使用免感測器之振膜速度估測器和虛擬重低音合成之揚聲器重低音加強系統發展(I)

Abstract

關於揚聲器補償，振膜速度一直以來都是重要參數。在本研究計畫中，將會利用現代 控制中的動態方程式、LQG 跟多率訊號處理來設計一個無須額外感測器的振膜速度觀 察器。實驗的結果顯示設計的觀察器所估測出來的振膜速度與雷射位移計量測的結果 相當吻合。除此之外，系統具有自動建模與合成濾波器的能力。藉由QFT 的理論來設 計補償濾波器並在數位訊號處理器上實現。此系統可應用在音訊訊號處理的兩個問題 上：重低音的加強和空間響應的等化。除此之外，吾人發展一套虛擬重低音的系統針 對小尺寸的揚聲器，如手機和個人數位助理等應用。核心演算法包含多率系統、調變 系統。因為重低音效果在普通喇叭實現效果不佳，而我們可以用虛擬重低音來取代原 本的重低音而達到同樣的音效，所以在普通的喇叭、平面喇叭或是小型喇叭上我們可 以實現此種方法而使喇叭不致於失真。虛擬重低音是我們將音訊經過低通濾波器之後 而產生重低音訊號，再把這重低音訊號降頻取樣以減輕運算量，之後我們在將這降頻 之後的重低音訊號用多率系統的方法分成數個頻帶，在對這些子頻帶做調變處理，也 就是把這些頻帶移動到他們的兩倍頻、三倍頻和四倍頻上面，最後將這些諧波相加起 來再經過升頻處理，而這些升頻處理的諧波相加起來的效果會與未處理的重低音效果 相當。因為這些諧波是較高頻的訊號，所以在非重低音喇叭可以實現此種效果。前半 年的工作為發展虛擬重低音的演算法，後半年的工作會將這些演算法用硬體實現。