[發明專利]一種用于產生聲場的裝置和方法

有效

• 申請號: 201680087360.7
• 申請日: 2016-06-30
• 公開（公告）號: CN110115050B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 西蒙妮·方塔納;費迪南多·奧利弗里;菲利波·法齊;菲利普·內爾松
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司;南安普頓大學
• 主分類號: H04S7/00
• 分類號: H04S7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于輸入音頻信號產生聲場的裝置(100)，其特征在于，所述裝置(100)包括：

多個換能器(107A至107L)，其中，每個換能器用于被對應的換能器驅動信號q_l驅動，l∈{1，...，L}，l表示第l個換能器；

多個濾波器(105A至105L)，用于為每個換能器生成其換能器驅動信號q_l，其中，每個所述濾波器由濾波器傳遞函數所定義，所述換能器的換能器驅動信號q_l是基于所述換能器的所述濾波器傳遞函數以及所述輸入音頻信號；

控制單元(101)，用于提供或接收維度為L的第一換能器驅動信號矢量q₀，使得J(q；ψ)關于q的梯度在(q₀；ψ₀)中為0，其中，J(q；ψ)是以維度為L的換能器驅動信號矢量q和維度為M×M的權重矩陣ψ為變量的基于加權壓力匹配WPM代價函數，ψ₀是維度為M×M的第一權重矩陣；其中

所述控制單元(101)還用于提供維度為L的第二換能器驅動信號矢量使得所述基于WPM代價函數J(q；ψ)關于q的梯度在中為0或接近于0，是維度為M×M的第二權重矩陣，

其中，所述控制單元(101)具體用于基于以下參數提供所述第二驅動信號矢量

所述第一換能器驅動信號矢量q₀；

所述第一權重矩陣Ψ₀；

所述第二權重矩陣其中，所述基于WPM代價函數是每個區域中的平方加權再現誤差與陣列成本控制項的和，即：是包括M個控制點的集合的M個目標壓力值且維度為M的目標壓力矢量，m∈{1，...，M}，p是包括所述M個控制點的集合的M個壓力值p_m的且維度為M的壓力矢量，m∈{1，...，M}，β是區間[0，∞)內的正則化參數；其中，表示包括第m個控制點的再現誤差的WPM權重0≤Ψ_m≤1的平方根的M×M對角矩陣。

2.根據權利要求1所述的裝置(100)，其中，所述控制單元(101)用于基于N階的截短諾依曼級數計算所述第二換能器驅動信號矢量

其中，Z是維度為M×L的轉移矩陣，I為維度為K×K的單位矩陣，Δψ表示ψ₀和之間的差，上標^H表示厄米特轉置。

3.根據權利要求2所述的裝置(100)，其中，所述聲場(110)包括聲學亮區(110a)、聲學暗區(110b)以及聲學灰區(110c)，所述代價函數J(q；ψ)由以下等式給出：

其中，在限定條件下，對于每個m∈B，J(q；ψ)關于q的梯度在(q₀；ψ₀)中為0，其中，B是所述亮區中的控制點的索引集合，|p_m，min|²是與所述亮區中的相應控制點上的相應的期望最低聲能水平相關聯的正實數；

p_B表示所述亮區中的控制點的聲壓，表示所述亮區中的控制點的期望聲壓，p_D表示所述暗區中的多個控制點各自的聲壓，p_G表示所述灰區中多個控制點各自的聲壓，Z_ml表示所述轉移矩陣Z的第m行第l列上的元素，ψ_D表示暗區加權參數，ψ_G表示灰區加權參數，p_B，min表示所述亮區中的控制點的期望最低聲能水平。

4.根據權利要求3所述的裝置(100)，其中，所述控制單元(101)用于響應于對所述亮區中的控制點的所述期望最低聲能水平的調節，提供所述第二換能器驅動信號矢量

5.根據權利要求1所述的裝置(100)，其中，所述第一換能器驅動信號矢量q₀是：

其中，Z是維度為M×L的轉移矩陣。

6.根據權利要求1或5所述的裝置(100)，其中，所述控制單元(101)用于基于標準Tikhonov正則化確定所述正則化參數β。