家庭影院系统及其音频自动均衡配置方法和装置

摘要

本发明公开了一种家庭影院系统及其音频自动均衡配置方法和装置，其方法包括步骤：DSP接收MCU输出的测试控制指令，输出测试音频信号至扬声器，供扬声器输出声音信号并由音频接收器接收；DSP接收音频接收器反馈的声音信号，根据声音信号输出测试结果至MCU；MCU输出测试结果至视频编码芯片MPEG存储；MPEG根据测试结果，计算扬声器的配置参数值，输出至MCU；MCU根据配置参数值，输出配置控制指令至DSP，控制DSP配置扬声器。本发明利用MPEG芯片的功能强大、升级方便、可用存储空间大的特点，将大量繁琐的测试结果存储和配置参数值计算工作交由MPEG，为MCU减少了负担，有效提高了计算速度和系统稳定性。

说明书

技术领域

本发明涉及到多媒体技术领域，特别涉及到家庭影院系统及其音频自动 均衡配置方法和装置。

背景技术

随着多媒体技术的发展，HTS(home theater system，家庭影院系统)已 经逐渐进入到普通家庭用户，为广大消费群体带来不一样的视听享受。为了 达到最佳的视听效果，人们往往会不厌其烦的对HTS的EQ(Equalizer，均衡 器)进行设置，通过对EQ的反复调整，主观判断当前位置的最佳视听效果。 但是，由于传统的音频均衡调整方法需要用户进行反复的手动调节，工作量 大且繁琐，加之用户主观性强，手动调整后的视听效果不一定能够满足家庭 其他成员的需求。

目前，不少HTS生产开发商引入了ROOM EQ(房间均衡器)技术，能够 通过对音频指标的自动测试，获得最佳视听效果。但是，ROOM EQ的实现必 将会涉及到大量测试数据的存储及计算，这势必会对原本存储空间就非常有 限的MCU(Micro Control Unit，微控制器)造成极大的负荷，严重时将会影 响到整个HTS的系统资源调度和存储空间，甚至造成系统崩溃。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种对系统MCU的资源影响小的家庭影院系统 及其音频自动均衡配置方法和装置。

本发明提出一种家庭影院系统音频自动均衡配置方法，包括步骤：

数字信号处理器DSP接收微控制器MCU输出的测试控制指令，输出测 试音频信号至家庭影院系统HIS的扬声器，供所述扬声器输出声音信号并由 所述HIS的音频接收器接收；

所述DSP接收所述音频接收器反馈的声音信号，并根据所述声音信号输 出测试结果至所述MCU；

所述MCU输出所述测试结果至视频编码芯片MPEG存储；

所述MPEG根据所述测试结果，计算所述扬声器的配置参数值，并输出 所述配置参数值至所述MCU；

所述MCU根据所述配置参数值，输出配置控制指令至所述DSP，控制所 述DSP配置所述扬声器。

优选地，所述DSP接收所述音频接收器反馈的声音信号，并根据所述声 音信号输出测试结果至所述MCU的步骤具体包括：

所述DSP接收所述音频接收器反馈的声音信号；

所述DSP根据所述反馈声音信号的延迟时间，确定所述扬声器与音频接 收器之间的距离；根据所述反馈声音信号的音量大小，确定所述扬声器的音 量值；根据所述反馈声音信号的频率，确定所述扬声器的频率补偿值；

所述DSP将所述距离、音量值和频率补偿值输出至所述MCU。

优选地，所述数字信号处理器DSP接收微控制器MCU输出的测试控制 指令的步骤之前还包括：

所述MPEG接收用户选择的通道模式的输入指令，并输出至所述MCU；

所述MCU输出所述通道模式对应的测试控制指令至所述DSP。

优选地，所述MCU输出所述通道模式对应的测试控制指令至所述DSP 的步骤之前还包括：

所述MCU输出初始化指令至所述DSP，控制所述DSP初始化。

本发明还提出一种家庭影院系统音频自动均衡配置装置，包括微控制器 MCU、数字信号处理器DSP、视频编码芯片MPEG，

所述MCU输出测试控制指令至所述DSP，控制所述DSP输出测试音频 信号至所述家庭影院系统HIS的扬声器，供所述扬声器输出声音信号并由所 述HIS的音频接收器接收；所述DSP接收所述音频接收器反馈的声音信号， 并根据所述声音信号输出测试结果至所述MCU；所述MCU输出所述测试结 果至所述MPEG存储；所述MPEG根据所述测试结果，计算所述扬声器的配 置参数值，并输出所述配置参数值至所述MCU；所述MCU根据所述配置参 数值，输出配置控制指令至所述DSP，控制所述DSP配置所述扬声器。

优选地，所述DSP包括：

反馈接收模块，用于接收所述音频接收器反馈的声音信号；

测试分析模块，用于根据所述反馈声音信号的延迟时间，确定所述扬声 器与音频接收器之间的距离；根据所述反馈声音信号的音量大小，确定所述 扬声器的音量值；根据所述反馈声音信号的频率，确定所述扬声器的频率补 偿值；

结果输出模块，用于将所述距离、音量值和频率补偿值输出至所述MCU。

优选地，所述MPEG还用于接收用户选择的通道模式的输入指令，并输 出至所述MCU；所述MCU还用于输出所述通道模式对应的测试控制指令至 所述DSP。

优选地，所述MCU还用于输出初始化指令至所述DSP，控制所述DSP 初始化。

优选地，所述MCU与MPEG之间采用高速同步串行SPI总线协议进行 通讯；所述MCU与DSP之间采用两线式串行I²C总线协议进行通讯。

本发明还提出一种家庭影院系统HIS，包括扬声器和音频接收器，还包括 家庭影院系统音频自动均衡配置装置，所述家庭影院系统音频自动均衡配置 装置具体包括微控制器MCU、数字信号处理器DSP、视频编码芯片MPEG，

所述MCU输出测试控制指令至所述DSP，控制所述DSP输出测试音频 信号至所述家庭影院系统HIS的扬声器，供所述扬声器输出声音信号并由所 述HIS的音频接收器接收；所述DSP接收所述音频接收器反馈的声音信号， 并根据所述声音信号输出测试结果至所述MCU；所述MCU输出所述测试结 果至所述MPEG存储；所述MPEG根据所述测试结果，计算所述扬声器的配 置参数值，并输出所述配置参数值至所述MCU；所述MCU根据所述配置参 数值，输出配置控制指令至所述DSP，控制所述DSP配置所述扬声器。

本发明利用MPEG芯片的功能强大、升级方便、可用存储空间大的特点， 将大量繁琐的测试结果存储和配置参数值计算工作交由MPEG，MCU只需要 向DSP和MPEG发送控制指令，为MCU减少了负担，有效提高了计算速度 和系统稳定性，不需要高性能的MCU，降低了产品成本。

附图说明

图1为本发明第一实施例中家庭影院系统音频自动均衡配置方法的流程 图；

图2为本发明第二实施例的家庭影院系统音频自动均衡配置方法中测试 扬声器的步骤流程图；

图3为本发明第三实施例中家庭影院系统音频自动均衡配置方法的流程 图；

图4为本发明第四实施例中家庭影院系统音频自动均衡配置方法的流程 图；

图5为本发明第五实施例中家庭影院系统音频自动均衡配置装置的结构 示意图；

图6为本发明第六实施例的家庭影院系统音频自动均衡配置装置中DSP 的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步 说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限 定本发明。

如图1所示，图1为本发明第一实施例中家庭影院系统音频自动均衡配 置方法的流程图，该实施例提到的家庭影院系统音频自动均衡配置方法，包 括：

步骤S110，数字信号处理器DSP接收微控制器MCU输出的测试控制指 令，输出测试音频信号至家庭影院系统HIS的扬声器，供扬声器输出声音信 号并由HIS的音频接收器接收；

步骤S120，DSP接收音频接收器反馈的声音信号，并根据声音信号输出 测试结果至MCU；

本实施例对扬声器的测试，包括对扬声器的连接状态、扬声器与用户位 置之间的距离、扬声器的音量大小、扬声器的音调尖锐程度等进行测试。测 试结果包括DISTANCE(距离)、GAIN(音量尖锐度)、FREQ(频率补偿值)。

步骤S130，MCU输出测试结果至视频编码芯片MPEG存储；

本实施例中，由于测试结果中包含了大量数据，MPEG芯片的可用存储 空间非常大，足够存储DSP产生的测试结果数据，为MCU减少了负担。同 时，由于MPEG芯片本身已经存在于HTS中，不会增加存储芯片，有效节约 了产品成本。

步骤S140，MPEG根据测试结果，计算扬声器的配置参数值，并输出配 置参数值至MCU；

本实施例在计算配置参数值时，需要用到大量的测试结果数据，工作量 极大，而MPEG芯片功能强大，升级方便，将繁琐的计算工作交由MPEG芯 片去做，不仅提高了计算速度，而且有效提高了系统的稳定性。在完成一次 测试后，MPEG将当前测试结果保存到内置的闪存里，其中，闪存一共为8 个通道，每个通道分为三种类型：FREQ(频率补偿值)、EQ(均衡值)、GAIN (尖锐度)，每种类型11组数据，每组数据4个字节。在每次需要进行配置 参数值计算时，将每组的4个字节分4轮，每轮左偏移8位并依次相加，组 合成一个32位的整形a，将得到的整形a进行对数函数计算，就可以得到该 扬声器的配置参数值。

本实施例的配置参数值包括Delay(延迟)值、Trim(音量修正)值、EQ (均衡)值。本实施例通过MPEG存储和计算所有DSP测试的数据，减少了 MCU的负担，节约了增加储存芯片的成本，有效提高了计算速度和系统稳定 性。即使在其中一个或几个扬声器未开启或未连接时，或在其中某一个或几 个扬声器无法正常工作时，MPEG均可根据已连接的扬声器的数量和位置， 计算配置参数值，调整已连接的扬声器，以提高用户视听感受。需要说明的 是，当MCU的计算处理能力足够强时，配置参数值的计算工作也可交由MCU 来完成，MPEG只进行存储工作。

步骤S150，MCU根据配置参数值，输出配置控制指令至DSP，控制DSP 配置扬声器。

在本实施例中，MCU发送的配置控制指令中携带配置参数值，DSP根据 接收到的配置控制指令配置扬声器的延迟、音量、均衡等参数，进而完成整 个家庭影院系统的均衡配置过程。

本发明实施例将大量繁琐的测试结果存储和配置参数值计算工作交由 MPEG，而MCU只用于处理一些简单、必要的工作，例如控制DSP进行测试 与配置扬声器，减少了MCU的负担，有效提高了系统的稳定性。

如图2所示，图2为本发明第二实施例的家庭影院系统音频自动均衡配 置方法中测试扬声器的步骤流程图。其中，上述实施例中的步骤S120具体包 括：

步骤S121，DSP接收音频接收器反馈的声音信号；

步骤S122，DSP根据反馈声音信号的延迟时间，确定扬声器与音频接收 器之间的距离；根据反馈声音信号的音量大小，确定扬声器的音量值；根据 反馈声音信号的频率，确定扬声器的频率补偿值；

步骤S123，DSP将距离、音量值和频率补偿值输出至MCU。

本实施例的扬声器可为音响喇叭，音频接收器可为带麦克风的接收装置， 其中，音频接收器放置于用户所在位置，用于接收扬声器输出的声音信号。 本实施例通过对扬声器的连接状态、扬声器与用户位置之间的距离、扬声器 的音量大小、扬声器的音调尖锐程度等进行测试，经分析处理后获得 DISTANCE(距离)、GAIN(音量尖锐度)、FREQ(频率补偿值)。例如，通 过测试声音信号从各个扬声器输出，到音频接收器反馈声音信号之间的时间 延迟，即可获得各个扬声器分别与用户位置之间的距离，后续MPEG在进行 计算时，可根据各个扬声器与用户位置之间的距离，来设置扬声器的延迟时 间，使各个扬声器延迟同步，以实现最佳音效。

如图3所示，图3为本发明第三实施例中家庭影院系统音频自动均衡配 置方法的流程图。

步骤S210，MPEG接收用户选择的通道模式的输入指令，输出至MCU；

其中，用户通过用户界面选择通道模式，包括模拟2.0channel、2.1channel、 3.1channel、5.1channel的房间，通过通道模式的输入指令通知MCU进入选定 的通道模式中进行EQ测试。

步骤S220，MCU输出通道模式对应的测试控制指令至DSP；

其中，MCU根据用户选择的不同通道模式输出不同的测试控制指令。

步骤S230，数字信号处理器DSP接收微控制器MCU输出的测试控制指 令，输出测试音频信号至家庭影院系统HIS的扬声器，供扬声器输出声音信 号并由HIS的音频接收器接收；

步骤S240，DSP接收音频接收器反馈的声音信号，并根据声音信号输出 测试结果至MCU；

步骤S250，MCU输出测试结果至视频编码芯片MPEG存储；

步骤S260，MPEG根据测试结果，计算扬声器的配置参数值，并输出配 置参数值至MCU；

步骤S270，MCU根据配置参数值，输出配置控制指令至DSP，控制DSP 配置扬声器。

其中，步骤S230-S270的实现过程和上述实施例中的步骤S110-S150相同， 详情参数上述实施例的描述，在此不再赘述。

本实施例中，用户通过用户界面选择通道模式，通过通道模式的输入指 令通知MCU进入选定的通道模式中进行EQ测试。本实施例可根据HIS实际 连接的扬声器数量选择相应的通道模式，以实现对扬声器的最佳配置。

如图4所示，图4为本发明第四实施例中家庭影院系统音频自动均衡配 置方法的流程图。

步骤S310，MPEG接收用户选择的通道模式的输入指令，输出至MCU；

步骤S320，MCU输出初始化指令至DSP，控制DSP初始化；

其中，在每次测试前，DSP都要进行一次重启，以实现MCU对DSP的 初始化。初始化过程还包括对DSP前一次存储的配置参数值清零。

步骤S330，MCU输出通道模式对应的测试控制指令至DSP；

步骤S340，数字信号处理器DSP接收微控制器MCU输出的测试控制指 令，输出测试音频信号至家庭影院系统HIS的扬声器，供扬声器输出声音信 号并由HIS的音频接收器接收；

步骤S350，DSP接收音频接收器反馈的声音信号，并根据声音信号输出 测试结果至MCU；

步骤S360，MCU输出测试结果至视频编码芯片MPEG存储；

步骤S370，MPEG根据测试结果，计算扬声器的配置参数值，并输出配 置参数值至MCU；

步骤S380，MCU根据配置参数值，输出配置控制指令至DSP，控制DSP 配置扬声器。

其中，步骤S310、S330-S380的实现过程和上述实施例中的步骤S210-S270 相同，详情参数上述实施例的描述，在此不再赘述。

本实施例在测试完成后，MCU将最新的配置参数值加载到DSP，使DSP 配置的扬声器适用于用户当前位置，使用户能够获得最佳视听效果，提高用 户体验。

如图5所示，图5为本发明第五实施例中家庭影院系统音频自动均衡配 置装置的结构示意图。

该实施例提到的家庭影院系统音频自动均衡配置装置100，包括微控制器 MCU 10、数字信号处理器DSP 20、视频编码芯片MPEG 30。

其中，MCU 10输出测试控制指令至DSP 20，控制DSP 20输出测试音频 信号至家庭影院系统HIS的扬声器40，供扬声器40输出声音信号并由HIS 的音频接收器50接收；

DSP 20接收音频接收器50反馈的声音信号，并根据声音信号输出测试结 果至MCU 10；

MCU 10输出测试结果至MPEG 30存储；

MPEG 30根据测试结果，计算扬声器40的配置参数值，并输出配置参数 值至MCU 10；

MCU 10根据配置参数值，输出配置控制指令至DSP 20，控制DSP 20配 置扬声器40。

本实施例的MCU 10与MPEG 30之间采用高速同步串行SPI总线协议进 行通讯；MCU 10与DSP 20之间采用两线式串行I²C总线协议进行通讯。

在测试时，将音频接收器50放置于用户所在位置，用于接收扬声器40 输出的声音信号。对扬声器40的测试包括对扬声器40的连接状态、扬声器 40与用户位置之间的距离、扬声器40的音量大小、扬声器40的音调尖锐程 度等进行测试。测试结果包括DISTANCE(距离)、GAIN(音量尖锐度)、FREQ (频率补偿值)。由于测试结果中包含了大量数据，MPEG 30芯片的可用存储 空间非常大，足够存储DSP 20产生的测试结果数据，为MCU 10减少了负担。 同时，由于MPEG 30芯片本身已经存在于HTS中，不会增加存储芯片，有 效节约了产品成本。

在计算配置参数值时，需要用到大量的测试结果数据，而MPEG 30芯片 功能强大，升级方便，将繁琐的计算工作交由MPEG 30芯片去做，不仅提高 了计算速度，而且有效提高了系统的稳定性。在完成一次测试后，MPEG 30 将当前测试结果保存到闪存里，其中，闪存一共为8个通道，每个通道分为 三种类型：FREQ(频率补偿值)、EQ(均衡值)、GAIN(尖锐度)，每种类型 11组数据，每组数据4个字节。在每次需要进行配置参数值计算时，将每组 的4个字节分4轮，每轮左偏移8位并依次相加，组合成一个32位的整形a， 将得到的整形a进行对数函数计算，就可以得到该扬声器的配置参数值。本 实施例的配置参数值包括Delay(延迟)值、Trim(音量修正)值、EQ(均 衡)值。本实施例通过MPEG 30存储和计算所有DSP 20测试的数据，减少 了MCU 10的负担，节约了增加储存芯片的成本，有效提高了计算速度和系 统稳定性。即使在其中一个或几个扬声器40未开启或未连接时，或在其中某 一个或几个扬声器40无法正常工作时，MPEG 30均可根据已连接的扬声器 40的数量和位置，计算配置参数值，调整已连接的扬声器40，以提高用户视 听感受。此外，当MCU 10的计算处理能力足够强时，配置参数值的计算工 作也可交由MCU 10来完成，MPEG 30只进行存储工作。

本实施例将大量繁琐的测试结果存储和配置参数值计算工作交由MPEG  30，而MCU 10只用于处理一些简单、必要的工作，例如控制DSP 20进行测 试与配置扬声器40，减少了MCU 10的负担，有效提高了系统的稳定性。

本发明实施例中，MPEG 30还用于接收用户选择的通道模式的输入指令， 并输出至MCU 10；MCU 10还用于输出通道模式对应的测试控制指令至DSP 20。

此外，用户还可以通过用户界面选择通道模式，包括模拟2.0channel、 2.1channel、3.1channel、5.1channel的房间，通过通道模式的输入指令通知 MCU 10进入选定的通道模式中进行EQ测试。本实施例可根据HIS实际连接 的扬声器40数量选择相应的通道模式，以实现对扬声器40的最佳配置。

本发明实施例中，MCU 10还用于输出初始化指令至DSP 20，控制DSP 20 初始化。

在每次测试前，DSP 20都要进行一次重启，以实现MCU 10对DSP 20 的初始化。初始化过程还包括对DSP 20前一次存储的配置参数值清零，在测 试完成后，MCU 10将最新的配置参数值加载到DSP 20，使DSP 20配置的扬 声器适用于用户当前位置，使用户能够获得最佳视听效果，提高用户体验。

如图6所示，图6为本发明第六实施例的家庭影院系统音频自动均衡配 置装置的结构示意图。

在家庭影院系统音频自动均衡配置装置100中，包括微控制器MCU 10、 数字信号处理器DSP 20、视频编码芯片MPEG 30，MCU 10控制DSP 20输出 测试音频信号至家庭影院系统HIS的扬声器40，扬声器40输出声音信号， HIS的音频接收器50接收声音信号后反馈给DSP 20。

其中，DSP 20包括：

反馈接收模块21，用于接收音频接收器50反馈的声音信号；

测试分析模块22，用于根据反馈声音信号的延迟时间，确定扬声器40与 音频接收器50之间的距离；根据反馈声音信号的音量大小，确定扬声器40 的音量值；根据反馈声音信号的频率，确定扬声器40的频率补偿值；

结果输出模块23，用于将距离、音量值和频率补偿值输出至MCU 10。

MCU 10将上述测试结果输出至MPEG 30存储，供MPEG 30计算并输出 配置参数值至MCU 10，由MCU 10控制DSP 20配置扬声器40。

本实施例的扬声器40可为音响喇叭，音频接收器50可为带麦克风的接 收装置，音频接收器50放置于用户所在位置。本实施例通过对扬声器40的 连接状态、扬声器40与用户位置之间的距离、扬声器40的音量大小、扬声 器40的音调尖锐程度等进行测试，经分析处理后获得DISTANCE(距离)、 GAIN(音量尖锐度)、FREQ(频率补偿值)。例如，通过测试各个扬声器40 输出声音信号，至音频接收器50反馈声音信号之间的时间延迟，即可获得各 个扬声器40分别与用户位置之间的距离，后续MPEG 30在进行计算时，可 根据各个扬声器40与用户位置之间的距离，来设置扬声器40的延迟时间， 使各个扬声器40延迟同步，以实现最佳音效。

本发明还提出一种家庭影院系统HIS，包括扬声器40和音频接收器50， 还包括家庭影院系统音频自动均衡配置装置100，家庭影院系统音频自动均衡 配置装置100具体包括：

微控制器MCU 10、数字信号处理器DSP 20、视频编码芯片MPEG 30， MCU 10输出测试控制指令至DSP 20，控制DSP 20输出测试音频信号至家庭 影院系统HIS的扬声器40，供扬声器40输出声音信号并由HIS的音频接收 器50接收；DSP 20接收音频接收器50反馈的声音信号，并根据声音信号输 出测试结果至MCU 10；MCU 10输出测试结果至MPEG 30存储；MPEG 30 根据测试结果，计算扬声器40的配置参数值，并输出配置参数值至MCU 10； MCU 10根据配置参数值，输出配置控制指令至DSP 20，控制DSP 20配置扬 声器40。

本发明家庭影院系统HIS中的家庭影院系统音频自动均衡配置装置100 可包括前述图5和图6所示实施例中所有技术方案，其详细结构及音频测试 和均衡配置原理可参照前述实施例，在此不作赘述。由于采用前述家庭影院 系统音频自动均衡配置装置100的方案，本发明家庭影院系统HIS相对现有 的HIS而言，音频均衡配置速度更快，系统更加稳定。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围， 凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接 或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。