一种系统和方法，其被配置来在目标扬声器‑房间‑麦克风系统中的聆听位置周围生成声波场，其中，K≥1组扬声器的扬声器阵列，其中每一组扬声器具有至少一个扬声器，被安置在所述聆听位置周围，且M≥1组麦克风的麦克风阵列，其中每一组麦克风具有至少一个麦克风，被安置在所述聆听位置处。所述系统和方法包括在所述K组扬声器的信号路径上游和输入信号路径的下游中利用可控制传递函数进行均衡滤波。所述系统和方法还包括基于来自所述K组麦克风的误差信号和所述输入信号路径上的输入信号根据自适应控制算法来利用所述可控制传递函数的均衡控制信号进行控制用于均衡滤波。所述麦克风阵列包括至少两个第一组麦克风，其环状安置在听者的头部周围、人工头部周围或其中或刚球周围或其中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】声波场生成
本公开涉及用于生成声波场的系统和方法。
技术介绍
空间声场再生技术利用多个扬声器而在大型聆听区域内创建虚拟听觉场景。若干声场再生技术例如波场合成(WFS)或环境立体学声(Ambisonics)，利用配备有多个扬声器的扬声器阵列来提供声学场景的高度详细的空间再生。详细而言，波场合成用来通过使用(例如)数十至数百个扬声器组成的阵列而实现声学场景的高度详细的空间再生，从而克服限制因素。空间声场再生技术克服立体声再生技术的一些限制因素。然而，技术约束会阻止使用较大数量的扬声器进行声音再生。波场合成(WFS)和环境立体学声是两种类似的声场再生。尽管它们是基于声场的不同表现形式(WFS采用基尔霍夫-亥姆霍兹(Kirchhoff-Helmholtz)积分，而环境立体学声采用球谐展开)，但是其目标是一致的，并且其属性是相似的。对用于扬声器阵列圆形设置的这两种原理的现有人为现象进行分析所得出的结论是高阶环境立体学声(HOA)或更准确而言近场校正HOA以及WFS满足类似的限制因素。就感知的过程和品质而言，WFS和HOA及其不可避免的缺陷会造成一些差异。在HOA中，在再生的阶数降低的情况下，声场的受损重建将会导致定位焦点的模糊以及聆听区域尺寸某种程度的减小。对于音频再生技术(诸如波场合成(WFS)或环境立体学声)而言，扬声器信号通常根据基础理论来确定，使得扬声器在其已知位置上发出的声场的叠加描述某个期望声场。通常，扬声器信号是在假定自由场条件的情况下加以确定。因此，聆听房间不应展现明显的壁反射，因为反射波场的反射部分会使再生的波场失真。在许多案例中(诸如汽车内部)，实现此类房间属性的必要声学处理可能过于昂贵或者不切实际。
技术实现思路
一种系统，其被配置来在目标扬声器-房间-麦克风系统中的聆听位置周围生成声波场，其中，具有K≥1组扬声器的扬声器阵列，其中每一组扬声器具有至少一个扬声器，被安置在所述聆听位置周围，而M≥1组麦克风的麦克风阵列，其中每一组麦克风具有至少一个麦克风，被安置在所述聆听位置处。所述系统包括K个均衡滤波器模块，其布置在所述扬声器的组的信号路径上游和输入信号路径的下游中，并且具有可控制传递函数。所述系统还包括K个滤波器控制模块，其被布置在所述麦克风的组的信号路径下游和所述输入信号路径的下游中，并且基于来自所述K组麦克风的误差信号和所述输入信号路径上的输入信号根据自适应控制算法来控制所述K个均衡滤波器模块的所述传递函数。所述麦克风阵列包括至少两个第一组麦克风，其环状安置在听者的头部周围、人工头部周围或其中或刚球周围或其中。一种方法，其被配置来在目标扬声器-房间-麦克风系统中的聆听位置周围生成声波场，其中，K≥1组扬声器的扬声器阵列，其中每一组扬声器具有至少一个扬声器，被安置在所述聆听位置周围，而M≥1组麦克风的麦克风阵列，其中每一组麦克风具有至少一个麦克风，被安置在所述聆听位置处。所述方法包括在所述K组扬声器的信号路径上游和输入信号路径的下游中利用可控制传递函数进行均衡滤波。所述方法还包括基于来自所述K组麦克风的误差信号和所述输入信号路径上的输入信号根据自适应控制算法来利用所述可控制传递函数的均衡控制信号进行控制用于均衡滤波。所述麦克风阵列包括至少两个第一组麦克风，其环状安置在听者的头部周围、人工头部周围或其中或刚球周围或其中。本领域技术人员将在查阅以下图式和详述之后了解或更加明白其它系统、方法、特征和优点。意图使所有此类额外系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内，包括在本专利技术的范围内，并且由随附的权利要求书加以保护。附图说明参阅以下附图和描述可更好地理解所述系统和方法。图中的组件无需按比例绘制，而是着重说明本专利技术的原理。此外，图中的相同参考数字指定不同视图中各处的对应部件。图1是流程图，其说明具有M个记录通道(麦克风)和K个输出通道(扬声器)的简单声学多输入多输出(MIMO)系统，包括多误差最小均方(MELMS)系统或方法。图2是流程图，其说明适用于图1所示的MIMO系统中的1×2×2MELMS系统或方法。图3是说明呈限制群延迟函数(群延迟差异与频率)形式的预振铃约束曲线的图。图4是说明从图3所示曲线导出的限制相位函数(相位差异曲线余频率)的曲线的图。图5是振幅时间图，其说明根据图4所示曲线而设计的全通滤波器的脉冲响应。图6是波特(Bode)图，其说明图5所示的全通滤波器的幅度和相位行为。图7是说明用于在车辆中生成个别声音区的设置。图8是幅度频率图，其说明使用仅仅基于较遥远扬声器的MIMO系统的图7所示设置中的四个区(位置)中的每一个处的幅度频率响应。图9是振幅时间图(样本中时间)，其说明MIMO系统的均衡器滤波器的形成图8所示的图的基础的对应脉冲响应。图10是具有适用于图7所示设置中的整合式近距离扬声器的头枕的示意图。图11是图7所示设置中的近距离扬声器的可替代布置的示意图。图12是更详细说明图11所示的可替代布置的示意图。图13是幅度频率图，其说明当使用滤波器长度一半的建模延迟和仅仅近距离扬声器时图7所示设置中的四个位置处的频率特性。图14是振幅时间图，其说明对应于MIMO系统的均衡滤波器的脉冲响应，所述脉冲响应导致图13所示的四个期望位置处的频率特性。图15是幅度频率图，其说明当使用长度减小的建模延迟和仅仅近距离扬声器时图7所示设置中的四个位置处的频率特性。图16是振幅时间图，其说明对应于MIMO系统的均衡滤波器的脉冲响应，所述脉冲响应导致图15所示的四个期望位置处的频率特性。图17是幅度频率图，其说明当使用长度减小的建模延迟和仅仅系统扬声器(即远距离扬声器)时图7所示设置中的四个位置处的频率特性。图18是振幅时间图，其说明对应于MIMO系统的均衡滤波器的脉冲响应，所述脉冲响应导致图17所示的四个期望位置处的频率特性。图19是幅度频率图，其说明当使用实施预振铃约束而非建模延迟和仅仅近距离扬声器的全通滤波器时，图7所示设置中的四个位置处的频率特性。图20是振幅时间图，其说明对应于MIMO系统的均衡滤波器的脉冲响应，所述脉冲响应导致图19所示的四个期望位置处的频率特性。图21为振幅频率图，其说明对数域中的示例性幅度约束的上限阈值和下限阈值。图22是具有基于上文结合图2所描述的系统和方法的幅度约束的MELMS系统或方法的流程图。图23是如图22所示使用幅度约束的系统或方法的波特图(幅度频率响应、相位频率响应)。图24是不使用幅度约束的系统或方法的波特图(幅度频率响应、相位频率响应)。图25是幅度频率图，其说明当使用仅仅八个更遥远扬声器组合幅度和预振铃约束的组合时图7所示设置中的四个位置处的频率特性。图26是振幅时间图，其说明对应于MIMO系统的均衡滤波器的脉冲响应，所述脉冲响应导致图25所示的四个期望位置处的频率特性。图27是幅度频率图，其说明当使用仅仅更遥远扬声器组合基于利用高斯窗的开窗的预振铃约束和幅度约束时图7所示设置中的四个位置处的频率特性。图28是振幅时间图，其说明对应于MIMO系统的均衡滤波器的脉冲响应，所述脉冲响应导致图27所示的四个期望位置处的频率特性。图29是说明示例性高斯窗的振幅时间图。图30是利用基于上文结合图2所描述的系统和方法的开窗幅度约束的MELMS系统本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种被配置来在目标扬声器‑房间‑麦克风系统中的聆听位置周围生成声波场的系统，其中，K≥1组扬声器的扬声器阵列被安置在所述聆听位置周围，其中每一组扬声器具有至少一个扬声器，而M≥1组麦克风的麦克风阵列被安置在所述聆听位置处，其中每一组麦克风具有至少一个麦克风，所述系统包括：K个均衡滤波器模块，其被布置在所述扬声器的组的信号路径上游和输入信号路径的下游中，并且具有可控制传递函数，以及K个滤波器控制模块，其被布置在所述麦克风的组的信号路径下游和所述输入信号路径的下游中，并且基于来自所述K组麦克风的误差信号和所述输入信号路径上的输入信号根据自适应控制算法来控制所述K个均衡滤波器模块的所述传递函数，其中所述麦克风阵列包括至少两个第一组麦克风，其环状安置在听者的头部周围，人工头部周围或人工头部中，或者刚球周围或刚球中。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.07 EP 14163718.11.一种被配置来在目标扬声器-房间-麦克风系统中的聆听位置周围生成声波场的系统，其中，K≥1组扬声器的扬声器阵列被安置在所述聆听位置周围，其中每一组扬声器具有至少一个扬声器，而M≥1组麦克风的麦克风阵列被安置在所述聆听位置处，其中每一组麦克风具有至少一个麦克风，所述系统包括：K个均衡滤波器模块，其被布置在所述扬声器的组的信号路径上游和输入信号路径的下游中，并且具有可控制传递函数，以及K个滤波器控制模块，其被布置在所述麦克风的组的信号路径下游和所述输入信号路径的下游中，并且基于来自所述K组麦克风的误差信号和所述输入信号路径上的输入信号根据自适应控制算法来控制所述K个均衡滤波器模块的所述传递函数，其中所述麦克风阵列包括至少两个第一组麦克风，其环状安置在听者的头部周围，人工头部周围或人工头部中，或者刚球周围或刚球中。2.根据权利要求1所述的系统，其还包括至少一个第二组麦克风，其环状安置在听者的头部、人工头部或刚球周围。3.根据权利要求1所述的系统，其还包括至少两个第三组麦克风，其中所述至少两个第三组麦克风和所述第一组麦克风一起球状安置在听者的头部周围，人工头部周围或人工头部中，或者刚球周围或刚球中。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述球状安置的麦克风的组以规则型式安置。5.根据权利要求1所述的系统，其还包括至少三个第四组麦克风，其被安置在所述第一组麦克风的每一个麦克风周围。6.根据权利要求1-5所述的系统，其中所述至少两个第一组麦克风中的两组被布置在其中听者的耳朵在所述目标扬声器-房间-麦克风系统中或将在所述目标扬声器-房间-麦克风系统中的位置中或接近所述位置。7.如权利要求1-6所述的系统，其中：M个主要路径建模模块被布置在麦克风的所述组的信号路径上游和所述输入路径的下游中，所述主要路径建模模块被配置来对呈现在期望源扬声器-房间-麦克风系统中的所述主要路径进...
【专利技术属性】
技术研发人员：M克里斯托夫，L肖尔茨，
申请(专利权)人：哈曼贝克自动系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE
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