利用扬声器和手持式收听设备进行自适应房间均衡制造技术

本发明专利技术描述了一种测量收听区域的脉冲响应的扬声器。该扬声器可以输出对应于音频信号的区段的声音。该声音由邻近收听者的收听设备感测并传输到扬声器。该扬声器包括自适应滤波器，其基于信号区段估计收听区域的脉冲响应。误差单元分析所估计的脉冲响应，连同从收听设备接收的感测的音频信号，以确定估计的精确度。可以由自适应滤波器生成新的估计，直到针对信号区段实现精确度水平。处理器可以利用与覆盖定义的频谱以用于调节音频信号的各个信号区段对应的一个或多个估计的脉冲响应，以补偿收听区域的脉冲响应。还描述了其他实施例。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】扬声器与调节由房间中的扬声器发出的声音的方法和设备相关内容本专利申请要求2013年3月14日提交的美国临时专利申请号61/784,812的较早提交日期的权益。
本专利技术描述了一种用于在扬声器正常操作期间利用手持式感测设备测量收听区域的脉冲响应的扬声器。还描述了其他实施例。
技术介绍
扬声器和扬声器系统(下文称为“扬声器”)允许在收听环境或区域中再现声音。例如，可以将一组扬声器置于收听区域中并由音频源驱动，以向位于收听区域之内的位置处的收听者处发出声音。收听区域的构造和收听区域之内对象(例如人和家具)的组织为声波创建了复杂的吸收/反射属性。作为这些吸收/反射属性的结果，在收听区域之内创建了“最佳听音位置”，其提供了增强的收听体验，同时为收听区域的其他区域留下差的收听体验。已经开发出了音频系统来测量收听区域的脉冲响应并基于这种确定的脉冲响应调节音频信号，以改善收听区域中特定位置处收听者的体验。然而，这些系统依赖于必须要通过规定方式播放的已知测试信号。因此，难以获得收听区域的所确定脉冲响应。
技术实现思路
本专利技术的一个实施例涉及一种测量收听区域的脉冲响应的扬声器。该扬声器可以输出对应于音频信号的区段的声音。该声音由邻近收听者的手持式收听设备感测并传输到扬声器。扬声器包括最小均方滤波器，其基于信号区段生成表示收听区域脉冲响应估计的一组系数。误差单元分析该组系数，连同从手持式收听设备接收的感测的音频信号，以确定收听区域的估计脉冲响应的精确度。可以由最小均方滤波器生成新的系数，直到达到针对脉冲响应的期望精确度水平(即，低于预定义水平的误差信号/值)。在一个实施例中，针对音频信号的多个输入信号区段连续计算多组系数。可以分析多组系数以确定其频谱覆盖。可以组合充分覆盖期望组频带的多组系数以生成相对于收听者的位置的收听区域的脉冲响应估计。可以利用这一脉冲响应来修改音频信号的后续信号区段以补偿收听区域导致的效应/失真。上文描述的系统和方法通过稳健的方式在扬声器正在执行正常操作时(即，输出对应于音乐作品或电影音轨的声音)确定收听区域的脉冲响应。因此，可以连续确定、更新和补偿收听区域的脉冲响应，无需使用依赖于已知的音频信号和静态环境的复杂测量技术。以上
技术实现思路
不包括本专利技术的所有方面的详尽列表。可以预期的是，本专利技术包括由上文概述的各个方面以及在下文的具体实施方式中公开并且在随该申请提交的权利要求书中特别指出的各个方面的所有合适组合来实施的所有系统和方法。此类组合具有未在上述
技术实现思路
中具体阐述的特定优点。附图说明本专利技术的实施例以举例的方式进行说明，而不仅限于各个附图的图示，在附图中类似的附图标号表示类似的元件。应当指出，本公开中提到本专利技术的“一”或“一个”实施例未必是同一实施例，并且它们表示至少一个。图1A示出了具有音频接收器、扬声器和手持式收听设备的收听区域的视图。图1B示出了具有音频接收器、多个扬声器和手持式收听设备的另一收听区域的视图。图2示出了根据一个实施例的扬声器的功能单元框图和一些构成硬件部件。图3A和3B示出了样本信号区段。图4示出了根据一个实施例的手持式收听设备的功能单元框图和一些构成硬件部件。图5示出了根据一个实施例用于确定收听区域的脉冲响应的一种方法。具体实施方式现在解释参考所附附图所描述的若干实施例。虽然阐述了许多细节，但应当理解，本专利技术的一些实施例可在没有这些细节的情况下实施。在其他情况下，未详细示出熟知的电路、结构和技术，以免模糊对本描述的理解。图1A示出了具有音频接收器2、扬声器3和手持式收听设备4的收听区域1的视图。音频接收器2可耦接到扬声器3，以驱动扬声器3中的各个换能器5，从而将各种声音和声音图案发出到收听区域1中。如下文将进一步详细所述，手持式收听设备4可以由收听者6手持，并可以感测由音频接收器2和扬声器3利用一个或多个麦克风产生的这些声音。尽管图1A中示出了单个扬声器3，但在另一个实施例中，可将多个扬声器3耦接到音频接收器2。例如，如图1B中所示，扬声器3A和3B耦接到音频接收器2。可在收听区域1中定位扬声器3A和3B，以相应地表示一条声音节目内容(例如，音乐作品或电影的音轨)的左前信道和右前信道。图2示出了根据一个实施例的扬声器3的功能单元框图和一些构成硬件部件。图2中所示的部件表示包括在扬声器3中的元件，并且不应被解释为排除其他部件。图2中所示的元件可以容纳于机柜或其他结构中。尽管被示为独立的，但在一个实施例中，音频接收器2集成在扬声器3内。下文将以举例方式来描述扬声器3的每个元件。扬声器3可以包括用于从外部设备(例如音频接收器2)接收音频信号的音频输入7。音频信号可以表示一条声音节目内容(例如，音乐作品或电影的音轨)的一个或多个信道。例如，可以由输入7接收对应于一条多信道声音节目内容的单个信道的单个信号。在另一个实例中，单个信号可以对应于一条声音节目内容的多个信道，它们被复用到单个信号上。在一个实施例中，音频输入7是从外部设备接收数字音频信号的数字输入。例如，音频输入7可以是TOSLINK连接器或数字无线接口(例如，WLAN或蓝牙接收器)。在另一个实施例中，音频输入7可以是从外部设备接收模拟音频信号的模拟输入。例如，音频输入7可以是被设计成接收导线或导管的接线柱、法耐斯托克线夹或拾音插头。在一个实施例中，扬声器3可以包括内容处理器8，用于处理由音频输入7接收的音频信号。该处理可以利用变换诸如快速傅里叶变换(FFT)在时域和频域中进行。内容处理器8可以是专用处理器，诸如专用集成电路(ASIC)、通用微处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号控制器或一组硬件逻辑结构(例如滤波器、算术逻辑单元和专用状态机)。如下文将要更详细所述，内容处理器8可以对音频信号执行各种音频处理例程，以调节并增强换能器5产生的声音。音频处理可以包括方向性调节、噪声减弱、均衡化和滤波。在一个实施例中，内容处理器8基于由扬声器3确定的收听区域1的脉冲响应，修改由音频输入7接收的音频信号的区段(例如，时分或频分)。例如，内容处理器8可以应用从扬声器3接收的脉冲响应的反演，以补偿收听区域1导致的失真。下文将进一步详细描述用于由扬声器3确定收听区域1的脉冲响应的过程。扬声器3包括在机柜之内布置成行、列和/或任何其他配置的一个或多个换能器5。利用从内容处理器8接收的音频信号驱动换能器5。换能器5可以是全音域驱动器、中音域驱动器、超低音扬声器、低音扬声器和高音扬声器的任意组合。换能器5中的每个换能器都可使用轻质膜或纸盆经由约束线圈(例如音圈)的柔性悬架连接到刚性盆架或框架，以通过圆柱形磁隙轴向移动。在向音圈施加电子音频信号时，电流在音圈中产生磁场，使其成为可变电磁体。线圈和换能器5的磁性系统交互作用产生机械力，使得线圈(从而使附着的纸盆)前后移动，由此在来自内容处理器8的所施加的电子音频信号的控制下再产生声音。尽管描述了电磁动态扬声器驱动器，但本领域的技术人员将认识到，可以为换能器5使用其他类型的扬声器驱动器，诸如平面电磁和静电驱动器。尽管图1A中示为具有多个相同或相似换能器5的扬声器阵列，但在其他实施例中，扬声器3可以是具有单个换能器5的传统扬声器单元。例如，扬声器3可以包括单个高音扬声器、单个中音域驱动器或单个全本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于调节由房间中的扬声器发出的声音的方法，包括：基于音频信号的第一区段来驱动一个或多个换能器以发出声音；表征所述第一区段的频谱特性；由所述扬声器从手持设备接收感测的音频信号，其中所述感测的音频信号表示由所述一个或多个换能器发出的与所述音频信号的所述第一区段对应的所述声音；由自适应滤波器基于所述音频信号的所述第一区段来估计针对所述房间的脉冲响应；基于所述感测的音频信号来确定针对所估计的脉冲响应的误差值；响应于所述误差值低于预定义的误差水平并且所述脉冲响应在一个或多个先前存储的脉冲响应的容忍水平内，存储所述脉冲响应和所述第一区段的所述频谱特性；以及响应于确定与一个或多个存储的脉冲响应对应的所存储的频谱特性覆盖预定义的频谱，基于所述一个或多个存储的脉冲响应来处理所述音频信号的第二区段。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.14 US 61/784,8121.一种用于调节由房间中的扬声器发出的声音的方法，包括：基于音频信号的第一区段来驱动一个或多个换能器以发出声音；表征所述第一区段的频谱特性；由所述扬声器从手持设备接收感测的音频信号，其中所述感测的音频信号表示由所述一个或多个换能器发出的与所述音频信号的所述第一区段对应的所述声音；由自适应滤波器基于所述音频信号的所述第一区段来估计针对所述房间的脉冲响应；基于所述感测的音频信号来确定针对所估计的脉冲响应的误差值；响应于所述误差值低于预定义的误差水平并且所述脉冲响应在一个或多个先前存储的脉冲响应的容忍水平内，存储所述脉冲响应和所述第一区段的所述频谱特性；以及响应于确定与一个或多个存储的脉冲响应对应的所存储的频谱特性覆盖预定义的频谱，基于所述一个或多个存储的脉冲响应来处理所述音频信号的第二区段。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：使所述第一区段与所述感测的音频信号相关以确定所述第一区段和所述感测的音频信号之间的延迟时间；以及将所述第一区段延迟所述延迟时间以生成延迟的第一区段，其中利用所述延迟的第一区段来执行对所述脉冲响应的所述估计。3.根据权利要求1所述的方法，还包括：确定所述手持设备正被保持在收听者的耳朵附近；响应于确定所述手持设备正被保持在所述收听者的所述耳朵附近，由所述手持设备感测由所述一个或多个换能器发出的所述声音；以及由所述手持设备向所述扬声器传输所述感测的音频信号。4.根据权利要求3所述的方法，其中基于来自电容传感器、加速度计和相机中的一者或多者的输入来执行对所述手持设备正被保持在所述收听者的所述耳朵附近的感测。5.根据权利要求1所述的方法，还包括：组合两个或更多个存储的脉冲响应，所述两个或更多个存储的脉冲响应的相关联的频谱特性共同覆盖所述预定义的频谱，其中基于所组合的两个或更多个存储的脉冲响应来执行对所述第二区段的处理。6.根据权利要求1所述的方法，还包括：响应于所述误差值等于或高于所述预定义的误差水平，基于所述第一区段和所述误差值来估计针对所述房间的新的脉冲响应；确定针对所估计的新的脉冲响应的新的误差值；以及响应于所述新的脉冲响应的所述新的误差值低于所述预定义的误差水平并且所述新的脉冲响应在一个或多个先前存储的脉冲响应的所述容忍水平内，存储所述新的脉冲响应和所述第一区段的频谱特性。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述容忍水平是所述脉冲响应和所述一个或多个先前存储的脉冲响应之间的测量偏差。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一区段和所述第二区段是所述音频信号的时间划分。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述音频信号表示一条多信道音频内容的信道。10.一种扬声器，包括：换能器，所述换能器用于发出与音频信号的第一区段对应的声音；无线控制器，所述无线控制器用于从收听设备接收感测的音频信号，其中所述感测的音频信号表示由所述换能器发出的与所述音频信号的所述第一区段对应的所述声音；自适应滤波器，所述自适应滤波器用于基于所述音频信号的所述第一区段来估计所述扬声器所位于的房间的脉冲响应；误差单元，所述误差单元用于基于所述感测的音频信号来确定针对所述房间的所估计的脉冲响应的误差值，其中响应于所述误差值低于预定义的误差水平并且所述脉冲响应在一个或多个先前存储的脉冲响应的容忍水平内，所述自适应滤波器存储所述脉冲响应和所述第一区段的频谱特性；和内容处理器，所述内容处理器用于响应于确定与一个或多个存储的脉冲响应对应的所存储的频谱特性覆盖预定义的频谱，基于所述一个或多个存储的脉冲响应来处理所...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·N·伊萨克，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国;US