[發(fā)明專利]一種基于等效源法的室內聲場揚聲器重放方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110573110.7
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113395638B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發(fā)明（設計）人: 曾向陽;洪汐;杜博凱;路東東
• 申請（專利權）人: 西北工業(yè)大學
• 主分類號: H04R5/02
• 分類號: H04R5/02;H04S7/00
• 代理公司: 西北工業(yè)大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

1.一種基于等效源法的室內聲場揚聲器重放方法，其特征在于步驟如下：

步驟1、確定揚聲器陣列的位置：將揚聲器個數(shù)為L的揚聲器陣列布置在所需的期望聲場邊界或在房間中貼墻擺放；

步驟2、設置目標聲場區(qū)域：將個數(shù)為M的傳聲器置于目標聲場區(qū)域邊界，測量每個揚聲器到每個傳聲器的房間脈沖響應，利用傅里葉變換，得到傳聲器個點處揚聲器陣列的傳遞函數(shù)G⁺；在測量頻率范圍內，傳聲器位置上脈沖聲源產生的峰值聲壓級至少高于相應頻段內背景噪聲45dB；

所述目標聲場區(qū)域為房間中聽眾期望的空間聲場位置；

步驟3：設置目標區(qū)域內的重放聲壓p_des，為已錄制的聲場環(huán)境聲壓或為合成的期望聲場場景聲壓；

步驟4：將目標區(qū)域內按照個數(shù)為K網格化分布，設置等效聲源的位置，個數(shù)記為N；第n個等效源r_n到第m個傳聲器r_m間的自由空間傳遞函數(shù)為：

其中為波數(shù)，f為頻率，c為空氣中的聲速為340m/s；

傳聲器r_m點處的期望聲壓p_des為N個等效源輻射聲壓之和：

其中w_n為等效聲源的權值系數(shù)，矩陣形式為：

p_des＝G_n,mW_n；

步驟5：使用Tikhonov正則化方法求解p_des＝G_n,mW_n，得到等效源權值系數(shù)W_n；

步驟6：預測點k處的聲壓為：

在目標重放聲場區(qū)域內預測點k處的由揚聲器陣列產生的聲壓表示由等效聲源表示：

矩陣形式為：

G_k＝G_n,kW_n

插值后的揚聲器到目標聲場重放區(qū)域內的聲傳遞函數(shù)為：

步驟7：重放區(qū)域內的預先測量的或合成的期望聲壓為p_des，利用Tikhonov正則化求解聲學逆運算：

計算揚聲器的權重系數(shù)W，以此揚聲器的權重系數(shù)，作為揚聲器的驅動信號，從而實現(xiàn)揚聲器聲場重放。

2.根據(jù)權利要求1所述基于等效源法的室內聲場揚聲器重放方法，其特征在于：所述揚聲器陣列為隨意排布的揚聲器陣列。

3.根據(jù)權利要求1所述基于等效源法的室內聲場揚聲器重放方法，其特征在于：所述揚聲器陣列包括但不限于：線陣列，平面陣列，環(huán)形陣列或球形陣列。

4.根據(jù)權利要求1所述基于等效源法的室內聲場揚聲器重放方法，其特征在于：所述等效聲源的個數(shù)N大于傳聲器測量點個數(shù)M。