一种音频信号处理装置和一种声音发射装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于处理音频输入信号(101)的音频信号处理装置(100)，包括多个滤波器(103a‑u)的滤波器单元(103)，每个滤波器(103a‑u)用于对音频输入信号(101)进行滤波以获得多个滤波后的音频信号(105)，每个滤波器(103a‑u)根据应用于半旋转体表面的扩展模式匹配波束赋形进行设计，该表面部分地表征了扬声器外壳形状；多个缩放单元(107a‑v)，每个缩放单元(107a‑v)用于使用多个增益系数来缩放所述多个滤波后的音频信号(105)以获得多个缩放滤波音频信号(108)；多个加法器(109a‑w)，每个加法器(109a‑w)用于组合多个缩放滤波音频信号(108)，从而提供音频输出信号(111)用于产生具有由多个增益系数定义的波束指向性图案的声场。此外，本发明专利技术涉及一种声音发射装置(120)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种音频信号处理装置和一种声音发射装置
本专利技术涉及音频信号处理领域。特别地，本专利技术涉及音频信号处理装置和包括转换器阵列的声音发射装置。
技术介绍
从现有技术中可知用于输出一个或多个音频信号的转换器或扬声器阵列的不同配置和形状。例如，WO2011/144499A1公开了一种安装在圆柱体上的环形扬声器阵列。通过适当的方式处理音频信号，可以控制WO2011/144499A1中公开的环形扬声器阵列的方向性。该过程通常称为波束赋形。在大多数情况下，对于环形和球形扬声器阵列，波束赋形基于所谓的“模式匹配”方法进行。其目标是产生一个安装在圆柱体上的环形扬声器阵列的声波束。该阵列由L个齐平安装在同一高度的刚性(理想上无限的)圆柱体表面上的扬声器组成。假设扬声器之间的角度间隔是均匀的。在角坐标φl上驱动第l个扬声器的信号，这是产生朝向方向φ0，的声波束所要求的，由以下表达式(在频域中)给出：其中，X(ω)是与声波束有关的单声道音频输入信号，N是控制声波束宽度的参数，i是虚数单位，Cn(ω)是依赖于频率的函数，取决于圆柱体的半径和扬声器的特性。系数Cn(ω)通常是根据无限长且刚性的圆柱形挡板上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理音频输入信号(101)的音频信号处理装置(100)，其特征在于，所述音频信号处理装置(100)包括：包括多个滤波器(103a‑u)的滤波器单元(103)，每个滤波器(103a‑u)用于对音频输入信号(101)进行滤波以获得多个滤波后的音频信号(105)，每个滤波器(103a‑u)根据应用于半旋转体表面的扩展模式匹配波束赋形进行设计，该表面部分地表征了扬声器外壳形状；多个缩放单元(107a‑v)，每个缩放单元(107a‑v)用于使用多个增益系数来缩放所述多个滤波后的音频信号(105)以获得多个缩放滤波音频信号(108)；多个加法器(109a‑w)，每个加法器(109a‑w)用于组合多...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于处理音频输入信号(101)的音频信号处理装置(100)，其特征在于，所述音频信号处理装置(100)包括：包括多个滤波器(103a-u)的滤波器单元(103)，每个滤波器(103a-u)用于对音频输入信号(101)进行滤波以获得多个滤波后的音频信号(105)，每个滤波器(103a-u)根据应用于半旋转体表面的扩展模式匹配波束赋形进行设计，该表面部分地表征了扬声器外壳形状；多个缩放单元(107a-v)，每个缩放单元(107a-v)用于使用多个增益系数来缩放所述多个滤波后的音频信号(105)以获得多个缩放滤波音频信号(108)；多个加法器(109a-w)，每个加法器(109a-w)用于组合多个缩放滤波音频信号(108)，从而提供音频输出信号(111)用于产生具有由多个增益系数定义的波束指向性图案的声场。2.如权利要求1所述的音频信号处理装置(100)，其特征在于，所述多个滤波器(103a-u)中的第n个滤波器的脉冲响应由以下方程或由其推导出的方程来定义：其中，F-1表示傅里叶逆变换，Γn表示作为径向距离r和频率ω的函数的傅里叶级数的第n阶系数，所述傅里叶级数描述了转换器阵列(123a、123b、223a、223b)的辐射极性图案，所述转换器阵列(123a、123b、223a、223b)符合包括半旋转体表面的完整旋转表面的曲率，所述第n阶系数取决于扬声器外壳的形状，Rn(t)表示作为时间的函数的第n个滤波器的脉冲响应。3.如权利要求2所述的音频信号处理装置(100)，其特征在于，所述第n个滤波器(103a-i)的脉冲响应由以下方程或由其推导出的方程来定义：其中，βn表示可定义的正则化参数。4.如权利要求2或3所述的音频信号处理装置(100)，其特征在于，Γn由以下方程或由其推导出的方程来定义：Γn＝2i-nbn(kR)，其中，函数bn(kR)由以下方程或由其推导出的方程来定义：其中，ξ表示乘积kR，k表示波数，R表示所述半旋转体表面的半径，H′n表示第n阶汉克尔函数的导数。5.如权利要求2至4任意一项所述的音频信号处理装置(100)，其特征在于，所述转化器阵列(123a、123b、223a、223b)的第l个转换器的音频输出信号(111)由以下方程或由其推导出的方程来定义：其中，zl(t)表示作为时间的函数的输出信号，x(t)表示作为时间的函数的音频输入信号，表示卷积运算符，其中，n可以取从0到N的值，N取决于所述波束指向性图案，Gn，l表示第l个转换器的第n个增益系数。6.如权利要求5所述的音频信号处理装置(100)，其特征在于，所述转化器阵列(123a、123b、223a、223b)的第l个转换器的第n个增益系数由以下方程或由其推导出的方程来定义：其中，δn表示如果n＝0，克罗内克增量等于1，否则等于0，L表示所述转换器阵列(123a、123b、223a、223b)中的转换器的数量，φl表示标识转换器阵列(123a、123b、223a、223b)的第l个转换器的位置的角坐标，fn表征描述作为辐射角的函数的期望的波束指向性图案的傅立叶级数或傅立叶余弦级数的第n个系数。7.如权利要求6所述的音频信号处理装置(100)，其特征在于，所述波束指向性图案是在由角度φ0定义的方向上的单个波束，其中第n个方向性系数fn由以下方程或由其推导出的方程定义：其中，γ(φ0)是由以下方程或由其推导出的方程给出的角依赖因子：8.如权利要求5至7任意一项所述的音频信号处理装置(100)，其特征在于，所述波束指向性图案是由在由各个角度φj定义的各个方向上的多个波束定义的，其中，所述转换器阵列(123a、123b、223a、223b)的第l个转换器的音频输出信号由以下方程或由其推导出的方程给出：其中，J表示所述波束指向性图案的波束总数，τj表示第j个波束的时间延迟，Kj表示第j个波束的...

【专利技术属性】
技术研发人员：西蒙妮·方塔纳，朗玥，菲利波·法齐，米切尔·申，费迪南多·奥利弗里，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，南安普顿大学，
类型：发明
国别省市：广东,44