本發(fā)明涉及一種音響校準(zhǔn)方法，尤其涉及一種立體聲音響系統(tǒng)的空間校準(zhǔn)方法，并涉及采用了該音響系統(tǒng)的空間校準(zhǔn)方法的移動(dòng)終端設(shè)備。

背景技術(shù)：

目前的音響系統(tǒng)都是針對(duì)相對(duì)預(yù)設(shè)的固定位置而設(shè)計(jì)的，但實(shí)際上，人們?cè)谌粘Ｐ蕾p音樂(lè)一般都無(wú)法滿足靜止固定在音響系統(tǒng)的最佳聆聽(tīng)點(diǎn)位置上，甚至于，很多音響系統(tǒng)根本就沒(méi)有準(zhǔn)確和有效的空間校準(zhǔn)功能。現(xiàn)有技術(shù)中，基本上是通過(guò)手動(dòng)設(shè)置各個(gè)聲道的喇叭的距離進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償，但是由于揚(yáng)聲器輻射的聲音的傳輸特性，為了達(dá)到最佳的聽(tīng)覺(jué)感受，音箱的擺放和聽(tīng)音位置點(diǎn)其實(shí)都有非?？量痰囊螅热纾郝?tīng)音位置點(diǎn)必須位于對(duì)稱線上的相對(duì)固定的位置，那么，對(duì)于家庭和公共等普通環(huán)境的音樂(lè)欣賞，就顯得呆板，適應(yīng)性非常差；并且，由于聲音的傳播擴(kuò)散和揚(yáng)聲器系統(tǒng)的指向特性，聲音到達(dá)不同的聽(tīng)音位置點(diǎn)，其不同頻率的響度和不同聲道之間的相位以及時(shí)間其實(shí)都已經(jīng)發(fā)生改變，無(wú)法滿足聲音的真實(shí)度還原。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是需要提供一種能夠針對(duì)不同的聽(tīng)音位置點(diǎn)進(jìn)行單點(diǎn)校準(zhǔn)和優(yōu)化，進(jìn)而最大限度提升不同的聽(tīng)音位置點(diǎn)的聲音真實(shí)度的音響系統(tǒng)的空間校準(zhǔn)方法，并提供采用了該音響系統(tǒng)的空間校準(zhǔn)方法的移動(dòng)終端設(shè)備。

對(duì)此，本發(fā)明提供一種立體聲音響系統(tǒng)的空間校準(zhǔn)方法，包括以下步驟：

步驟S1，獲取基于位置可調(diào)的數(shù)字濾波器；

步驟S2，確定聽(tīng)音位置點(diǎn)；

步驟S3，基于步驟S2確定的聽(tīng)音位置點(diǎn)，通過(guò)基于位置可調(diào)的數(shù)字濾波器對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行處理；

步驟S4，將步驟S3處理后的音頻信號(hào)經(jīng)功率放大器放大后驅(qū)動(dòng)音響系統(tǒng)的揚(yáng)聲器單元。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述步驟S2中，確定聽(tīng)音位置點(diǎn)后，通過(guò)延時(shí)處理模塊進(jìn)行計(jì)算和處理，使聽(tīng)音位置點(diǎn)的第一聲道和第二聲道具有相同的延時(shí)特性。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述步驟S2中，確定聽(tīng)音位置點(diǎn)后，分別測(cè)量第一聲道和第二聲道對(duì)應(yīng)揚(yáng)聲器與聽(tīng)音位置點(diǎn)之間的距離；然后，通過(guò)第一聲道和第二聲道之間的頻率響應(yīng)對(duì)比或通過(guò)揚(yáng)聲器和聽(tīng)音位置點(diǎn)之間的距離計(jì)算得到所述第一聲道和第二聲道之間的延時(shí)差值，若第一聲道的延時(shí)大于第二聲道的延時(shí)，則利用第一聲道和第二聲道之間的延時(shí)差值對(duì)第二聲道進(jìn)行延時(shí)；若第一聲道的延時(shí)小于第二聲道的延時(shí)，則利用第一聲道和第二聲道之間的延時(shí)差值對(duì)第一聲道進(jìn)行延時(shí)，否則不進(jìn)行延時(shí)處理。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述步驟S1包括以下步驟：

步驟S101，獲得聲學(xué)暗室中單個(gè)聲道的基于位置可調(diào)的第一數(shù)字均衡濾波器；

步驟S102，確定揚(yáng)聲器單元在聽(tīng)音房間中的位置，并確定聽(tīng)音房間中兩個(gè)或兩個(gè)以上的聽(tīng)音位置點(diǎn)；

步驟S103，基于步驟S102確定的聽(tīng)音房間的聽(tīng)音位置點(diǎn)，確定各個(gè)聽(tīng)音位置點(diǎn)的第一數(shù)字均衡濾波器，并分別通過(guò)測(cè)量傳遞函數(shù)的方法，分別獲得級(jí)聯(lián)了第一數(shù)字均衡濾波器的第一聲道和第二聲道在聽(tīng)音房間中的基于位置可調(diào)的第二數(shù)字均衡濾波器。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述步驟S101包括以下子步驟：

步驟S1011，分別測(cè)量第一聲道或第二聲道的揚(yáng)聲器音頻輸入信號(hào)在聲學(xué)暗室中兩個(gè)或兩個(gè)以上位置點(diǎn)的傳遞函數(shù)，確定聲學(xué)暗室中兩個(gè)或兩個(gè)以上位置點(diǎn)的第一數(shù)字均衡濾波器的原型函數(shù)，得到各位置點(diǎn)的第一數(shù)字均衡濾波器；

步驟S1012，把聲學(xué)暗室的位置點(diǎn)數(shù)據(jù)和位置點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第一數(shù)字均衡濾波器的權(quán)值系數(shù)作為樣本數(shù)據(jù)，利用數(shù)學(xué)建模方法建立聲學(xué)暗室的位置點(diǎn)和第一數(shù)字均衡濾波器之間的權(quán)值系數(shù)映射關(guān)系，得到聲學(xué)暗室中基于位置可調(diào)的第一數(shù)字均衡濾波器。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述步驟S103包括以下子步驟：

步驟S1031，把步驟S101所獲得的聲學(xué)暗室的第一數(shù)字均衡濾波器分別級(jí)聯(lián)到音響系統(tǒng)的第一聲道和第二聲道的音頻信號(hào)處理中，根據(jù)揚(yáng)聲器單元在聽(tīng)音房間中的位置以及聽(tīng)音房間中兩個(gè)或兩個(gè)以上聽(tīng)音位置點(diǎn)的位置，確定聽(tīng)音房間中聽(tīng)音位置點(diǎn)相對(duì)于第一聲道和第二聲道的揚(yáng)聲器單元的位置關(guān)系；

步驟S1032，基于步驟S1031中確定的聽(tīng)音位置點(diǎn)，將步驟S1031得到的位置關(guān)系分別輸入到第一聲道和第二聲道的聲學(xué)暗室的第一數(shù)字均衡濾波器中，然后分別對(duì)第一聲道和第二聲道各自的第一數(shù)字均衡濾波器進(jìn)行權(quán)值系數(shù)調(diào)整，并分別測(cè)量第一聲道和第二聲道的揚(yáng)聲器音頻輸入信號(hào)到達(dá)聽(tīng)音房間的聽(tīng)音位置點(diǎn)的傳遞函數(shù)，得到聽(tīng)音房間中各聽(tīng)音位置點(diǎn)的第二數(shù)字均衡濾波器的原型函數(shù)，根據(jù)原型函數(shù)得到第一聲道和第二聲道在各聽(tīng)音位置點(diǎn)的第二數(shù)字均衡濾波器；

步驟S1033，將聽(tīng)音房間中各聽(tīng)音位置點(diǎn)相對(duì)于第一聲道和第二聲道的揚(yáng)聲器單元的位置關(guān)系和該位置點(diǎn)的分別在第一聲道和第二聲道的第二數(shù)字均衡濾波器的權(quán)值系數(shù)作為樣本數(shù)據(jù)，利用數(shù)學(xué)建模方法建立聽(tīng)音房間中各聽(tīng)音位置點(diǎn)以及其與第一聲道和第二聲道的第二數(shù)字均衡濾波器之間的權(quán)值系數(shù)映射關(guān)系，分別得到聽(tīng)音房間中第一聲道和第二聲道的基于位置可調(diào)的第二數(shù)字均衡濾波器；

步驟S1034，分別把第一聲道和第二聲道的第二數(shù)字均衡濾波器級(jí)聯(lián)到第一聲道和第二聲道的音頻信號(hào)處理中。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述數(shù)學(xué)建模方法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程包括：利用測(cè)試第一聲道和/或第二聲道在各位置點(diǎn)的響應(yīng)獲得兩個(gè)或兩個(gè)以上位置點(diǎn)的均衡濾波器，在得到有限個(gè)離散點(diǎn)的位置點(diǎn)的均衡濾波器之后，把各個(gè)位置點(diǎn)的坐標(biāo)和各個(gè)位置點(diǎn)的均衡濾波器的權(quán)值系數(shù)分別作為輸入和輸出，通過(guò)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具進(jìn)行擬合逼近，進(jìn)而得到連續(xù)的位置點(diǎn)的逼近均衡濾波器，該逼近均衡濾波器包括第一聲道以及第二聲道各自的第一數(shù)字均衡濾波器和第二數(shù)字均衡濾波器。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，通過(guò)移動(dòng)終端設(shè)備向第一聲道和第二聲道分別發(fā)送音頻測(cè)試信號(hào)，利用其麥克風(fēng)分別測(cè)量第一聲道和第二聲道的揚(yáng)聲器響應(yīng)延時(shí)來(lái)確定聽(tīng)音位置點(diǎn)的位置；或，通過(guò)移動(dòng)終端設(shè)備的攝像頭對(duì)焦功能進(jìn)行測(cè)距來(lái)確定聽(tīng)音位置點(diǎn)的位置；所述移動(dòng)終端設(shè)備包括手機(jī)、平板電腦以及其它帶有音頻播放功能、麥克風(fēng)和/或攝像頭的便攜式設(shè)備。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，針對(duì)房間內(nèi)兩個(gè)或兩個(gè)以上的聽(tīng)音位置點(diǎn)進(jìn)行均衡和/或延時(shí)處理，并將處理信息與聽(tīng)音位置點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)保存；當(dāng)聽(tīng)音位置點(diǎn)發(fā)生改變時(shí)，通過(guò)切換來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的處理。

本發(fā)明還提供一種移動(dòng)終端設(shè)備，所述移動(dòng)終端設(shè)備采用了如上所述的立體聲音響系統(tǒng)的空間校準(zhǔn)方法。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：基于用戶選取的特定聽(tīng)音位置點(diǎn)通過(guò)基于位置可調(diào)的數(shù)字均衡濾波器對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行均衡處理和延時(shí)處理等，針對(duì)不同的聽(tīng)音位置點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)音響系統(tǒng)的聲音輻射特性、聲音指向特性以及不同的聽(tīng)音位置點(diǎn)的空間結(jié)構(gòu)的聲學(xué)特性進(jìn)行延時(shí)和均衡處理，實(shí)現(xiàn)了針對(duì)性的校準(zhǔn)和優(yōu)化，最大限度提升不同的聽(tīng)音位置點(diǎn)的聲音真實(shí)度，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)聲音真實(shí)度的提升處理，能夠針對(duì)不同的聽(tīng)音位置點(diǎn)得到其最佳的聆聽(tīng)體驗(yàn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一種實(shí)施例的工作流程示意圖；

圖2是本發(fā)明一種實(shí)施例對(duì)當(dāng)前聽(tīng)音區(qū)重建立體聲聲場(chǎng)的工作原理示意圖；

圖3是本發(fā)明一種實(shí)施例中頻率均衡處理和延時(shí)處理的工作原理示意圖；

圖4是本發(fā)明一種實(shí)施例中延時(shí)處理的工作原理示意圖；

圖5是本發(fā)明一種實(shí)施例中均衡濾波器的工作原理流程圖；

圖6是本發(fā)明一種實(shí)施例中均衡濾波器自適應(yīng)最優(yōu)算法工作原理示意圖；

圖7是本發(fā)明一種實(shí)施例中計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)建模方法采用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明一種實(shí)施例中建模過(guò)程中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練優(yōu)化算法示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的較優(yōu)的實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示，本例提供一種立體聲音響系統(tǒng)的空間校準(zhǔn)方法，包括以下步驟：

步驟S1，獲取基于位置可調(diào)的數(shù)字濾波器；

步驟S2，確定聽(tīng)音位置點(diǎn)；

步驟S3，基于步驟S2確定的聽(tīng)音位置點(diǎn)，通過(guò)基于位置可調(diào)的數(shù)字濾波器對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行處理；

步驟S4，將步驟S3處理后的音頻信號(hào)經(jīng)功率放大器放大后驅(qū)動(dòng)音響系統(tǒng)的揚(yáng)聲器單元。

為了便于描述其工作原理，本例所述立體聲音響系統(tǒng)的空間校準(zhǔn)方法以雙聲道立體聲的音響系統(tǒng)為例，值得一提的是，本例所述的空間校準(zhǔn)方法以及采用了所述空間校準(zhǔn)方法的移動(dòng)終端設(shè)備均可以適用于多聲道的立體聲音響系統(tǒng)，如適用于五聲道或七聲道等主流的立體聲音響系統(tǒng)中，而不僅僅局限于雙聲道的立體聲音響系統(tǒng)；應(yīng)用于多聲道的立體聲音響系統(tǒng)時(shí)，所述空間校準(zhǔn)方法以及采用了所述空間校準(zhǔn)方法的移動(dòng)終端設(shè)備的工作原理與本例優(yōu)選的雙聲道的立體聲音響系統(tǒng)的空間校準(zhǔn)方法一致。

更為具體的，本例所述音響系統(tǒng)的空間校準(zhǔn)方法最優(yōu)選的完整方案包括以下步驟：

步驟S101，獲得聲學(xué)暗室中單個(gè)聲道的基于位置可調(diào)的第一數(shù)字均衡濾波器；

步驟S102，確定揚(yáng)聲器單元在聽(tīng)音房間中的位置，并確定聽(tīng)音房間中兩個(gè)或兩個(gè)以上的聽(tīng)音位置點(diǎn)；

步驟S103，基于步驟S102確定的聽(tīng)音房間的聽(tīng)音位置點(diǎn)，確定各個(gè)聽(tīng)音位置點(diǎn)的第一數(shù)字均衡濾波器，并分別通過(guò)測(cè)量傳遞函數(shù)的方法，分別獲得級(jí)聯(lián)了第一數(shù)字均衡濾波器的第一聲道和第二聲道在聽(tīng)音房間中的基于位置可調(diào)的第二數(shù)字均衡濾波器；

步驟S2，確定聽(tīng)音位置點(diǎn)后，通過(guò)延時(shí)處理模塊進(jìn)行計(jì)算和處理，使聽(tīng)音位置點(diǎn)的第一聲道和第二聲道具有相同的延時(shí)特性；

步驟S3，基于步驟S2確定的聽(tīng)音位置點(diǎn)，通過(guò)基于位置可調(diào)的數(shù)字濾波器對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行處理；

步驟S4，將步驟S3處理后的音頻信號(hào)經(jīng)功率放大器放大后驅(qū)動(dòng)音響系統(tǒng)的揚(yáng)聲器單元。

也就是說(shuō)，本例所述步驟S3所述的基于位置可調(diào)的數(shù)字濾波器優(yōu)選包括了基于位置可調(diào)的延時(shí)處理模塊、聲學(xué)暗室的基于位置可調(diào)的第一數(shù)字均衡濾波器以及聽(tīng)音房間的基于位置可調(diào)的第二數(shù)字均衡濾波器中的一種或幾種數(shù)字濾波器，如圖3所示；其中，聲學(xué)暗室的第一數(shù)字均衡濾波器以及聽(tīng)音房間的第二數(shù)字均衡濾波器屬于可選的，所述延時(shí)處理模塊的實(shí)質(zhì)也相當(dāng)于是一個(gè)基于位置可調(diào)的數(shù)字濾波器。

其中，所述步驟S103的詳細(xì)實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：首先，把第一數(shù)字均衡濾波器分別級(jí)聯(lián)到第一聲道和第二聲道的音頻信號(hào)處理中，把各聽(tīng)音位置點(diǎn)的數(shù)據(jù)分別輸入到第一聲道和第二聲道的第一數(shù)字均衡濾波器中，得到各個(gè)位置點(diǎn)的第一數(shù)字均衡濾波器；然后，通過(guò)測(cè)量傳遞函數(shù)的方法得到聽(tīng)音房間中各個(gè)聽(tīng)音位置點(diǎn)的原型函數(shù)的第二數(shù)字均衡濾波器；把聽(tīng)音房間的聽(tīng)音位置點(diǎn)位置數(shù)據(jù)和該聽(tīng)音位置點(diǎn)的第二數(shù)字均衡濾波器的權(quán)值系數(shù)作為樣本數(shù)據(jù)，利用數(shù)學(xué)建模方法建立聽(tīng)音房間中聽(tīng)音位置點(diǎn)和第二數(shù)字均衡濾波器之間的權(quán)值系數(shù)的映射關(guān)系，得到聽(tīng)音房間的基于位置可調(diào)的第二數(shù)字均衡濾波器。

本例所述步驟S101包括以下子步驟：

步驟S1011，通過(guò)傳聲器分別測(cè)量第一聲道或第二聲道的揚(yáng)聲器音頻輸入信號(hào)在聲學(xué)暗室中兩個(gè)或兩個(gè)以上位置點(diǎn)的傳遞函數(shù)，得到聲學(xué)暗室中兩個(gè)或兩個(gè)以上位置點(diǎn)的第一數(shù)字均衡濾波器的原型函數(shù)，得到各位置點(diǎn)的第一數(shù)字均衡濾波器；

步驟S1012，用于設(shè)計(jì)多個(gè)位置點(diǎn)的原型函數(shù)的第一數(shù)字均衡濾波器；具體為：把聲學(xué)暗室的位置點(diǎn)數(shù)據(jù)和位置點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第一數(shù)字均衡濾波器的原型函數(shù)的權(quán)值系數(shù)作為樣本數(shù)據(jù)，利用數(shù)學(xué)建模方法建立聲學(xué)暗室的位置點(diǎn)和第一數(shù)字均衡濾波器之間的權(quán)值系數(shù)映射關(guān)系，得到聲學(xué)暗室中基于位置可調(diào)的第一數(shù)字均衡濾波器。

本例所述步驟S103用于獲得級(jí)聯(lián)了延時(shí)處理模塊和聲學(xué)暗室的第一數(shù)字均衡濾波器的音響系統(tǒng)的在聽(tīng)音房間的基于位置可調(diào)的第二數(shù)字均衡濾波器；聽(tīng)音房間的位置信息需要輸入到聲學(xué)暗室的第一數(shù)字均衡濾波器基于不同位置進(jìn)而調(diào)整權(quán)值系數(shù)；具體的，所述步驟S103包括以下子步驟：

步驟S1031，把步驟S101所獲得的聲學(xué)暗室的第一數(shù)字均衡濾波器分別級(jí)聯(lián)到音響系統(tǒng)的第一聲道和第二聲道的音頻信號(hào)處理中，根據(jù)揚(yáng)聲器單元在聽(tīng)音房間中的位置以及聽(tīng)音房間中兩個(gè)或兩個(gè)以上聽(tīng)音位置點(diǎn)的位置，確定聽(tīng)音房間中聽(tīng)音位置點(diǎn)相對(duì)于第一聲道和第二聲道的揚(yáng)聲器單元的位置關(guān)系；

步驟S1032，基于步驟S1031中確定的聽(tīng)音位置點(diǎn)，將步驟S1031得到的位置關(guān)系分別輸入到第一聲道和第二聲道的聲學(xué)暗室的第一數(shù)字均衡濾波器中，然后分別對(duì)第一聲道和第二聲道各自的第一數(shù)字均衡濾波器進(jìn)行權(quán)值系數(shù)調(diào)整，并分別測(cè)量第一聲道和第二聲道的揚(yáng)聲器音頻輸入信號(hào)到達(dá)聽(tīng)音房間的聽(tīng)音位置點(diǎn)的傳遞函數(shù)，得到聽(tīng)音房間中各聽(tīng)音位置點(diǎn)的第二數(shù)字均衡濾波器的原型函數(shù)，根據(jù)原型函數(shù)得到第一聲道和第二聲道在各聽(tīng)音位置點(diǎn)的第二數(shù)字均衡濾波器；

步驟S1033，將聽(tīng)音房間中各聽(tīng)音位置點(diǎn)相對(duì)于第一聲道和第二聲道的揚(yáng)聲器單元的位置關(guān)系和該位置點(diǎn)的分別在第一聲道和第二聲道的第二數(shù)字均衡濾波器的權(quán)值系數(shù)作為樣本數(shù)據(jù)，利用數(shù)學(xué)建模方法建立聽(tīng)音房間中各聽(tīng)音位置點(diǎn)以及其與第一聲道和第二聲道的第二數(shù)字均衡濾波器之間的權(quán)值系數(shù)映射關(guān)系，分別得到聽(tīng)音房間中第一聲道和第二聲道的基于位置可調(diào)的第二數(shù)字均衡濾波器；

步驟S1034，分別把第一聲道和第二聲道的第二數(shù)字均衡濾波器級(jí)聯(lián)到第一聲道和第二聲道的音頻信號(hào)處理中。也就是說(shuō)，本例步驟S3所述的基于位置可調(diào)的數(shù)字濾波器包括了基于位置可調(diào)的延時(shí)處理模塊、聲學(xué)暗室的基于位置可調(diào)的第一數(shù)字均衡濾波器以及聽(tīng)音房間的基于位置可調(diào)的第二數(shù)字均衡濾波器，如圖3所示。

本例所述步驟S101中，通過(guò)移動(dòng)終端設(shè)備和揚(yáng)聲器播放測(cè)試音頻信號(hào)；所述步驟S103中，在當(dāng)前聽(tīng)音區(qū)的聽(tīng)音位置點(diǎn)通過(guò)移動(dòng)終端設(shè)備的麥克風(fēng)接收音頻信號(hào)。對(duì)接收的音頻信號(hào)與測(cè)試音頻信號(hào)進(jìn)行對(duì)比分析，即可獲得音響系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，并以傳遞函數(shù)的原型函數(shù)得到數(shù)字濾波器，即對(duì)該聲音進(jìn)行信號(hào)強(qiáng)度均衡處理、頻率均衡處理和延時(shí)處理中的一種或幾種處理。本例所述數(shù)字濾波器用于對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行均衡處理和/或延時(shí)處理，所述均衡處理包括信號(hào)強(qiáng)度均衡處理和頻率均衡處理，所述數(shù)字濾波器包括均衡濾波器。

本例所述步驟S1012和步驟S1033中所提及的數(shù)學(xué)建模方法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程包括：利用測(cè)試第一聲道和/或第二聲道在各位置點(diǎn)的響應(yīng)獲得兩個(gè)或兩個(gè)以上位置點(diǎn)的均衡濾波器，在得到有限個(gè)離散點(diǎn)的位置點(diǎn)的均衡濾波器之后，把各個(gè)位置點(diǎn)的坐標(biāo)和各個(gè)位置點(diǎn)的均衡濾波器的權(quán)值分別作為輸入和輸出，通過(guò)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具等數(shù)學(xué)工具進(jìn)行擬合逼近，進(jìn)而得到整個(gè)房間的連續(xù)的位置點(diǎn)的逼近均衡濾波器，該逼近均衡濾波器包括第一數(shù)字均衡濾波器和第二數(shù)字均衡濾波器。

也就是說(shuō)，本例在步驟S101中，通過(guò)聲學(xué)測(cè)試實(shí)驗(yàn)測(cè)量出各個(gè)聽(tīng)音區(qū)的聽(tīng)音位置點(diǎn)的揚(yáng)聲器聲音輻射特性，得到數(shù)字濾波器的原型函數(shù)，并通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)建模方法對(duì)數(shù)字濾波器進(jìn)行建模；在所述步驟S103中，通過(guò)聽(tīng)音位置點(diǎn)所接收的實(shí)際的音頻信號(hào)得到級(jí)聯(lián)了S101步驟中得到的數(shù)字濾波器后對(duì)應(yīng)聽(tīng)音位置點(diǎn)的揚(yáng)聲器聲音輻射特性，得到聽(tīng)音房間中的濾波器原型函數(shù)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)在聽(tīng)音房間中對(duì)音頻信號(hào)的均衡處理和/或延時(shí)處理。

也就是說(shuō)，本例還可以在聲學(xué)暗室中測(cè)量在不同聽(tīng)音位置點(diǎn)的音響系統(tǒng)的揚(yáng)聲器聲音輻射特性，得到各點(diǎn)數(shù)字濾波器的原型函數(shù)，并通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)建模方法進(jìn)行建模，以此得到暗室中基于位置可調(diào)的第一數(shù)字均衡濾波器。此時(shí)用戶可以手動(dòng)設(shè)置揚(yáng)聲器的位置和聽(tīng)音位置點(diǎn)，還可以通過(guò)用戶設(shè)備的圖像傳感器的對(duì)焦模塊的測(cè)距功能來(lái)測(cè)試墻壁和揚(yáng)聲器之間的距離，進(jìn)而確定聽(tīng)音位置點(diǎn)。

如果不考慮聽(tīng)音房間效應(yīng)，對(duì)于不同距離、對(duì)稱的聽(tīng)音位置點(diǎn)的音頻信號(hào)進(jìn)行頻率均衡處理，其原因在于：由于揚(yáng)聲器的指向性和聲音的傳播特性的影響，只需進(jìn)行頻率均衡處理即可。對(duì)于非對(duì)稱的聽(tīng)音位置點(diǎn)的音頻信號(hào)進(jìn)行信號(hào)強(qiáng)度均衡、頻率均衡處理和延時(shí)處理，也就是說(shuō)，如果為了改善非對(duì)稱的聽(tīng)音位置點(diǎn)的音質(zhì)，不但需要針對(duì)各個(gè)揚(yáng)聲器的指向特性進(jìn)行頻率均衡處理，還需要對(duì)距離聽(tīng)音位置點(diǎn)相對(duì)較近的揚(yáng)聲器所在聲道進(jìn)行延遲處理，同時(shí)還需要對(duì)各個(gè)聲道的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行均衡處理，這樣就可以擴(kuò)展音響系統(tǒng)的適應(yīng)范圍，最大限度的改善不同聽(tīng)音位置點(diǎn)的聲音真實(shí)度。因此，所述均衡處理包括信號(hào)強(qiáng)度均衡和頻率均衡處理。

本例對(duì)接收的音頻信號(hào)進(jìn)行均衡處理和/或延時(shí)處理的工作原理示意圖如圖3所示；對(duì)于非對(duì)稱的聽(tīng)音位置點(diǎn)的音頻信號(hào)還對(duì)第一聲道和第二聲道之間進(jìn)行信號(hào)強(qiáng)度均衡處理。具體地，需要對(duì)相對(duì)較近的揚(yáng)聲器的聲道的信號(hào)進(jìn)行延時(shí)，以補(bǔ)償因距離不同而造成的時(shí)間差和相位差；同時(shí)調(diào)大相對(duì)較遠(yuǎn)的揚(yáng)聲器的信號(hào)強(qiáng)度，以彌補(bǔ)較遠(yuǎn)傳輸距離造成的聲音衰減較多造成的影響。由于不同頻率的音頻信號(hào)的衰減程度是不一樣的，同時(shí)考慮到對(duì)于具體聽(tīng)音位置點(diǎn)各個(gè)聲道揚(yáng)聲器的位置是不一樣的，所以，本例還需要進(jìn)行頻率均衡處理。此處信號(hào)強(qiáng)度均衡和頻率均衡用同一個(gè)數(shù)字濾波器即第一數(shù)字均衡濾波器實(shí)現(xiàn)?？梢岳斫獾氖?，本例所述步驟S101對(duì)音頻信號(hào)的第一數(shù)字均衡濾波器處理主要是針對(duì)揚(yáng)聲器的直達(dá)聲；本例所述步驟S103對(duì)音頻信號(hào)的第二數(shù)字均衡濾波器處理主要是針對(duì)聽(tīng)音房間內(nèi)不同聽(tīng)音位置點(diǎn)的反射聲和房間的共振，用于消除房間效應(yīng)引起的聲音失真。

也就是說(shuō)，本例所述均衡處理分為兩個(gè)部分，如圖3所示，通過(guò)兩組級(jí)聯(lián)的數(shù)字均衡濾波器分別實(shí)現(xiàn)揚(yáng)聲器均衡和房間均衡處理，第一部分通過(guò)第一數(shù)字均衡處理步驟實(shí)現(xiàn)，可以通過(guò)用戶手動(dòng)設(shè)置揚(yáng)聲器的位置，通過(guò)聽(tīng)音區(qū)的聽(tīng)音位置點(diǎn)相對(duì)于揚(yáng)聲器位置以及揚(yáng)聲器的類型等方式來(lái)確定均衡參數(shù)。根據(jù)揚(yáng)聲器的在聲學(xué)暗室的聲音輻射特性進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。具體地在聲學(xué)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室里測(cè)量不同位置的揚(yáng)聲器系統(tǒng)的聲音輻射特性，獲得各點(diǎn)的數(shù)字均衡濾波器，并通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)建模方法進(jìn)行建模，得到位置可調(diào)的數(shù)字均衡濾波器。此時(shí)可以通過(guò)用戶的移動(dòng)終端設(shè)備發(fā)聲和回波接收來(lái)測(cè)量距離，也可以通過(guò)用戶設(shè)備的圖像傳感器的對(duì)焦模塊的測(cè)距功能來(lái)測(cè)試墻壁和揚(yáng)聲器之間的距離，確定聽(tīng)音位置點(diǎn)。第二個(gè)部分通過(guò)第二均衡處理步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)測(cè)量揚(yáng)聲器和房間的脈沖響應(yīng)來(lái)進(jìn)行更為準(zhǔn)確的均衡濾波處理，通過(guò)級(jí)聯(lián)的基于位置可調(diào)的數(shù)字均衡濾波器對(duì)兩個(gè)聲道的音頻信號(hào)進(jìn)行均衡處理，以確保在聽(tīng)音區(qū)兩個(gè)聲道具有相同的準(zhǔn)確的頻率響應(yīng)特性。

圖5所示的是均衡濾波器的求解流程圖，具體地，測(cè)量音響系統(tǒng)和房間的傳遞函數(shù)，并得到其最小相位系統(tǒng)，然后進(jìn)行折彎頻率變換，通過(guò)自適應(yīng)最優(yōu)算法獲得均衡濾波器。折彎頻率變換公式：其中，z^-1為頻域延時(shí)單元，λ為折彎因子，取值范圍為-1＜λ＜1；其自適應(yīng)最優(yōu)算法原理圖如圖6所示，其中，x(n)為輸入信號(hào),y(n)為輸出信號(hào),d(n)為期望信號(hào),e(n)為誤差信號(hào)，G(z)為揚(yáng)聲器系統(tǒng)函數(shù)，H(z)為濾波器傳遞函數(shù)。

設(shè)均衡濾波器權(quán)值系數(shù)為W^T，則梯度矢量計(jì)算公式為權(quán)值系數(shù)計(jì)算公式為W_(k+1)＝W_(k)+2μe(k)X(k)，其中，μ為步長(zhǎng)因子，μ值越大，算法收斂越快，但穩(wěn)態(tài)誤差相對(duì)較大；μ值越小，算法收斂較慢，但穩(wěn)態(tài)誤差相對(duì)較小。

本例采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具來(lái)進(jìn)行擬合逼近。坐標(biāo)既可以采用笛卡爾坐標(biāo)，也可以采用極坐標(biāo)的方式，本實(shí)例采用笛卡爾坐標(biāo)。具體設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖7所示，x₁和x₂為位置坐標(biāo)輸入向量，y₁、y₂…y_n為均衡濾波器的系數(shù)輸出向量，w_ij和w_jk為權(quán)值向量。隱含層神經(jīng)元數(shù)目估算公式：1≤β≤10，其中，n為衡濾波器的系數(shù)的個(gè)數(shù)，也即神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出神經(jīng)元的個(gè)數(shù)；β為估算因子。

隱含層傳遞函數(shù)為S型正切函數(shù)，輸出層神經(jīng)元的傳遞函數(shù)為純線性函數(shù)。本例可以采用訓(xùn)練過(guò)程收斂速度快且網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練誤差比較小的L-M優(yōu)化算法進(jìn)行訓(xùn)練，其實(shí)現(xiàn)流程圖如圖8所示。

本例所述第一數(shù)字均衡濾波器和第二數(shù)字均衡濾波器可以設(shè)置于所述移動(dòng)終端設(shè)備中，也可以設(shè)置于所述音響系統(tǒng)中。具體的，實(shí)現(xiàn)數(shù)字均衡濾波器的信號(hào)處理設(shè)置在音響系統(tǒng)中，可以通過(guò)用戶的移動(dòng)終端設(shè)備進(jìn)行無(wú)線遙控控制操作，在利用用戶的移動(dòng)終端設(shè)備播放音頻時(shí)，可以把數(shù)字濾波器信號(hào)處理設(shè)置在用戶的移動(dòng)終端設(shè)備中。

現(xiàn)有技術(shù)中，立體聲音響系統(tǒng)是建立在雙耳效應(yīng)、哈斯效應(yīng)以及德波埃效應(yīng)等基礎(chǔ)之上的，立體聲重放的需要一些基礎(chǔ)條件，雙聲道的信號(hào)的相位差、時(shí)間差和強(qiáng)度差都需要滿足一定的要求，同時(shí)對(duì)聽(tīng)音者的位置也有特定的要求，必需位于立體聲揚(yáng)聲器的對(duì)稱線上，對(duì)于特定的揚(yáng)聲器還需要保持特定的距離；如果聽(tīng)音者未位于最佳聽(tīng)音范圍，便無(wú)法準(zhǔn)確再現(xiàn)立體聲聲場(chǎng)；而揚(yáng)聲器放在房間中實(shí)現(xiàn)頻率均衡的幾個(gè)問(wèn)題包括：低頻房間共振、高頻位置敏感、揚(yáng)聲器指向性、剩余相位均衡和響度均衡，導(dǎo)致其在頻率均衡時(shí)無(wú)法分離揚(yáng)聲器和房間的響應(yīng)等問(wèn)題。

本例對(duì)于偏離最佳聽(tīng)音范圍的不同的聽(tīng)音區(qū)，通過(guò)采用數(shù)學(xué)建模方法得到的級(jí)聯(lián)的數(shù)字濾波器對(duì)各聲道的音樂(lè)信號(hào)針對(duì)不同聽(tīng)音區(qū)進(jìn)行均衡處理和延時(shí)處理等，包括對(duì)各聲道間的信號(hào)進(jìn)行信號(hào)強(qiáng)度均衡和頻率均衡，在不同聽(tīng)音位置點(diǎn)重建立體聲聲場(chǎng)，如圖2所示，進(jìn)而考慮了雙聲道的信號(hào)的相位差、時(shí)間差和強(qiáng)度差，并考慮了房間內(nèi)實(shí)際尺寸和聽(tīng)音位置點(diǎn)與揚(yáng)聲器之間距離等參數(shù)進(jìn)而得到對(duì)當(dāng)前聽(tīng)音位置點(diǎn)進(jìn)行了均衡處理和延時(shí)處理之后建立的聲場(chǎng)，音質(zhì)還原效果很好。

如圖4所示，本例所述延時(shí)處理的工作過(guò)程如下：首先，分別測(cè)量第一聲道和第二聲道的頻率響應(yīng)，并得到揚(yáng)聲器和聽(tīng)音位置點(diǎn)之間的距離；然后，通過(guò)第一聲道和第二聲道之間的頻率響應(yīng)對(duì)比或通過(guò)揚(yáng)聲器和聽(tīng)音位置點(diǎn)之間的距離計(jì)算得到所述第一聲道和第二聲道之間的延時(shí)差值，若第一聲道的延時(shí)大于第二聲道的延時(shí)，則利用第一聲道和第二聲道之間的延時(shí)差值對(duì)第二聲道進(jìn)行延時(shí)；若第一聲道的延時(shí)小于第二聲道的延時(shí)，則利用第一聲道和第二聲道之間的延時(shí)差值對(duì)第一聲道進(jìn)行延時(shí)，否則不進(jìn)行延時(shí)處理。

由于第一聲道和第二聲道這兩個(gè)聲道的音響系統(tǒng)播放的聲音在聽(tīng)音位置點(diǎn)具有相同的時(shí)間延時(shí)特性和相同的準(zhǔn)確的頻率響應(yīng)特性，可以在聽(tīng)音位置點(diǎn)建立其立體聲聲場(chǎng)，接近原始最佳聽(tīng)音區(qū)的聽(tīng)音感受?？梢岳斫獾氖菍?duì)于聽(tīng)音位置點(diǎn)的確定，也可以利用用戶的移動(dòng)終端設(shè)備分別測(cè)量?jī)蓚€(gè)聲道的脈沖響應(yīng)，然后通過(guò)兩個(gè)聲道的響應(yīng)延時(shí)來(lái)獲得，聽(tīng)音者也可以通過(guò)測(cè)量利用用戶的移動(dòng)終端設(shè)備手動(dòng)輸入。

本例還提供一種移動(dòng)終端設(shè)備，所述移動(dòng)終端設(shè)備采用了如上所述的音響系統(tǒng)的空間校準(zhǔn)方法。所述移動(dòng)終端設(shè)備優(yōu)選包括手機(jī)和/或平板電腦等智能終端設(shè)備。

本例通過(guò)移動(dòng)終端設(shè)備向第一聲道和第二聲道分別發(fā)送音頻測(cè)試信號(hào)，利用其麥克風(fēng)分別測(cè)量第一聲道和第二聲道的揚(yáng)聲器響應(yīng)延時(shí)來(lái)確定聽(tīng)音位置點(diǎn)的位置；或，通過(guò)移動(dòng)終端設(shè)備的攝像頭對(duì)焦功能進(jìn)行測(cè)距來(lái)確定聽(tīng)音位置點(diǎn)的位置。所述移動(dòng)終端設(shè)備包括手機(jī)、平板電腦以及其它帶有音頻播放功能、麥克風(fēng)和/或攝像頭的便攜式設(shè)備。

本例針對(duì)房間內(nèi)兩個(gè)或兩個(gè)以上的聽(tīng)音位置點(diǎn)進(jìn)行延時(shí)處理和/或均衡處理，并將處理信息與聽(tīng)音位置點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)保存；當(dāng)聽(tīng)音位置點(diǎn)發(fā)生改變時(shí)，通過(guò)切換使得當(dāng)前的聽(tīng)音位置點(diǎn)的各個(gè)聲道具有相同的延時(shí)特性和相同的準(zhǔn)確的頻率響應(yīng)特性。所述延時(shí)處理指的是通過(guò)延時(shí)處理模塊實(shí)現(xiàn)的消除第一聲道和第二聲道之間的延時(shí)差值；所述均衡處理指的是通過(guò)級(jí)聯(lián)的第一數(shù)字均衡濾波器和第二數(shù)字均衡濾波器實(shí)現(xiàn)的均衡處理。

比如在家庭環(huán)境中，如果有多個(gè)聽(tīng)音位置點(diǎn)，就會(huì)分為工作區(qū)域、休閑區(qū)域和生活區(qū)域等，用戶只需要通過(guò)在工作區(qū)域、休閑區(qū)域、生活區(qū)域或是每一個(gè)常用的聽(tīng)音位置點(diǎn)進(jìn)行延時(shí)處理和/或均衡處理，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，用戶達(dá)到某一個(gè)聽(tīng)音位置點(diǎn)時(shí)，只需要通過(guò)所述移動(dòng)終端設(shè)備就能夠?qū)崿F(xiàn)切換，使得當(dāng)前的聽(tīng)音位置點(diǎn)的各個(gè)聲道具有相同的延時(shí)特性和相同的準(zhǔn)確的頻率響應(yīng)特性，避免了每一次都需要通過(guò)位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)而設(shè)定位置的弊端；例如，在客廳沙發(fā)上重建并保存客廳沙發(fā)對(duì)應(yīng)的立體聲聲場(chǎng)，這樣，每次在客廳沙發(fā)上時(shí)，只需要通過(guò)所述移動(dòng)終端設(shè)備切換至保存好的客廳沙發(fā)對(duì)應(yīng)的處理信息，就能夠得到很好的聽(tīng)音效果。

本例通過(guò)對(duì)特定聽(tīng)音區(qū)的聽(tīng)音位置點(diǎn)的音頻信號(hào)進(jìn)行均衡處理和延時(shí)處理等，針對(duì)不同的聽(tīng)音位置點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)音響系統(tǒng)的聲音輻射特性、聲音指向特性以及不同的聽(tīng)音位置點(diǎn)的空間結(jié)構(gòu)的聲學(xué)特性進(jìn)行延時(shí)和均衡處理，實(shí)現(xiàn)了針對(duì)性的校準(zhǔn)和優(yōu)化，最大限度提升不同的聽(tīng)音位置點(diǎn)的聲音真實(shí)度，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)聲音真實(shí)度的提升處理以針對(duì)不同的聽(tīng)音位置點(diǎn)得到其最佳的聆聽(tīng)體驗(yàn)。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。