[發明專利]使用多速率FIR和全通IIR濾波器均衡揚聲器系統的聲學響應的方法和裝置

在審

• 申請號: 201580073966.0
• 申請日: 2015-11-20
• 公開（公告）號: CN107210718A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 朱強
• 申請（專利權）人: 迪芬尼香港有限公司
• 主分類號: H03G3/00
• 分類號: H03G3/00;G10H1/00;H04B1/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 梁麗超,劉冀

相關申請的交叉引證

本申請要求于2014年11月20日提交的美國申請號62/082568的權益，通過引證將其全部內容結合于此。

技術領域

本發明總體涉及音頻信號處理，并且更具體地，涉及對揚聲器系統的聲波響應進行均衡。

背景技術

信號處理的技術進展已應用于現代音頻系統的設計和結構以便向聽眾傳送預期的不失真的音頻信號。例如，音樂家和音頻制作人期望他們的聽眾能夠以最小失真量實現自然且高質量的聲學音頻信號。然而，旨在將聲學聲音信號傳送給聽眾的傳統揚聲器系統的各種電氣組件和硬件組件同樣會將不期望的噪聲(即，失真)引入聲音信號中。

例如，通常需要考慮底層子系統的一個或多個組件(諸如，放大器)和驅動器響應極限，因為即使有完美的均衡設置這些組件會阻礙聲學性能。此外，典型的消費級驅動器具有有限的偏移。因此，當傳送至驅動器的(均衡的)功率電平超過驅動器的運行極限時，典型的消費級驅動器容易飽和(即，在輸入電力將大部分轉變成熱量的功率壓縮模式中運行)。驅動器飽和會引起驅動器的阻抗升高，進而生成失真音頻并且降低聲輸出的質量。因此，聽眾獲得缺少自然聲響效果的低質量音頻信號。

發明內容

根據本發明的至少一個非限制性實施方式，揚聲器系統包括電子信號處理單元，該電子信號處理單元被配置為將輸入音頻信號分離為低通音頻分量和高通音頻分量。電信號處理單元包括多速率有限脈沖響應(FIR)濾波器，其被配置為對所述低通音頻分量進行下采樣并以第一采樣率對下采樣的低通音頻分量進行采樣，所述第一采樣率低于用于對所述高通音頻分量進行采樣的第二采樣率。

根據本發明的另一非限制性實施方式，均衡由揚聲器系統處理的聲學音頻信號的方法包括將輸入音頻信號分離為低通音頻分量和高通音頻分量。方法進一步包括對低通音頻分量進行下采樣。方法進一步包括以第一采樣率對下采樣的低通音頻分量進行采樣，所述第一采樣率低于用于對所述高通音頻分量進行采樣的第二采樣率。

根據本發明的又一非限制性實施方式，自適應音頻均衡系統包括至少一個音頻揚聲器，其被配置為生成聲學音頻信號。電子信號處理單元被配置為接收從布置在位于音頻揚聲器遠處的環境中的收聽裝置輸出的反饋信號。信號處理單元在實時期間基于環境中現有的一個或多個聲學條件對傳送至收聽裝置的聲學音頻信號進行動態的均衡。

通過本發明的技術實現了附加特征。此處詳細描述了其他實施方式并且將其他實施方式視為要求保護發明的一部分。為了通過特征更好地理解本發明，參考描述和附圖。

附圖說明

具體指出了被視為本發明的主題并且在本說明書結尾的權利要求中明確要求保護本主題。本發明的前述和其它特征和優勢將從以下結合附圖的詳細描述顯而易見，其中：

圖1示出包括被配置為對輸入音頻信號的聲波響應進行均衡的電子多速率有限脈沖響應(FIR)濾波器和全通無限脈沖響應(IIR)濾波器均衡器(FIR/IIR EQ)模塊的揚聲器系統；

圖2是示出了理想的頻率響應和理想群延遲響應的實例的線形圖；

圖3是包括在圖1中示出的揚聲器系統中的示例性FIR/IIR EQ模塊的詳細圖；

圖4A示出根據非限制性實施方式的包括FIR均衡器的揚聲器系統的實例；

圖4B示出根據非限制性實施方式的FIR均衡器的實例；

圖5A示出根據非限制性實施方式的IIR濾波器的實例；

圖5B-圖5D是示出了根據非限制性實施方式的IIR濾波器的操作的曲線圖；

圖6示出布置在FIR/IIR EQ模塊的上游用于以非最小相位操作來操作的全通IIR濾波器的實例；

圖7示出根據本發明的非限制性實施方式的揚聲器系統，其包括電子FIR/IIR EQ模塊，和被配置為基于輸入功率電平對揚聲器系統的頻率響應進行動態地調整的電子自適應均衡器系數(EDEC)模塊；

圖8A-圖8D示出信號圖的各種實例，信號圖示出了多速率FIR處理操作的行為；

圖9示出根據非限制性實施方式的由EDEC模塊存儲的對應于不同的功率電平的等響曲線；

圖10A-圖10B示出確定離線FIR均衡器設計的方法；

圖10C-圖10F是示出了根據非限制性實施方式的在圖10A-圖10B中描述的離線FIR均衡器方法的操作的曲線圖；

圖11示出使用算術建模應用程序以實時對輸入音頻信號進行預處理的確定實時FIR均衡器設計的方法；以及