声场控制方法、装置及系统制造方法及图纸

本申请提供一种声场控制方法、装置及系统，该方法包括：获取喇叭阵列输入的音频信号及预输出目标声场的方向信息与大小信息；对所述音频信号进行数字滤波，将所述音频信号划分为低频信号、中频信号与高频信号；分别对所述低频信号、中频信号与高频信号进行采样，将采样后的信号分别进行滤波处理得到第一信号、第二信号与第三信号；将所述第一信号、第二信号与第三信号进行加权融合，得到融合信号；根据预输出所述目标声场的方向信息与大小信息对所述融合信号进行计算，确定所述喇叭阵列中各所述喇叭相应信号；将各所述喇叭相应信号输入至各所述喇叭进行播放，以使所述喇叭阵列输出目标声场，通过上述方式，不仅可控制声场的强度大小与方向，实现指向性播放音频。实现指向性播放音频。实现指向性播放音频。

【技术实现步骤摘要】
声场控制方法、装置及系统


[0001]本申请涉及声场控制
，同时，也涉及音频信号处理领域，特别是涉及一种声场控制方法、装置及系统。

技术介绍

[0002]传统的扬声器是基于一种线形模型，即空气介质的吸收能量与产生的声波呈线性关系。扬声器直接向空气中辐射频率在可听声频段范围内的不具有指向性的声波。在现实场景中，通常音乐对于欣赏它的人来说是愉快的声音，而周围的其他人未必也感觉愉快。例如，在家里的起居室开着音响或者TV时对于在音响和TV附近想听其声音的人来说这是一份享受，但对于在同一起居室内交谈的其他人而言，这声音却是干扰听取的障碍。享受音响和TV的人即使想用大音量收听，但为了不妨碍会话就不得不降低音量，因此感到不满。又例如，当老年人视听TV时，由于老年人一般都有听力衰退，倾向于将音量调得较大。由此，TV的声音对会话的干扰就更大，变成噪音，还可能因此造成家庭矛盾。
[0003]对此，若能只在想收听TV等的区域内再生(输出)声音，而在其他区域像不进行再生的话，就能解决以上的问题。作为解决这个问题的最常见的现有技术，有指向性扬声器。古典的喇叭扬声器等利用几何学形状的方法。这是一种在高频域容易获得指向性的方法，但要是想在低频域也获得强指向性，则需要口径和景深大的结构，而这会导致扬声器的大型化。对此，最近还可以利用参量扬声器(超声波扬声器)或者阵列扬声器等的方法。参量扬声器是利用空气对超声波的非线性，将被调制成超声波的是声音信号在空气中解调成原来的声音信号的扬声器。阵列扬声器是通过对由直线状排列的多个扬声器放出的声音进行合成而获得指向性的扬声器。
[0004]然而，以上的指向性控制技术都是控制再生声音在某方向(例如，扬声器正面方向)上传播，在该方向上的人无论其在扬声器(正面)的前方还是后方，都会有声音传到而听得该声音。就是说，虽然通过控制能够使扬声器正面方向的指向性增强而使得在扬声器的左右方向上不易听到声音，却无法达到只使位于扬声器正面方向前方的人听到声音而使后方的人听不到声音的效果。换言之，无法控制声音的到达距离。
[0005]申请内容
[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种声场控制方法、装置及系统，用于解决现有技术中声场控制方式无法控制的问题。
[0007]为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种声场控制方法，包括：
[0008]获取喇叭阵列输入的音频信号及预输出目标声场的方向信息与大小信息，所述喇叭阵列由多个相同喇叭构成；
[0009]对所述音频信号进行数字滤波，将所述音频信号划分为低频信号、中频信号与高频信号；
[0010]分别对所述低频信号、中频信号与高频信号进行采样，将采样后的信号分别进行滤波处理得到第一信号、第二信号与第三信号；
[0011]将所述第一信号、第二信号与第三信号进行加权融合，得到融合信号；
[0012]根据预输出所述目标声场的方向信息与大小信息对所述融合信号进行计算，确定所述喇叭阵列中各所述喇叭相应信号；
[0013]将各所述喇叭相应信号输入至各所述喇叭进行播放，以使所述喇叭阵列输出目标声场。
[0014]于本申请的一实施例中，分别对所述低频信号、中频信号与高频信号进行采样，将采样后的信号分别进行滤波处理得到第一信号、第二信号与第三信号，包括：
[0015]分别对所述低频信号、中频信号与高频信号进行采样，依次得到第一采样信号、第二采样信号与第三采样信号；
[0016]分别对所述第一采样信号、第二采样信号与第三采样信号进行滤波处理，依次得到第一信号、第二信号与第三信号；
[0017]其中，采用公式(1)对第一采样信号进行滤波处理，所述公式(1)为，
[0018]Y
x1
＝A1X2+B1X+C1(1)
[0019]采用公式(2)对第二采样信号进行滤波处理，所述公式(2)为，
[0020]Y
x2
＝A2X4+B2X3+C2X2+D2X+E2(2)
[0021]采用公式(3)对第一采样信号进行滤波处理，所述公式(3)为，
[0022]Y
x3
＝A3X3+B3X2+C3X+D3(2)
[0023]式中，A1、B1、C1、A2、B2、C2、D2、E2、A3、B3、C3、D3均为常数，X为快速傅里叶变换的数组，Y为计算后的数组值，其中，计算后的Y
X1
、Y
X2
、Y
X3
分别为第一信号F
X1
、第二信号F
X2
与第三信号F
X3
。
[0024]于本申请的一实施例中，将所述第一信号、第二信号与第三信号进行加权融合，得到融合信号，其中，利用公式(4)对所述第一信号、第二信号与第三信号进行加权融合，所述公式(4)为，
[0025]F
S
＝aF
X1
+bF
X2
+cF
X3
(4)
[0026]式中，F
S
为融合信号，a、b、c分别为权重系数，其中，a、b、c之和为1。
[0027]于本申请的一实施例中，根据预输出所述目标声场的方向信息与大小信息对所述融合信号进行计算，确定所述喇叭阵列中各所述喇叭相应信号，包括：
[0028]所述喇叭阵列中每个喇叭设有唯一编码信息，且所述编码信息与当前所述喇叭位于所述喇叭阵列的位置信息关联映射，所述大小信息为声场强度；
[0029]根据所述目标声场的方向信息与声场强度对所述融合信号进行计算，得到沿所述喇叭阵列中心分布的各所述喇叭的输入信号。
[0030]于本申请的一实施例中，对所述音频信号进行数字滤波之前，还包括：利用高速模数转换器对所述音频信号进行分类，确定所述音频信号为模拟信号或数字信号；若所述音频信号为模拟信号，对所述模拟信号进行采样滤波，得到数字信号；若所述音频信号为数字信号，对所述数字信号进行整形，输出数字编码的音频信号。
[0031]于本申请的一实施例中，所述喇叭阵列由偶数个形状、大小与配置参数完全相同的喇叭呈直线状排列而成。
[0032]于本申请的一实施例中，所述喇叭阵列设有壳体，在所述壳体内围绕所述喇叭阵列嵌有隔音材料。
[0033]于本申请的一实施例中，将各所述喇叭相应信号输入至各所述喇叭进行播放，以使所述喇叭阵列输出目标声场，还包括：每个所述喇叭有主声场与负声场，每个所述喇叭的主声场与负声场根据该喇叭所处所述喇叭阵列的位置不同分别对周围的声场进行叠加，以使所述喇叭阵列沿喇叭正前方输出目标声场。
[0034]为实现上述目的及其他相关目的，本申请还提供一种声场控制装置，包括：
[0035]获取模块，用于获取喇叭阵列输入的音频信号及预输出目标声场的方向信息与大小信息，所述喇叭阵列由多个相同喇叭构成；
[0036]滤波模块，用于对所述音频信号进行数字滤波，将所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种声场控制方法，其特征在于，包括：获取喇叭阵列输入的音频信号及预输出目标声场的方向信息与大小信息，所述喇叭阵列由多个相同喇叭构成；对所述音频信号进行数字滤波，将所述音频信号划分为低频信号、中频信号与高频信号；分别对所述低频信号、中频信号与高频信号进行采样，将采样后的信号分别进行滤波处理得到第一信号、第二信号与第三信号；将所述第一信号、第二信号与第三信号进行加权融合，得到融合信号；根据预输出所述目标声场的方向信息与大小信息对所述融合信号进行计算，确定所述喇叭阵列中各所述喇叭相应信号；将各所述喇叭相应信号输入至各所述喇叭进行播放，以使所述喇叭阵列输出目标声场。2.根据权利要求1所述的声场控制方法，其特征在于，分别对所述低频信号、中频信号与高频信号进行采样，将采样后的信号分别进行滤波处理得到第一信号、第二信号与第三信号，包括：分别对所述低频信号、中频信号与高频信号进行采样，依次得到第一采样信号、第二采样信号与第三采样信号；分别对所述第一采样信号、第二采样信号与第三采样信号进行滤波处理，依次得到第一信号、第二信号与第三信号；其中，采用公式(1)对第一采样信号进行滤波处理，所述公式(1)为，Y
x1
＝A1X2+B1X+C1(1)采用公式(2)对第二采样信号进行滤波处理，所述公式(2)为，Y
x2
＝A2X4+B2X3+C2X2+D2X+E2(2)采用公式(3)对第一采样信号进行滤波处理，所述公式(3)为，Y
x3
＝A3X3+B3X2+C3X+D3(2)式中，A1、B1、C1、A2、B2、C2、D2、E2、A3、B3、C3、D3均为常数，X为快速傅里叶变换的数组，Y为计算后的数组值，其中，计算后的Y
X1
、Y
X2
、Y
X3
分别为第一信号F
X1
、第二信号F
X2
与第三信号F
X3
。3.根据权利要2所述的声场控制方法，其特征在于，将所述第一信号、第二信号与第三信号进行加权融合，得到融合信号，其中，利用公式(4)对所述第一信号、第二信号与第三信号进行加权融合，所述公式(4)为，F
S
＝aF
X1
+bF
X2
+cF
X3
(4)式中，F
S
为融合信号，a、b、c分别为...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫磊，张京京，杨剑锋，宋韧，
申请(专利权)人：重庆清文科技有限公司，
类型：发明
国别省市：