用于增强声音的方法和系统技术方案

技术编号:8983333 阅读:131 留言:0更新日期:2013-08-01 02:06
一种增强声音的方法。该方法包括通过使用电子设备中的麦克风来感测声学信号。声学信号响应于主声音信号而被发出并且作为声波通过空间传输。该方法还包括通过使用电子设备中的天线来接收编码有主声音信号的无线信号。基于感测到的声学信号和被编码在接收到的无线信号中的主声音信号来估计空间的脉冲响应。基于估计出的脉冲响应来计算感测到的声学信号与被编码在接收到的无线信号中的主声音信号之间的延迟。通过使用计算出的延迟对被编码在接收到的无线信号中的主声音信号进行延迟以及再现,以增强被电子设备的用户听到的声学信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种增强由听众听到的声音的方法,并且更具体地,涉及用于通过在紧邻他或她的耳朵处添加与通常源于主表演区附近的主声音信号同步的补充声学信号,来增强在表演时由观众成员(在此也被称为“听众”)听到的主声音信号的质量的系统和方法。
技术介绍
音频事件如音乐会、演讲等经常在大型场所如体育场、公园、竞技场等中举行。由于场所的大小及其声学特性,因此在这样的事件下将音频递送给听众是一项挑战。在大型场所中,对音频进行广播的扬声器可以布置在理想的位置以将音频递送给观众成员。其他的场所可以简单地将多排扬声器布置在舞台上或者舞台附近。尽管仔细地布置了扬声器,但是被观众成员听到的声音的质量可能不如期望的好。已经提出了许多用于增强观众成员在音频事件中听到的声音的质量的传统的设备和系统。例如,Saliterman的美国专利第7,110,552号描述了一种被设计成收集在事件中产生的声学信号、无线传输这些声学信号并且将这些声学信号再现给在事件中戴着耳机的多个听众的系统,但是该系统没有尝试来补偿声音的传播延迟。Oltman等人的美国专利第5,619,582号和第5,822,440号二者以及Simon的美国专利第7,995,770号描述了确实经由耳机在听众的耳朵处增加了无线传输的补充声学信号的系统,其中,补充信号还被延迟以补偿还直接到达听众的耳朵处的主声学信号的传播延迟。
技术实现思路
根据本专利技术的一个示例性方面,提供有一种增强声学信号的方法。该方法包括通过使用电子设备中的麦克风来感测声学信号。声学信号响应于主声音信号而被发出并且作为音波通过空间传输。该方法还包括通过使用电子设备中的天线来接收编码有主声音信号的无线信号。基于感测到的声学信号和被编码在接收到的无线信号中的主声音信号来估计空间的脉冲响应。基于估计出的脉冲响应来计算被感测到的声学信号与被编码在接收到的无线信号中的主声音信号之间的延迟。通过使用计算出的延迟对被编码在接收到的无线信号中的主声音信号进行延迟以及再现,以增强被电子设备的用户听到的声学信号。根据本专利技术的另一个示例性方面,提供有一种用于增强声学信号的设备。该设备包括麦克风、天线、处理器、延迟线和输出端。麦克风 被配置成用于感测声学信号,该声学信号响应于主声音信号而被发出并且作为声波通过空间传输。天线被配置成用于接收编码有主声音信号的无线信号。处理器被配置成用于基于感测到的声学信号和被编码在接收到的无线信号中的主声音信号来估计空间的脉冲响应。处理器还被配置成用于基于估计出的脉冲响应来计算感测到的声学信号与被编码在接收到的无线信号中的主声音信号之间的延迟。延迟线通过使用计算出的延迟来延迟被编码在接收到的无线信号中的主声音信号。经由输出端输出经延迟的主声音信号。根据本专利技术的又一个示例性方面,提供有一种被编程有软件指令的计算机可读介质。软件指令在由处理器执行时使得处理器基于感测到的声学信号和被编码在接收到的无线信号中的主声音信号来估计空间的脉冲响应。软件指令还使得处理器基于估计出的脉冲响应来计算感测到的声学信号与被编码在接收到的无线信号中的主声音信号之间的延迟并且输出所计算出的延迟以用于延迟被编码在接收到的无线信号中的主声音信号。附图说明为了图示,在附图中示出了本专利技术的某些实施方式。在附图中,贯穿附图,同样的数字始终指示同样的元素。然而,应该理解的是,专利技术不限于示出的确切布置、尺寸和乐器。在附图中:图1示出了根据本专利技术的示例性实施方式的用于将音频递送给听众的示例性系统,该系统包括一个或更多个音频源、用于混合和处理一个或更多个音频源的混声器、一个或更多个主扬声器以及用于增强通过一个或更多个主扬声器广播的音频的声音增强设备;图2示出 了图1中的根据本专利技术的示例性实施方式的声音增强设备的示例性实施方式,该声音增强设备使用下述延迟搜索方法进行编程,该延迟搜索算法计算要针对干音频信号施加的延迟,使得干音频信号与湿音频信号同步;图3示出了根据本专利技术的示例性实施方式的大的声学空间的期望脉冲响应的示例性对数曲线;图4A和图4B示出了根据本专利技术的示例性实施方式的图2的延迟搜索算法的示例性实施方式;图5A示出了根据本专利技术的示例性实施方式的图3的期望脉冲响应的示例性线形曲线;图5B示出了根据本专利技术的示例性实施方式的测量出的脉冲响应的示例性曲线;图5C示出了根据本专利技术的示例性实施方式图5B的测量出的脉冲响应在通过高通滤波器之后的示例性曲线;以及图示出了根据本专利技术的示例性实施方式图5B的测量出的脉冲响应在通过低通滤波器之后的示例性曲线。具体实施例方式上述的用于增强声音的质量的传统的设备和系统具有各种缺点。Saliterman的系统限于在其中收集到的原始声音信号不够大得足以经由直接声学传播通过空气到达每一个听众的耳朵的情况下使用。否则,可能受到显著的传播延迟的直达声学声音和在耳机中再现的无延迟的声音当在听众的耳朵混合时会感知不好。以上讨论的由Oltman等人和由Simon描述的系统依赖于使用无线定位测量方法来测量和/或计算从主声学源到听众的物理距离。根据该物理距离,系统使用声音通过空气的传播速度的某个假定值来计算传播延迟的估计。这样的无线定位测量方法实际上实现起来是困难且昂贵的,并且其精确度较低。不少见的是无线定位测量方法仅精确到被定位的目标的约10英尺的半径范围内,这会仅由于这一个误差源而产生所计算的传播延迟的大约+/-9毫秒的误差。发出主声音的主声学源的位置对于由Oltman等人和Simon描述的系统的类型的精确度来说也是重要的。典型的大型音乐会声音系统可以包含50个或者更多个单独的扬声器,每一个扬声器以特定的方式被定位且定向成以足够的声级在大的观众区域上精确地再现声音。上述基于位置的系统应该以某种方式测量和存储这些扬声器中的每一个扬声器的位置并且设法确定哪一个扬声器或哪些扬声器正在对给定的听众正在听的大部分声音进行广播。仅选出与听众在物理上距离最近的扬声器不是问题,这是因为大多数扩声扬声器不是全向的。它们特意地尤其是在人耳最敏感的3kHz附近的频率处具有高定向性,以使得扩音器的声音可以对准特定的收听区域处,以设法减小来自预期的收听区域的外部的物体如墙、天花板、玻璃窗等的使声音衰减的回响和回声。在这些基于位置的系统中,听众有可能在正对听众的距离听众100英尺的扬声器提供被听众感知到的大部分直达声音的情况下可以定位成距离不对准听众的扬声器仅30英尺。在这样的条件下,距离扬声器100英尺的传播延迟是用来补偿正在耳机中播放的补充声学信号的适当的延迟。为了适当地工作,这样的基于位置的系统会需要了解关于所有的扬声器在主声音系统中的位置、这些扬声器的声学特性以及这些扬声器的当前定向。使用该信息,基于位置的系统然后会需要应用复杂的算法来确定哪个扬声器正在提供给定的听众正在听的大部分声音。还可以确信声音在空气中的传播速度受到空气的大气状态尤其是空气的温度的影响。在户外事件下,不少见的是空气的温度在事件的持续期间如当太阳落山时始终是变化的。这样的基于位置的专利技术可以测量场所内的某点处的大气状态并且使用该信息来在事件期间不时地计算对声音在场所 内的空气中的传播速度的更精确的估计。然而,该声速仅在其中感测到大气状态的位置处是确实精确的,并且这样的系统通常假设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:詹姆斯·E·梅耶
申请(专利权)人:孔塞尔特松尼奇有限公司
类型:
国别省市:

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