r>[0090] 对所比较的扬声器进行聚类（在本文中有时被称为分组）是本发明的典型实施方 式的重要步骤。仅当与分组一起使用时，才能够充分挖掘互相关分析。在不进行分组的情 况下，可以对迥然不同的扬声器（例如，因为它们具有不同的类型或模型，例如屏幕上扬声 器或环绕扬声器，或者因为它们位于迥然不同的位置）的脉冲响应执行互相关，这将总是 产生互相关的很低的值，并且将不提供指示相对极性的有用的结果。对测量的扬声器进行 聚类使得互相关分析能够受限于相似扬声器的组，并且从而提高本发明的方法在确定相对 极性时的有效性。
[0091] 在本发明的典型实施方式中执行的聚类可以是以下两种不同类型的聚类之一：
[0092] 基于指示测量的扬声器的特性（例如，它们在房间中的位置、每个扬声器的类型 或模型，等等）的数据的聚类。这种类型的聚类有时被称为"类型1聚类"。类型1聚类可 以基于的数据通常被预先确定，并且可以按照各种不同的方式中的任意方式，例如通过读 取手工编写的文件或通过从测量的脉冲响应推断（例如，通过从测量的脉冲响应得到在房 间中的位置，并且从测量的脉冲响应推断被测量的扬声器是否是全带宽）来生成（或被提 供至实现本发明的方法的处理器）。可能的所得到的组的示例包括以下：屏幕扬声器、墙环 绕扬声器、天花板扬声器和低音炮；以及
[0093] 根据如下算法的聚类，该算法依赖于根据测量的扬声器对的脉冲响应确定的互相 关值。这种类型的聚类在本文中有时被称为"类型2聚类"。类型2聚类的主要目的是形成 具有高的扬声器间相关值的子组。然而，类型1聚类假定相似的扬声器位置和响应将产生 高的互相关值，类型2聚类直接使用测量的互相关值。
[0094] 图1是根据本发明的实现类型1聚类的一类实施方式的扬声器极性确定的图。
[0095] 图2是根据本发明的实现类型2聚类的一类实施方式的扬声器极性确定的图。
[0096] 在本发明的典型实施方式中，在确定响应之间的互相关（或者以其他方式根据互 相关确定扬声器极性）之前，对测量的脉冲响应执行另外的信号处理，例如，以增加根据响 应确定的互相关值的鲁棒性和显著性，或者以使得本发明的方法的实施方式能够检测单个 (多驱动器）扬声器中的各个驱动器的极性反转。如下面详细地说明的，这样的信号处理 通常包括以下处理中至少之一：带通滤波以选择相关的驱动器；时间加窗（例如，频率相关 的时间加窗）以降低房间影响；以及频带的加权（例如，对数加权）以避免对高频进行过加 权。
[0097] 在一类实施方式（包括图2的实施方式）中，本发明是用于检测一组扬声器（例 如，一组多驱动器扬声器的每个驱动器）的相对极性的方法，所述方法包括以下步骤：
[0098] 1.依次用宽带激励驱动每个扬声器，使用一个或更多个麦克风捕获从每个扬声器 发出的所产生的声音，并且通常还与对扬声器序列的宽带激励的施加时钟同步地记录所捕 获的音频（每个麦克风的输出）；
[0099] 2?根据捕获的音频（即，原始记录）确定从每个扬声器（或其驱动器）至每个麦 克风的脉冲响应。虽然保持了房间混响，但是在该操作中隐含的求平均有助于抑制记录中 存在的任何噪声。图2的步骤101实现这些步骤1和步骤2 ;
[0100] 3.优选地，对脉冲响应进行时间加窗以去除由房间反射居主导的部分。通常，针对 宽带扬声器，窗口周期从-1毫秒延伸至2. 5毫秒（相对于初始峰），而针对低音炮，其从-10 毫秒延伸至25毫秒。加窗还导致快速处理。图2的可选的步骤103通常实现在步骤101 中确定的脉冲响应的加窗；
[0101] 4.对于每个麦克风，针对扬声器（扬声器或驱动器）脉冲响应对来计算互相关函 数。可选地，在确定互相关函数之前，脉冲响应被均衡和/或带通滤波。图2的步骤125实 现每对脉冲响应的互相关函数的这样的确定。虽然不同位置中的扬声器通常具有不同的不 相关的混响尾部，但是互相关的确定倾向于抑制混响，并且从而提供极性相关的互相关结 果。如果所比较的扬声器（扬声器或驱动器）同相，则扬声器的响应的相关函数的峰将为 正并且接近值1.0。如果所比较的扬声器（扬声器或驱动器）180°异相，则相关峰将为负 并且接近-1. 0。相关函数的峰的阈值（通常其绝对值的范围为0. 3至0. 5的阈值）被用作 所比较的扬声器之间是否存在正（或负）极性关系的标准。
[0102] 此外可选地，还执行以下步骤中至少之一：
[0103] 5.在模棱两可的情况下，遍及所有使用的麦克风测量根据扬声器（扬声器或驱动 器）对来确定的互相关函数，并且可以使用投票模式（即，可以执行投票操作或加权平均） 来选择扬声器对的最终极性（例如，其中针对N个麦克风中每个确定互相关，其中N是奇整 数，由N个互相关中的大多数指示的极性被选择为扬声器对的极性）；以及
[0104] 6.由于当不存在明确定义的宽带极性关系时不相似的模型的扬声器有时会产生 极性（正或负）的伪正指示，所以所比较的扬声器（扬声器或驱动器）被分成不同的组，每 个组由其间存在由针对扬声器对而确定的互相关函数指示的强相关的扬声器构成（这是 类型2聚类的示例）。图2的步骤125实现扬声器的这样的分组以及每个组中的每对扬声 器的互相关函数的确定，以确定每个组中的每个扬声器的极性（例如，如图2所示，步骤125 根据也在步骤125中确定的互相关函数来确定扬声器的"K"个组，其中K是大于2的整数， 并且步骤125确定组中的第一组中的每个扬声器的极性值127以及组中的第"K"个组中的 每个扬声器的极性值127K)。通常，如果由针对扬声器（使用任意麦克风）确定的互相关 函数不指示强相关，则扬声器被分配至不同的组。通过在每个扬声器（最初被分配至第一 组）与一组其他扬声器（包括被分配至至少一个其他组的扬声器）中的每个扬声器之间比 较互相关并且如果从该扬声器与不同组中的扬声器的互相关发现较强更一致的极性指示 则将该扬声器重新分配至不同的组中，来降低伪正（正或负相对极性的伪表示）的风险。理 想地，这应涉及最小数量的比较以使计算时间最小化。分组还可以依赖于观察的频率响应 (例如，宽带扬声器或低音炮应当被置于不同的组中）。在一些情况下，系统配置文件对于 关于要比较其极性的扬声器的信息是可用的，然后这可以用于改进扬声器至组的分配。
[0105] 在另一类实施方式（实现类型1聚类）中，本发明是用于检测一组扬声器（例如， 一组多驱动器扬声器的每个驱动器）的相对极性的方法，所述方法包括以下步骤：
[0106] 1.依次用宽带激励驱动每个扬声器，使用一个或更多个麦克风捕获从每个扬声器 发出的所产生的声音，并且通常还与对扬声器序列的宽带激励的施加时钟同步地记录所捕 获的音频（每个麦克风的输出）；
[0107] 2?根据捕获的音频（例如，原始记录）确定从每个扬声器（扬声器或其驱动器） 至每个麦克风的脉冲响应。虽然保持了房间混响，但是在该操作中隐含的求平均有助于抑 制记录中存在的任何噪声。图1的步骤101实现这些步骤1和步骤2 ;
[0108] 3.优选地，对脉冲响应进行时间加窗以去除由房间反射居主导的部分。图1的可 选步骤103通常实现在步骤101中确定的脉冲响应的加窗。通常，针对宽带扬声器，窗口周 期从-1毫秒延伸至2. 5毫秒（相对于初始峰），而针对低音炮，其从-10毫秒延伸至25毫 秒；
[0109] 4.响应于指示扬声器的特性（例如，它们在房间中的位置、每个扬声器的类型，等 等）的数据来确定扬声器（扬声器或驱动器）的组。这样的数据通常被预先确定，并且可 以以各种不同的方式中的任意方式来生成（或被提供至实现本发明的方法的处理器）。例 如，该数据可以从手工编写的文件读取或者从测量的脉冲响应来推断（根据脉冲响应，其 通常可以推断扬声器在房间中的位置、其是否是全带宽，等等）。图1的步骤107根据扬声 器配置数据105确定扬声器的"K"个组（如图1指示的组109至组109K)，其中K是大于1 的整数；以及
[0110] 5.选择扬声器的每个组的代表扬声器，计算代表扬声器与组中的每个其他扬声器 之间的每个互相关的绝对值的最大值的位置，并且计算每个所述位置处的每个所述互相关 的符号。如果该符号为负，则确定该组的扬声器相对于该组的代表扬声器的极性具有反转 极性。图1的每个步骤111至111K确定图1的扬声器组109至109K中对应的一组的代表 扬声器，并且计算组109至109K中对应的一组中的扬声器的互相关函数。如图1所示，步 骤111确定组109中的N个扬声器的相对极性值113至113N，并且步骤111K确定组109K 中的M个扬声器的相对极性值114至114M。可以遍及所有使用的麦克风测量涉及扬声器对 的互相关函数，并且可以使用投票模式来选择该对的最终极性。
[0111] 可选地，对所确定的脉冲响应或原始麦克风输出信号执行以下处理操作中至少之 一（在根据经处理的脉冲响应或根据经处理的麦克风输出信号确定的脉冲响应确定互相 关函数之肖U):
[0112] 原始记录或脉冲响应的带通滤波，以将互相关分析集中于频谱的不同部分。图 1 (或图2)的可选步骤103通常实现在图1 (或图2)的步骤101中确定的脉冲响应的带通 滤波。可选地，可以根据已知的交叉频率设置带通滤波器的参数；
[0113] 对原始记录或脉冲响应的频谱进行预处理（例如，通过频带的对数加权），以例如 通过每倍频程滤波器（peroctavefilter)将频谱乘以_3dB来给所有倍频程进行相似的 加权。图1 (或图2)的可选步骤103通常实现在图1 (或图2)的步骤101中确定的脉冲响 应的这样的均衡。在一些情况下，除非执行这样的处理，否则互相关会使高频比低频加权更 多，从而导致在检测仅低音驱动器极性问题时成功率较低；以及
[0114] 脉冲响应的时间选通（例如，频率相关的时间选通）。该处理（在本文中有时被称 为加窗）通常增大在互相关中获得的索引，因为其过滤掉每个脉冲响应的由于第一回弹和 混响导致的部分。从而，通过仅考虑来自每个扬声器的直接声音来增强鲁棒性。图1(或图 2)的可选步骤103通常实现在图1 (或图2)的步骤101中确定的脉冲响应的这样的加窗。
[0115] 这三种类型的处理步骤可以自己组合，并且也可以与其他处理步骤组合。它们在 确定多驱动器扬声器的一个驱动器（例如，低频扬声器或低音驱动器）相对于扬声器的另 一驱动器（例如，高频扬声器）的极性方面尤其有用。例如，如果两个驱动器扬声器的低音 驱动器被错误地接线（以相对于其他驱动器的极性具有反转极性），则通常扬声器的频率 响应在靠近交叉频率处存在显著的下降，因为交叉滤波器强烈地依赖于在两个驱动器中具 有正确的极性。频率响应的该下降可以使当这样的扬声器与其他扬声器共同参与时产生的 声像严重地退化。原因在于声音成像强烈地依赖于扬声器间在低频（通常低于800Hz)处 的相位相干。通过如下两次利用本发明的方法（针对每个麦克风），可以确定两个驱动器的 相对极性：一次对于用低于交叉频率的通带（以及可选地还用脉冲响应的频带的对数加权 和/或时间选通）滤波的脉冲响应通带，并且另一次对于用高于交叉频率的通带（以及可 选地还用脉冲响应的频带的对数加权和/或时间选通）滤波的脉冲响应通带。
[0116] 在本发明的一些实施方式中执行的聚类是类型1聚类和类型2聚类两者的组合 (例如，基于指示扬声器的特性的数据的初始聚类，在此之后是基于所测量的互相关值的初 始确定的集群的修改，或同时执行的类型1聚类和类型2聚类）。例如，如果互相关分析发 现扬声器相比于初始确定的集群中的其他扬声器不存在清晰的相关，则该扬声器可以从该 集群中被去除，并且被置于另一集群中。
[0117] 在典型的实施方式中，存在对扬声器对的基于相关的极性分析的三种可能的结 果：同相、反相和非可识别的相对相位（即，由于低相关峰，这可以指示有缺陷的扬声器）。 组（集群）内的所有扬声器应当具有某种可识别的相位关系，正或负。与组中其他扬声器 不具有相位关系的扬声器被分成它们自己的组。典型实施方式中的分组确定将类型1聚类 和类型2聚类组合成单个处理块，该单个处理块将配置文件连同相关分析一起考虑以得到 最终分组。
[0118] 在本发明的一些实施方式中，用于确定相关极性的阈值在分析期间自动变化，以 适配变化的信号条件。
[0119] 在本发明的方法的第二类实施方式中，通过将相位确定为测量的时间选通脉冲响 应的频率的函数来确定播放系统的扬声器的极性。图3的编程的处理器2可以被编程成执 行这样的实施方式以确定安装在房间1中的扬声器（或一个或更多个这样的扬声器的各个 驱动器）的相对极性。在该类中，该方法包括以下步骤：
[0120] 1.依次用宽带激励驱动每个扬声器，使用一个或更多个麦克风捕获从每个扬声器 发出的所产生的声音，并且与对扬声器序列的宽带激励的施加时钟同步地记录所捕获的音 频（每个麦克风的输出）；
[0121] 2.根据所捕获的音频（例如，原始记录）确定从每个扬声器（扬声器或其驱动器） 至每个麦克风的脉冲响应，并且响应于每个所述脉冲响应通过对脉冲响应进行时间选通以 去除由房间反射居主导的部分来生成时间选通脉冲响应；以及
[0122] 3.通过确定时间选通脉冲响应在每个感兴趣的频率处的相位更接近0°还是更 接近180° (分别指示非反转的极性或反转的极性），根据所述每个扬声器的至少一个所述 时间选通脉冲响应来将每个扬声器的相对极性确定为频率的函数。在第二类的典型实施方 式中，每个扬声器（在每个频率处）的相对极性的确定包括以下两种操作之一：
[0123] (a)对扬声器的时间选通脉冲响应的频率响应执行最小相位整平以确定经整平的 时间选通脉冲响应（通常，整平步骤包括以下步骤：对时间选通脉冲响应执行时域至频域 变换以确定频率响应，并且去除由扬声器或房间的最小相位值引起的相位分量以将分析仅 集中于由极性差异引起的相位差），并且如果扬声器的经整平的时间选通脉冲响应的带通 滤波版本（其中，通带以相关频率为中心）的最大（或第一）峰的绝对水平为正，则确定相 对极性是非反转的（即，相对于某个代表扬声器的极性），而如果经整平的时间选通脉冲响 应的带通滤波版本的最大（或第一）峰的绝对水平对应于负值，则确定相对极性是反转的 (即，相对于代表扬声器的极性）；或者
[0124] (b)确定扬声器的时间选通脉冲响应的时间延迟（S卩，脉冲响应的第一（或最大） 正峰的出现时间相对于驱动脉冲的发出时间，假定驱动脉冲具有正的峰幅度），使用时间延 迟对时间选通脉冲响应执行粗延迟校正（以及可选地还有附加延迟校正）以确定经校正的 脉冲响应，其中附加延迟校正包括加上或减去小的额外延迟使得经校正的脉冲响应的相位 响应在某个高频率（例如，15kHz或20kHz)处的展开相位至少基本上等于0(在已经执行粗 延迟校正和附加延迟校正两者之后），并且如果经校正的脉冲响应的相位在范围-90° < 相位<90°内，则确定相对极性在感兴趣的频率处是非反转的（相对于某个代表扬声器的 极性），而如果经校正的脉冲响应的相位在范围90° <相位<180°或范围-180° <相位 < -90°内，则确定相对极性在感兴趣的频率处是反转的（相对于代表扬声器的极性）。通 常在频域中通过对扬声器的时间选通脉冲响应执行时域至频域变换，确定相位频谱并且从 扬声器的时间选通脉冲响应的相位值减去作为与延迟相关联的频率的函数的线性相移来 执行附加时间延迟校正。
[0125] 在第二类的包括上述操作（a)的典型实施方式中，通过对时间选通脉冲响应执 行最小相位整平，根据每个时间选通脉冲响应来生成经整平的时间选通脉冲响应，并且通 过确定经整平的时间选通脉冲响应在每个感兴趣的频率处的相位更接近0°还是更接近 180°，根据所述每个扬声器的经整平的时间选通脉冲响应来确定作为频率的函数的每个 扬声器的相对极性。整平步骤去除由扬声器或房间的最小相位值引起的相位分量，以将分 析仅集中于由极性差异引起的相位差。
[0126] 本发明的方法的第二类实施方式具有本质上的频率选择性的优势。遍及整个音频 频率范围的一组