材和播放空間所造成的音響頻譜失真問題，其不需如現有音訊調整裝置需額外包含音訊/視訊接收模組之硬體，進而該音訊調整裝置相較於現有音訊調整裝置更具有所需成本較低之特點。

參閱圖1，本發明音訊調整方法的一實施例由一音訊調整裝置10所執行。本發明音訊調整裝置10的一實施例包含一聲音收發模組1，及一顯示模組2。

該聲音收發模組1包括一用來接收一聲音測試訊號St的麥克風11，及一電連接該麥克風11的藍牙傳輸器12。該麥克風11根據該聲音測試訊號St產生一輸出音訊So，並將該輸出音訊So輸出至該藍牙傳輸器12，由該藍牙傳輸器12以一無線傳輸方式（即，一藍牙傳輸方式）發出該輸出音訊So。在本實施例中，該麥克風11為一數位式麥克風，但不限於此。在其它實施例中，該麥克風11可為一類比式麥克風，且該聲音收發模組1還包括一電連接在該麥克風11及該藍牙傳輸器12間的類比至數位轉換器（圖未示），該類比至數位轉換器將該麥克風11所接收到的類比音訊轉成數位音訊後再輸出至該藍牙傳輸器12。

該顯示模組2（如，電視機）包括一播放器21、一無線接收器22、一處理器23、一均衡器（equalizer）24及其它必要元件（圖未示）。在本實施例中，該處理器23及該均衡器24實質上由該顯示模組2中現有的一主機（圖未示）內所儲存之一應用程式所操作，以執行本發明音訊調整方法，亦即本發明中該處理器23及該均衡器24是以軟體的方式實現。

該播放器21用以產生並播出該聲音測試訊號St。該無線接收器22（如，藍牙傳輸器）接收來自該聲音收發模組1之該藍牙傳輸器12的該輸出音訊So，並據以輸出數位的該輸出音訊So。該處理器23接收來自該無線接收器22之數位的該輸出音訊So，並根據該輸出音訊So進行一頻率響應分析，以產生一組均衡器參數補償值Cv。該均衡器24接收來自該處理器23的該組均衡器參數補償值Cv，並根據該組均衡器參數補償值Cv調整其自身所具有的一組均衡器參數，以致該顯示模組2將預輸出的一音頻信號藉由該均衡器24之已調整的該組均衡器參數進行不同程度的放大或縮小後，再經由該播放器21輸出，如此可達到優化音效之功能，可修正該音訊調整裝置10之整體播放模組材和空間所造成的音響頻譜失真問題。

參閱圖2及圖3，詳細來說，該音訊調整裝置10所執行之本發明音訊調整方法包含以下步驟。

在步驟31中，該顯示模組2之該播放器21產生並發出該聲音測試訊號St。

在步驟32中，該聲音收發模組1之該麥克風11接收該聲音測試訊號St，並根據該聲音測試訊號St產生該輸出音訊So，且由該藍牙傳輸器12以該藍牙傳輸方式發出該輸出音訊So。

在步驟33中，該顯示模組2之該處理器23接收該輸出音訊So，並根據該輸出音訊So進行該頻率響應分析，以產生並輸出該組均衡器參數補償值Cv。在本實施例中，該步驟33包括以下子步驟331~子步驟335。

在子步驟331中，該處理器23將該輸出音訊So進行快速傅立葉轉換（Fast Fourier Transform，FFT）為一頻域訊號。該頻域訊號之波形如圖3之曲線F1所示。

在子步驟332中，該處理器23將該頻域訊號進行濾波，以產生一濾波訊號，該濾波訊號具有多個頻率及多個分別對應該等頻率的振幅。該濾波訊號之波形如圖3之曲線F2所示。

需說明的是，在本實施例中，該處理器23是將該頻域訊號進行1/3倍頻濾波（one third octave-band filter），以產生該濾波訊號，該濾波訊號經1/3倍頻切割成十九個頻率點（參下表1），但不限於此。

表1

頻率(Hz)	振幅(dB)
100	-44.1
126	-36.3
158	-34.5
200	-34.7
251	-37.8
316	-41
398	-38.4
501	-38.9
631	-40.2
794	-36.4
1000	-39.2
1259	-41
1585	-46.3
1995	-49.2
2512	-46.8
3162	-49.9
3981	-48.8
5012	-51.6
6310	-62.1

在子步驟333中，該處理器23將該濾波訊號的每一頻率映射至一組均衡器頻段中對應的一均衡器頻段。

在本實施例中，該組均衡器頻段為該均衡器24所具有，且舉該組均衡器頻段包括五個均衡器頻段為例（參下表2），每一均衡器頻段對應一頻率下限值及一頻率上限值，但不限於此。該處理器23以一現有排序演算法（sorting algorithm）將該濾波訊號的每一頻率映射至該組均衡器頻段中對應的該均衡器頻段的結果如下表3。舉例來說，表3的第一個頻率為100Hz，其位於表2的第一個均衡器頻段（即，75Hz）對應的該頻率下限值及該頻率上限值之間，即30Hz＜100Hz＜149Hz，因此將表3該第一個頻率100Hz映射至該組均衡器頻段中對應的該第一個均衡器頻段75Hz。同理，依上述相同方式可獲得其餘頻率各自所對應的該均衡器頻段。

表2

均衡器頻段(Hz)	頻率下限值	頻率上限值
75	30	149
290	150	499
1130	500	2199
4400	2200	5999
13500	6000	22050

表3

頻率(Hz)	振幅(dB)	映射至對應的該均衡器頻段(Hz)
100	-44.1	75
126	-36.3	75
158	-34.5	290
200	-34.7	290
251	-37.8	290
316	-41	290
398	-38.4	290
501	-38.9	1130
631	-40.2	1130
794	-36.4	1130
1000	-39.2	1130
1259	-41	1130
1585	-46.3	1130
1995	-49.2	1130
2512	-46.8	4400
3162	-49.9	4400
3981	-48.8	4400
5012	-51.6	4400
6310	-62.1	13500

在子步驟334中，該處理器23根據子步驟333之該組均衡器頻段中每一均衡器頻段所映射到的該濾波訊號的該等頻率中各自所對應的振幅取一平均值、一中位數、一最小值，及一最大值中的一者，以獲得每一均衡器頻段所對應的一均衡器增益值，每一該均衡器增益值組成一組均衡器增益值。

在本實施例中，該處理器23將每一均衡器頻段所映射到的該濾波訊號的該等頻率中各自所對應的振幅取該中位數為例，以獲得每一均衡器頻段所對應的該均衡器增益值（參下表4）。舉例來說，表3中該第一個均衡器頻段75Hz所映射到的該濾波訊號的該等頻率為100Hz及126Hz，該等頻率100Hz、126Hz各自所對應的振幅為-44.1dB及-36.3dB，因此取該等振幅-44.1dB、-36.3dB的中位數可獲得該第一個均衡器頻段所對應的該均衡器增益值為-40.2dB。同理，依上述相同方式可獲得第二至第五個均衡器頻段各自所對應的第二至第五個均衡器增益值分別為-37.8dB、-40.2dB、-49.4dB、-62.1dB。

表4

均衡器頻段(Hz)	均衡器增益值(dB)
75	-40.2
290	-37.8
1130	-40.2
4400	-49.4
13500	-62.1

在子步驟335中，該處理器23根據該組均衡器增益值，取得並輸出該組均衡器參數補償值Cv。

詳細來說，為了計算頻率響應，實際上只考慮不同均衡器頻段之間的相對響度值，且該均衡器24允許在0dB中心值附近調整其自身增益。因此，該處理器23先將該組均衡器增益值進行正規化，以取得一組在0dB附近的正規化增益值（參下表5），接著根據該組正規化增益值取得該組均衡器參數補償值Cv（參下表6），該組均衡器參數補償值Cv中的每一均衡器參數補償值與該組正規化增益值中其所對應的一正規化增益值之和接近零。

在本實施例中，該處理器23將該組均衡器增益值進行正規化的方式為：

取得表4該等均衡器增益值中的一最小均衡器增益值min_dB（即，min_dB=-62.1dB）；

取得表4該等均衡器增益值中的一最大均衡器增益值max_dB（即，max_dB=-37.8dB）；

將該最大均衡器增益值減該最小均衡器增益值，取得一差值span（即，span=-37.8–(-62.1)=24.3）；

計算一偏移值offset，offset=span/2–max_dB=49.95；及

將該偏移值offset與表4中的每一均衡器增益值相加，並四捨五入至小數點後第一位，以取得表5的每一正規化增益值（例如，49.95+ (-40.2)=9.75，四捨五入至小數點後第一位為9.8）。

需說明的是，表5中該第一個均衡器頻段75Hz所對應之該正規化增益值為9.8dB，此代表著在該第一個均衡器頻段75Hz處的聲音振幅會比所有其他頻率的平均值大9.8dB。為了使聽者所聽到的該音頻訊號具有優化的音效，因此必須將該第一個均衡器頻段75Hz處的聲音振幅衰減-9.8dB。又，由於該均衡器24只能以依序增加或減少1dB的調整方式來根據每一均衡器參數補償值調整其自身所具有的該組均衡器參數，因此將-9.8dB進行四捨五入為-10dB。也就是說，該第一個均衡器頻段75Hz處的均衡器參數補償值需設為-10dB，此外其餘均衡器頻段290Hz、1130Hz、4400Hz、13500Hz的該等均衡器參數補償值（分別為-12dB、-10dB、-1dB、12dB）的取得方式與上述相同，故於此不再贅述。

表5

均衡器頻段(Hz)	正規化增益值(dB)
75	9.8
290	12.2
1130	9.8
4400	0.6
13500	-12.2

表6

均衡器頻段(Hz)	均衡器參數補償值(dB)
75	-9.8 -10
290	-12.2 -12
1130	-9.8 -10
4400	-0.6 -1
13500	12.2 12

在步驟34中，該顯示模組2之該均衡器24根據該組均衡器參數補償值Cv調整其自身所具有的該組均衡器參數。

在步驟35中，該顯示模組2將預輸出的該音頻信號藉由該均衡器24之已調整的該組均衡器參數進行不同程度的放大或縮小後，再經由該播放器21輸出該音頻訊號。如此一來，可達到優化音效之功能，可修正該音訊調整裝置10之整體播放模組材和空間所造成的音響頻譜失真問題。

綜上所述，該音訊調整裝置10利用該音訊調整方法預先調整該均衡器24的該組均衡器參數，可修正該音訊調整裝置10之整體播放模組材和播放空間所造成的音響頻譜失真問題，進而該音訊調整裝置10所輸出的該音頻訊號具有優化的音效。此外，該音訊調整裝置10是以軟體的方式實現該處理器23及該均衡器24，其不需如現有音訊調整裝置需額外包含音訊/視訊（AV）接收模組之硬體，進而該音訊調整裝置10相較於現有音訊調整裝置更具有所需成本較低之特點。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

1:聲音收發模組 10:音訊調整裝置 11:麥克風 12:藍牙傳輸器 2:顯示模組 21:播放器 22:無線接收器 23:處理器 24:均衡器 31~35:步驟 331~335:子步驟 Cv:一組均衡器參數補償值 F1:頻域訊號 F2:濾波訊號 So:輸出音訊 St:聲音測試訊號

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一方塊圖，說明本發明音訊調整裝置之一實施例；圖2是一流程圖，說明該音訊調整裝置執行本發明音訊調整方法之一實施例；及圖3是一頻譜圖，說明該實施例之一頻域訊號及一濾波訊號各自之振幅對頻率的變化。

31~35:步驟

331~335:子步驟

Claims

一種音訊調整方法，由一顯示模組與一聲音收發模組所執行，該音訊調整方法包含以下步驟：(A)利用該顯示模組產生並發出一聲音測試訊號；(B)利用該聲音收發模組接收該聲音測試訊號，並根據該聲音測試訊號產生一輸出音訊，且以一無線傳輸方式發出該輸出音訊；(C)利用該顯示模組接收該輸出音訊，並根據該輸出音訊進行一頻率響應分析，以產生一組均衡器參數補償值；(D)利用該顯示模組根據該組均衡器參數補償值調整其自身所具有的一組均衡器參數；及(E)利用該顯示模組根據已調整之該組均衡器參數輸出一音頻訊號；其中，步驟(C)之該頻率響應分析包括以下子步驟，(C1)將該輸出音訊進行快速傅立葉轉換為一頻域訊號，(C2)將該頻域訊號進行濾波，以產生一濾波訊號，該濾波訊號具有多個頻率及多個分別對應該等頻率的振幅，(C3)將該濾波訊號的每一頻率映射至一組均衡器頻段中對應的一均衡器頻段，(C4)根據子步驟(C3)之該組均衡器頻段中每一均衡器頻段所映射到的該濾波訊號的該等頻率中各自所對應的振幅，取得每一均衡器頻段所對應的一均衡器增益值，每一該均衡器增益值組成一組均衡器增益值，及(C5)根據該組均衡器增益值，取得該組均衡器參數補償值。
如請求項1所述的音訊調整方法，其中，在子步驟(C2)中，將該頻域訊號進行1/3倍頻濾波，以產生該濾波訊號。
如請求項1所述的音訊調整方法，其中，在子步驟(C4)中，將每一均衡器頻段所映射到的該濾波訊號的該等頻率中各自所對應的振幅取一平均值、一中位數、一最小值，及一最大值中的一者，以獲得每一均衡器頻段所對應的該均衡器增益值。
如請求項1所述的音訊調整方法，其中，在子步驟(C5)中，先將該組均衡器增益值進行正規化，以取得一組正規化增益值，接著根據該組正規化增益值取得該組均衡器參數補償值，該組均衡器參數補償值中的每一均衡器參數補償值與該組正規化增益值中其所對應的一正規化增益值之和接近零。
如請求項1所述的音訊調整方法，其中，在步驟(B)中，該無線傳輸方式為一藍牙傳輸方式。
一種音訊調整裝置，包含：一聲音收發模組，接收一聲音測試訊號，並根據該聲音測試訊號產生一輸出音訊，且以一無線傳輸方式發出該輸出音訊；及一顯示模組，包括一播放器，用以產生並播出該聲音測試訊號，一無線接收器，接收來自該聲音收發模組的該輸出音訊，並據以輸出數位的該輸出音訊，一處理器，接收來自該無線接收器之數位的該輸出音訊，並根據該輸出音訊進行一頻率響應分析，以產生一組均衡器參數補償值，及一均衡器，接收來自該處理器的該組均衡器參數補償值，並根據該組均衡器參數補償值調整其自身所具有的一組均衡器參數，以致該顯示模組根據已調整之該組均衡器參數輸出一音頻訊號；其中，該處理器所進行之該頻率響應分析包括，將該輸出音訊進行快速傅立葉轉換為一頻域訊號，將該頻域訊號進行濾波，以產生一濾波訊號，該濾波訊號具有多個頻率及多個分別對應該等頻率的振幅，將該濾波訊號的每一頻率映射至一組均衡器頻段中對應的一均衡器頻段，根據該組均衡器頻段中每一均衡器頻段所映射到的該濾波訊號的該等頻率中各自所對應的振幅，取得每一均衡器頻段所對應的一均衡器增益值，每一該均衡器增益值組成一組均衡器增益值，及根據該組均衡器增益值，取得該組均衡器參數補償值。
如請求項6所述的音訊調整裝置，其中，該處理器將該頻域訊號進行1/3倍頻濾波，以產生該濾波訊號，及該處理器將每一均衡器頻段所映射到的該濾波訊號的該等頻率中各自所對應的振幅取一平均值、一中位數、一最小值，及一最大值中的一者，以獲得每一均衡器頻段所對應的該均衡器增益值。
如請求項6所述的音訊調整裝置，其中，該處理器先將該組均衡器增益值進行正規化，以取得一組正規化增益值，接著根據該組正規化增益值取得該組均衡器參數補償值，該組均衡器參數補償值中的每一均衡器參數補償值與該組正規化增益值中其所對應的一正規化增益值之和接近零。