以频谱分析实现虚拟多声道的方法

1.一种以频谱分析实现虚拟多声道的方法，是用以将二声道音源资料格式转换成六声道资料格式以播放六声道的音效，其特征在于，该方法主要包括下述步骤：一重低音音源产生步骤，以该二声道音源资料的左声道及右声道音源资料的平均值，经过一第一低通滤波处理以产生重低音音源资料，其中，该第一低通滤波处理是将高于第一截止频率的音源资料予以滤除，而且，该第一截止频率是由预设的复数个频率值中选择其中之一并对应于该二声道音源资料的能量频谱密度中的一预设比例部分的频率位置；一中声道音源产生步骤，以该二声道音源资料的左声道及右声道音源资料的平均值，经过一第二低通滤波处理以产生中声道音源资料，其中，该第二低通滤波处理是将高于第二截止频率的音源资料予以滤除；一左/右环场后置音源产生步骤，以该二声道音源资料的左声道及右声道音源资料分别复制为左环场后置音源资料及右环场后置音源资料；以及一六声道音源组合步骤，将该左声道、右声道、中声道、重低音、左环场后置及右环场后置音源资料组合成六声道音源资料格式。
2.如权利要求1所述的以频谱分析实现虚拟多声道的方法，其特征在于，其中，该第一截止频率是由下述的步骤所求取：一音源转换步骤，对该二声道音源资料进行快速傅立叶转换；一频谱高度累加步骤，在频率领域将转换后各频率的频谱高度累加；以及一截止频率选定步骤，当累加的结果超过一预定值时，以最后累加的频率作为该第一截止频率。
3.如权利要求2所述的以频谱分析实现虚拟多声道的方法，其特征在于，其中，该频谱高度累加步骤是由低频率往高频率的方向进行累加。
4.如权利要求1所述的以频谱分析实现虚拟多声道的方法，其特征在于，其中，该预设的复数个频率值为100Hz、170Hz、330Hz、600Hz以及1KHz。
5.如权利要求1所述的以频谱分析实现虚拟多声道的方法，其特征在于，其中，于该中声道音源产生步骤中，该第二截止频率是为3KHz。

以频谱分析实现虚拟多声道的方法\n技术领域\n本发明是关于一种以频谱分析实现虚拟多声道的方法，尤指一种在个人电脑(Personal Computer，PC)上将二声道音源转换成六声道音源输出的方法。\n背景技术\n随着个人电脑的快速发展，个人电脑不仅具有一般已知的计算功能，更具备多媒体及消费性产品功能，例如视讯功能、或立体音效输出功能，使得个人电脑的应用更为多样化。当个人电脑欲播放六声道音源时，该六声道音源资料格式如图1所示，其中L及R代表左声道及右声道音源资料，C代表中声道音源资料，LEF代表重低音音源资料，S.L及S.R代表左环场后置及右环场后置音源资料，播放系统或软件则将该六声道资料格式送往解码器，以输出六声道音效。\n然而当欲播放的音源为仅具左声道及右声道的二声道音源时，该二声道音源资料格式如图2所示，播放系统或软件则将该二声道音源资料格式转换成六声道资料格式，该六声道资料格式中的C、LEF、S.L及S.R栏位则填入0，如图3所示，亦即当播放时中声道，重低音声道、左环场后置声道及右环场后置声道均保持静默，虽然一般已知的硬件均有支持六声道的播放，而当所播放的音源为仅具左声道及右声道的二声道音源时，不仅形成硬件的浪费，而使用者亦无法享受六声道的音效。\n发明人爰因于此，本于积极发明的精神，亟思一种可以解决上述问题的“以频谱分析实现虚拟多声道的方法”，几经研究实验终至完成此项嘉惠世人的发明。\n发明内容\n本发明的主要目的是在提供一种以频谱分析实现虚拟多声道的方法，以可在仅有二声道音源时，仍可听取六声道的输出。\n为达成上述的目的，本发明一种以频谱分析实现虚拟多声道的方法，是用以将二声道音源资料格式转换成六声道资料格式以播放六声道的音效，其特征在于，该方法主要包括下述步骤：一重低音音源产生步骤，以该二声道音源资料的左声道及右声道音源资料的平均值，经过一第一低通滤波处理以产生重低音音源资料，其中，该第一低通滤波处理是将高于第一截止频率的音源资料予以滤除，而且，该第一截止频率是由预设的复数个频率值中选择其中之一并对应于该二声道音源资料的能量频谱密度中的一预设比例部分的频率位置；一中声道音源产生步骤，以该二声道音源资料的左声道及右声道音源资料的平均值，经过一第二低通滤波处理以产生中声道音源资料，其中，该第二低通滤波处理是将高于第二截止频率的音源资料予以滤除；一左/右环场后置音源产生步骤，以该二声道音源资料的左声道及右声道音源资料分别复制为左环场后置音源资料及右环场后置音源资料；以及一六声道音源组合步骤，将该左声道、右声道、中声道、重低音、左环场后置及右环场后置音源资料组合成六声道音源资料格式。\n其中，该第一截止频率是由下述的步骤所求取：一音源转换步骤，对该二声道音源资料进行快速傅立叶转换；一频谱高度累加步骤，在频率领域将转换后各频率的频谱高度累加；以及一截止频率选定步骤，当累加的结果超过一预定值时，以最后累加的频率作为该第一截止频率。\n其中，该频谱高度累加步骤是由低频率往高频率的方向进行累加。\n其中，该预设的复数个频率值为100Hz、170Hz、330Hz、600Hz以及1KHz。\n其中，于该中声道音源产生步骤中，该第二截止频率是为3KHz。\n由于本发明构造新颖，能提供产业上利用，且确有增进功效，故依法申请发明专利。\n附图说明\n为使审查员能进一步了解本发明的结构、特征及其目的，以下结合附图及较佳具体实施例的详细说明如后，其中：图1是六声道音源资料格式的示意图。\n图2是二声道音源资料格式的示意图。\n图3是以已知播放系统将二声道音源资料格式转换为六声道音源资料格式的示意图。\n图4是本发明的以频谱分析实现虚拟多声道的方法的流程图。\n图5是本发明的以频谱分析方法以决定截止频率(Cutoff Frequency)的示意图。\n图6是在频率领域中能量频谱密度(Power Spectrun Density，PSD)分布的示意图。\n具体实施方式\n有关本发明的以频谱分析实现虚拟多声道的方法的一较佳实施例，敬请参照图4所示的流程图，首先，于步骤S301中，是输入一二声道音源资料，此二声道音源资料格式是如图2所示；于步骤S302中，决定该输入的二声道音源资料的能量频谱密度(Power Spectrun DensityPSD)中主要部分的频率位置，参照图5所示，此决定步骤是先将该原始音效资料流经由一快速傅立叶转换(Fast Fourier Trensform，FFT)，并在频率领域(Frequency Domain)将该转换后的频谱高度相加，以由低频率往高频率的方向累加，当该加法的结果超过一预定值时，即停止该加法运算，由此，即可决定该输入的二声道音源资料的能量频谱密度中的一预设比例部分的频率位置，如图6所示的示意图，其中，A0代表在频率f0的高度，假设该预定值为Th，则当 Ai＜Th且 Ai≥Th时，即停止该加法运算，并输出最后累加的频率fk，以做为一截止频率(Cutofffrequency)。\n步骤S303是为计算重低音音源资料的步骤，其将步骤S301的二声道音源资料格式中的左声道及右声道音源资料予以平均，而得到一未滤波的重低音音源资料LEF’，亦即，LEF’＝(L+R)/2；于步骤S304中，将步骤S303中所产生的LEF’信号经由一第一低通滤波程序进行滤波，该第一低通滤波程序的截止频率即为步骤S302中所输出的频率fk，以除去LEF’信号中大于此截止频率的高频成分，而得到一滤波的重低音音源资料LEF。\n步骤S305是为计算中声道音源资料的步骤，其将步骤S301的资料格式的左声道及右声道音源资料予以平均而得到一中声道音源资料C’，亦即，C’＝(L+R)/2；于步骤S306中，将步骤S305中所产生的C’信号经由一第二低通滤波程序进行滤波，该第二低通滤波程序的截止频率大略为3KHz，以除去C’信号中大于此截止频率的高频成分，而得到一中声道音源资料C。\n步骤S307是为计算左环场后置音源资料及右环场后置音源资料的步骤，其将步骤S301的资料格式的左声道及右声道音源资料直接复制至左环场后置音源资料及右环场后置音源资料，以产生左环场后置音源资料及右环场后置音源资料，亦即S.L＝L、S.R＝R；于步骤S308中，将步骤S304、S306及S307中所产生的重低音音源资料LEF、中声道音源资料C、左环场后置音源资料S.L及右环场后置音源资料S.R，再加上步骤S301的左声道音源资料L及右声道音源资料R组合成如图1的六声道音源资料格式。\n在本实施中，步骤S302是利用频谱分析决定步骤S304中的第一低通滤波程序的截止频率，然而亦可预先以频谱分析来产生复数个可能的截止频率，并经由一使用者介面(Graphic User Interface，GUI)让使用者决定该第一低通滤波程序的截止频率，该复数个预设截止频率的较佳值可为100Hz、170Hz、330Hz、600Hz以及1KHz。\n由以上的说明可知，本发明可由频谱分析来实现虚拟多声道，使用者即使仅有左声道及右声道的二声道音源时，仍可听取六声道的输出，而不会让既有的硬件闲置。\n综上所述，本发明无论就目的、手段及功效，均显示其不同于已知技术的特征，实为一极具实用价值的发明。惟应注意的是，上述实施例是为了便于说明而已，本发明所主张的权利范围非仅限于上述实施例，而凡与本发明有关的技术构想，均属于本发明的范畴。