基于均方誤差最小準則的聲能量對比控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于均方誤差最小準則的聲能量對比控制方法，包括：布放揚聲器陣列，設(shè)定明區(qū)和暗區(qū)的控制點；在一系列頻率點上分別計算揚聲器陣列的輸入復(fù)權(quán)系數(shù)向量；設(shè)定各個頻率點上的目標向量，按照均方誤差最小準則，分別調(diào)整各個頻率點上的輸入復(fù)權(quán)系數(shù)向量的幅度與相位；分別將每個揚聲器通道在一系列頻率點上的復(fù)權(quán)系數(shù)組成頻率響應(yīng)，對所述頻率響應(yīng)加窗并進行逆傅里葉變換，得到各個揚聲器通道的時域沖激響應(yīng)信號。
【專利說明】基于均方誤差最小準則的聲能量對比控制方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及聲學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一種基于均方誤差最小準則的聲能量對比控制方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]聲能量對比控制方法被廣泛應(yīng)用于電視機、電腦和手機等個人音頻系統(tǒng)領(lǐng)域。聲能量對比控制方法能夠在不打擾其它用戶(暗區(qū))的情況下將大部分聲能量聚集在用戶周圍(明區(qū))，從而為用戶打造個性化聆聽空間，提高生活品質(zhì)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的聲能量對比控制方法的具體實現(xiàn)步驟如下:
[0004](1)確定揚聲器陣列，明區(qū)和暗區(qū)控制點的位置；
[0005](2)確定頻率點f，采用B&K PULSE等音頻測試儀器或者通過建模仿真獲得揚聲器陣列分別到明區(qū)和暗區(qū)的控制點在頻率f處的傳遞函數(shù)矩陣GB，f和GD，f，其大小分別為MbXL和MDXL，其中Mb和Md分別是明區(qū)和暗區(qū)的控制點個數(shù)，L為揚聲器個數(shù)；
[0006](3)計算出揚聲器陣列在頻率f處的大小為LXl的輸入復(fù)權(quán)系數(shù)向量wM，f，其表達式為:
【權(quán)利要求】
1.一種基于均方誤差最小準則的聲能量對比控制方法，包括: 步驟I)、布放揚聲器陣列，設(shè)定明區(qū)和暗區(qū)的控制點；其中，所述明區(qū)為具有高聲能量的區(qū)域，所述暗區(qū)為具有低聲能量的區(qū)域； 步驟2)、在一系列頻率點上分別計算揚聲器陣列的輸入復(fù)權(quán)系數(shù)向量； 步驟3)、在所述一系列頻率點上設(shè)定各個頻率點的目標向量，按照均方誤差最小準則，分別調(diào)整步驟2)所得到的各個頻率點的輸入復(fù)權(quán)系數(shù)向量的幅度與相位； 步驟4)、分別將每個揚聲器通道在步驟3)得到的所述一系列頻率點上的復(fù)權(quán)系數(shù)組成頻率響應(yīng)，對所述頻率響應(yīng)加窗并進行逆傅里葉變換，得到各個揚聲器通道的時域沖激響應(yīng)信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于均方誤差最小準則的聲能量對比控制方法，其特征在于，所述的步驟3)包括: 步驟3-1)、 從一系列頻率點中選擇頻率點f，設(shè)定其目標向量df大小為LX 1，L為揚聲器個數(shù)； 步驟3-2)、在步驟2)得到的輸入復(fù)權(quán)系數(shù)向量wM，f的基礎(chǔ)上，求取在頻率點f處基于均方誤差最小準 則的輸入最優(yōu)復(fù)權(quán)系數(shù)向量waf ； 步驟3-3)、從選定的一系列頻率點中選擇其它未經(jīng)處理的頻率點，重復(fù)步驟3-1)-步驟3-2)，直至計算出所有頻率點的輸入復(fù)權(quán)系數(shù)向量waf。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于均方誤差最小準則的聲能量對比控制方法，其特征在于，在所述的步驟3-2)中，求取在頻率點f處基于均方誤差最小準則的輸入最優(yōu)復(fù)權(quán)系數(shù)向量wQ,f包括: 假定在頻率點f處基于均方誤差最小準則的輸入最優(yōu)復(fù)權(quán)系數(shù)向量waf的表達式為: W0/ 其中為任意大于O的縮放系數(shù)，為任意旋轉(zhuǎn)角度； 使得所述Pf和ef滿足均方誤差最小準則，gp
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于均方誤差最小準則的聲能量對比控制方法，其特征在于，在步驟I)中，所布放的揚聲器陣列為線性陣列或圓形陣列，或隨機陣列。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于均方誤差最小準則的聲能量對比控制方法，其特征在于，在步驟I)中，所述明區(qū)或暗區(qū)的區(qū)域形狀是方形或圓形或線型。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于均方誤差最小準則的聲能量對比控制方法，其特征在于，在步驟4)中，對頻率響應(yīng)加窗時所要用到的窗函數(shù)為矩形窗或漢寧窗或者海明窗。
7.一種基于均方誤差最小準則的聲能量對比控制系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括揚聲器陣列設(shè)定模塊、輸入復(fù)權(quán)系數(shù)向量計算模塊、輸入復(fù)權(quán)系數(shù)向量調(diào)整模塊、時域沖激響應(yīng)信號生成模塊；其中， 所述的揚聲器陣列設(shè)定模塊用于布放揚聲器陣列，并設(shè)定明區(qū)和暗區(qū)的控制點；其中，所述明區(qū)為具有高聲能量的區(qū)域，所述暗區(qū)為具有低聲能量的區(qū)域； 所述的輸入復(fù)權(quán)系數(shù)向量計算模塊用于在一系列頻率點上分別計算揚聲器陣列的輸入復(fù)權(quán)系數(shù)向量； 所述的輸入復(fù)權(quán)系數(shù)向量調(diào)整模塊用于在所述一系列頻率點上設(shè)定各個頻率點的目標向量，按照均方誤差最小準則，分別調(diào)整所述輸入復(fù)權(quán)系數(shù)向量計算模塊所得到的各個頻率點上的輸入復(fù)權(quán)系數(shù)向量的幅度與相位； 所述時域沖激響應(yīng)信號生成模塊分別將每個揚聲器通道在一系列頻率點上的復(fù)權(quán)系數(shù)組成頻率響應(yīng)，對所述頻率響應(yīng)加窗并進行逆傅里葉變換，得到各個通道的時域沖激響應(yīng)信號。
8.根據(jù)權(quán)利 要求7所述的基于均方誤差最小準則的聲能量對比控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的輸入復(fù)權(quán)系數(shù)向量調(diào)整模塊還包括目標向量設(shè)定單元、輸入最優(yōu)復(fù)權(quán)系數(shù)向量求取單元；其中， 所述的目標向量設(shè)定單元從一系列頻率點中選擇頻率點f,設(shè)定其目標向量φ大小為LXl ； 所述的輸入最優(yōu)復(fù)權(quán)系數(shù)向量求取單元在所述的輸入復(fù)權(quán)系數(shù)向量計算模塊得到的輸入復(fù)權(quán)系數(shù)向量的基礎(chǔ)上，求取在頻率點f處基于均方誤差最小準則的輸入最優(yōu)復(fù)權(quán)系數(shù)向量Waf。
【文檔編號】H04R1/32GK103916733SQ201310001076
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年1月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月5日
【發(fā)明者】蔡野鋒, 吳鳴, 楊軍 申請人:中國科學(xué)院聲學(xué)研究所