对房间中声音再现或录音的声音质量进行改善的方法技术

本发明专利技术涉及对房间内声音再现或录音的声音质量进行改善的方法，该方法包括以下步骤：对包括房间的线性响应的脉冲响应进行测量；执行时域分析以确定房间的共振；以及为选定的成组的房间共振确定对应的成组的滤波器，对应的成组的滤波器在被插入到房间中的声音再现或录音链中时，将消减选定的成组的房间共振对在房间中进行声音再现或录制的声音质量造成的不良影响。本发明专利技术还涉及设计成用于实施根据本发明专利技术的方法的装置，并且涉及使用幅度衰减的测量来确定一个或更多个共振频率的用途，幅度衰减是房间中声音再现或录音系统的测量的脉冲响应的频率的函数，一个或更多个共振频率的全部或部分的补偿将改善房间中进行的声音再现或录音的声音质量。或录音的声音质量。或录音的声音质量。

【技术实现步骤摘要】
对房间中声音再现或录音的声音质量进行改善的方法


[0001]本专利技术一般涉及房间中的声音再现和录音的领域，更具体地涉及用于改善在房间中进行的声音再现或录音的声音质量的方式。更具体地，本专利技术涉及用于对房间共振(room resonances)对房间中的声音再现或录音的声音质量的不利影响进行补偿的方法和装置。

技术介绍

[0002]在本领域中已经描述了用于改善特定听音室中的扬声器的声音质量的多种方法。这些现有技术方法中的许多方法是以在放置有一个或更多个扬声器的房间中的收听位置处测量声压级(SPL)为基础的。如果将在无回声房间中测量时具有基本平坦(或其他所需)频率响应的扬声器放置在真实(非理想)房间中，则房间的声学特性，例如房间模式(room modes)(房间共振)以及混响时间将不可避免地改变在所述真实房间中测量的扬声器的频率响应，并且通常是以不期望的方式改变。例如，从扬声器发出的声音可能会激发一种或多种房间模式，这取决于扬声器在房间中的位置。
[0003]前述方法的一个缺点是它们仅在任何给定时间检查单个频率，例如，具有特定频率的突发，或者不关注特定频率，例如，仅使用基于扬声器相对于房间墙壁的位置的预定义校正，例如使用“自由、墙壁、角落”开关选择不同的校正滤波器。此外，使房间模式衰减的大多数方法在收听位置中使用麦克风测量。然而，这些方法通常不会导致整体声音质量的最佳提高，即使它们可能在特定收听位置提供可接受的结果，它们也很可能导致在房间的也可能定位有听众的其他位置处的声音质量恶化。
[0004]基本上，当麦克风记录例如人的嗓音在房间的给定位置进行时，会遇到相同的问题。在这种情况下，嗓音(就像上面描述的扬声器一样)会激发房间模式(房间共振)并导致嗓音的声音的染色，这在大多数情况下是不期望的。
[0005]因此需要一种方法和对应的装置或系统，所述方法和对应的装置或系统能够显着提高从扬声器辐射的声音或由房间中的麦克风拾取的声音的声音质量，该房间在声学上以存在房间模式来表征。这种模式在低频下尤其明显，例如对于20Hz到200Hz区域内的频率尤其明显，尽管这取决于房间的大小和几何形状。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的
[0007]本专利技术的目的是通过将由房间中的一个或更多个扬声器或由房间中的人声或其他声音产生源激发的房间模式(房间共振)的可听度降低来提高主观声音质量。
[0008]本专利技术的另一个目的是基于仅由单个麦克风执行的测量来提高主观声音质量，该单个麦克风可以不位于房间中的优选收听位置或优选录制位置。
[0009]需要注意的是，虽然本专利技术可以通过仅使用单个麦克风来提高主观声音质量，但并不限于仅单个麦克风。如果麦克风设置在诸如扬声器之类的产品上从而例如降低成本，则可能需要仅应用单个麦克风。使用多于一个麦克风的优点是可以更好地估计给定房间如
何影响主观声音质量。
[0010]本专利技术的公开内容
[0011]根据本专利技术的一个方面，提供了一种对不良的房间声学进行补偿的方法，其中房间模式在特定频率处共振，从而降低在房间中播放音频内容的一个或更多个扬声器的声音质量，或者降低由房间中的一个或更多个麦克风拾取的声音的声音质量。
[0012]根据本专利技术，只需要一次麦克风测量，并且该测量集中于房间的特定问题频率(例如阻尼不足的房间模式)以增强主观声音质量。
[0013]本专利技术适用于不一定在听音位置执行的麦克风测量，例如通过使用集成在扬声器外壳中的麦克风。这具有可以提高扬声器声音质量和麦克风声音质量的优点，后者是在麦克风信号用于记录、控制、通信或其他目的以及用于房间测量目的的情况下。
[0014]本专利技术的基本特征是：使用房间中扬声器的脉冲响应，通过对在给定数量的测试频率周期之后或在允许房间共振的足够长的某个时间间隔之后的频率进行分析，分析共振频率。
[0015]根据本专利技术的方法的目标是生成要插入扬声器信号链或麦克风信号链中的成组的滤波器(这样的滤波器可以例如是多个成对的下降滤波器和升压滤波器，但目前本专利技术不限于使用这些特定种类的滤波器)，所述成组的滤波器减小房间共振对通过一个或更多个扬声器播放的音频材料的主观声音质量的影响或减小房间共振对由一个或更多个麦克风拾取的声音的主观声音质量的影响。如果使用下降滤波器和升压滤波器，则不一定需要使用成对的这种滤波器。下降滤波器的作用是减少共振，而升压滤波器的作用是通过增加被下降滤波器去除的能量来恢复音调平衡。因此，在本专利技术的一些实施方式中，使用了成对的对应的下降滤波器和升压滤波器，而在其他实施方式中下降滤波器和升压滤波器的数量可以不同，并且在一些实施方式中，可以根本不使用升压滤波器。
[0016]本专利技术的一特定目的是增强在低频范围内声学处理不佳的房间中的主观声音体验。对于包含所述房间具有共振的房间模式的频率的瞬态声音尤其如此。由一个或更多个扬声器播放的声音和由用于录音、控制、通信或其他目的的麦克风拾取的声音都可以实现这种改进。由于该系统也适用于只有内置麦克风的产品，因此商业目标相当广泛。
[0017]例如，根据本专利技术的方法可以在合适的在线平台上实施，从而通过该平台作为现场现有产品的OTA(空中)软件更新来提供。
[0018]在根据本专利技术的方法的实际实现方式中，不同的参数，例如滤波器的数量、滤波器的种类、过渡频率F
T
的选择(将在下面描述)等是预定义的，例如当该方法在给定的产品中实现时。因此，对于不同的实际实现方式，参数的选择可能不同，但在给定产品中实现该方法之后，参数的选择通过执行该方法的算法是可用的。因此，该方法可以由给定的产品自动运行。
[0019]例如，滤波器的数量是预定义的，例如基于给定产品中可用的数字信号处理器件的计算能力而预定义的。是否在算法中使用下面描述的成对的下降滤波器和升压滤波器或者是否要使用不同数量的下降滤波器和升压滤波器也是预定义的。也可以指定仅使用下降滤波器，或者可以预定义使用其他类型的滤波器来代替下降滤波器和升压滤波器。
[0020]此外，还可以预定义：为低于过渡频率F
T
的频率分配一定数量X个滤波器并且为高于F
T
的频率分配一定数量Y个滤波器，或者根本不使用过渡频率。因此，例如可以预定义：在
F
T
以下，所有共振峰值都得到补偿，而在F
T
以上，仅共振峰值中的一些共振峰值得到补偿，例如考虑在具体实现方式中可用的滤波器的最大数量来选择具有最大幅值(magnitude)的那些共振峰值。
[0021]根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于对房间内声音再现或录音的声音质量进行改善的方法，所述方法包括以下步骤：
[0022]‑
对包括所述房间的线性响应的脉冲响应进行测量；
[0023]‑
执行时域分析以确定所述房间的共振；
[0024]‑
对于基于预定义的标准所选择的成组的房间共振，确定对应的成组的滤波器，所述对应的成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于对房间内声音再现或录音的声音质量进行改善的方法，所述方法包括以下步骤：
‑
对包括所述房间的线性响应的脉冲响应进行测量；
‑
执行时域分析以确定所述房间的共振；
‑
对于基于预定义的标准所选择的成组的房间共振，确定对应的成组的滤波器，所述对应的成组的滤波器在被插入到所述房间中的声音再现或录音链中时，将消减成组的所述房间共振对在所述房间中进行的声音再现或录制的所述声音质量造成的不良影响。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述脉冲响应还包括用于对所述脉冲响应进行测量的转换器的线性响应，所述转换器例如为一个或更多个扬声器和/或一个或更多个麦克风。3.根据权利要求1或2所述的方法，包括以下步骤：
‑
对作为所测量的脉冲响应的频率的函数的幅度衰减的测量进行获得；
‑
通过对作为频率的函数的幅度衰减的测量执行局部最大值的确定或执行峰值检测分析来确定所述房间共振；
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基于预定义的标准选择特定的房间共振，所述房间共振通过相应的共振频率Fi来表征，相应的共振频率Fi将被补偿以改善所述声音质量；
‑
对所述房间共振中的每个房间共振的带宽Qi和增益Gi进行确定；
‑
基于相应的参数Fi、Qi和Gi，对补偿信号处理器件进行确定，所述补偿信号处理器件例如为滤波器组或均衡器，所述补偿信号处理器件在被插入到声音再现或录音链中时，基本上消减了所选择的房间共振对所述声音质量造成的不良影响。4.根据权利要求3所述的方法，其中，在对脉冲响应进行测量开始之后的指定时间处，开始对作为频率的函数的幅度衰减的测量进行获得的步骤。5.根据权利要求3所述的方法，其中，在对脉冲响应进行测量开始之后的多个指定时间处，开始对作为频率的函数的幅度衰减的测量进行获得的步骤。6.根据权利要求3至5中的任一项所述的方法，其中，作为频率的函数的幅度衰减的所述测量是通过所测量的脉冲响应的周期性累积衰减谱(PCDS)分析而获得的。7.根据前述权利要求3至6中的任一项所述的方法，其中，所述补偿信号处理器件包括至少一个下降滤波器和至少一个升压滤波器，所述下降滤波器和所述升压滤波器中的每一者都以相应的中心频率、带宽和增益来表征，根据所述方法的所述中心频率、带宽和增益是基于在选择的所述房间共振处确定的所述参数Fi、Qi和Gi进行调整的。8.根据权利要求7所述的方法，还包括以下步骤：
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基于预定义的参数选择过渡频率F
T
；
‑
在F
T
以下的情况下，对每个下降滤波器使用第一预定Q值，而对每个升压滤波器使用第二预定Q值；
‑
在F
T
以上的情况下，对每个下降滤波器使用第三预定Q值，而对每个升压滤波器使用第四预定Q值。9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，基于所确定的房间共振的所确定的增益Gi来选择应由所述方法补偿的特定房间共振，使得具有最大增益值的M个特定房间共振被选择。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述补偿信号处理器件包括总数为N个的滤波器或对应的成对的滤波器，例如对应的下降滤波器和升压滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：雅各布，
申请(专利权)人：邦及欧路夫森有限公司，
类型：发明
国别省市：