СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕМБРОМ И АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР Российский патент 2006 года по МПК H03G5/16 

Изобретение относится к области обработки сигналов звуковой частоты и предназначено для применения в звуковоспроизводящих трактах, в которых предусматривается регулировка тембра, например в музыкальных центрах с CD-транспортом, домашних кинотеатрах, автомобильных аудиосистемах и т.д.

Необходимость управления тембром звучания сигналограмм, содержащих аудиосигналы, имеет как объективные, так и субъективные причины. Первая группа причин - это частотные искажения, вносимые звуковоспроизводящим трактом в оригинальную музыкальную программу, в результате чего нарушается исходный тональный баланс. Вторая группа причин определяется психофизиологическими особенностями и эстетическими требованиями слушателя. В идеальном случае, если оригинальный тембр звучания всех сигналограмм одинаковый, и параметры звуковоспроизводящего тракта, включая среду прослушивания, не меняются, то настройки тембра, произведенные единожды, изменять нет необходимости. Однако в реальности записи музыкальных программ отличаются как по тональному балансу, так и по содержанию. При этом правильные настройки в одном случае, с точки зрения слушателя оказываются неправильными в других случаях. В подобных ситуациях слушатель вынужден вручную перенастраивать тракт, внося в исходный сигнал дополнительную частотную коррекцию, носящую, как правило, индивидуальный характер.

Для упрощения и ускорения процесса перенастройки аудиотракта в современных устройствах предусматривается возможность оперативного выбора из памяти заранее подготовленных настроек тембра, входящих в некоторый набор жанров: джаз, поп, классика и др. Слушателю остается выбрать жанр. Для автоматизации выбора режима прослушивания (жанра) предложено даже записывать сведения о жанре в саму сигналограмму [Пат. Великобритании №2280340, 1994, G 11 B 20/00, H 03 G 5/16]. Основу такого автоматического регулятора составляют управляемый темброблок и блок памяти. Понятно, что указанный подход, основанный на изменении тембра в зависимости от жанра произведения, слишком упрощенный и рассчитан на обывателя с невысокой музыкальной культурой. Получить в автоматическом режиме желаемый тембр звучания, учитывающий индивидуальные требования слушателя, особенности сигналограммы и звуковоспроизводящего тракта, конечно, не удается.

Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, заключается в обеспечении возможности автоматического задания тембра звучания каждой, отдельно взятой, сигналограммы в соответствии с конкретными требованиями слушателя. Тембр звучания устанавливается автоматически на основе единожды произведенных настроек, относящихся к данной сигналограмме,

Технический результат достигается тем, что в способе автоматического управления тембром звучания сигналограммы, согласно изобретению первоначально задают желаемый тембр звучания выбранной сигналограммы, осуществляя индивидуальные настройки звуковоспроизводящего тракта, запоминают индивидуальные настройки, устанавливают связь между индивидуальными настройками и сигналограммой, при повторном воспроизведении указанной сигналограммы ее распознают и по ранее установленной связи индивидуальных настроек с данной сигналограммой производят автоматическую установку тембра звучания.

Сигналограмму можно распознавать по ее индивидуальной характеристике.

Связь между индивидуальными настройками и сигналограммой можно устанавливать путем запоминания индивидуальной характеристики сигналограммы и поставленных ей в соответствие индивидуальных настроек звуковоспроизводящего тракта.

Индивидуальную характеристику сигналограммы можно получить путем индексирования сигналограммы, причем как путем индексирования сигналограммы в целом, так и ее отдельных фрагментов.

В том случае, если сигналограмма содержится на компакт-диске, индивидуальной характеристикой сигналограммы может являться имя диска, содержащееся в субкоде.

Технический результат достигается также тем, что в автоматическом регуляторе тембра содержащем управляемый темброблок и блок памяти, аудиовход управляемого темброблока служит входом аудиосигнала, аудиовыход управляемого темброблока служит выходом аудиосигнала, согласно изобретению блок памяти предназначен для хранения индивидуальных настроек темброблока, адресный вход блока памяти служит для выбора ячеек индивидуальных настроек темброблока, соответствующих конкретной сигналограмме, информационный вход блока памяти предназначен для записи информации о настройках темброблока, информационный выход блока памяти предназначен для вывода информации об имеющихся настройках темброблока.

В автоматическом регуляторе управляемый темброблок может быть выполнен в виде классического двухполосного регулятора тембра с цифровым управлением.

В автоматическом регуляторе управляемый темброблок может быть выполнен в виде графического эквалайзера с цифровым управлением.

В автоматическом регуляторе управляемый темброблок может быть выполнен в виде параметрического эквалайзера с цифровым управлением.

Сущность изобретения поясняется графическим материалом. На фиг.1 показана функциональная схема автоматического регулятора тембра, включая источник сигнала. На фиг.2 показана блок-схема алгоритма управления тембром. На фиг.3 показана функциональная схема управляемого темброблока, подключенного к блоку памяти.

Схема по фиг.1 содержит источник 1 сигнала - CD-проигрыватель, управляемый темброблок 2 и блок 3 памяти, усилитель 4, акустическую систему 5 и слушателя 6. Выход аудиосигнала источника 1 соединен с аудиовходом управляемого темброблока 2, аудиовыход управляемого темброблока 2 является выходом аудиосигнала автоматического регулятора тембра. Адресный вход А блока 3 памяти соединен с выходом субкода источника 1 сигнала, двунаправленная шина данных DB блока 3 памяти соединена с управляющей шиной управляемого темброблока 2, вход PR программирования блока 3 памяти служит управляющим входом автоматического регулятора тембра. Блок 3 памяти представлен в виде репрограммируемого постоянного запоминающего устройства с электрической перезаписью информации.

Блок-схема алгоритма по фиг.2 демонстрирует последовательность выполнения основных действий в двух случаях: когда настройки не требуются, и когда слушатель настраивает тракт под конкретную сигналограмму.

Схема по фиг.3 состоит из двухполосного управляемого темброблока 2 и блока 3 памяти. В свою очередь, темброблок 2 содержит управляемый фильтр 7 верхних частот, управляемый фильтр 8 нижних частот, сумматор 9, преобразователи 10, 11 кодов в сигналы управления фильтрами, задатчики 12, 13 кодов управления. Входы фильтров 7, 8 объединены и составляют вход аудиосигнала, выходы фильтров 7, 8 подключены ко входам сумматора 9, управляющий вход фильтра 8 соединен с выходом преобразователя 10, вход которого соединен с выходом задатчика 12, управляющий вход фильтра 7 соединен с выходом преобразователя 11, вход которого соединен с выходом задатчика 13, разрешающие входы ОЕ задатчиков 12, 13 объединены со входом ОЕ (разрешение выхода) блока 3 памяти и образуют разрешающий вход Е управляемого темброблока, к двунаправленной информационной шине DB блока 3 памяти подключены выходы задатчиков 12, 13 кодов; А - адресный вход блока 3 памяти служит для выбора ячеек памяти, в которые записывают настройки темброблока и где хранят указанные настройки; PR - вход программирования блока 3 памяти. Задатчик 12 кода служит для задания кода управления низкими частотами сигнала, поступающего на аудиовход, а задатчик 13 - для задания кода управления высокими частотами.

Идея автоматического управления тембром достаточно проста и состоит в том, что слушатель после индивидуальной настройки аудиотракта при воспроизведении конкретной сигналограммы сохраняет настройки под именем, соответствующим данной сигналограмме, а при повторных прослушиваниях настройки автоматически извлекаются из памяти. Для иллюстрации идеи обратимся к схеме, приведенной на фиг.1, и блок-схеме алгоритма по фиг.2. Здесь в качестве источника сигнала принят CD-проигрыватель 1, выдающий как аудиосигнал, так и служебную информацию, содержащуюся в субкоде компакт-диска, где может находиться и имя диска. Код имени диска, играющий роль индивидуальной характеристики сигналограммы, поступает на адресный вход А блока 3 памяти и вызывает соответствующие этому коду ячейки памяти. Слушатель 6, находясь в зоне прослушивания, вручную управляя темброблоком 2, изменяет тембр звука, усиливаемый усилителем 4 и излучаемый акустической системой 5. После установки желаемого тембра слушатель подает команду PR (сигнал программирования) на запоминание настроек по ранее вызванному адресу в блоке 3 памяти. Таким образом, устанавливается связь между индивидуальными настройками и сигналограммой. При повторном воспроизведении сигналограммы информация, содержащаяся в субкоде, поступает на адресный вход блока 3 и вызывает ранее записанные настройки в виде кодов управления темброблоком 2. Таким образом, происходит автоматическая установка тембра звучания в соответствии с конкретными требованиями слушателя.

В рассмотренном случае процесс распознавания сигналограммы представлен упрощенно и сведен к выбору конкретного адреса из имеющегося адресного пространства блока 3 памяти. Однако способы распознавания сигналограмм могут быть и другими. При этом важным условием распознавания является наличие у сигналограммы индивидуальной характеристики, отличающей ее от других сигналограмм.

Количество частотных полос управляемого темброблока 2 может быть различным и зависит от требований, предъявляемых к качеству регулировки тембра. Управляемым темброблоком может быть как классический двухполосный темброблок, так и многополосный графический эквалайзер.

Принцип взаимодействия управляемого темброблока с блоком памяти в заявленном автоматическом регуляторе тембра иллюстрируется функциональной схемой (фиг.3), содержащей двухполосный темброблок с электронным управлением. Управление по низким частотам происходит путем задания и изменения кода управления при помощи задатчика кода 12, а управление по высоким частотам - при помощи задатчика 13. Управляющие коды через преобразователи 10, 11 поступают на управляющие входы фильтров 8, 7, которые служат для контролируемого изменения амплитудно-частотной характеристики звуковоспроизводящего тракта. Задание кодов, то есть ручная настройка тембра, происходит при Е=1 - при разрешающих уровнях на входах ОЕ задатчиков 12, 13 и запрещающем уровне ОЕ блока 3 памяти. Последний при Е=1 должен работать только на прием информации по двунаправленной шине DB. По окончании настроек установленные на выходах 12, 13 коды настроек по сигналу программирования PR записываются в блок 3 памяти. При повторном воспроизведении сигналограммы для автоматической настройки на вход Е следует подать уровень логического нуля. В этом случае задатчики 12, 13 отключаются от информационных шин, переходя в высокоимпедансное состояние на выходах, а двунаправленная шина DB переходит в состояние, соответствующее передаче информации с выхода блока 3 памяти на входы преобразователей 10, 11. (Читателю должно быть ясно, что и задатчики кодов 12, 13, и блок 3 должны обладать возможностью переводить свои выходы в третье нелогическое состояние под действием сигналов ОЕ).

Отметим, что в качестве задатчиков кодов можно использовать любые устройства с внешним ручным управлением, которые позволяют задавать двоичный код, управляющий фильтрами 7, 8. В том случае, если для управления фильтрами 7,8 требуются аналоговые сигналы, то коды от задатчиков 12, 13 следует преобразовать в аналоговые сигналы управления, используя в качестве блоков 10, 11 цифроаналоговые преобразователи.

Рассмотренный способ автоматического управления тембром позволит придать современной аудиотехнике новое свойство - автоматическую адаптацию под тембральные особенности сигналограмм. При этом адаптация происходит в строгом соответствии с психоакустическими требованиями слушателя, с его индивидуальными представлениями о тональном балансе и характере звуковых образов. Актуальность способа предопределена как неуклонным расширением личных библиотек сигналограмм, записанных в разных условиях различными звукорежиссерами, так и возрастающими требованиями слушателя к качеству воспроизводимых музыкальных программ. При применении предложенного способа для автоматического управления многополосными графическими эквалайзерами потребитель будет избавлен от утомительной перенастройки эквалайзера при переходе от одной музыкальной программы к другой. Кроме того, применение многополосного эквалайзера станет оправданным не только у аудиофилов, способных грамотно управлять тональным балансом, но и у обывателей, не обладающих должными навыками и музыкальной культурой.

Изобретение относится к области сигналов звуковой частоты и может использоваться в звуковоспроизводящих трактах. Достигаемый технический результат - обеспечение возможности автоматического задания тембра звучания каждой отдельно взятой сигналограммы в соответствии с конкретными требованиями слушателя. В способе первоначально задают желаемый тембр звучания выбранной сигналограммы, осуществляя индивидуальные настройки звуковоспроизводящего тракта, запоминают эти настройки, запоминают индивидуальные характеристики выбранной сигналограммы, запоминают соответствие индивидуальных характеристик выбранной сигналограммы индивидуальным настройкам звуковоспроизводящего тракта, при повторном воспроизведении указанной сигналограммы ее распознают и производят автоматическую установку тембра звучания выбранной сигналограммы путем установки запомненных настроек звуковоспроизводящего тракта. Устройство содержит управляемый темброблок и блок памяти. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ автоматического управления тембром звучания сигналограммы, отличающийся тем, что первоначально задают желаемый тембр звучания выбранной сигналограммы, осуществляя индивидуальные настройки звуковоспроизводящего тракта, запоминают индивидуальные настройки звуковоспроизводящего тракта, запоминают индивидуальные характеристики выбранной сигналограммы, запоминают соответствие индивидуальных характеристик выбранной сигналограммы индивидуальным настройкам звуковоспроизводящего тракта, при повторном воспроизведении указанной сигналограммы ее распознают и производят автоматическую установку тембра звучания выбранной сигналограммы путем установки запомненных настроек звуковоспроизводящего тракта.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сигналограмму распознают по ее индивидуальной характеристике.3. Способ по п.2, отличающийся тем, что индивидуальную характеристику сигналограммы получают путем индексирования сигналограммы.4. Способ по п.3, отличающийся тем, что индивидуальную характеристику сигналограммы получают как путем индексирования сигналограммы в целом, так и ее отдельных фрагментов.5. Способ по п.2, отличающийся тем, что в случае, если сигналограмма содержится на компакт-диске, индивидуальной характеристикой сигналограммы является имя диска, содержащееся в субкоде.6. Автоматический регулятор тембра, содержащий двухполосный управляемый темброблок и блок памяти, при этом аудиовход управляемого темброблока является входом аудиосигнала, а аудиовыход управляемого темброблока является выходом аудиосигнала, отличающийся тем, что управляемый темброблок состоит из управляемого фильтра верхних частот, управляемого фильтра нижних частот, выходы которых подключены к входам сумматора, двух преобразователей кодов в сигналы управления, задатчика кодов управления высокими частотами и задатчика кодов управления низкими частотами, при этом вход управляемого фильтра нижних частот соединен с выходом преобразователя кодов в сигналы управления, вход которого соединен с выходом задатчика кодов управления низкими частотами, вход управления фильтром верхних частот соединен с выходом преобразователя кодов в сигналы управления, вход которого соединен с выходом задатчика кодов управления высокими частотами, при этом входы сигналов разрешающего уровня задатчика кодов управления высокими частотами и задатчика кодов управления низкими частотами и вход сигнала запрещающего уровня блока памяти объединены и образуют разрешающий вход автоматического регулятора тембра, выход задатчика кодов управления высокими частотами и выход задатчика кодов управления низкими частотами подключены также к соответствующей двунаправленной шине управления блока памяти, в ячейки памяти которого записывают индивидуальные настройки управляемого темброблока, соответствующие конкретной сигналограмме, и в которых хранят указанные настройки, адресный вход блока памяти служит для выбора упомянутых ячеек памяти блока памяти, который содержит также вход сигнала программирования, входы управляемого фильтра верхних частот и управляемого фильтра нижних частот объединены и являются входом аудиосигнала, причем при повторном воспроизведении конкретной сигналограммы при поступлении на адресный вход блока памяти сигнала, соответствующего ее индивидуальной характеристике, воспроизводят записанные и соответствующие ей индивидуальные настройки управляемого темброблока и автоматически устанавливают тембр звучания.