用于调谐扬声器的失真响应的技术制造技术

本发明专利技术提供了一种校正器，其被配置来变换音频信号以补偿不希望的扬声器失真特性。本发明专利技术还提供了一种调谐滤波器，其被配置来变换音频信号以并入与目标扬声器相关联的期望的失真特性。通过将所述调谐滤波器和所述校正器链接在一起，可以修改音频信号，使得所述扬声器在输出所述音频信号时具有所述目标扬声器的响应特性。

【技术实现步骤摘要】
用于调谐扬声器的失真响应的技术
技术介绍
公开实施方案的领域所公开的实施方案大体上涉及信号处理，并且更具体地说涉及用于调谐扬声器的失真响应的技术。相关技术的描述常规扬声器是基于电输入信号生成声信号的物理装置。扬声器可以具有各式各样的物理结构，但通常扬声器包括一个或多个磁体、一个或多个音圈以及一个或多个扬声器纸盆。与给定扬声器相关联的磁体、音圈和扬声器纸盆规定扬声器的线性和非线性响应特性。扬声器的非线性响应特性产生本领域已知为“失真”的声效应。在一些情况下，失真可能是不合乎期望的，但在其他情况下，失真可以被感知为向由扬声器生成的声信号添加期望的“纹理”。例如，吉他放大器通常包括一个或多个失真滤波器，所述失真滤波器放大接收的吉他信号的某些非线性特性，从而产生一些收听者发现听觉上令人满意的失真的吉他信号。与常规扬声器相关联的一个缺点是与给定扬声器相关联的失真取决于所述扬声器的物理结构。因此，失真的特性通常不能在不更改扬声器的物理结构的情况下改变。因此，由扬声器添加的任何失真通常包括扬声器的声输出的一部分。如前所述，用于调节扬声器的失真响应的更有效的技术将是有用的。
技术实现思路
陈述的一个或多个实施方案包括用于生成扬声器的期望响应的计算机实现的方法，其包括：调谐音频信号以增强与第一输出装置相关联的一个或多个期望的失真特性以便产生调谐的音频信号；校正调谐的音频信号以衰减与第二输出装置相关联的一个或多个不期望的失真特性以便产生校正的音频信号；通过第二输出装置输出基于校正的音频信号的最终信号，其中最终信号包括与第一输出装置相关联的一个或多个期望的失真特性。公开实施方案的至少一个优点是，与扬声器相关联的不想要的失真特性可以减轻，而与另一扬声器相关联的期望的失真特性可以并入到音频信号中。附图说明因此，为了详细理解上文阐述的一个或多个实施方案的特征，通过参考某些特定实施方案来对以上简要概述的一个或多个实施方案进行更具体的描述，这些实施方案中的一些在附图中示出。然而，应注意，附图仅示出典型的实施方案，且因此不应被视为以任何方式限制其范围，因为各种实施方案的范围也包括其他实施方案。图1示出被配置来实现各种实施方案的一个或多个方面的系统；图2示出根据各种实施方案的图1的系统的示例性实现；图3A至图3D示出根据各种实施方案的将图1的扬声器的原始响应与校正的响应进行比较的各个曲线图；图4A至图4D示出根据各种实施方案的将图1的扬声器的原始响应与期望响应进行比较的各个曲线图；图5A至图5D示出根据各种实施方案的将图3A至图3D的校正的响应与图4A至图4D的期望响应进行比较的各个曲线图；图6A至图6D示出根据各种实施方案的将图1的扬声器的最终响应与图4A至图4D的期望响应进行比较的各个曲线图；图7是根据各种实施方案的用于修改扬声器的失真响应的方法步骤的流程图；图8A至图8B示出根据各种实施方案的对图1的调谐滤波器和校正器进行建模的示例性子系统；并且图9是根据各种实施方案的配置调谐滤波器和校正器以修改扬声器的失真响应的方法步骤的流程图。具体实施方式在以下描述中，阐述众多具体细节以提供对某些具体实施方案的更透彻理解。然而，本领域的技术人员将明白，其他实施方案可在没有这些具体细节中的一个或多个细节的情况下或在具有另外特定细节的情况下加以实践。系统概述图1示出被配置来实现各种实施方案的一个或多个方面的系统。如图所示，信号链100包括以级联方式联接在一起的信号源110、调谐滤波器120、校正器130、放大器140以及扬声器150。信号链100和其中包括的元件可以通过硬件和/或软件元件的任何技术上可行的组合来实现，如下面结合图2更详细地描述的。在信号链100的操作期间，信号源110生成音频信号112并且随后将所述音频信号传输到调谐滤波器120。调谐滤波器120基于调谐参数122处理音频信号112，并且生成调谐的信号124。调谐滤波器120将调谐的信号124传输到校正器130。校正器130基于扬声器参数132处理调谐的信号124，以便生成预校正的信号134。校正器130将预校正的信号134传输到放大器140。放大器140放大预校正的信号134以生成放大的信号142。放大器140将放大的信号142传输到扬声器150。扬声器150基于放大的信号142生成声信号152，并且随后输出声信号152。信号源110可以是任何技术上可行的电音频信号源，包括例如但不限于麦克风、电吉他拾音器、数字信号发生器等。音频信号112是可以表示由信号源110转换的声信号或者由信号源110生成的纯虚拟信号的电信号。调谐滤波器120是模拟或数字滤波器，所述模拟或数字滤波器被配置来对音频信号112执行信号处理操作以将期望的线性和/或非线性特性包括到所述信号中，包括期望的失真特性。那些失真特性由调谐参数122定义。调谐参数122定义可对应于不同扬声器的不同组的失真特性，所述扬声器150可以被配置来通过信号链100的各个级仿真。调谐滤波器120和调谐参数122可以通过各种各样的不同类型的过程生成，包括例如但不限于物理系统建模、Hammerstein模型以及Volterra核等。下面结合图8B至图9更详细地描述用于生成调谐滤波器120和调谐参数122的示例性方法。如上所述，调谐滤波器120基于调谐参数122处理音频信号112以生成调谐的信号124。调谐的信号124表示被修改以包括上述期望的失真特性的音频信号112。校正器130是模拟或数字滤波器，所述模拟或数字滤波器被配置来对调谐的信号124执行信号处理操作，以便补偿某些线性和/或非线性特性，包括随后可能由扬声器150感应的不期望的失真特性。那些失真特性由扬声器参数132定义。扬声器参数132表示扬声器150的模型，并且可以由校正器130用作扬声器150的逆传递函数。因此，校正器130“预校正”调谐的信号124以预先减轻扬声器150的不想要的失真效应。校正器130和扬声器参数132可以通过各种各样的不同类型的过程生成，包括例如但不限于物理系统建模、Hammerstein模型以及Volterra核等。下面结合图8A至图9更详细地描述用于生成校正器130和扬声器参数132的示例性方法。如上所述，校正器130基于扬声器参数132处理调谐的信号124，以便生成预校正的信号134。放大器140是被配置来放大预校正的信号134的幅值的信号处理元件。这样做时，放大器140生成放大的信号142。扬声器150接收放大的信号142，并且随后生成声信号152。因为如所描述的，调谐滤波器120将期望的失真特性并入到音频信号112中，并且校正器130补偿扬声器150内的不想要的失真特性，所以声信号152可以被特别设计为具有精确特性。因此，信号链100作为整体将音频信号112转换为具有特别设计的线性和/或非线性特性的声信号152。如上所述，信号链100可以以许多不同的方式实现。图2示出一个示例性实现。图2示出根据各种实施方案的图1的系统的示例性实现。如图所示，信号链100的实现200包括联接到计算装置210的信号源110，所述计算装置210进而联接到放大系统220。计算装置210包括处理器212、输入/输出(I/O)装置214以及存储器216。存储器216包括仿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生成扬声器的期望响应的计算机实现的方法，所述方法包括：调谐音频信号以增强与第一输出装置相关联的一个或多个期望的失真特性以便产生调谐的音频信号；校正所述调谐的音频信号以衰减与第二输出装置相关联的一个或多个不期望的失真特性以便产生校正的音频信号；通过所述第二输出装置输出基于所述校正的音频信号的最终信号，其中所述最终信号包括与所述第一输出装置相关联的所述一个或多个期望的失真特性。

【技术特征摘要】
2016.03.23 US 15/078,8961.一种用于生成扬声器的期望响应的计算机实现的方法，所述方法包括：调谐音频信号以增强与第一输出装置相关联的一个或多个期望的失真特性以便产生调谐的音频信号；校正所述调谐的音频信号以衰减与第二输出装置相关联的一个或多个不期望的失真特性以便产生校正的音频信号；通过所述第二输出装置输出基于所述校正的音频信号的最终信号，其中所述最终信号包括与所述第一输出装置相关联的所述一个或多个期望的失真特性。2.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述最终信号包括较少或不包括与所述第二输出装置相关联的所述一个或多个不期望的失真特性。3.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中调谐所述音频信号包括基于与所述第一输出装置相关联的第一传递函数修改所述音频信号。4.如权利要求3所述的计算机实现的方法，其中所述第一传递函数指示与所述第一输出装置相关联的线性响应特性和非线性响应特性两者。5.如权利要求3所述的计算机实现的方法，其还包括生成所述第一输出装置的模型以确定所述第一传递函数，其中所述模型包括物理系统模型、Hammerstein模型、Volterra核或集中参数模型。6.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中校正所述调谐的音频信号包括基于与所述第二输出装置相关联的第二传递函数修改所述调谐的音频信号。7.如权利要求6所述的计算机实现的方法，其中所述第二传递函数指示与所述第二输出装置相关联的线性响应特性和非线性响应特性两者。8.如权利要求6所述的计算机实现的方法，其还包括生成所述第二输出装置的模型以确定所述第二传递函数，其中所述模型包括物理系统模型、Hammerstein模型、Volterra核或集中参数模型。9.一种非暂时性计算机可读介质，其在由处理器执行时配置所述处理器以通过执行以下步骤生成扬声器的期望响应：调谐音频信号以增强与第一输出装置相关联的一个或多个期望的失真特性以便产生调谐的音频信号；校正所述调谐的音频信号以衰减与第二输出装置相关联的一个或多个不期望的失真特性以便产生校正的音频信号；通过所述第二输出装置输出基于所述校正的音频信号的最终信号，其中所述最终信号包括与所述第一输出装置相关联的所述一个或多个期望...

【专利技术属性】
技术研发人员：A伊耶，J哈钦斯，RA克雷费尔特，
申请(专利权)人：哈曼国际工业有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US