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TWI655625B - 反應播放環境聲場效果的聲音再現方法及聲音再現裝置 - Google Patents

反應播放環境聲場效果的聲音再現方法及聲音再現裝置 Download PDF

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TWI655625B
TWI655625B TW106144631A TW106144631A TWI655625B TW I655625 B TWI655625 B TW I655625B TW 106144631 A TW106144631 A TW 106144631A TW 106144631 A TW106144631 A TW 106144631A TW I655625 B TWI655625 B TW I655625B
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林立研
蔡宗佑
廖俊旻
郭彥閔
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宏達國際電子股份有限公司
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Abstract

一種聲音再現方法，包含：對測試環境施以原始音訊產生播放聲音；接收播放聲音以產生接收聲音資料；根據與原始音訊相關的已知音訊資料以及接收聲音資料，計算對應測試環境的至少一測試環境空間參數；以及根據測試環境空間參數調整輸入音訊，以產生再現音訊。

Description

反應播放環境聲場效果的聲音再現方法 及聲音再現裝置
本發明是有關於一種聲音再現技術，且特別是有關於一種聲音再現方法及聲音再現裝置。
空間以及環繞音效的音訊處理，在影像或是其他音訊播放裝置上是愈來愈常見的技術。用以播放的音訊檔案不一定包括空間資訊。在部分技術中，是手動使用等化器來調整音訊檔案的頻率響應，以達到使音訊具有空間效果的播放結果。然而，這樣的技術並不具有效率，而且可能無法反映播放環境的實際狀況。
因此，如何設計一個新的聲音再現方法及裝置，以解決上述的問題，乃為此一業界亟待解決的問題。
因此，本發明之一態樣是在提供一種聲音再現 (reproduce)方法，包含：對測試環境施以原始音訊(audio)產生播放聲音(sound)；接收播放聲音以產生接收聲音資料；根據與原始音訊相關的已知音訊資料以及接收聲音資料，計算對應測試環境的至少一測試環境空間參數；以及根據測試環境空間參數調整輸入音訊，以產生再現音訊。
本發明之另一態樣是在提供一種聲音再現裝置，包含：記憶體以及處理模組。記憶體配置以儲存電腦程式碼。處理模組電性耦接於記憶體，並配置以執行電腦程式碼，以執行聲音再現方法，聲音再現方法包含：對測試環境施以原始音訊產生播放聲音；接收播放聲音以產生接收聲音資料；根據與原始音訊相關的已知音訊資料以及接收聲音資料，計算對應測試環境的至少一測試環境空間參數；以及根據測試環境空間參數調整輸入音訊，以產生再現音訊。
應用本發明的聲音再現裝置以及聲音再現方法，可以計算對應於實際環境的測試環境空間參數，並進一步將測試環境空間參數應用到其他輸入音訊來產生再現音訊。實際環境的空間特質，可因此由再現音訊重現。
1‧‧‧聲音再現裝置
100‧‧‧記憶體
101‧‧‧電腦程式碼
102‧‧‧處理模組
103‧‧‧原始音訊
104‧‧‧播放模組
105‧‧‧播放聲音
106‧‧‧聲音接收模組
107‧‧‧接收聲音資料
108‧‧‧儲存模組
109‧‧‧測試環境空間參數
111‧‧‧輸入音訊
113‧‧‧再現音訊
200‧‧‧聲音再現方法
201-204‧‧‧步驟
3‧‧‧聲音再現裝置
300‧‧‧記憶體
301‧‧‧電腦程式碼
302‧‧‧處理模組
303‧‧‧原始音訊
304‧‧‧儲存模組
305‧‧‧已知音訊資料
307‧‧‧接收聲音資料
309‧‧‧差異輸出音訊資料
311‧‧‧測試環境空間參數
313‧‧‧輸入音訊
315‧‧‧再現音訊
400‧‧‧聲音再現方法
401-405‧‧‧步驟
第1圖為本發明一實施例中，一種聲音再現裝置的方塊圖；第2圖為本發明一實施例中，一種聲音再現方法的流 程圖；第3圖為本發明一實施例中，一種聲音再現裝置的方塊圖；以及第4圖為本發明一實施例中，一種聲音再現方法的流程圖。
請參照第1圖。第1圖為本發明一實施例中，一種聲音再現裝置1的方塊圖。聲音再現裝置1包含：記憶體100、處理模組102、播放模組104及聲音接收模組106。
記憶體100可包含適合用以儲存資料及機器可讀指令的元件，例如但不限於唯讀記憶體(read only memory；ROM)、隨機存取記憶體(random access memory；RAM)、可抹除可編程唯讀記憶體(erasable programmable read only memory；EPROM)、電子可抹除可編程唯讀記憶體(electrically erasable programmable read only memory；EEPROM)、硬碟、用以處理光碟片的可移除式媒體驅動器、數位影像碟片、磁片、盒式磁帶、記憶卡等。
播放模組104可為任何適合用以播放聲音訊號的模組，例如但不限於喇叭或是擴大機。聲音接收模組106可為任何能接收聲音訊號的模組，例如但不限於麥克風。
處理模組102電性耦接於記憶體100、播放模組104以及聲音接收模組106。在此所使用的處理模組102可為任 何運算電路，例如但不限於微處理器、微控制器、複雜指令集運算微處理器、精簡指令集運算微處理器、超長指令字組微處理器、超平行指令集運算微處理器、繪圖處理器、數位訊號處理器或任何其他類型的處理器。處理模組102可包含嵌入式處理器，例如通用或可程式邏輯裝置或陣列、特殊應用積體電路及單晶片電腦等。
於一實施例中，記憶體100可配置以儲存電腦程式碼101，並可由處理模組102進行存取並執行。當電腦程式碼101由處理模組102執行時，電腦程式碼101可使處理模組102操作聲音再現裝置1。
請參照第2圖。第2圖為本發明一實施例中，一種聲音再現方法200的流程圖。聲音再現方法200可應用於第1圖中的聲音再現裝置1。更詳細地說，於一實施例中，處理模組102可配置以執行儲存在記憶體100中的電腦程式碼101，以執行聲音再現方法200。第2圖所繪示的聲音再現方法200將搭配第1圖進行描述。
聲音再現方法200包含下列步驟(應瞭解到，在本實施方式中所提及的步驟，除特別敘明其順序者外，均可依實際需要調整其前後順序，甚至可同時或部分同時執行)。
於步驟201，對測試環境施以原始音訊103產生播放聲音105。
更詳細地，播放模組104可被處理模組102控制，以在對應測試環境的環境聲音上播放原始音訊103，進 而產生播放聲音105。其中測試環境為真實環境。
於一實施例中，原始音訊103是從例如，但不限於儲存模組108所擷取。其中，儲存模組108可為設置在聲音再現裝置1中的本地儲存模組，或是設置於伺服器中的遠端儲存模組。
更進一步地，原始音訊103可為數位資料。聲音再現裝置1可包含例如，但不限於數位訊號處理模組以及數位至類比轉換器(未繪示)，以處理來自處理模組102的原始音訊103並將原始音訊103自數位形式轉換為類比形式，並使播放模組104在真實環境中播放原始音訊103。
於步驟202，接收播放聲音105以產生接收聲音資料107。
更詳細地說，於一實施例中，聲音接收模組106可被處理模組102控制，以接收播放聲音105並產生接收聲音資料107。
於一實施例中，聲音接收模組106可為例如，但不限於麥克風。聲音再現裝置1可包含例如，但不限於類比至數位轉換器及數位訊號處理模組等模組(未繪示)，以將由聲音接收模組106所接收的播放聲音105由類比形式轉換為數位形式，並對播放聲音105進行處理以產生接收聲音資料107。
需注意的是，在一實施例中，步驟201及202可同時執行。更詳細的說，當播放模組104被控制以播放原始音訊103時，聲音接收模組106可同時被控制以接收播放 聲音105。
於步驟203，根據原始音訊103以及接收聲音資料107，計算對應測試環境的至少一測試環境空間參數109。
在本實施例中，測試環境空間參數109的計算是由處理模組102根據接收聲音資料107以及原始音訊103間的相除結果。
於一實施例中，原始音訊103包含例如，但不限於啁啾(chirp)訊號、脈衝訊號、音樂聲音訊號或語音訊號。據以計算出的測試環境空間參數109可包含接收聲音資料107以及原始音訊103相關的聲道間相位差、聲道間時間差、頻率響應、振幅或其組合。
於一實施例中，處理模組102將測試環境空間參數109儲存於例如，但不限於儲存模組108中。
於步驟204，根據測試環境空間參數109調整輸入音訊111，以產生再現音訊113。
於一實施例中，輸入音訊111是從例如，但不限於第1圖中繪示的儲存模組108或是其他聲音輸入源(未繪示)所擷取。更進一步地，處理模組102可自儲存模組108中擷取所儲存的測試環境空間參數109。處理模組102可使用任何合適的數學計算方法，將測試環境空間參數109應用於輸入音訊111上進行調整。
再現音訊113可由任何播放裝置，例如但不限於第1圖所繪示的播放模組104進行播放，或是由耳機(未繪示)所播放。實際環境的空間特質，可由再現音訊113重 現。
本發明的聲音再現裝置1以及聲音再現方法200可以計算對應於實際環境的測試環境空間參數109，並進一步將測試環境空間參數109應用到其他輸入音訊111來產生再現音訊113。實際環境的空間特質，可因此由再現音訊113重現。
請參照第3圖。第3圖為本發明一實施例中，聲音再現裝置3的方塊圖。聲音再現裝置3包含記憶體300以及處理模組302。
記憶體300可包含適合用以儲存資料及機器可讀指令的元件，例如但不限於唯讀記憶體、隨機存取記憶體、可抹除可編程唯讀記憶體、電子可抹除可編程唯讀記憶體、硬碟、用以處理光碟片的可移除式媒體驅動器、數位影像碟片、磁片、盒式磁帶、記憶卡等。
處理模組302電性耦接於記憶體300。在此所使用的處理模組302可為任何運算電路，例如但不限於微處理器、微控制器、複雜指令集運算微處理器、精簡指令集運算微處理器、超長指令字組微處理器、超平行指令集運算微處理器、繪圖處理器、數位訊號處理器或任何其他類型的處理器。處理模組102可包含嵌入式處理器，例如通用或可程式邏輯裝置或陣列、特殊應用積體電路及單晶片電腦等。
於一實施例中，記憶體300可配置以儲存電腦程式碼301，並可由處理模組302進行存取並執行。當電腦程式碼301由處理模組302執行時，電腦程式碼301可使處 理模組302操作聲音再現裝置3。
請參照第4圖。第4圖為本發明一實施例中，一種聲音再現方法400的流程圖。聲音再現方法400可應用於第3圖中的聲音再現裝置3。更詳細地說，於一實施例中，處理模組302可配置以執行儲存在記憶體300中的電腦程式碼301，以執行聲音再現方法300。第4圖所繪示的聲音再現方法400將搭配第3圖進行描述。
聲音再現方法400包含下列步驟(應瞭解到，在本實施方式中所提及的步驟，除特別敘明其順序者外，均可依實際需要調整其前後順序，甚至可同時或部分同時執行)。
於步驟401，對測試環境施以原始音訊303與人工音訊(未繪示)疊加後的音訊來產生播放聲音。於一實施例中，測試環境為虛擬環境，是由電腦產生的虛擬實境環境，並由例如，但不限於處理模組302所運作。
更詳細來說，原始音訊303是與對應測試環境的人工音訊(未繪示)進行疊加，以產生播放聲音。
於一實施例中，原始音訊303是由例如，但不限於儲存模組304所擷取。其中，儲存模組304可為設置在聲音再現裝置1中的本地儲存模組，或是設置於伺服器中的遠端儲存模組。
於步驟402，接收播放聲音以產生接收聲音資料307。
於步驟403，處理模組302在測試環境中播放未 疊加的原始音訊303，以產生已知音訊資料305。
於步驟404，根據已知音訊資料305以及接收聲音資料307，計算對應測試環境的至少一測試環境空間參數311。
更詳細來說，處理模組302將接收聲音資料307以及已知音訊資料305相減，以產生差異輸出音訊資料309，其中差異輸出音訊資料309包含測試環境空間參數311。
於一實施例中，原始音訊303包含例如，但不限於啁啾訊號、脈衝訊號、音樂聲音訊號或語音訊號。據以計算出的測試環境空間參數311可包含差異輸出音訊資料309以及原始音訊303相關的聲道間相位差、聲道間時間差、頻率響應、振幅或其組合。
於一實施例中，處理模組302將測試環境空間參數311儲存於例如，但不限於儲存模組304中。
於步驟405，處理模組302根據測試環境空間參數311調整輸入音訊313，以產生再現音訊315。
於一實施例中，輸入音訊313是從例如，但不限於第3圖中繪示的儲存模組304或是其他聲音輸入源(未繪示)所擷取。處理模組302可使用任何合適的數學計算方法，將測試環境空間參數311應用於輸入音訊313上進行調整。
再現音訊315可由任何播放裝置，例如但不限於播放模組或是由耳機(未繪示)所播放。實際環境的空間 特質，可由再現音訊315重現。
本發明的聲音再現裝置3以及聲音再現方法400可以計算對應於實際環境的測試環境空間參數311，並進一步將測試環境空間參數311應用到其他輸入音訊313來產生再現音訊315。實際環境的空間特質，可因此由再現音訊315重現。
雖然本案內容已以實施方式揭露如上，然其並非配置以限定本案內容，任何熟習此技藝者，在不脫離本案內容之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本案內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (9)

  1. 一種聲音再現(reproduce)方法，用以反應播放環境聲場效果，包含：對一測試環境施以一原始音訊(audio)產生一播放聲音(sound)；接收該播放聲音以產生一接收聲音資料；根據該原始音訊以及該接收聲音資料，計算對應該測試環境的至少一測試環境空間參數；以及根據該測試環境空間參數調整一輸入音訊，以產生一再現音訊。
  2. 如請求項1所述之聲音再現方法，其中產生該播放聲音的步驟更包含：在對應該測試環境的一環境聲音上播放該原始音訊，以產生該播放聲音，其中該測試環境為一真實環境。
  3. 如請求項1所述之聲音再現方法，其中產生該播放聲音的步驟更包含：將該原始音訊與對應該測試環境的一人工環境空間參數進行疊加，以產生該播放聲音，其中該測試環境為一虛擬環境。
  4. 如請求項3所述之聲音再現方法，更包含：將該接收聲音資料以及該原始音訊相減，以產生差異輸 出音訊資料，其中該差異輸出音訊資料包含該至少一測試環境空間參數。
  5. 如請求項1所述之聲音再現方法，更包含儲存該至少一測試環境空間參數。
  6. 如請求項1所述之聲音再現方法，其中該至少一測試環境空間參數包含與該接收聲音資料以及該原始音訊相關的一聲道間相位差、一聲道間時間差、一頻率響應、一振幅或其組合。
  7. 如請求項1所述之聲音再現方法，其中該原始音訊包含一啁啾(chirp)訊號、一脈衝訊號、一音樂聲音訊號或一語音訊號。
  8. 如請求項1所述之聲音再現方法，其中該測試環境空間參數的計算與該接收聲音資料以及該已知音訊資料間的相除結果相關。
  9. 一種聲音再現裝置，用以反應播放環境聲場效果，包含：一記憶體，配置以儲存一電腦程式碼；以及一處理模組，電性耦接於該記憶體，並配置以執行該電腦程式碼，以執行一聲音再現方法，該聲音再現方法包含： 對一測試環境施以一原始音訊產生一播放聲音；接收該播放聲音以產生一接收聲音資料；根據該原始音訊以及該接收聲音資料，計算對應該測試環境的至少一測試環境空間參數；以及根據該測試環境空間參數調整一輸入音訊，以產生一再現音訊。
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