[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

本發明涉及一種基于輸入音頻信號產生聲場的裝置(100)。所述裝置(100)包括：多個換能器(107A至107L)，其中，每個換能器用于被所述換能器的換能器驅動信號q_l驅動，l∈{1，…，L}，l表示第l個換能器；多個濾波器(105A至105L)，用于為每個換能器產生其換能器驅動信號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，所述控制單元(101)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和所述第二權重矩陣

技術領域

本發明涉及音頻信號處理和再生領域。更具體地，本發明涉及一種用于產生聲場的裝置和方法。

背景技術

擴展空間區域上的空間多區域聲場再現，近來因其在同步車載娛樂系統、展覽中心的環繞聲系統、公共辦公空間中的個人揚聲器系統以及嘈雜環境中的安靜區域等各方面的應用而備受關注。其旨在不使用隔音墻或耳機的前提下，為聽眾提供個人聲音環境。相應的系統也稱為個人音頻或私人聲音區域(private sound zone，PSZ)系統。

通常情況下，聲場可以用來將局地氣壓與環境壓力的偏差，即壓力變化，描述為空間和時間的函數。這種變化，例如，是由于多個揚聲器發出的聲音信號所引起的。多區域聲場通常可以包括一個或多個聲學亮區，還可能包括幾個聲學暗區和灰區。

已知的個人音頻系統通常基于方向性、揚聲器陣列定向聲音輻射所需的輸入能量以及聽音區中期望聲場的再現準確度，以下簡稱為質量，之間的性能權衡。例如，正如Mincheol Shin、Filippo M Fazi、Philip A Nelson和Fabio C Hirono(下稱Shin等人)于2014年8月發表在聲音與振動雜志(J.Sound Vib.)333(16):3794–3817上的文章《采用雙層揚聲器陣列的受控聲場》(Controlled sound field with a dual layer loudspeakerarray)中描述的那樣，個人音頻系統會以聽音區中的質量為代價來實現高方向性。

廣泛用于揚聲器陣列的輸入信號設計的一種信號處理方法是壓力匹配(pressurematching，PM)方法。所述PM方法的一種更常見形式是加權壓力匹配(weighted pressurematching，WPM)方法，該方法已廣泛用于已知的個人音頻系統的多種實現中。所述WPM 方法可以通過適當的可調參數來設計輸入信號，實現預期的性能權衡。