本发明专利技术提供了一种信号处理设备，其包括第一和第二提取单元，所述第一和第二提取单元分别从输入音频信号中提取具有第一频带和第二频带的频率分量；生成第一谐波分量信号的第一谐波分量生成单元，所述第一谐波分量信号包含频率为在所述第一提取单元中提取的频率分量的频率的Ｎ１倍的频率分量；生成第二谐波分量信号的第二谐波分量生成单元，所述第二谐波分量信号包含频率为在所述第二提取单元中提取的频率分量的频率的Ｎ２倍的频率分量；以及合成单元，所述合成单元以预定比例合成所述输入音频信号以及所述第一和第二谐波分量信号。所述第一频带高于所述第二频带。Ｎ１和Ｎ２为正整数，且Ｎ１小于Ｎ２。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及信号处理设备。更具体地，本专利技术涉及音频再现(reproduce)设备。
技术介绍
所谓小型元件(minicomponent)、平板电视(flat -screen television) 等往往具有小直径的扬声器(speaker)和放置扬声器的小容量的扬声器箱 (外壳)。因此，许多情况下扬声器的共振频率(resonance frequency) fD 为100Hz左右或更高。通常，当频率小于等于扬声器的共振频率fD的音频信号提供到扬声器 时，随着音频信号频率的增加，基频分量(fundamental frequency component ) 的声压(sound pressure )减小，并且导致声音失真 (distortion)的频率分量(谐波频率)的数目迅速增加。因此，对于使用上述小直径扬声器的音频再现设备来说，很难充分再 现频率小于等于扬声器的共振频率fD的低音(bass)。乐器音调(instrumental tone)包括基音(fundamental)及其谐波 (harmonic)，并且音色(tone color)由基音及其谐波之间的比例来决 定。关于可听度(audibility)，即使不输出基音，其谐波的输出也能使听 众感觉到好像输出了基音的声音输出。这已在心理声学(psychoacoustic) 上得到验证。允许听众使用这种感官特性(sensory property)来体验低音的音频设 备已被提出。图11是使用感官特性的示例性音频再现设备的流程图。示 例性音频处理设备包括具有小直径的扬声器5，该扬声器的被听众体验的 低音应该改进。音频信号SI经输入端1提供到高通滤波器2。如图12的部分(A)所示，频率大于等于扬声器5的共振频率f0的中高范围(high and midrange)的频率分量S2在高通滤波器2中从音频信号SI中提取，并提 供到合成电路3。另外，音频信号SI经输入端1提供到带通滤波器7。如 图12的部分(B)所示，频率从f0/2到fD的低频分量S7在带通滤波器7 中从音频信号S1中提取，并提供到变调器(pitch shifter) 8。变调器8将提供给它的低频分量S7的频率乘以2。如图12的部分 (C)所示，频率从fD到2fO的谐波分量S8从变调器8输出。谐波分量S8提供到合成电路3来与中高范围的频率分量S2合成，并 且合成电路3输出包含低频分量S7的加强谐波分量S8的音频信号S3，如 图12的部分(D)所示。该音频信号S3经功率放大器4提供到扬声器5。 因此，具有如图12的部分(D )所示的频率特性(frequency characteristic)的声音，即包含低频分量S7的加强谐波分量S8的音频信号 S3的声音从扬声器5输出。这种情况下，扬声器5不输出低频分量S7的声音，而是输出基频分 量为低频分量S7的谐波分量S8的声音。如上所述，这允许听众感觉到的 声音好像是输出了低频分量S7的声音。因此，尽管扬声器5具有小直 径，听众仍能体验到低音。认为在低频分量的频率S7乘以整数生成谐波分量S8的情况中，当谐 波分量的频率S8为200赫兹左右或更低时，谐波分量S8的声音不使听众 觉得声音有什么错误。给出日本8-213862号未经审査的专利申请公开作为现有技术文档。
技术实现思路
上述音频再现设备中，取决于低频分量S7的频率，听众可能无法体 验到希望的低音。例如，图13的部分(A)中通过曲线F5示出扬声器5 的再现频率范围(频率特性)，并假定扬声器5的共振频率ffi为100赫 兹。如图13的部分(A)所示，当一个低频分量S7的频率为60赫兹时， 相应的一个谐波分量S8的频率为120赫兹。由于谐波分量S8的频率120赫兹包含在扬声器5的再现频率范围F5内，因此如上所述，对于听众来讲可以通过接收谐波分量S8的声音来体验低频分量S7的低音。但是，如图13的部分(B)所示，当一个低频分量S7的频率为35赫 兹时，相应的一个谐波分量S8的频率为70赫兹。由于谐波分量S8的频 率70赫兹不包含在扬声器5的再现频率范围F5内，因此对于听众来讲不 能通过接收谐波分量S8的声音来体验低频分量S7的低音。相反，由于频 率低于扬声器5的共振频率fD的谐波分量S8提供到扬声器5，因此失真 的声音从扬声器5输出。此外，假定扬声器5的共振频率fD为120赫兹，如图13的部分(C) 所示。当一个低频分量S7的频率为110赫兹时，相应的一个谐波分量S8 的频率为220赫兹。由于谐波分量S8的频率220赫兹包含在扬声器5的再 现频率范围F5内，因此谐波分量S8的声音能从扬声器5输出。但是，如 上所述，其声音不使听众觉得有错误的谐波分量S8的频率上限为200赫 兹左右。由于谐波分量S8的频率220赫兹超过了上限，因此扬声器5再 现的声音使听众觉得该声音有错误。 希望克服上述缺点。根据本专利技术的实施例，提供一种信号处理设备，所述信号处理设备包 括第一提取单元、第二提取单元、第一谐波分量生成单元、第二谐波分量 生成单元，以及合成单元。所述第一提取单元配置为从输入音频信号中提 取具有第一频带的频率分量。所述第二提取单元配置为从所述输入音频信 号中提取具有第二频带的频率分量。所述第一谐波分量生成单元配置为生 成第一谐波分量信号，所述第一谐波分量信号包含频率为所述第一提取单 元中提取的频率分量的频率的Nl倍的频率分量。第二谐波分量生成单元 配置为生成第二谐波分量信号，所述第二谐波分量信号包含频率为所述第 二提取单元中提取的频率分量的频率的N2倍的频率分量。所述合成单元 配置成以预定比例合成所述输入音频信号、所述第一谐波分量信号，以及 所述第二谐波分量信号。所述第一频带高于所述第二频带。Nl和N2为正 整数，且N1小于N2。根据本专利技术实施例的信号处理设备中，当音频信号的低频分量的频率低于扬声器的共振频率fD时，低频分量的谐波分量的声音从扬声器输出。 这允许听众通过接收谐波分量的声音来体验低频分量的低音。另外，低频分量的频率被成倍增加，以便低频分量的频率能落在扬声器的共振频率ro 与上限频率fi之间的频带内。这使听众不会觉得低音有错误。附图说明图i是根据本专利技术第一实施例的信号处理设备的流程图。 图2包括的每个图示出根据本专利技术第一实施例的信号处理设备的频率 特性。图3包括的每个图示出根据本专利技术第一实施例的信号处理设备的频率特性。图4是示出根据本专利技术第二实施例的信号处理设备的流程图。 图5包括的每个图示出根据本专利技术第二实施例的信号处理设备的频率 特性。图6是根据本专利技术第三实施例的信号处理设备的流程图。 图7包括的每个图示出根据本专利技术第三实施例的信号处理设备的频率 特性。图8说明根据本专利技术实施例描述信号处理的波形。图9是根据本专利技术实施例的电路的流程图。图10说明描述图9所示的电路中执行的信号处理的波形。图ll是现有技术的示例性音频再现设备的流程图。图12包括的每个图示出图ll所示的音频再现设备的频率特性；以及图13包括的每个图示出图ll所示的音频再现设备的频率特性。具体实施方式第一实施例图1是根据本专利技术第一实施例，作为音频处理设备的信号处理设备的 示例性构造图。信号处理设备包括具有小直径的扬声器5，该扬声器的被 用户体验本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种信号处理设备，包括： 第一提取单元，所述第一提取单元配置为从输入音频信号中提取具有第一频带的频率分量； 第二提取单元，所述第二提取单元配置为从所述输入音频信号中提取具有第二频带的频率分量； 配置为生成第一谐波分量信号的第一谐波分量生成单元，所述第一谐波分量信号包含频率为所述第一提取单元中提取的频率分量的频率的Ｎ１倍的频率分量； 配置为生成第二谐波分量信号的第二谐波分量生成单元，所述第二谐波分量信号包含频率为所述第二提取单元中提取的频率分量的频率的Ｎ２倍的频率分量；以及 合成单元，所述合成单元配置成以预定比例合成所述输入音频信号、所述第一谐波分量信号，以及所述第二谐波分量信号， 其中所述第一频带高于所述第二频带，并且 其中Ｎ１和Ｎ２为正整数，且Ｎ１小于Ｎ２。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：志村大，仲上太郎，大栗一敦，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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