[發(fā)明專利]再現(xiàn)聲學(xué)聲場(chǎng)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410555135.4
• 申請(qǐng)日: 2014-10-17
• 公開（公告）號(hào): CN104581604B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P·米納爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 奧迪康有限公司
• 主分類號(hào): H04R29/00
• 分類號(hào): H04R29/00
• 代理公司: 北京金闕華進(jìn)專利事務(wù)所(普通合伙) 11224
• 代理人: 陳建春

本發(fā)明公開了一種再現(xiàn)聲學(xué)聲場(chǎng)的方法，所述方法包括：1)當(dāng)所述傳聲器陣列在聽者聽所述聲場(chǎng)期間位于其頭部預(yù)計(jì)位置處的主空間中時(shí)，確定從所述揚(yáng)聲器陣列的每一揚(yáng)聲器單元到所述傳聲器陣列的所有傳聲器單元的傳遞函數(shù)，從而提供一組傳遞函數(shù)；2)對(duì)所述一組傳遞函數(shù)求逆并確定最佳濾波器系統(tǒng)；3)將所述傳聲器陣列放在聽者頭部在第二位置的特定聲音場(chǎng)景下的預(yù)計(jì)位置處并記錄第二位置的特定聲音場(chǎng)景的聲音，從而提供特定聲音場(chǎng)景錄音；4)通過使求逆的最佳濾波器系統(tǒng)與記錄的信號(hào)卷積而確定特定聲音場(chǎng)景的、配置成由所述揚(yáng)聲器陣列向第一位置的聽者進(jìn)行播放的揚(yáng)聲器信號(hào)。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及聲場(chǎng)再現(xiàn)。本申請(qǐng)尤其涉及再現(xiàn)聲學(xué)聲場(chǎng)的方法。

本申請(qǐng)還涉及聲場(chǎng)再現(xiàn)系統(tǒng)。本申請(qǐng)還涉及包括處理器和程序代碼的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其中程序代碼使處理器執(zhí)行本發(fā)明方法的至少部分步驟。

例如，本發(fā)明在下述應(yīng)用中有用：聲音再現(xiàn)系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)、移動(dòng)電話、助聽系統(tǒng)，如助聽器、頭戴式耳機(jī)、耳麥、有源耳朵保護(hù)系統(tǒng)等。其它應(yīng)用例如可以是免提電話系統(tǒng)、遠(yuǎn)程會(huì)議系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、卡拉OK系統(tǒng)、教室放大系統(tǒng)等。

背景技術(shù)

下面的現(xiàn)有技術(shù)說明涉及本申請(qǐng)的應(yīng)用領(lǐng)域之一即助聽器。

在設(shè)計(jì)助聽器時(shí)，必須在聽音測(cè)試中對(duì)其性能進(jìn)行測(cè)試。為說明新特征帶來好處，必須通過對(duì)終端用戶直接進(jìn)行測(cè)試而表明該好處。然而，現(xiàn)有測(cè)試方法要不遠(yuǎn)脫離于實(shí)際生活聽音情形，要不太不準(zhǔn)確和不確定。

傳統(tǒng)上，用相當(dāng)簡(jiǎn)單的揚(yáng)聲器設(shè)置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室測(cè)試。作為丹麥句子測(cè)試的例子，常常使用Dantale(例如參見[Wagner et al.；2003])。在該測(cè)試中，三個(gè)揚(yáng)聲器放在聽者的兩側(cè)及后面以產(chǎn)生噪聲。該噪聲通常為“未調(diào)制的語(yǔ)音型”噪聲。從聽者前面的揚(yáng)聲器正播放“目標(biāo)”語(yǔ)音。聽者的任務(wù)是重復(fù)來自目標(biāo)揚(yáng)聲器的話語(yǔ)。如果話語(yǔ)被正確聽取，則語(yǔ)音逐漸關(guān)小直到達(dá)到閾值為止。該測(cè)試非常準(zhǔn)確，但其絕非實(shí)際生活聽音情形的代表。

在另一類型的測(cè)試中(稱為現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試)，向終端用戶家里發(fā)送一組助聽器和調(diào)查表。聽者需要找到特定聽音情形并填寫調(diào)查表，通常在2周內(nèi)。該測(cè)試可以說代表實(shí)際生活聽音情形，但其也非常不確定用戶實(shí)際上聽到了什么。

為實(shí)現(xiàn)測(cè)量高準(zhǔn)確度及測(cè)試現(xiàn)實(shí)性，需要能夠在實(shí)驗(yàn)室中再現(xiàn)實(shí)際生活聽音情形。這些情形必須容易辨認(rèn)且可重復(fù)以使能在不同助聽器設(shè)置和助聽器類型之間進(jìn)行比較。當(dāng)然，可能將幾個(gè)揚(yáng)聲器放在聽者周圍并使用立體聲混合技術(shù)產(chǎn)生聲音場(chǎng)景。也可使用球形揚(yáng)聲器陣列和高階Ambisonics(高保真度立體聲響復(fù)制)(HOA)、波場(chǎng)合成(WFS)或基于矢量的振幅平移(VBAP)方法實(shí)施模仿的房間和聽者周圍的虛擬聲源。然而，這些方法不能夠再現(xiàn)實(shí)際的真實(shí)世界聲音場(chǎng)景。

作為代替，其可以通過用傳聲器陣列記錄真實(shí)聽音情形下的聲場(chǎng)而進(jìn)行。迄今為止，最常用的在球形揚(yáng)聲器陣列中再現(xiàn)前述錄音的方法是通過采用HOA(例如參見[Favrotet al.；2010]和[Daniel；2000])。然而，如果同時(shí)存在遠(yuǎn)離和靠近聽者的聲源，則不能使用該方法。此外，傳聲器和揚(yáng)聲器陣列必須為球形且校準(zhǔn)程序非常麻煩。

因此，需要更簡(jiǎn)練的、在實(shí)驗(yàn)室中再現(xiàn)聽者頭部周圍在真實(shí)生活聽音情形下的聲場(chǎng)的方法。該方法應(yīng)容易校準(zhǔn)及用可用的給定數(shù)量的傳聲器和揚(yáng)聲器即可提供最佳可能的聲場(chǎng)再現(xiàn)。

US 7,336,793 B2描述了一種再現(xiàn)系統(tǒng)，其從布置在面板上的聲源陣列產(chǎn)生所希望的聲場(chǎng)。聲場(chǎng)因其而得以控制的根本技術(shù)為波場(chǎng)合成(WFS)。該眾所周知的技術(shù)，其通常與線性排列的揚(yáng)聲器一起使用，在此延伸到平板。WFS特別適合再現(xiàn)相對(duì)大聽音區(qū)域中的聲場(chǎng)，如(10人以上的)聽眾。WFS方法的缺點(diǎn)在于再現(xiàn)差錯(cuò)跨整個(gè)聽音區(qū)域擴(kuò)散。這與本發(fā)明的方法相反，在本發(fā)明方法中，差錯(cuò)在聽音區(qū)域外面最大及在聽音區(qū)域中心最小。WFS方法的另一缺點(diǎn)在于需要非常大量的揚(yáng)聲器及再現(xiàn)通常限于水平面。因此，WFS不適合其中需要小聽音區(qū)域(對(duì)一人)的測(cè)試助聽器技術(shù)。