[發明專利]基于群時延的低音管理

有效

• 申請號: 201010601232.4
• 申請日: 2010-12-22
• 公開（公告）號: CN102104816A
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發明（設計）人: 馬庫斯.克里斯托夫;利安德．肖爾茨
• 申請（專利權）人: 哈曼貝克自動系統股份有限公司
• 主分類號: H04R1/22
• 分類號: H04R1/22;H04R3/00;H04S7/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 高巍;沙捷

1.一種用于改善收聽空間中低音頻率范圍內的音頻再現的全通濾波器設計方法，該收聽空間包含至少一個揚聲器和至少一個收聽位置，所述方法包括：

針對每個揚聲器，提供需要均衡且與收聽空間中一個預定位置相關的群時延響應；

針對每一個被布置在一個相應揚聲器上游的全通濾波器計算濾波器系數，全通濾波器具有使得相應群時延響應匹配預定目標群時延響應的傳遞特性。

2.根據權利要求1所述的方法，其中計算濾波器系數的步驟包括針對與一個相應揚聲器相關的每個全通濾波器：

提供與頻率有關的群時延約束，該與頻率有關的關群時延約束限定約束全通濾波器的群時延響應的有限范圍；

迭代地計算更新的濾波器系數，使得在與群時延約束相符時誤差范數最小，該誤差范數代表各個全通濾波器的群時延響應從相應目標群時延響應的偏離。

3.根據權利要求2所述的方法，其中所述與頻率有關的群時延約束限定隨著頻率的增加而指數衰減的與頻率有關的區間。

4.根據權利要求3所述的方法，其中所述區間關于對應于半個濾波器長度的全通體時延對稱布置。

5.根據權利要求3或4所述的方法，其中所述區間隨著頻率的增加漸進地接近恒定區間。

6.根據權利要求3至5其中任一項所述的方法，其中所述區間由上限c_u(ω)＝a·exp(ω/p)+b和下限c_L(ω)＝-a·exp(ω/p)+b限定，

其中ω是以rad/s表示的頻率，b是代表全通體延時的常量參數，且a和p是描述區間的指數縮窄的常量參數。

7.根據權利要求1至6其中任一項所述的方法，其中提供需要均衡的群時延響應的步驟包括：

針對每一對收聽位置和揚聲器，提供代表從揚聲器到相應收聽位置的音頻信號的相位傳遞特性的相位響應，每個相位響應代表相應的群時延響應；

基于群時延響應，針對每個揚聲器提供需要均衡的群時延響應。

8.根據權利要求1至7其中任一項所述的方法，其中針對每個揚聲器提供需要均衡的群時延響應的步驟還包括：

針對每個揚聲器，計算所有考慮的收聽位置上與考慮的揚聲器相關的相位響應的加權平均，所得的平均相位響應代表需要均衡的群時延響應。

9.根據權利要求1至8其中任一項所述的方法，其中計算濾波器系數的步驟包括：

提供代表目標群時延響應的目標相位響應；

針對每個揚聲器，計算代表需要均衡的群時延響應的相位響應與目標相位響應之間的與頻率有關的相位差；

針對每個揚聲器，使用計算的相位差作為所需的濾波器相位響應來計算全通濾波器系數。

10.根據權利要求1至9其中任一項所述的方法，還包括：

將全通濾波器系數的每個計算序列與預定全局均衡濾波器的濾波器系數的序列進行卷積。

11.根據權利要求10所述的方法，其中所述預定全局均衡濾波器是具有預定幅度響應的線性相位或恒定相位濾波器。

12.一種用于改善包含至少一個揚聲器和至少一個收聽位置的收聽空間中的低音頻率范圍內的音頻再現的系統，關于收聽空間內預定位置需要均衡的群時延響應與每個揚聲器關聯，該系統包括：

群時延均衡濾波器，布置在每個揚聲器上游，每個濾波器是其傳遞特性由其濾波器系數限定的全通濾波器，

其中每個濾波器的濾波器系數設置為使得所得的群時延響應匹配預定目標群時延響應。

13.根據權利要求12所述的系統，其中濾波器系數具有由與頻率有關的群時延約束限定的群時延響應，所述與頻率有關的群時延約束限定隨著頻率的增加而指數衰減的與頻率有關的區間。

14.根據權利要求11或12所述的系統，其中，針對每個揚聲器，需要均衡的群時延響應對應于相應的相位響應，該相位響應是根據與每對收聽位置和揚聲器相關的相位特性計算出來的。

15.根據權利要求14所述的系統，其中，針對每個揚聲器，需要均衡的群時延響應對應于相應的相位響應，該相位響應是與每對收聽位置和揚聲器相關的相位響應的加權平均。

16.一種用于改善收聽空間中的低音頻率范圍內的音頻再現的系統，該收聽空間包括至少一個揚聲器和連接在每個揚聲器上游的至少一個全通FIR濾波器，該FIR濾波器是根據權利要求1至10的方法之一設計的。