[發明專利]一種立體聲聲場校準設備及校準方法

在審

• 申請號: 201710517924.2
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107172568A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 龐杰;許逸君
• 申請（專利權）人: 深圳市泰衡諾科技有限公司上海分公司
• 主分類號: H04S7/00
• 分類號: H04S7/00;H04R29/00;H04R3/04
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙)31249
• 代理人: 潘朱慧

技術領域

本發明涉及手機立體聲技術領域，具體涉及一種立體聲聲場校準設備及校準方法。

背景技術

立體聲，就是指具有立體感的聲音。它是一個幾何概念，是指在三維空間中占有位置的事物。因為聲源有確定的空間位置，聲音有確定的方向來源，人們的聽覺有辨別聲源方位的能力。尤其是有多個聲源同時發聲時，人們可以憑聽覺感知各個聲源在空間的位置分布狀況。從這個意義上講，自然界所發出的一切聲音都是立體聲，如雷聲、火車聲、槍炮聲等。當我們直接聽到這些立體空間中的聲音時，除了能感受到聲音的強度、音調和音色外，還能感受到它們的方位和層次。這種人們直接聽到的具有方位層次等空間分布特性的聲音，稱為自然界中的立體聲。

自然界發出的聲音是立體聲，但是我們如果把這些立體聲經記錄、放大等處理后而重放時，所有的聲音都從一個揚聲器放出來，這種重放聲（與原聲源相比）就不是立體的了。這時由于各種聲音都從同一個揚聲器發出，原來的空間感（特別是聲群的空間分布感）也消失了。這種重放聲稱為單聲。如果從記錄到重放整個系統能夠在一定程度上恢復原發生的空間感（不可能完全恢復），那么，這種具有一定程度的方位層次等空間分布特性的重放聲，稱為音響技術中的立體聲。

與單聲道技術相比，立體聲技術具有各聲源的方位感和分布感；提高了信息的清晰度和可懂度；對于影視應用而言，能提高節目的臨場感、層次感和透明度。我們在聽MP3時，一般會用到一對耳機，最重要的理由就是產生立體聲的效果，讓聲音呈現出左右空間的感覺。因此在聲音信號中，我們會用兩個聲道來傳送立體聲信號：一個是負責左聲道、另一個則是負責右聲道。

聲波在室內傳播時，要被墻壁、天花板、地板等障礙物反射，每反射一次都要被障礙物吸收一些。這樣，當聲源停止發聲后，聲波在室內要經過多次反射和吸收，最后才消失，我們就感覺到聲源停止發聲后聲音還繼續一段時間。這種現象叫做混響。混響現象在實際生活中無法避免，左右聲道分別播放對可以模擬實際混響效果。

人們聽聲音時，可以分辨出聲音是由哪個方向傳來的，從而大致確定聲源的位置。我們所以能分辨聲音的方向，是由于我們有兩只耳朵的緣故。例如，在我們的右前方有一個聲源，那么，由于右耳離聲源較近，聲音就首先傳到右耳，然后才傳到左耳，并且右耳聽到的聲音比左耳聽到的聲音稍強些。如果聲源發出的聲音頻率很高，傳向左耳的聲音有一部分會被人頭反射回去，因而左耳就不容易聽到這個聲音 。兩只耳朵對聲音的感覺的這種微小差別，傳到大腦神經中，就使我們能夠判斷聲音是來自右前方。這就是通常所說的“雙耳效應”。

一般的錄音是單聲道的。例如一個音樂會的錄音，從舞臺各方面同時傳來的不同樂器聲音，被一個傳聲器接收（或被幾個傳聲器接收然后混合在一起），綜合成一種音頻電流而記錄下來。放音時也是由一個揚聲器發出聲音。我們只能聽到各個方向不同樂器的綜合聲，而不能分辨哪個樂器聲音是從哪個方向來的，感覺不到像在音樂廳里面聽音樂時的那種立體感（空間感）。在手機等設備中放音時，由于揚聲器的功率、位置等因素影響，立體感更難體現。如果在聲音播放設備中預置一些混響效果，使單聲道錄取的聲音產生立體聲的效果，將會大大改善手機用戶的收聽感受。

目前，在手機上實現立體聲的方式主要有以下兩種：

1.左右聲道完全分離，這樣對兩個聲道的一致性要求非常高，對于腔體設計和器件的選擇做出了很大的限制，使用喇叭加聽筒的設計方式將無法產生正常的聲場；

2.使用諸如DIRAC音效的方式，通過算法處理匹配多種多樣的器件和結構設計。這種方案比較成熟，適用性強，但是調試周期較長，比較耗費人力。

上述兩種對于雙喇叭的效果和聲場定位都需要通過被動調試來解決，這樣對于不同類型的雙喇叭聲場匹配和不同的產品需求都需要單獨進行調節，這樣實現起來費時費力，可延續性也比較差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種立體聲聲場校準設備及校準方法，應用于手機、IPAD等移動終端和音視頻播放器中，為使用者帶來較佳的聽覺感受。本發明對立體聲聲場進行校準，需要使用兩個沿手機橫軸設置的麥克風進行聲信號采集。在調試時，手機上的兩個喇叭依次播放掃頻音源，通過兩個麥克風同時采集聲信號并通過接收到的信號同輸入信號頻率、幅度和相位上的差異，分析兩個喇叭在軸線方向的聲場變化。再讓兩個喇叭同時播放掃頻音源，收集兩個麥克風同時采集并通過接收到的信號同輸入信號頻率、幅度和相位上的差異，分析兩個喇叭在軸線方向的聲場變化，最后再分析比較單喇叭播放和雙喇叭播放的異同，分別對兩個喇叭做不同外放效果調試，最終可以達到一個聲場較為準確，主觀聽感提升較明顯的效果。

一種立體聲聲場校準設備，包含：