依赖房间的自适应音色校正制造技术

技术编号:20494686 阅读:36 留言:0更新日期:2019-03-03 00:02
本发明专利技术涉及用于校正由收听环境的空间特性的变化引起的所述收听环境中的声音信号的声学特性的方法和系统。其中提供了所述收听环境的参考房间传递函数,并且自适应地确定改变的房间传递函数,所述改变的房间传递函数由所述收听环境的空间特性的变化引起。此外,使用所述改变的房间传递函数,基于所述参考房间传递函数为所述声音信号确定均衡参数,以便补偿所述改变的房间传递函数。

Room-dependent adaptive timbre correction

The present invention relates to a method and system for correcting the acoustic characteristics of sound signals in the listening environment caused by changes in the spatial characteristics of the listening environment. The reference room transfer function of the listening environment is provided, and the changed room transfer function is determined adaptively. The changed room transfer function is caused by the change of the spatial characteristics of the listening environment. In addition, using the changed room transfer function, an equalization parameter is determined for the sound signal based on the reference room transfer function in order to compensate for the changed room transfer function.

【技术实现步骤摘要】
依赖房间的自适应音色校正
本专利技术涉及用于校正收听环境中的声音信号的音频特性的方法和系统,具体来说涉及用于校正由收听环境的空间特性的变化引起的收听环境中的声音信号的声学特性的方法和系统。
技术介绍
通常会调查收听环境(诸如房间)中的声学。具体来说,小房间(诸如汽车内部)中的房间声学代表了具有挑战性的情况,其通常需要特定的解决方案以确保针对听众或收听者的出色音频质量。在这样的小房间中,经常出现空间房间特性易发生变化的情况,例如,如果房间完全或仅部分被占用,如果一个或多个窗户打开或关闭,或者如果其他开口诸如行李箱或天窗打开或关闭,则会出现这种情况。取决于这些空间房间特性,所产生的声学房间特性,即房间传递函数,不可避免地改变,导致不期望的声学染色,不同于参考条件,即通常用固定房间特性定义的基础调谐,诸如安静的环境,其中所有开口都关闭并且只有一个人坐在驾驶座上。所谓的自动均衡算法的当前实现,例如“AutoEq”,通常试图将房间中的一个或几个点处(例如,头部分别地耳朵位置)的声学系统拟合到先前定义的目标函数。通常,目标函数表示期望的房间传递函数,定义期望的声学特性,诸如音色。在该原理的过程中,通常将(一般来说)混合相位均衡参数(例如,在均衡滤波器中使用的)施加到声学上有贡献的输出通道中的每个。因此,自动化改变每个通道的幅度和相位两者以达到目标,即将测量的房间传递函数与目标函数匹配。确实存在不同的所谓AutoEq算法,但它们通常只能自动调整音色并且确实无法调整其他声学性质,诸如ASW或LEV、舞台宽度、到舞台的距离、声学吞没、定位,或影响这些已经优化/调谐的附加声学性质。因此,焦点仅在于音色,忽略或牺牲了期望声场的其他同样非常重要的性质。在这方面,文献EP1619793A1描述了一种方法,根据该方法,根据背景噪声动态地改变音色,其中使用汽车内部中的一个或多个麦克风测量连续地估计背景噪声。原则上,所谓的声压室效应越普遍,房间的有效体积(其中波传播发生)越小。如果声波大于其中产生它的房间的尺寸,则不可能传播波。这导致压力室效应的形成,因为驻波引起的增大的声压。因此,如果例如通过打开一个或多个窗户,房间的体积增大,则声压级(SPL)瞬间降低。这种效应主要发生在其中波长相对于房间的尺寸较大的频率范围中,因此在更低的频率范围中。在声学上,这可以通过声音的改变的音色注意到,具体来说当听男性声音时这种效应明显可见。在中间范围区域中,也发生音色变化,其中具体来说发生由反射表面的变化引起的性能损失。根据本专利技术的方法具体来说可以施加到由多于一个输出通道组成的声音系统中,诸如车辆音频系统和能够产生立体声或环绕声的家庭娱乐系统的生成器。
技术实现思路
因此,需要提供用于校正收听环境中的声音信号的音频特性的方法和系统,其可以精确且有效地保持预定的音频特性。独立权利要求的主题满足了这种需要。其他有利的特征是从属权利要求的主题。根据本专利技术的第一方面,提供了一种用于校正收听环境中的声音信号的音频特性的方法。根据该方法,在第一步骤中,提供收听环境的参考房间传递函数。在进一步的步骤中,自适应地确定改变的房间传递函数,其中改变的房间传递函数不同于参考房间传递函数并且由收听环境的空间特性的变化引起。根据本专利技术,改变的房间传递函数还可以主要由收听环境的空间特性的变化引起。在附加步骤中,使用改变的房间传递函数,基于参考房间传递函数确定用于声音信号的均衡参数,以便补偿改变的房间传递函数。在进一步的步骤中,将确定的均衡参数施加到声音信号。因此,提供了一种用于校正收听环境中的声音信号的音频特性的改善的方法,该方法校正由收听环境的空间特性的变化引起的收听环境中的声音信号的音频特性。所公开的方法能够识别与先前定义的参考的偏差并且能够自动地对其进行均衡,使得结果可以达到相同的音频特性,诸如相同的音色,而与收听环境的当前空间特性无关。此外,该方法可以有利地与已经均衡的声音系统结合使用作为附加项。因此,通过将自动计算的均衡参数同等地施加到所有输出通道,可以完成音频特性(诸如音色)的隔离校正。在根据本专利技术的方法中,均衡滤波器的相位无关紧要。具体来说,所有声学性质都不会被触及、改变或以某种方式被修改,即除音色外存在的所有上述重要的声学性质,诸如听觉来源宽度、收听者包围感等将保持它们原有的样子。因此,根据本专利技术,可以达到音频特性诸如音频信号的音色的自动调节,而不会影响所有其他基于相位的声学性质,诸如ASW、LEV或定位。根据本专利技术的第二方面,提供了一种用于校正收听环境中的声音信号的音频特性的系统,其中该系统包括以下元件。数据存储装置被配置来提供收听环境的参考房间传递函数。房间传递函数确定模块被配置来自适应地确定改变的房间传递函数,其中改变的房间传递函数由收听环境的空间特性的变化引起并且不同于参考房间传递函数。均衡参数确定模块被配置来使用改变的房间传递函数基于参考房间传递函数确定均衡参数。以及均衡参数施加模块被配置来将均衡参数施加到声音信号,以便校正声音信号的音频特性。根据本专利技术的第三方面,提供了另一种用于校正收听环境中的声音信号的音频特性的系统,其中该系统包括数据存储装置,用于从声音信号生成声音输出的至少一个音频扬声器,用于得到表示所述环境中的总声级的总声音信号的至少一个传感器,被配置来存储程序代码的存储器,以及与存储器耦接的至少一个处理器。其中至少一个处理器被配置来执行程序代码,其中程序代码的执行致使所述至少一个处理器执行以下步骤。在第一步骤中,提供了收听环境的参考房间传递函数。在进一步的步骤中,自适应地确定改变的房间传递函数,其中改变的房间传递函数不同于参考房间传递函数并且由收听环境的空间特性的变化引起。在附加步骤中,使用改变的房间传递函数,基于参考房间传递函数确定用于声音信号的均衡参数,以便补偿改变的房间传递函数。在进一步的步骤中,将确定的均衡参数施加到声音信号。在本专利技术的第二和第三方面中描述的用于校正收听环境中的声音信号的音频特性的系统可以被配置来执行上面在本专利技术的第一方面中描述的方法。对于用于校正收听环境中的声音信号的音频特性的这种系统,可以实现技术效果,其对应于根据本专利技术的第一方面的用于校正收听环境中的声音信号的音频特性的方法所描述的技术效果。根据本专利技术的第四方面,提供了一种车辆,其中该车辆包括如本专利技术的第二和第三方面所述的用于校正收听环境中的声音信号的音频特性的系统。尽管结合本专利技术的具体实施方案和各方面描述了在上面
技术实现思路
和以下具体实施方式中描述的具体特征,但是应该理解,示例性实施方案和各方面的特征可以彼此组合,除非另外明确说明。附图说明现在将参考附图更详细描述本专利技术。图1a示出了如本领域中已知的测量图,其中声压级(SPL)在具有超低音扬声器并且左窗打开和关闭(充当参考)的车辆中测量;图1b示出了如本领域中已知的在参考SPL测量和图1a的左窗打开的SPL测量之间的SPL差异;图2a示出了如本领域中已知的测量图,其中声压级(SPL)在具有超低音扬声器并且右窗打开和关闭(充当参考)的车辆中测量;图2b示出了如本领域中已知的在参考SPL测量和图2a的右窗打开的SPL测量之间的SPL差异;图3a示出了如本领域中已知的测量图,其中声压级(SPL)在具有超低音扬声器并本文档来自技高网
...

【技术保护点】
1.一种用于校正收听环境中的声音信号的音频特性的方法,所述方法包括:‑提供所述收听环境的参考房间传递函数(S41);‑自适应地确定改变的房间传递函数,其中所述改变的房间传递函数与所述参考房间传递函数不同并且由所述收听环境的空间特性的变化引起(S42);‑使用所述改变的房间传递函数,基于所述参考房间传递函数确定用于所述声音信号的均衡参数(S43),以便补偿所述改变的房间传递函数;和‑将所述确定的均衡参数施加到所述声音信号(S44)。

【技术特征摘要】
2017.08.17 EP 17186678.31.一种用于校正收听环境中的声音信号的音频特性的方法,所述方法包括:-提供所述收听环境的参考房间传递函数(S41);-自适应地确定改变的房间传递函数,其中所述改变的房间传递函数与所述参考房间传递函数不同并且由所述收听环境的空间特性的变化引起(S42);-使用所述改变的房间传递函数,基于所述参考房间传递函数确定用于所述声音信号的均衡参数(S43),以便补偿所述改变的房间传递函数;和-将所述确定的均衡参数施加到所述声音信号(S44)。2.根据权利要求1所述的方法,其中从数据存储装置提供所述参考房间传递函数。3.根据权利要求1或2所述的方法,其中所述自适应地确定改变的房间传递函数还包括:-在所述收听环境中广播所述声音信号;-在所述收听环境中在已经记录所述参考数据的相同位置处测量所述广播声音信号;和-将所述测量的声音信号和所述声音信号进行比较以自适应地确定改变的房间传递函数。4.根据前述权利要求1所述的方法,其中确定用于所述声音信号的均衡参数包括:-计算在所述改变的房间传递函数和所述参考房间传递函数之间的差异;和-基于在所述改变的房间传递函数和所述参考房间传递函数之间的所述差异确定均衡参数。5.根据权利要求1所述的方法,其中所述均衡参数被同等地施加到多个输出通道中的每一个的输出信号。6.根据权利要求1所述的方法,其中所述改变的房间传递函数的所述确定还由多个输出通道音量设置中的一个引起,所述多个输出通道音量设置中的一个在所述收听环境中提供彼此不同的至少两个输出通道音量。7.根据权利要求6所述的方法,其中所述输出通道音量设置是音频系统的音量控制器和/或平衡设置。8.根据权利要求6和7中任一项所述的方法,其中对于所述输出通道音量设置中的每个预先确定房间脉冲响应。9.根据权利要求1所述的方法,其中在参考收听环境条件下确定所述参考房间传递函数。10.根据权利要求1所述的方法,其中所述参考和改变的房间传递函数是所述收听环境的频率响应、所述收听环境的房间脉冲响应、所述收听环境的幅度频率响应以及Bark频率标度下的所述收听环境的幅度频率响应中的一者。11.根据权利要求1所述的方法,其中使用适应步长的自适应调整来确定所述改变的房间传递函数,其中仅考虑所述收听环境的空间特性的变化。12.根据权利要求1所述的方法,其中所述方法与动态均衡控制(DEC)算法组合,用于自动调整所述声音信号的增益以校正变化的背景噪声电平,其中自适应地...

【专利技术属性】
技术研发人员:ME克里斯托夫
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

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1