[發(fā)明專利]音頻信號(hào)的補(bǔ)償方法、裝置及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710608349.7
• 申請(qǐng)日: 2017-07-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109302660B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡瑞敏;王曉晨;徐家望;張茂勝;方博偉;覃景繁;李賢勝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司;武漢大學(xué)
• 主分類號(hào): H04R3/00
• 分類號(hào): H04R3/00
• 代理公司: 北京三高永信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11138
• 代理人: 羅振安

本申請(qǐng)公開(kāi)了一種音頻信號(hào)的補(bǔ)償方法、裝置及系統(tǒng)，屬于聲學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括：獲取音頻播放空間內(nèi)設(shè)置的M個(gè)揚(yáng)聲器與該音頻播放空間內(nèi)L個(gè)接收點(diǎn)之間的該音頻播放空間的房間脈沖響應(yīng)矩陣；計(jì)算該M個(gè)揚(yáng)聲器中每個(gè)揚(yáng)聲器所播放的聲音在該L個(gè)接收點(diǎn)中每個(gè)接收點(diǎn)處的理論聲壓值，得到理想聲場(chǎng)矩陣；根據(jù)該房間脈沖響應(yīng)矩陣和該理想聲場(chǎng)矩陣，計(jì)算濾波系數(shù)；采用該濾波系數(shù)對(duì)M路音頻信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，得到M路補(bǔ)償信號(hào)。利用該計(jì)算得到的濾波系數(shù)對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，可使得經(jīng)過(guò)揚(yáng)聲器輸出的音頻信號(hào)的實(shí)際聲場(chǎng)在一定程度上逼近理想聲場(chǎng)，消除該音頻播放空間內(nèi)反射聲帶來(lái)的聲染色問(wèn)題，從而有效改善音頻播放空間內(nèi)音響系統(tǒng)的音響效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及聲學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種音頻信號(hào)的補(bǔ)償方法、裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著聲學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人們對(duì)音響系統(tǒng)的音響效果也越來(lái)越關(guān)注。除了音響設(shè)備自身的性能之外，音響系統(tǒng)所處的聲學(xué)環(huán)境也是影響音響效果的關(guān)鍵因素。

相關(guān)技術(shù)中，為了改善封閉空間內(nèi)(例如汽車的車內(nèi)空間)的音響效果，常用的方法主要是被動(dòng)補(bǔ)償法。該方法通過(guò)在封閉空間內(nèi)加裝大量吸音材料以吸收音頻信號(hào)在傳播過(guò)程中產(chǎn)生的破壞人聽(tīng)覺(jué)體驗(yàn)的成分，例如高頻噪音或者低頻噪音等，從而達(dá)到改善音響效果，提升聽(tīng)覺(jué)體驗(yàn)的目的。

但是，該加裝吸音材料的方法成本較高，并且只能針對(duì)噪音進(jìn)行降噪，對(duì)音響效果的改善效果較差。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決相關(guān)技術(shù)中的補(bǔ)償方法對(duì)音響效果的改善效果較差的問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N音頻信號(hào)的補(bǔ)償方法、裝置及系統(tǒng)。所述技術(shù)方案如下：

第一方面，提供了一種音頻信號(hào)的補(bǔ)償方法，該方法可以包括：

獲取音頻播放空間內(nèi)M(M為大于1的整數(shù))個(gè)揚(yáng)聲器與該音頻播放空間內(nèi)L(L為大于等于M的整數(shù))個(gè)接收點(diǎn)之間的該音頻播放空間的房間脈沖響應(yīng)矩陣；然后計(jì)算該M個(gè)揚(yáng)聲器中每個(gè)揚(yáng)聲器所播放的聲音在該L個(gè)接收點(diǎn)中每個(gè)接收點(diǎn)處的理論聲壓值，從而得到理想聲場(chǎng)矩陣，該理想聲場(chǎng)矩陣包括每個(gè)揚(yáng)聲器所播放的聲音在L個(gè)接收點(diǎn)中每個(gè)接收點(diǎn)處的理論聲壓值；之后即可根據(jù)房間脈沖響應(yīng)矩陣和理想聲場(chǎng)矩陣計(jì)算得到該濾波系數(shù)；最后可以采用該濾波系數(shù)，對(duì)M路音頻信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，得到M路補(bǔ)償信號(hào)。該M路補(bǔ)償信號(hào)與該M個(gè)揚(yáng)聲器一一對(duì)應(yīng)，每路該補(bǔ)償信號(hào)用于通過(guò)對(duì)應(yīng)的揚(yáng)聲器進(jìn)行播放。

通過(guò)本申請(qǐng)?zhí)峁┑姆椒?，利用濾波系數(shù)對(duì)待輸出的音頻信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償后，可以使得經(jīng)過(guò)揚(yáng)聲器輸出的音頻信號(hào)的實(shí)際聲場(chǎng)在一定程度上逼近理想聲場(chǎng)，從而有效改善了音頻播放空間內(nèi)音響系統(tǒng)的音響效果。

可選的，該L個(gè)接收點(diǎn)中的每個(gè)接收點(diǎn)處可以分別設(shè)置有一個(gè)麥克風(fēng)；獲取該房間脈沖響應(yīng)矩陣的過(guò)程具體可以包括：

控制該M個(gè)揚(yáng)聲器中的每個(gè)揚(yáng)聲器依次播放測(cè)試信號(hào)，該測(cè)試信號(hào)可以為格雷碼；獲取每個(gè)麥克風(fēng)采集到的對(duì)應(yīng)每個(gè)揚(yáng)聲器的收音信號(hào)；然后可以根據(jù)L個(gè)麥克風(fēng)采集到的共M×L路收音信號(hào)，通過(guò)截?cái)喾ǖ玫皆摲块g脈沖響應(yīng)矩陣。

通過(guò)實(shí)際測(cè)量的方法獲取得到的房間脈沖響應(yīng)矩陣的精度更高，相比于計(jì)算機(jī)軟件建模的方法，更能準(zhǔn)確反映出音頻播放空間的實(shí)際聲學(xué)環(huán)境。

可選的，該M個(gè)揚(yáng)聲器中第m個(gè)揚(yáng)聲器所播放的聲音在該L個(gè)接收點(diǎn)中第j個(gè)接收點(diǎn)處的理論聲壓值T_m(x_j；k)滿足：

其中，e為自然常數(shù)，k為波數(shù)，y_m為第m個(gè)揚(yáng)聲器在該音頻播放空間內(nèi)的坐標(biāo)，該坐標(biāo)可以是由三個(gè)坐標(biāo)值表示的三維空間坐標(biāo)，x_j為第j個(gè)接收點(diǎn)在該音頻播放空間內(nèi)的坐標(biāo)，該坐標(biāo)也可以是由三個(gè)坐標(biāo)值表示的三維空間坐標(biāo)，||y_m-x_j||表示第m個(gè)揚(yáng)聲器與第j個(gè)接收點(diǎn)之間的歐式距離，該音頻播放空間的中心點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，并且，m為大于等于1且小于等于M的整數(shù)，j為大于等于1且小于等于L的整數(shù)。