[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

技術領域

本發明涉及一種用于自動均衡音頻系統產生的低音頻率(低音)范圍中的群時延的方法和系統，本發明還涉及“低音管理”方法或系統。

背景技術

直到現在，例如在機動車輛中手動地聽覺優化專用系統是常見的實踐。盡管已經付出很大的努力來使得該手動過程自動化，這些方法和系統在實踐中顯示出不足或者是極其復雜和昂貴的。在諸如汽車內部這樣的小的高反射區域，僅僅實現了聽覺中的微小改進。在一些情況中，結果甚至更糟。

尤其在約100至150赫茲以下的頻率范圍中，小的高反射空間內部的駐波可能在諸如機動車輛中的兩個前排座和兩個后排乘客座位這樣的各個收聽位置導致極不相同的聲壓級(SPL)。這些不同的聲壓級使得個人的音頻感覺與他/她的收聽位置相關。然而，專業聲學家的工作已經證明這一事實：即使使用簡單的方式也能實現好的聽覺結果。

已知一種允許幾乎在任意空間建模任意音響系統的方法。然而，這種所謂的波前合成需要諸如計算功率、存儲器、揚聲器、放大器通道等大量資源。由于成本和可用性等原因，該技術因而不適于很多應用，尤其不適于用在汽車產業中。

而且，自動低音管理系統是已知的，這種自動低音管理系統的目標在于均衡且同時最大化收聽空間內聽者位置處的低音頻率范圍中的聲壓級。然而，在聽力測試中，結果評估為不足，指示執行SPL均衡可能僅僅是改進低音頻率級中的聲音再現的質量的一個步驟。

需要一種自動低音管理系統，其能夠適當地代替原先使用的通過有經驗的聲學家實施的手工均衡的復雜過程，且可靠地改善低音頻率范圍中的聲印象。

發明內容

本發明公開了一種用于改善收聽空間中低音頻率范圍內音頻再現的方法。收聽空間包括至少一個揚聲器和至少一個收聽位置。該方法包括：為每個揚聲器提供與收聽空間內的一個預定位置相關的需要均衡的群時延響應；為每個布置在一個相應揚聲器上游的(多個)全通濾波器計算濾波器系數，該(多個)全通濾波器具有使得(多個)相應群時延響應匹配預定目標群時延響應的傳遞特性。

附圖說明

參考下面的附圖和說明能夠更好地理解本發明。在附圖中，相似的參考標號表示相應的部件。附圖中：

圖1是說明在汽車車廂中4個不同收聽位置測量的頻率上以分貝表示的聲壓級的視圖，該汽車具有供應到揚聲器的未經修改的音頻信號。

圖2是說明汽車車廂中的駐聲波的示意性側視圖，該駐聲波是造成收聽位置之間的聲壓級(SPL)中大差異的原因。

圖3是說明機動車輛車廂中的座位布置以及收聽位置以及揚聲器布置的示意性頂視圖；

圖4說明限定目標全通濾波器的群時延的頻率相關限制的頻率上的群時延約束函數的示例；以及

圖5是說明揚聲器上游的音頻通道中的群時延均衡濾波器的布置的示意性頂視圖。

具體實施方式

在借助汽車中的揚聲器或一組揚聲器再現音頻信號時，即使揚聲器貫穿汽車對稱布置，對于不同收聽位置存在的聲壓級(SPL)，汽車車廂中的測量得出明顯不同的結果。圖1的視圖說明了這種結果。在視圖中，示出了4條曲線，每條曲線說明在向揚聲器提供音頻信號的同時，車廂中的4個不同收聽位置(即，兩個前排和兩個后排座位的頭枕附近)測量的頻率上以分貝(dB)表示的聲壓級。可以看出，依賴于應用的頻率，在空間前排的收聽位置測量的聲壓級和在后排的收聽位置測量的聲壓級的差異高達15dB。然而，典型地可以在作為低音頻率范圍的一部分的約40至90赫茲的頻率范圍內觀察到SPL曲線之間的最大差距。

“低音頻率范圍”并不是很好定義的術語，但是廣泛地用在例如從0至80赫茲、0至100赫茲或甚至0至150赫茲的范圍中的低頻的音響系統中。尤其是，當使用具有布置在后窗架中或后備箱中的低音炮的汽車音響系統時，可以觀察到收聽空間內的聲壓級的不當分配。60至70赫茲(參考圖1)之間的SPL最大值可能傾向于認為是嗡嗡聲且令后排乘客不悅。

可以觀察的汽車的前排和后排的收聽位置中的不同位置中聲壓級的大差異的頻率范圍與收聽空間的尺寸相關。原因可以參考圖2解釋，圖2是汽車的示意性側視圖。半波長(表示為λ/2)與車廂的縱向一致。當假設c＝340m/s的聲速時，λ/2＝2.5m的典型長度產生f＝c/λ＝68Hz的頻率。從圖1可以看出，大約在該頻率，在后排收聽位置可以觀察到最大SPL。這指示在汽車(收聽室)內部的縱向和橫向中若干駐波的交疊可能是造成收聽空間中不均勻SPL分布的原因。