利用揚聲器和手持式收聽設備進行自適應房間均衡的制作方法
【專利說明】
[000。 相關內(nèi)容
[0002] 本專利申請要求2013年3月14日提交的美國臨時專利申請?zhí)?1/784, 812的較 早提交日期的權(quán)益。
技術(shù)領域
[0003] 本發(fā)明描述了一種用于在揚聲器正常操作期間利用手持式感測設備測量收聽區(qū) 域的脈沖響應的揚聲器。還描述了其他實施例。
【背景技術(shù)】
[0004] 揚聲器和揚聲器系統(tǒng)（下文稱為"揚聲器"）允許在收聽環(huán)境或區(qū)域中再現(xiàn)聲音。 例如，可W將一組揚聲器置于收聽區(qū)域中并由音頻源驅(qū)動，W向位于收聽區(qū)域之內(nèi)的位置 處的收聽者處發(fā)出聲音。收聽區(qū)域的構(gòu)造和收聽區(qū)域之內(nèi)對象（例如人和家具）的組織為 聲波創(chuàng)建了復雜的吸收/反射屬性。作為運些吸收/反射屬性的結(jié)果，在收聽區(qū)域之內(nèi)創(chuàng) 建了 "最佳聽音位置"，其提供了增強的收聽體驗，同時為收聽區(qū)域的其他區(qū)域留下差的收 聽體驗。
[0005] 已經(jīng)開發(fā)出了音頻系統(tǒng)來測量收聽區(qū)域的脈沖響應并基于運種確定的脈沖響應 調(diào)節(jié)音頻信號，W改善收聽區(qū)域中特定位置處收聽者的體驗。然而，運些系統(tǒng)依賴于必須要 通過規(guī)定方式播放的已知測試信號。因此，難W獲得收聽區(qū)域的所確定脈沖響應。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的一個實施例設及一種測量收聽區(qū)域的脈沖響應的揚聲器。該揚聲器可W 輸出對應于音頻信號的區(qū)段的聲音。該聲音由鄰近收聽者的手持式收聽設備感測并傳輸?shù)?揚聲器。揚聲器包括最小均方濾波器，其基于信號區(qū)段生成表示收聽區(qū)域脈沖響應估計的 一組系數(shù)。誤差單元分析該組系數(shù)，連同從手持式收聽設備接收的感測的音頻信號，W確定 收聽區(qū)域的估計脈沖響應的精確度?？蒞由最小均方濾波器生成新的系數(shù)，直到達到針對 脈沖響應的期望精確度水平（即，低于預定義水平的誤差信號/值）。
[0007] 在一個實施例中，針對音頻信號的多個輸入信號區(qū)段連續(xù)計算多組系數(shù)?？蒞分 析多組系數(shù)W確定其頻譜覆蓋?？蒞組合充分覆蓋期望組頻帶的多組系數(shù)W生成相對于收 聽者的位置的收聽區(qū)域的脈沖響應估計?？蒞利用運一脈沖響應來修改音頻信號的后續(xù)信 號區(qū)段W補償收聽區(qū)域?qū)е碌男?失真。
[0008] 上文描述的系統(tǒng)和方法通過穩(wěn)健的方式在揚聲器正在執(zhí)行正常操作時（即，輸出 對應于音樂作品或電影音軌的聲音）確定收聽區(qū)域的脈沖響應。因此，可W連續(xù)確定、更 新和補償收聽區(qū)域的脈沖響應，無需使用依賴于已知的音頻信號和靜態(tài)環(huán)境的復雜測量技 術(shù)。
[0009] W上
【發(fā)明內(nèi)容】
不包括本發(fā)明的所有方面的詳盡列表?？蒞預期的是，本發(fā)明包括 由上文概述的各個方面W及在下文的【具體實施方式】中公開并且在隨該申請?zhí)峤坏臋?quán)利要 求書中特別指出的各個方面的所有合適組合來實施的所有系統(tǒng)和方法。此類組合具有未在 上述
【發(fā)明內(nèi)容】
中具體闡述的特定優(yōu)點。
【附圖說明】
[0010] 本發(fā)明的實施例W舉例的方式進行說明，而不僅限于各個附圖的圖示，在附圖中 類似的附圖標號表示類似的元件。應當指出，本公開中提到本發(fā)明的"一"或"一個"實施 例未必是同一實施例，并且它們表示至少一個。
[0011] 圖IA示出了具有音頻接收器、揚聲器和手持式收聽設備的收聽區(qū)域的視圖。
[0012] 圖IB示出了具有音頻接收器、多個揚聲器和手持式收聽設備的另一收聽區(qū)域的 視圖。
[0013] 圖2示出了根據(jù)一個實施例的揚聲器的功能單元框圖和一些構(gòu)成硬件部件。
[0014] 圖3A和3B示出了樣本信號區(qū)段。
[0015] 圖4示出了根據(jù)一個實施例的手持式收聽設備的功能單元框圖和一些構(gòu)成硬件 部件。
[0016] 圖5示出了根據(jù)一個實施例用于確定收聽區(qū)域的脈沖響應的一種方法。
【具體實施方式】
[0017] 現(xiàn)在解釋參考所附附圖所描述的若干實施例。雖然闡述了許多細節(jié)，但應當理解， 本發(fā)明的一些實施例可在沒有運些細節(jié)的情況下實施。在其他情況下，未詳細示出熟知的 電路、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，W免模糊對本描述的理解。
[0018] 圖IA示出了具有音頻接收器2、揚聲器3和手持式收聽設備4的收聽區(qū)域1的視 圖。音頻接收器2可禪接到揚聲器3,W驅(qū)動揚聲器3中的各個換能器5,從而將各種聲音 和聲音圖案發(fā)出到收聽區(qū)域1中。如下文將進一步詳細所述，手持式收聽設備4可W由收 聽者6手持，并可W感測由音頻接收器2和揚聲器3利用一個或多個麥克風產(chǎn)生的運些聲 首。
[001引盡管圖IA中示出了單個揚聲器3,但在另一個實施例中，可將多個揚聲器3禪接 到音頻接收器2。例如，如圖IB中所示，揚聲器3A和3B禪接到音頻接收器2?？稍谑章爡^(qū) 域1中定位揚聲器3A和3B，W相應地表示一條聲音節(jié)目內(nèi)容（例如，音樂作品或電影的音 軌）的左前信道和右前信道。
[0020] 圖2示出了根據(jù)一個實施例的揚聲器3的功能單元框圖和一些構(gòu)成硬件部件。圖 2中所示的部件表示包括在揚聲器3中的元件，并且不應被解釋為排除其他部件。圖2中所 示的元件可W容納于機柜或其他結(jié)構(gòu)中。盡管被示為獨立的，但在一個實施例中，音頻接收 器2集成在揚聲器3內(nèi)。下文將W舉例方式來描述揚聲器3的每個元件。
[0021] 揚聲器3可W包括用于從外部設備（例如音頻接收器2)接收音頻信號的音頻輸 入7。音頻信號可W表示一條聲音節(jié)目內(nèi)容（例如，音樂作品或電影的音軌）的一個或多 個信道。例如，可W由輸入7接收對應于一條多信道聲音節(jié)目內(nèi)容的單個信道的單個信號。 在另一個實例中，單個信號可W對應于一條聲音節(jié)目內(nèi)容的多個信道，它們被復用到單個 信號上。
[0022] 在一個實施例中，音頻輸入7是從外部設備接收數(shù)字音頻信號的數(shù)字輸入。例如， 音頻輸入7可W是TO化INK連接器或數(shù)字無線接口（例如，WLAN或藍牙接收器）。在另一 個實施例中，音頻輸入7可W是從外部設備接收模擬音頻信號的模擬輸入。例如，音頻輸入 7可W是被設計成接收導線或?qū)Ч艿慕泳€柱、法耐斯托克線夾或拾音插頭。
[0023] 在一個實施例中，揚聲器3可W包括內(nèi)容處理器8,用于處理由音頻輸入7接收的 音頻信號。該處理可W利用變換諸如快速傅里葉變換（FFT)在時域和頻域中進行。內(nèi)容 處理器8可W是專用處理器，諸如專用集成電路（ASIC)、通用微處理器、現(xiàn)場可編程口陣 列（FPGA)、數(shù)字信號控制器或一組硬件邏輯結(jié)構(gòu)（例如濾波器、算術(shù)邏輯單元和專用狀態(tài) 機）。
[0024] 如下文將要更詳細所述，內(nèi)容處理器8可W對音頻信號執(zhí)行各種音頻處理例程， W調(diào)節(jié)并增強換能器5產(chǎn)生的聲音。音頻處理可W包括方向性調(diào)節(jié)、噪聲減弱、均衡化和濾 波。在一個實施例中，內(nèi)容處理器8基于由揚聲器3確定的收聽區(qū)域1的脈沖響應，修改由 音頻輸入7接收的音頻信號的區(qū)段（例如，時分或頻分）。例如，內(nèi)容處理器8可W應用從 揚聲器3接收的脈沖響應的反演，W補償收聽區(qū)域1導致的失真。下文將進一步詳細描述 用于由揚聲器3確定收聽區(qū)域1的脈沖響應的過程。
[00巧]揚聲器3包括在機柜之內(nèi)布置成行、列和/或任何其他配置的一個或多個換能器 5。利用從內(nèi)容處理器8接收的音頻信號驅(qū)動換能器5。換能器5可W是全音域驅(qū)動器、中 音域驅(qū)動器、超低音揚聲器、低音揚聲器和高音揚聲器的任意組合。換能器5中的每個換能 器都可使用輕質(zhì)膜或紙盆經(jīng)由約束線圈（例如音圈）的柔性懸架連接到剛性盆架或框架， W通過圓柱形磁隙軸向移動。在向音圈施加電子音頻信號時，電流在音圈中產(chǎn)生磁場，使其 成為可變電磁體。線圈和換能器5的磁性系統(tǒng)交互作用產(chǎn)生機械力，使得線圈（從而使附 著的紙盆）前后移動，由此在來自內(nèi)容處理器8的所施加的電子音頻信號的控制下再產(chǎn)生 聲音。盡管描述了電磁動態(tài)揚聲器驅(qū)動器，但本領域的技術(shù)人員將認識到，可W為換能器5 使用其他類型的揚聲器驅(qū)動器，諸如平面電磁和靜電驅(qū)動器。
[0026] 盡管圖IA中示為具有多個相同或相似換能器5的揚聲器陣列，但在其他實施例 中，揚聲器3可W是具有單個換能器