[發明專利]自適應混響消除系統

有效

• 申請號: 201580083551.1
• 申請日: 2015-10-14
• 公開（公告）號: CN108141691B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 金文宇;彼得·格羅舍
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H04S7/00
• 分類號: H04S7/00;H04R3/02;H04R3/04;G10L21/0208
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

提供了一種確定用于驅動多個揚聲器消除收聽區域中混響效果的多個驅動信號的信號處理器，其中，所述信號處理器用于：基于物理聲音函數從一個或多個測量的音頻信號中確定多個測量的物理系數，使得所述多個測量的物理系數加權的所述物理聲音函數之和近似于所述一個或多個測量的音頻信號，其中，所述多個測量的物理系數中的至少一半為零；確定所述多個測量的物理系數與多個期望的物理系數之間的殘差；基于所述確定的殘差估計傳遞函數，其中，所述傳遞函數描述了從所述多個期望的物理系數到所述多個測量的物理系數的變換；基于所述估計的傳遞函數更新所述多個驅動信號；其中，所述信號處理器用于重復執行上述步驟。

技術領域

本發明涉及信號處理器、聲音設備，以及生成多個用于驅動多個揚聲器消除收聽區域中混響效果的驅動信號的方法。本發明還涉及一種計算機可讀存儲介質。

背景技術

在一個感興趣的區域再現期望的多區域聲場近年來引起了研究人員的注意。但是，這方面的大部分現有工作都沒有考慮到實際的多區域聲音再現系統會遇到的混響環境。由于混響房間信道未知，而且現有聲場再現系統需要大量的揚聲器和麥克風，因此很難對混響補償過程進行處理。

混響是從外殼表面反射的聲音的集合。當聲音或信號在封閉的環境中反射時，會產生大量的反射，然后隨著聲音被墻壁、散射體和空氣吸收而逐漸衰減。當聲源停止時，這是最明顯的，但是反射持續存在直到達到零幅度。大多數聲場再現技術都是用自由場假設來設計的，但在大多數實際實現中情況并非如此。

房間混響是聲場再現中的一個主要挑戰，而對聽眾來說，不必要的混響通常會導致較差的聲場再現以及定位困惑。因此，混響消除技術對于具有真實世界設置的再現系統是必不可少的。最自然的方法是無源技術。例如，房間可以配備吸音材料，從而提供適度的聲音反射衰減。然而，相關成本對這種方法構成了重大挑戰，并且在許多現實世界的應用場景(例如，辦公室或家庭環境中的聲場再現)中難以實現。技術上更先進的無源方法可以使用固定的或可變的方向性更高階的揚聲器，從而使得指向房間墻壁的聲波輻射最小化。然而，這需要一些特定的聲音再現裝置，這在實踐中是難以實現的。

為了均衡房間混響，房間響應的倒數通常應用于揚聲器驅動信號。已經提出了基于模式匹配的技術，從而在混響室的整個控制區域上精確地再現單區域聲場。引入了利用稀疏方法在期望的區域內再現多區域聲場的方法。這使得隨機放置的較少測量值在平面波分解領域中在期望的區域上大概地估計來自揚聲器的房間傳遞函數。然后使用該估計值得到揚聲器濾波器增益的最佳最小二乘解。對于這些方法，需要事先測量所有使用的揚聲器的房間傳遞函數。這在實踐中實施起來非常耗時，其性能在測量過程中易受周圍環境條件的任何變化的影響。

波域自適應濾波(Wave Domain Adaptive Filtering，簡稱WDAF)是混響消除在聲場再現中應用的一種更為實用的方法。已經介紹了波場合成系統中主動收聽房間補償。分別利用麥克風陣列輸入和揚聲器輸出的變換對聲場的波域表示進行了描述。這些技術遭遇了實際問題，例如，房間信道估計需要大量的麥克風。另外，這些技術中的自適應過程在一些混響環境中會出現分歧，這些混響環境具有較低的直接到混響路徑功率比。需要迭代計算每次迭代中的偽逆，這可能導致病態性問題和信道估計誤差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種信號處理器、聲音設備，以及生成用于驅動多個揚聲器消除收聽區域中混響效果的多個驅動信號的方法，其中，信號處理器、聲音設備，以及生成用于驅動多個揚聲器以消除收聽區域中混響效果的多個驅動信號的方法克服了現有技術中的一個或多個上述問題。

本發明的第一方面提供了確定用于驅動多個揚聲器消除收聽區域中混響效果的多個驅動信號的信號處理器，其中，該信號處理器用于：

-基于物理聲音函數從一個或多個測量的音頻信號中確定多個測量的物理系數，使得所述多個測量的物理系數加權的物理聲音函數之和近似于所述一個或多個測量的音頻信號，其中，所述多個測量的物理系數中的至少一半為零；