[发明专利]信号处理设备

说明书

技术领域

本发明涉及信号处理设备。更具体地，本发明涉及音频再现(reproduce)设备。

背景技术

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)f0为100Hz左右或更高。

通常，当频率小于等于扬声器的共振频率f0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 frequencycomponent)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f0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S1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 andmidrange)的频率分量S2在高通滤波器2中从音频信号S1中提取，并提供到合成电路3。另外，音频信号S1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f0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f0到2f0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(frequencycharacteristic)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号未经审查的专利申请公开作为现有技术文档。

发明内容

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f0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f0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。