[發(fā)明專利]一種自適應聲場調(diào)控的方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110311511.5
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN113099356B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發(fā)明（設計）人: 王健;馮萌馨
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學
• 主分類號: H04R3/12
• 分類號: H04R3/12;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 徐美琳

1.一種自適應聲場調(diào)控的方法，其特征在于，該方法包括：

若干輸入聲場經(jīng)過傳輸或變換得到對應的輸出聲場后，將這若干對已知的輸入聲場和輸出聲場作為訓練樣本集訓練神經(jīng)網(wǎng)絡，其中輸出聲場為神經(jīng)網(wǎng)絡的輸入，輸入聲場為神經(jīng)網(wǎng)絡的輸出；

待神經(jīng)網(wǎng)絡訓練好之后，將目標輸出聲場作為訓練好的神經(jīng)網(wǎng)絡的輸入，此時神經(jīng)網(wǎng)絡的輸出對應為獲得目標輸出聲場所需的輸入聲場，通過調(diào)控所需的輸入聲場，從而實現(xiàn)自適應聲場調(diào)控，得到目標輸出聲場。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述神經(jīng)網(wǎng)絡的訓練樣本集為若干個輸入聲場及其經(jīng)過傳輸或變換后相對應的若干個輸出聲場，神經(jīng)網(wǎng)絡經(jīng)過訓練樣本集訓練后，將目標輸出聲場作為神經(jīng)網(wǎng)絡輸入，經(jīng)神經(jīng)網(wǎng)絡學習后輸出所需的輸入聲場，然后通過自適應調(diào)控產(chǎn)生所需的輸入聲場，該輸入聲場經(jīng)過傳輸或變換后得到相對應的輸出聲場，將此輸出聲場與目標輸出聲場進行對比，如果不一致或者一致程度低于設定值，則將該輸出聲場及其對應的輸入聲場作為在訓練樣本集基礎(chǔ)上新增的補充樣本，重新訓練神經(jīng)網(wǎng)絡并調(diào)整神經(jīng)網(wǎng)絡參數(shù)，然后再將目標輸出聲場作為重新訓練后的神經(jīng)網(wǎng)絡的輸入，如此反復迭代，直至神經(jīng)網(wǎng)絡學習得到的實際輸出聲場和目標輸出聲場吻合。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，輸入聲場由陣列聲源產(chǎn)生，陣列聲源的每個陣列單元可以任意獨立調(diào)控其產(chǎn)生聲場的幅度和相位，產(chǎn)生具有空間變化的幅度和相位分布的結(jié)構(gòu)聲場。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，輸出聲場由輸入聲場經(jīng)過傳輸或變換對應得到，每個輸出聲場通過單個聲場接收器空間逐點掃描探測其聲場空間幅度和相位分布，或者通過陣列聲場接收器一次性探測其聲場空間幅度和相位分布。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，輸入聲場由單個高斯聲源產(chǎn)生，單個高斯聲源后預設一個聲學元件，輸出聲場由輸入聲場經(jīng)過自由空間傳輸?shù)竭_預設的聲學元件，再經(jīng)過傳輸或變換得到，通過調(diào)控聲學元件實現(xiàn)目標自適應調(diào)控，得到目標輸出聲場A’；聲學元件的傳輸矩陣H滿足：

A₀’H＝A

其中，A₀’為高斯聲源A₀到達聲學元件所在位置處時的聲場分布，A為輸入聲場。

6.一種自適應聲場調(diào)控的裝置，其特征在于，裝置包括輸入聲源、傳輸介質(zhì)、聲場檢測模塊、神經(jīng)網(wǎng)絡模塊；

所述輸入聲源用于產(chǎn)生任意具有空間幅度和相位分布的輸入聲場；

所述傳輸介質(zhì)用于實現(xiàn)輸入聲場到輸出聲場的轉(zhuǎn)換；

所述聲場檢測模塊用于檢測輸出聲場的幅度和相位分布；

所述神經(jīng)網(wǎng)絡模塊用于將輸入聲場和輸出聲場作為訓練樣本集訓練經(jīng)網(wǎng)絡，其中輸出聲場為神經(jīng)網(wǎng)絡的輸入，輸入聲場為神經(jīng)網(wǎng)絡的輸出；待神經(jīng)網(wǎng)絡訓練好之后，將目標輸出聲場作為訓練好的神經(jīng)網(wǎng)絡的輸入，此時神經(jīng)網(wǎng)絡得輸出為獲得目標輸出聲場所需的輸入聲場，通過調(diào)控所需的輸入聲場，從而實現(xiàn)自適應聲場調(diào)控。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述神經(jīng)網(wǎng)絡的訓練樣本集為若干個輸入聲場及其經(jīng)過傳輸或變換后相對應的若干個輸出聲場，神經(jīng)網(wǎng)絡經(jīng)過訓練樣本集訓練后，將目標輸出聲場作為神經(jīng)網(wǎng)絡輸入，經(jīng)神經(jīng)網(wǎng)絡學習后輸出所需的輸入聲場，然后通過自適應調(diào)控產(chǎn)生所需的輸入聲場，該輸入聲場經(jīng)過傳輸或變換后得到相對應的輸出聲場，將此輸出聲場與目標輸出聲場進行對比，如果不一致或者一致程度低于設定值，則將該輸出聲場及其對應的輸入聲場作為在訓練樣本集基礎(chǔ)上新增的補充樣本，重新訓練神經(jīng)網(wǎng)絡并調(diào)整神經(jīng)網(wǎng)絡參數(shù)，然后再將目標輸出聲場作為重新訓練后的神經(jīng)網(wǎng)絡的輸入，如此反復迭代，直到神經(jīng)網(wǎng)絡學習得到的實際輸出聲場和目標輸出聲場吻合。