對房間中聲音再現或錄音的聲音質量進行改善的方法技術

本發明專利技術涉及對房間內聲音再現或錄音的聲音質量進行改善的方法，該方法包括以下步驟：對包括房間的線性響應的脈沖響應進行測量；執行時域分析以確定房間的共振；以及為選定的成組的房間共振確定對應的成組的濾波器，對應的成組的濾波器在被插入到房間中的聲音再現或錄音鏈中時，將消減選定的成組的房間共振對在房間中進行聲音再現或錄制的聲音質量造成的不良影響。本發明專利技術還涉及設計成用于實施根據本發明專利技術的方法的裝置，并且涉及使用幅度衰減的測量來確定一個或更多個共振頻率的用途，幅度衰減是房間中聲音再現或錄音系統的測量的脈沖響應的頻率的函數，一個或更多個共振頻率的全部或部分的補償將改善房間中進行的聲音再現或錄音的聲音質量。或錄音的聲音質量。或錄音的聲音質量。

【技術實現步驟摘要】
對房間中聲音再現或錄音的聲音質量進行改善的方法


[0001]本專利技術一般涉及房間中的聲音再現和錄音的領域，更具體地涉及用于改善在房間中進行的聲音再現或錄音的聲音質量的方式。更具體地，本專利技術涉及用于對房間共振(room resonances)對房間中的聲音再現或錄音的聲音質量的不利影響進行補償的方法和裝置。

技術介紹

[0002]在本領域中已經描述了用于改善特定聽音室中的揚聲器的聲音質量的多種方法。這些現有技術方法中的許多方法是以在放置有一個或更多個揚聲器的房間中的收聽位置處測量聲壓級(SPL)為基礎的。如果將在無回聲房間中測量時具有基本平坦(或其他所需)頻率響應的揚聲器放置在真實(非理想)房間中，則房間的聲學特性，例如房間模式(room modes)(房間共振)以及混響時間將不可避免地改變在所述真實房間中測量的揚聲器的頻率響應，并且通常是以不期望的方式改變。例如，從揚聲器發出的聲音可能會激發一種或多種房間模式，這取決于揚聲器在房間中的位置。
[0003]前述方法的一個缺點是它們僅在任何給定時間檢查單個頻率，例如，具有特定頻率的突發，或者不關注特定頻率，例如，僅使用基于揚聲器相對于房間墻壁的位置的預定義校正，例如使用“自由、墻壁、角落”開關選擇不同的校正濾波器。此外，使房間模式衰減的大多數方法在收聽位置中使用麥克風測量。然而，這些方法通常不會導致整體聲音質量的最佳提高，即使它們可能在特定收聽位置提供可接受的結果，它們也很可能導致在房間的也可能定位有聽眾的其他位置處的聲音質量惡化。
[0004]基本上，當麥克風記錄例如人的嗓音在房間的給定位置進行時，會遇到相同的問題。在這種情況下，嗓音(就像上面描述的揚聲器一樣)會激發房間模式(房間共振)并導致嗓音的聲音的染色，這在大多數情況下是不期望的。
[0005]因此需要一種方法和對應的裝置或系統，所述方法和對應的裝置或系統能夠顯著提高從揚聲器輻射的聲音或由房間中的麥克風拾取的聲音的聲音質量，該房間在聲學上以存在房間模式來表征。這種模式在低頻下尤其明顯，例如對于20Hz到200Hz區域內的頻率尤其明顯，盡管這取決于房間的大小和幾何形狀。

技術實現思路

[0006]本專利技術的目的
[0007]本專利技術的目的是通過將由房間中的一個或更多個揚聲器或由房間中的人聲或其他聲音產生源激發的房間模式(房間共振)的可聽度降低來提高主觀聲音質量。
[0008]本專利技術的另一個目的是基于僅由單個麥克風執行的測量來提高主觀聲音質量，該單個麥克風可以不位于房間中的優選收聽位置或優選錄制位置。
[0009]需要注意的是，雖然本專利技術可以通過僅使用單個麥克風來提高主觀聲音質量，但并不限于僅單個麥克風。如果麥克風設置在諸如揚聲器之類的產品上從而例如降低成本，則可能需要僅應用單個麥克風。使用多于一個麥克風的優點是可以更好地估計給定房間如
何影響主觀聲音質量。
[0010]本專利技術的公開內容
[0011]根據本專利技術的一個方面，提供了一種對不良的房間聲學進行補償的方法，其中房間模式在特定頻率處共振，從而降低在房間中播放音頻內容的一個或更多個揚聲器的聲音質量，或者降低由房間中的一個或更多個麥克風拾取的聲音的聲音質量。
[0012]根據本專利技術，只需要一次麥克風測量，并且該測量集中于房間的特定問題頻率(例如阻尼不足的房間模式)以增強主觀聲音質量。
[0013]本專利技術適用于不一定在聽音位置執行的麥克風測量，例如通過使用集成在揚聲器外殼中的麥克風。這具有可以提高揚聲器聲音質量和麥克風聲音質量的優點，后者是在麥克風信號用于記錄、控制、通信或其他目的以及用于房間測量目的的情況下。
[0014]本專利技術的基本特征是：使用房間中揚聲器的脈沖響應，通過對在給定數量的測試頻率周期之后或在允許房間共振的足夠長的某個時間間隔之后的頻率進行分析，分析共振頻率。
[0015]根據本專利技術的方法的目標是生成要插入揚聲器信號鏈或麥克風信號鏈中的成組的濾波器(這樣的濾波器可以例如是多個成對的下降濾波器和升壓濾波器，但目前本專利技術不限于使用這些特定種類的濾波器)，所述成組的濾波器減小房間共振對通過一個或更多個揚聲器播放的音頻材料的主觀聲音質量的影響或減小房間共振對由一個或更多個麥克風拾取的聲音的主觀聲音質量的影響。如果使用下降濾波器和升壓濾波器，則不一定需要使用成對的這種濾波器。下降濾波器的作用是減少共振，而升壓濾波器的作用是通過增加被下降濾波器去除的能量來恢復音調平衡。因此，在本專利技術的一些實施方式中，使用了成對的對應的下降濾波器和升壓濾波器，而在其他實施方式中下降濾波器和升壓濾波器的數量可以不同，并且在一些實施方式中，可以根本不使用升壓濾波器。
[0016]本專利技術的一特定目的是增強在低頻范圍內聲學處理不佳的房間中的主觀聲音體驗。對于包含所述房間具有共振的房間模式的頻率的瞬態聲音尤其如此。由一個或更多個揚聲器播放的聲音和由用于錄音、控制、通信或其他目的的麥克風拾取的聲音都可以實現這種改進。由于該系統也適用于只有內置麥克風的產品，因此商業目標相當廣泛。
[0017]例如，根據本專利技術的方法可以在合適的在線平臺上實施，從而通過該平臺作為現場現有產品的OTA(空中)軟件更新來提供。
[0018]在根據本專利技術的方法的實際實現方式中，不同的參數，例如濾波器的數量、濾波器的種類、過渡頻率F
T
的選擇(將在下面描述)等是預定義的，例如當該方法在給定的產品中實現時。因此，對于不同的實際實現方式，參數的選擇可能不同，但在給定產品中實現該方法之后，參數的選擇通過執行該方法的算法是可用的。因此，該方法可以由給定的產品自動運行。
[0019]例如，濾波器的數量是預定義的，例如基于給定產品中可用的數字信號處理器件的計算能力而預定義的。是否在算法中使用下面描述的成對的下降濾波器和升壓濾波器或者是否要使用不同數量的下降濾波器和升壓濾波器也是預定義的。也可以指定僅使用下降濾波器，或者可以預定義使用其他類型的濾波器來代替下降濾波器和升壓濾波器。
[0020]此外，還可以預定義：為低于過渡頻率F
T
的頻率分配一定數量X個濾波器并且為高于F
T
的頻率分配一定數量Y個濾波器，或者根本不使用過渡頻率。因此，例如可以預定義：在
F
T
以下，所有共振峰值都得到補償，而在F
T
以上，僅共振峰值中的一些共振峰值得到補償，例如考慮在具體實現方式中可用的濾波器的最大數量來選擇具有最大幅值(magnitude)的那些共振峰值。
[0021]根據本專利技術的第一方面，提供了一種用于對房間內聲音再現或錄音的聲音質量進行改善的方法，所述方法包括以下步驟：
[0022]?
對包括所述房間的線性響應的脈沖響應進行測量；
[0023]?
執行時域分析以確定所述房間的共振；
[0024]?
對于基于預定義的標準所選擇的成組的房間共振，確定對應的成組的濾波器，所述對應的成本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種用于對房間內聲音再現或錄音的聲音質量進行改善的方法，所述方法包括以下步驟：
?
對包括所述房間的線性響應的脈沖響應進行測量；
?
執行時域分析以確定所述房間的共振；
?
對于基于預定義的標準所選擇的成組的房間共振，確定對應的成組的濾波器，所述對應的成組的濾波器在被插入到所述房間中的聲音再現或錄音鏈中時，將消減成組的所述房間共振對在所述房間中進行的聲音再現或錄制的所述聲音質量造成的不良影響。2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述脈沖響應還包括用于對所述脈沖響應進行測量的轉換器的線性響應，所述轉換器例如為一個或更多個揚聲器和/或一個或更多個麥克風。3.根據權利要求1或2所述的方法，包括以下步驟：
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對作為所測量的脈沖響應的頻率的函數的幅度衰減的測量進行獲得；
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通過對作為頻率的函數的幅度衰減的測量執行局部最大值的確定或執行峰值檢測分析來確定所述房間共振；
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基于預定義的標準選擇特定的房間共振，所述房間共振通過相應的共振頻率Fi來表征，相應的共振頻率Fi將被補償以改善所述聲音質量；
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對所述房間共振中的每個房間共振的帶寬Qi和增益Gi進行確定；
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基于相應的參數Fi、Qi和Gi，對補償信號處理器件進行確定，所述補償信號處理器件例如為濾波器組或均衡器，所述補償信號處理器件在被插入到聲音再現或錄音鏈中時，基本上消減了所選擇的房間共振對所述聲音質量造成的不良影響。4.根據權利要求3所述的方法，其中，在對脈沖響應進行測量開始之后的指定時間處，開始對作為頻率的函數的幅度衰減的測量進行獲得的步驟。5.根據權利要求3所述的方法，其中，在對脈沖響應進行測量開始之后的多個指定時間處，開始對作為頻率的函數的幅度衰減的測量進行獲得的步驟。6.根據權利要求3至5中的任一項所述的方法，其中，作為頻率的函數的幅度衰減的所述測量是通過所測量的脈沖響應的周期性累積衰減譜(PCDS)分析而獲得的。7.根據前述權利要求3至6中的任一項所述的方法，其中，所述補償信號處理器件包括至少一個下降濾波器和至少一個升壓濾波器，所述下降濾波器和所述升壓濾波器中的每一者都以相應的中心頻率、帶寬和增益來表征，根據所述方法的所述中心頻率、帶寬和增益是基于在選擇的所述房間共振處確定的所述參數Fi、Qi和Gi進行調整的。8.根據權利要求7所述的方法，還包括以下步驟：
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基于預定義的參數選擇過渡頻率F
T
；
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在F
T
以下的情況下，對每個下降濾波器使用第一預定Q值，而對每個升壓濾波器使用第二預定Q值；
?
在F
T
以上的情況下，對每個下降濾波器使用第三預定Q值，而對每個升壓濾波器使用第四預定Q值。9.根據前述權利要求中的任一項所述的方法，其中，基于所確定的房間共振的所確定的增益Gi來選擇應由所述方法補償的特定房間共振，使得具有最大增益值的M個特定房間共振被選擇。
10.根據前述權利要求中的任一項所述的方法，其中，所述補償信號處理器件包括總數為N個的濾波器或對應的成對的濾波器，例如對應的下降濾波器和升壓濾...

【專利技術屬性】
技術研發人員：雅各布，
申請(專利權)人：邦及歐路夫森有限公司，
類型：發明
國別省市：