探测系统及探测方法与流程

本发明涉及一种探测系统及探测方法，特别是涉及一种可有效执行的探测系统及探测方法。

背景技术：

扬声器驱动(speakerdriver)在扬声器产业中对于高保真声音再现是最难挑战。在声波传播的物理学教导上，在人类可听频率范围内，通过加速传统扬声器驱动的振膜所产生的声压可表示为p∝sf·ar，其中sf为振膜表面积，ar为振膜的加速度。也就是说，声压p正比于振膜表面积sf与振膜的加速度ar的乘积。此外，振膜位移dp可表示为dp∝1/2·ar·t²∝1/f²，其中t与f分别为声波的周期与频率。传统扬声器驱动所引起的空气运动量va，cv可表示为va，cv∝sf·dp。对于特定的扬声器驱动，其中振膜表面积为常数，空气运动量va，cv正比于1/f²，即va，cv∝1/f²。

为了覆盖人类可听频率的全部范围，即由20hz至20khz，高音扬声器(tweeter)、中范围驱动(mid-rangedriver)和低音扬声器(woofer)必须包含在传统扬声器中。此些所有附加元件将占据传统扬声器庞大的空间，并且还增加其生产成本。因此，传统扬声器的设计挑战之一是不可能使用单个驱动来覆盖人类可听频率的全部范围。

通过传统扬声器产生高保真度声音的另一个设计挑战是其外壳。扬声器外壳通常用于容纳所产生声音的向后辐射波，以避免在某些频率中消除向前辐射波，其中此声音频率的对应波长明显大于扬声器尺寸。扬声器外壳也可用于帮助改善或重塑低频响应，举例来说，在低音反射(通口盒(portedbox))型的外壳中，所产生的通口共振用于反转向后辐射波的相位，并实现与向前辐射波于通口-腔室的共振频率附近的同相位相加效应。另一方面，在声中止(acousticsuspension)(封闭盒(closedbox))型的外壳中，外壳用作弹簧功能，其与振动振膜形成共振电路。通过适当选择扬声器驱动与外壳的参数，可利用组合外壳-驱动器的共振峰值来增强共振频率附近的声音输出，因此改善所得扬声器的性能。

为了克服扬声器产业中扬声器驱动及外壳的设计挑战，脉冲振幅调制-超声脉冲阵列(pulseamplitudemodulatedultrasonicpulsearray，pam-upa)发声方案已被提出。更进一步地，已经提出了考虑“多路径信道效应”的脉冲振幅调制-超声脉冲阵列发声方案。传统上，需要探测操作以获得信道脉冲响应。探测操作在与传输阶段分开的信道探测阶段中执行。这意味着收听者/用户必须等待，直到频道探测阶段到期，然后才能听到音频内容，这会降低用户体验。

因此，现有技术实有必要改进。

技术实现要素：

因此，本发明的主要目的是提供一种可有效执行的探测系统及探测方法。

本发明的一实施例提供一种探测系统，用来进行一探测操作，所述探测系统包括：一发声装置，设置在一发声位置，接收一探测序列，用来根据所述探测序列产生一探测脉冲阵列，其中所述探测脉冲阵列包括多个探测脉冲，且各探测脉冲对应于一探测脉冲波形；以及一探测电路，包括一感测器，设置在一声音建立位置，接收对应于所述探测脉冲阵列的一接收探测脉冲阵列，其中所述接收探测脉冲阵列包括多个接收探测脉冲；以及一滤波电路，耦接于所述感测器，用来根据所述探测序列及所述探测脉冲波形对所述接收探测脉冲阵列进行一滤波操作，并产生一整体滤波结果；以及一尖峰检测电路，耦接于所述滤波电路，用来对所述整体滤波结果进行一尖峰检测操作，并取得对应于所述发声位置及所述声音建立位置之间的一信道的所述信道脉冲响应；其中，所述探测系统集成至一发声系统中；其中，所述发声系统包括所述发声装置设置在所述发声位置；其中，所述发声装置产生对应于一输入声音信号的一脉冲阵列，且所述脉冲阵列包括多个空气脉冲；其中，所述脉冲阵列由所述发声位置所传送，通过所述信道传播，使得对应于所述输入声音信号的一声压级包络在所述声音建立位置建立。

本发明的一实施例提供一种探测方法，包括一振膜的一发声装置根据一探测序列产生一探测脉冲阵列，其中所述探测序列与所述探测序列的一时移形式的一相关性小于一第一阈值，所述探测脉冲阵列包括多个探测脉冲，且各探测脉冲对应于一探测脉冲波形；接收对应于所述探测脉冲阵列的一接收探测脉冲阵列，其中所述接收探测脉冲阵列包括多个接收探测脉冲；根据所述探测序列及所述探测脉冲波形对所述接收探测脉冲阵列进行一滤波操作，并产生一整体滤波结果；以及对所述整体滤波结果进行一尖峰检测操作并取得对应于一发声位置与一声音建立位置间一信道的一信道脉冲响应。

附图说明

图1是本发明实施例的一发声系统的示意图。

图2是本发明实施例的一第一滤波器的示意图。

图3是本发明实施例的多个波形的示意图。

图4是本发明实施例的一尖峰检测流程的示意图。

图5是本发明实施例的多个波形的示意图。

图6是本发明实施例的一探测流程的示意图。

图7是本发明实施例的一探测系统的示意图。

图8是本发明实施例的一滤波电路的示意图。

图9是本发明实施例的一探测系统的示意图。

图10是本发明实施例的一探测系统的示意图。

其中，附图标记说明如下：

10、40发声系统

12发声设备

14、44、54、64探测电路

120、120_1～120_n发声装置

122驱动电路

124信号处理电路

140、140_1～140_m、540_1～540_m感测器

142、142_1～142_m、542_1～542_m滤波电路

144、144_1～144_m、544_1～544_m尖峰检测电路

1421、1421_m_1～1421_m_n第一滤波器

1422第二滤波器

20、300流程

200～218、300～306步骤

41、51、61探测系统

pa、pa1～pan脉冲阵列

rpa接收脉冲阵列

a输入音频信号

g信道整形信号

p空气脉冲

d、d1～dn驱动信号

hs、hs，1，1～hs，m，n估计信道脉冲响应

ss、ss1～ssn探测序列

spa、spa1～span探测脉冲阵列

rspa、rspa(a)，1～rspa(a)，m、rspa1～rspam接收探测脉冲阵列

sp探测脉冲

upw、p(t)探测脉冲波形

h多路径信道

h_0～h_l、h1，1～hm，n信道

fr、fr1，1～frm，n整体滤波结果

d延迟元件

sum加总电路

s0～sm-1序列元素

tcycle脉冲周期

h1[n]第一脉冲响应

h2(t)第二脉冲响应

di样本

(d8，t8)、(d50，t50)、(d70，t70)配对

ti时刻

lsp，1～lsp，n发声位置

lsc，1～lsc，m声音建立位置

具体实施方式

在本发明中，一信号a或一脉冲响应b可以在时间t的连续时间函数a(t)或b(t)中互换表示。在本发明中，术语“耦接”是指直接或间接连接装置。此外，本发明中的术语“耦接”可指无线连接装置或有线连接装置。举例来说，“一第一电路耦接于第二电路”可以指“第一电路经由无线连接装置连接至第二电路”，或“第一电路经由有线连接装置连接至第二电路”。

图1是本发明实施例的一发声系统10的示意图。发声系统10类似于申请人提交的中国专利申请号201911086966.0中公开的发声系统。发声系统10可以设置在有围墙的环境中，例如办公室、起居室、展览厅或车辆内部。发声系统10包括一发声设备12及一探测(sounding)电路14。发声设备12包括一发声装置(soundproducingdevice，spd)120、一驱动电路122及一信号处理电路124。探测电路14包括一感测器140、一滤波电路142及一尖峰检测电路144。发声装置120设置在一发声位置/点lsp，而感测器140设置一声音建立位置/点lsc。声音建立位置lsc优选地在听众的耳朵附近。

发声设备12用来执行发声操作，其中发声装置120产生一脉冲阵列pa，脉冲阵列pa对应于输入音频信号a而产生，并且包括多个空气脉冲p。发声装置120由驱动电路122产生的驱动信号d驱动，以产生脉冲阵列pa或等效地产生多个空气脉冲p。发声装置120包括振膜1201，且可以通过申请人提交的中国申请号201910039667.5及中国专利申请号201811306661.1、201811216386.4、201910633920.x和201910958620.9的空气脉冲产生元件或发声装置来实现，即发声装置120可以是微机电系统(microelectricalmechanicalsystem，mems)装置。由振膜振动引起并由发声装置120产生的多个空气脉冲p和空气脉冲阵列pa将保有中国申请号201910039667.5的空气脉冲特性，其中多个空气脉冲p具有高于最大人类可听频率的空气脉冲率(例如40khz)，并且发声装置120产生的多个空气脉冲p中的每一个在声压级(soundpressurelevel，spl)方面将具有非零偏移，其中非零偏移量是相对于零声压级的偏差。另外，由发声装置120产生的多个空气脉冲p在多个脉冲周期上是非周期性的。“非零声压级偏移”和“非周期性”特性的细节可以参考中国申请号201910039667.5，而装置120的细节可以参考上面列出的申请案，在此不再赘述。以求简洁。

驱动电路122接收输入音频信号a和一信道整形信号g并产生驱动信号d。在一个实施例中，驱动电路122用来对输入音频信号a(t)和信道整形信号g(t)执行(线性)卷积运算，以产生驱动信号d(t)作为其中表示线性卷积运算，线性卷积表示为这是本领域已知的。

信号处理电路124用来对多路径信道h的估计信道脉冲响应(channelimpulseresponse，cir)hs(或hs(t))进行信号处理操作(如时间反转操作)，以便产生信道整形信号g。多路径信道h在发声位置lsp及声音建立位置lsc之间，并包括多个信道路径h_0，...h_l。在数学上，信道h的信道脉冲响应h(t)可以表示为h(t)＝∑lh_l·δ(t-τl)，其中τl代表与在发声位置lsp及声音建立位置lsc之间第1个信道路径h_l相对应的声波传播延迟。

信号处理电路124产生信道整形信号g，以使信道整形信号g(t)正比于信道h的估计信道脉冲响应hs(t)的时间反转对应者(如hs(-t))或时间反转共轭对应者(如hs^*(t-t))。意即，信道整形信号g(t)反映了hs(-t)或hs^*(-t)的特征/波形，而与时间的转换无关，其中()^*表示复共轭运算。实际上，信道整形信号g(t)可以表示为g(t)＝a·hs(t-t)或g(t)＝a·hs^*(t-t)，其中a是常数。在一个实施例中，t可以大于或等于信道h的最大传播延迟。根据hs(t)产生如g(t)＝a·hs(t-t)的操作称为时间反转操作。

发声装置120和探测电路14形成一探测系统11，可以看出探测系统11被集成在/进发声系统10中。探测系统11或探测电路14用来在多路径信道h上进行探测操作(即为发声设备12或信号处理电路124产生估计信道脉冲响应hs)，从而可以进行时间反转传输。因此，假定探测电路14提供估计信道脉冲响应hs给信号处理电路124，在声音建立位置lsc处并且由收听者感知的接收脉冲阵列rpa的声压级(soundpressurelevel，spl)包络，在声音建立位置lsc处被重建或建立为输入音频信号a(t)。时间倒转传输的细节可以参考中国专利申请号201911086966.0，为简洁起见，在此不作叙述。

类似于中国专利申请号201911086966.0，装置120实体设置在发声位置lsp处，并且感测器140实体设置在声音建立位置lsc处。其余电路如滤波电路142，尖峰检测电路144，信号处理电路124和驱动电路122，可以设置在任意位置，不限于发声位置lsp及声音建立位置lsc(如图1中虚线所示)。

对于探测操作，脉冲产生装置120接收一探测序列ss，并且用来根据探测序列ss产生探测脉冲阵列spa。探测脉冲阵列spa包括多个探测脉冲sp，并且每个探测脉冲sp可以具有(或对应于)一探测脉冲波形upw(可以表示为p(t))，其中探测脉冲波形upw可以是由脉冲产生装置120的硬件特性决定。

脉冲产生装置120产生与探测序列ss相对应的多个探测脉冲sp和/或探测脉冲阵列spa并从发声位置lsp发出，通过多路径信道h传播并到达声音建立位置lsc处，感测器140接收与探测脉冲阵列spa(以声压级的形式)相对应的接收探测脉冲阵列rspa。接收探测脉冲阵列rspa包括多个接收探测脉冲rsp。感测器140将接收探测脉冲阵列rspa(以声压级的形式)转换成电信号。与感测器140输出中的接收探测脉冲阵列rspa相对应的信号分量也被称为接收探测脉冲阵列rspa。

探测序列ss是伪随机序列或低自相关序列，这意味着探测序列ss与探测序列ss的时移形式之间的相关性(在本发明中称为探测序列ss的自相关)低，即小于第一阈值，其中第一阈值可以是探测序列ss的能量的1％。

在数学上，假设探测序列ss在离散时间序列中表示为ss[n]，并且ss[n-k]代表探测序列ss的时移形式，其中n和k分别表示时间索引和延迟索引。探测序列ss满足ss[n]和ss[n-k]之间的相关性(表示为＜ss[n]，ss[n-k]＞)小于第一阈值。＜·，·＞表示一相关性算子，两个序列an和bn之间的相关性可以定义为＜an，bn＞＝∑nan·bn或＜an，bn＞＝∑nan·bn^*，其中“·”代表乘法。

在一个实施例中，可以通过一质量检查流程来产生探测序列ss。质量检查流程是确保探测序列ss的自相关够低。例如，ss[n]可以表示为ss[n]＝∑msm·δ[n-m]或ss＝{s0，...，sm，..，sm-1}，其中sm表示一序列元素，而δ[n]表示狄拉克δ(diracdelta)函数，即对于n＝0，δ[n]＝1，对于n≠0，δ[n]＝0，m表示一序列长度。可以从m＝0直到m＝m-1随机产生序列元素sm。一旦随机产生序列元素sm，就将执行序列{s0，...，sm}进行质量检查流程。如果质量检查成功，则继续产生下一个序列元素sm+1。否则，如果质量检查失败，则再次(随机)重新产生序列元素sm。序列元素sm持续重新产生，直到序列{s0，...，sm}通过质量检查为止。序列元素sm可以对应于一二元值如sm∈{+1，0，-1}，或一三元值如sm∈{+1，0，-1}。质量检查流程不限，例如质量检查可以判断是否“两个连续的对应探测脉冲之间的一时间间隔≥16微秒(μs)”，“具有相同极性的连续序列元素的数量≤3”，“正序元素的数量是否等于负序元素的数量±1”等等。

在一个实施例中，探测序列ss可以包括与{+1，-1}的集合相对应的2048个序列元素。包括1024个正探测脉冲sp和1024个负探测脉冲sp的2048个对应的探测脉冲sp在32.768毫秒(ms)的时间跨度上被分散/分布，并且两个连续的探测脉冲sp的两个峰值之间的时间间隔为16μs

在一个实施例中，探测序列ss可以包括具有对应于+1的值的384个正序列元素，具有对应于-1的值的384个负序列元素以及具有对应于0的值的其余序列元素。对应的768探测脉冲串sp在8192(8k)个可能的时间刻度之间伪随机分布，其中连续时间刻度之间的间隔为4μs，而16k个时间刻度的总时间跨度为32.768ms。

在一个实施例中，探测序列ss可以通过完善发展的伪噪声(pseudo-noise，pn)序列来实现，伪噪声序列在码分多址(codedivisionalmultipleaccess，cdma)通信系统或直接序列扩频(direct-sequencespreadspectrum，dsss)通信系统中广泛利用。伪噪声序列以其两个不同的伪噪声序列之间的低自相关和正交性而闻名，可以通过低复杂度的线性反馈移位寄存器(lowcomplexitylinear-feedbackshiftregister，lfsr)轻松产生。伪噪声序列的细节是本领域已知的，在此不赘述。

滤波电路142耦合到感测器140，用来接收接收探测脉冲阵列rspa作为电信号，对接收探测脉冲阵列rspa执行滤波操作，并产生整体滤波结果fr。根据低自相关探测序列ss以及探测脉冲波形upw来执行滤波电路142的滤波操作。

在图1所示的实施例中，滤波电路142可以包括一第一滤波器1421和一第二滤波器1422。第一滤波器1421可以是具有整数系数的一有限脉冲响应(finiteimpulseresponse，fir)滤波器。第一滤波器1421用来执行一序列级滤波操作，并且第一滤波器1421的一第一脉冲响应h1[n]包括正比于探测序列ss的一时间反转形式或一时间反转共轭形式的分量。例如，第一脉冲响应h1[n]可以数学表示为h1[n]＝ss[-n]，h1[n]＝ss[-n]^*，h1[n]＝ss[m-n]或h1[n]＝ss[m-n]^*，其中ss[-n]、ss[m-n]代表探测序列ss的时间反转形式，ss[-n]^*、ss[m-n]^*代表探测序列ss的时间反转共轭形式。

图2是根据本发明实施例的第一滤波器1421的示意图。在图2所示的实施例中，第一滤波器1421具有与一典型有限脉冲响应滤波器相同的电路拓扑，包括(m-1)个延迟元件d和一加总电路sum。第一滤波器1421具有多个第一系数c0，...，cm，其将对应于序列元素s0，...，sm。注意，由于第一系数c0，...，cm可以在{+1，-1}的集合中或在{+1，0，-1}的集合中，所以不需要乘法/乘法器。因此，第一滤波器1421可以由简化的有限脉冲响应电路实现，其电路不包括乘法器而仅包括延迟元件和加法器。

第二滤波器1422也可以是具有浮点滤波器系数的一有限脉冲响应滤波器，这意味着第二滤波器1422的第二滤波器系数为一浮点格式。与第一滤波器1421相比，第二滤波器1422在时间延迟和系数幅度方面具有更细的粒度。第二滤波器1422用来执行波形电平滤波操作，并且第二滤波器1422的一第二脉冲响应表示为h2(t)，其包括正比于探测脉冲波形upw的时间反转或时间反转共轭形式的分量。例如，假定探测脉冲波形upw在数学上被表示为具有有限时间tcycle的p(t)，则第二滤波器1422的第二脉冲响应h2(t)可以表示为h2(t)＝p(-t)，h2(t)＝p^*(-t)，h2(t)＝p(tcycle-t)或h2(t)＝p^*(tcycle-t)。

tcycle表示探测脉冲波形upw的脉冲周期，并且脉冲周期tcycle的一倒数高于最大人类可听频率。例如，脉冲周期tcycle可以是25μs，其对应于40khz的脉冲速率。

须注意，滤波电路142的滤波操作可以被认为是一匹配滤波操作，其与构成探测序列ss的分量探测脉冲sp相匹配，并且与sp相对应的探测脉冲波形是upw。意即，滤波电路142的一脉冲响应h(t)包括一分量，该一分量可正比于探测脉冲阵列spa的一时间反转形式(如spa(-t))或一时间反转共轭形式(如spa^*(-t))。例如，滤波电路142的一总脉冲响应h(t)可以表示为h(t)＝spa(m·tcycle-t)或h(t)＝spa(-t)，其中spa(t)是探测脉冲阵列spa的数学表达式，可以表示为spa(t)＝∑msm·p(t-m·tcycle)，spa(m·tcycle-t)或spa(-t)为探测脉冲阵列spa的时间反转形式。

当感测器140的输出信号包括与接收探测脉冲阵列rspa对应的分量(或与探测序列ss对应的分量)时，在滤波电路142的整体滤波结果fr中会出现尖峰，并且尖峰对应于多路径信道h内的一个信道路径h_l。实际上，在围墙环境中或通过多路径信道h，滤波电路142的整体滤波结果fr将包括多个尖峰，这些尖峰可能对应于多个信道路径h_0，...h_l。如果感测器140的输出信号不包括与探测序列ss相对应的分量，则在总滤波结果fr中将不出现尖峰，并且可以将没有尖峰的总滤波结果fr视为噪声。

图3示出了探测序列ss、探测脉冲波形upw/p(t)、探测脉冲阵列spa、第一滤波器1421的第一脉冲响应h1[n]、第二滤波器的第二脉冲响应h2(t)、滤波电路142输出的总滤波结果fr和尖峰检测电路144输出的估计信道脉冲响应hs的波形。在图3的实施例中，探测序列ss为ss＝{s0＝+1，s1＝-1，s2＝-1，s3＝+1，s4＝-1，s5＝-1，s6＝+1，s7＝+1，s8＝-1，s9＝+1}。探测脉冲阵列spa对应于探测序列ss。第一脉冲响应h1[n]是探测序列ss的时间反转形式，第二脉冲响应h2(t)是探测脉冲波形upw的时间反转形式。在这种情况下，整个滤波结果fr将包括多个尖峰。峰值检测后，获得估计信道脉冲响应hs。

须注意，根据输入音频信号a(t)产生的脉冲阵列pa不包括与探测序列ss相对应的分量。对应于脉冲阵列pa(或对应于输入音频信号a(t))的接收脉冲阵列rpa在经过滤波电路142之后将被解构或加扰。如此一来，对应于输入音频信号a(t)的接收脉冲阵列rpa的滤波结果将不包括尖峰，并且将被视为噪声并由尖峰检测电路144消除。因此，(接收)脉冲阵列(r)pa的这一部分将对探测操作没有影响。如此一来，探测脉冲阵列spa可以被叠加在脉冲阵列pa上并且与脉冲阵列pa同时传送。

与中国专利申请号201911086966.0的探测操作不同，其对于每个探测操作仅传送一个探测脉冲，探测系统11针对每次探测操作传送多个探测脉冲sp，其在多lsc背景中根据具有低自相关和低互相关的探测序列ss产生多个探测脉冲sp。由于对应于输入音频信号a(t))的(接收)脉冲阵列(r)pa不包括与探测序列ss有关的分量，因此(接收)脉冲阵列(r)pa将对探测操作没有影响。在这种情况下，发声操作和探测操作可以同时进行。

与中国专利申请号201911086966.0(其需要一个与传输阶段分开的信道探测阶段)相比，听众不必等到信道探测阶段期满。当采用发声系统10和发声系统11时，可以在听众收听音乐或音频内容(对应于输入音频信号a(t)))同时执行探测操作。

更进一步地，发声点lsp及声音建立点lsc不必位于固定位置。发声点lsp和声音建立点lsc都可以是时变的。例如，声音建立点lsc可以随着听众在环境中行走而变化/移动。

尖峰检测电路144执行尖峰检测操作的细节不受限。在一个实施例中，尖峰检测电路144可以执行尖峰检测流程20。图4是本发明实施例的尖峰检测流程20的示意图。如图4所示，尖峰检测流程20包括以下步骤：

步骤200：开始。

步骤202：取得一样本di。

步骤204：取得一观察时间窗口wi。

步骤206：取得一最大绝对样本

步骤208：判断一绝对样本|di|是否等于最大绝对样本若是，进行步骤210；若否，进行步骤202。

步骤210：附加样本di及一时刻ti至一列表lst。

步骤212：判断i是否等于一样本长度sl。若是，进行步骤214；若否，进行步骤202。

步骤214：由多个配对选择多个已选择配对。

步骤216：根据多个已选择配对形成估测信道脉冲响应hs。

步骤218：结束。

在步骤200中，可以将整体滤波结果fr转换为多个样本d0，...，dsl-1或对其进行采样。例如，样本di可以表示为di＝fr(t)|t＝i·ts+tot，其中ts代表一采样时间间隔，tot代表开始采样fr(t)的一初始时间，即d0＝fr(t)|t＝tot，fr(t)是代表整体滤波结果fr的一连续时间函数，sl代表样本d0，...，dsl-1的样本长度。

在步骤202中，尖峰检测电路144依序地获得i＝0，...，sl-1的样本di。首先，尖峰检测电路144在第一/初始时间执行步骤202获得初始样本d0。此后，在第i次尖峰检测电路144执行步骤202，尖峰检测电路144获得样本di-1。

在步骤204中，尖峰检测电路144获得一观察时间窗口wi。在一个实施例中，观察时间窗口wi可以由一组时间索引来表示。例如，对于i＜r，观察时间窗口wi可以为wi＝{0，...，i，...，i+r}，对于r＜i≤sl-r-1，wi＝{i-r，...，i，...，i+r}(以时间索引i为中心)，对于i＞sl-r-1，wi＝{i-r，...，i，...，sl-1}。时间索引i对应于时刻(i·ts+tot)。观察时间窗口wi具有一特定窗口宽度(2·r+1)，其中一参数r用来判断窗口宽度。

在步骤206中，尖峰检测电路144获得一最大绝对样本最大绝对样本对于观察时间窗口wi内的所有j满足例如，给定wi＝{i-r，...，i，...，i+r}，最大绝对样本是在观察时间窗口wi内多个绝对样本|dj|中的最大值。多个绝对样本|di-r|，...，|di+r|中的绝对样本|dj|是多个第二样本di-r，...，di+r中的样本dj的绝对值。

在步骤208中，尖峰检测电路144判断在当前迭代中接收到的绝对采样值|di|值是否等于最大绝对样本若是，则暗示样本di是局部最大值(表示正尖峰的峰值)或局部最小值(表示负尖峰的峰值)，尖峰检测电路144将样本di和相对应样本di的时间索引的时刻ti(如ti＝i·ts+tot)作为一配对(di，ti)附加至列表lst中(步骤210)。若否，尖峰检测电路144进行步骤202以对下一个样本di+1执行步骤204和206，并执行i＝i+1。

在步骤212中，尖峰检测电路144检查时间索引i是否等于sl-1(样本长度sl减去1)。当时间索引i等于样本长度sl减去1时，意味着已经执行了所有样本d0，...，dsl-1，尖峰检测电路144将进行步骤214。否则，尖峰检测电路144将再次执行i＝i+1并进行步骤202。

在进入步骤214之前，列表lst应包括多个配对(表示为pr个配对(dp，tp))，其中pr表示列表lst内的配对的数量。在步骤214中，尖峰检测电路144选择cl个配对(dp，(s)，tp，(s))，其具有对应的绝对采样|dp，(s)|是多个配对(dp，tp)中所有绝对样本|dp|中最大的cl个绝对样本。cl表示估计信道脉冲响应hs(t)的信道路径数。在一个实施例中，尖峰检测电路144可以对列表lst中所有配对(dp，tp)所有绝对样本|dp|进行排序操作，选择cl个最大绝对样本|dp，(s)|，然后选择cl个选择配对(dp，(s)，tp，(s))。须注意，绝对样本|dp，(s)|大于一(或任何)未选择绝对样本|dp，(r)|，即|dp，(s)|＞|dp，(r)|。

图5是样本di(在执行尖峰检测流程20之前)和估计信道脉冲响应hs(在执行尖峰检测流程20之后)的波形的示意图。为了简洁起见，图5仅示出了对于i＝7，...，71的样本di。通过执行流程20，样本d7，d9，d49，d51，d52，d69，d71因为不是局部最大值，将在执行步骤208时被丢弃，并且样本d30，...，d37因为不够重要在执行步骤214时被丢弃。如此一来，在执行步骤214之后，仅将配对(d8，t8)、(d50，t50)及(d70，t70)选为选择配对，估计信道脉冲响应hs可以(至少)由选择配对(d8，t8)、(d50，t50)及(d70，t70)形成。

探测系统11的操作可以概括为图6所示的一探测流程30。探测流程30包括：

步骤300：根据一探测序列产生一探测脉冲阵列，其中探测序列及探测序列的一时移形式的一相关性小于一第一阈值。

步骤302：接收对应于探测脉冲阵列的一接收探测脉冲阵列。

步骤304：根据探测序列及探测脉冲波形对接收探测脉冲阵列进行一滤波操作，并产生一整体滤波结果。

步骤306：对整体滤波结果进行一尖峰检测操作并取得对应于一发声位置与一声音建立位置之间一信道的一信道脉冲响应。

探测流程30的细节可以参考上述段落，为了简洁起见，不再赘述。

探测系统11的概念可以扩展到多发声装置多感测器探测系统。图7是本发明实施例的一探测系统41的示意图。探测系统41包括一探测电路44和分别设置在多个发声位置lsp，1，...，lsp，n处的多个发声装置120_1，...，120_n。每个发声装置120_n可以由发声装置120实现。为了简洁，在图7中，省略了发声装置内的振膜。探测电路44包括分别设置在多个声音建立位置lsc，1，...，lsc，m上的多个感测器140_1，...，140_m。探测电路44还可包括分别耦合到多个感测器140_1，...，140_m的多个滤波电路142_1，...，142_m和多个尖峰检测电路144_1，...，144_m。在发声位置lsp，1，...，lsp，n和声音建立位置lsc，1，...，lsc，m之间形成多个信道h1，1，...，h1，n，....，hm，1，...，hm，n，hm，1，...，hm，n。每个信道hm，n是一个多路径信道。

每个发声装置120_n接收探测序列ssn，并根据探测序列ssn产生探测脉冲阵列span。多个发声装置120_1，...，120_n接收多个探测序列ss1，...，ssn，并根据多个探测序列ss1，...，ssn产生多个探测脉冲阵列spa1，...，span。探测序列ss1，...，ssn可以具有低互相关，这意味着一第一探测序列ss1和一第二探测序列ss2之间的相关性将小于一第二阈值。第二阈值可以是如探测序列的能量的1％。探测序列ss1，...，ssn可以通过伪噪声序列来实现，其中多个伪噪声序列相互正交。

每个感测器140_m可以接收一聚集接收探测脉冲阵列rspa(a)，m。在感测器140_m处接收到的聚集接收探测脉冲阵列rspa(a)，m是对应信道hm，1，...，hm，n的多个探测脉冲阵列spa1，...，span的集合。也就是说，聚集是由通道hm，1，...，hm，n自然进行的。具体地，聚集接收探测脉冲阵列rspa(a)，m可包括一分量，该分量可以表示为hm，1·spa1+...+hm，n·span。

滤波电路142_m可以对聚集接收探测脉冲阵列rspa(a)，m执行多个(整体)滤波操作，并产生多个整体滤波结果frm，1，...，frm，n。图8是本发明实施例的滤波电路142_m的示意图。滤波电路142_m包括多个第一滤波器1421_m_1，...，1421_m_n和多个第二滤波器滤波器1422。在多个第一滤波器1421_m_1，...，1421_m_n中的每个第一滤波器1421_m_n可以根据探测序列ss1对聚集接收探测脉冲阵列rspa(a)，m进行一序列级滤波操作(类似于第一滤波器1421)，并且相应的第二滤波器1422可以根据探测脉冲波形upw对第一滤波器1421_m_n的输出执行一波形级滤波操作(类似于第二滤波器1422)。因此，滤波电路142_m可以产生多个整体滤波结果frm，1，...，frm，n，n。根据多个整体滤波结果frm，1，...，frm，n，尖峰检测电路144_m可以产生估计信道脉冲响应hs，m，1，...，hs，m，n。另外，可以同时产生不同的发声位置和不同的声音建立位置的估计信道脉冲响应hs，1，1，...，hs，1，n，...，hs，m，1，...，hs，m，n，hs，m，1，...，hs，m，n。

须注意，在图8所示的实施例中，第一滤波器1421_m_1，...，1421_m_n并行地执行多个序列级滤波操作，但不限于此。探测电路可以串行地(或依序地)执行多个序列级滤波操作，这也在本申请的范围内。另外，在功能上区分多个第一滤波器1421_m_1，...，1421_m_n和多个第二滤波器1422，可以将多个第一滤波器1421_m_1，...，1421_m_n和/或多个第二滤波器1422集成在不同的实施方式中。

除此之外，此外，由于探测序列ss1，...，ssn彼此具有低的互相关性(或者探测序列ss1，...，ssn相互正交)，因此多个探测脉冲阵列spa1，...，span将是在执行探测操作时彼此不干扰，所以可以同时传送多个探测脉冲阵列spa1，...，span。

从另一个角度来看，图7也可以视为一发声系统40的一部分，其中发声系统40的驱动电路和信号处理电路被省略，仅示出了发声装置120_1，...，120_n和探测电路44(其具有细节)。可视为探测系统41被集成到执行发声操作的发声系统40中。

对于发声操作，发声装置120_1，...，120_n接收多个驱动信号d1，...，dn以分别产生多个脉冲阵列pa1，...，pan。由于多个脉冲阵列pa1，...，pan不会影响探测操作，因此可以将用于探测操作的发声脉冲阵列span施加在用于发声操作的脉冲阵列pan上。因此，脉冲阵列pa1，...，pan和探测脉冲阵列spa1，...，span可以同时传送。

须注意，探测系统11是单发声装置单感测器探测系统，探测系统41是多发声装置多感测器探测系统。基于探测系统11和41背后的原理，探测系统41可以退化为单发声装置多感测器探测系统或多发声装置单感测器探测系统。

举例来说，图9是根据本发明实施例的一探测系统51的示意图。探测系统51类似于探测系统11和41。不同于探测系统11和41，探测系统51是单发声装置多感测器探测系统。具体地，探测系统51包括一探测电路54和设置在发声位置lsp处的发声装置520_n。探测电路54包括多个感测器540_1，...，540_m、多个滤波电路542_1，...，542_m和多个尖峰检测电路544_1，...，544_m。感测器540_1，...，540_m设置在多个声音建立位置lsc，1，...，lsc，m处，并且分别接收探测脉冲阵列rspa1，...，rspam。滤波电路542_1，...，542_m具有与滤波电路142相似的结构，其中滤波电路542_1，...，542_m的序列级滤波操作是根据发声装置520_n接收到的探测序列ssn执行的，从而滤波电路542_1，...，542_m产生整体滤波结果fr1，n，...，frm，n。尖峰检测电路544_1，...，544_m具有与尖峰检测电路144相似的结构。尖峰检测电路544_1，...，544_m根据整体滤波结果fr1，n，...，frm，n产生估计信道脉冲响应hs，1，n，...，hs，m，n。因此，可以同时执行针对信道h1，n，...，hm，n的探测操作。

图10本发明实施例的一探测系统61的示意图。与探测系统11和41不同，探测系统61是多发声装置单感测器探测系统。探测系统61的操作细节与探测系统11和41的操作细节相似，为简洁起见，在此不再赘述。

可以将以上所有的探测系统集成到中国专利申请号201911086966.0公开的发声系统中。

总而言之，本发明利用具有低自相关的探测序列来产生探测脉冲阵列。用于探测操作的探测脉冲阵列将不受用于发声操作并根据输入音频信号产生的脉冲阵列的影响。因此，用于探测操作的探测脉冲阵列可以叠加在用于发声操作的脉冲阵列上，并且与用于发声操作的脉冲阵列同时传送。

除此之外，本发明利用具有低互相关的多个探测序列来从不同的发声装置或从一个发声装置到多个声音建立位置产生多个探测脉冲阵列。除了可以同时传送探测脉冲阵列(用于探测操作)和脉冲阵列(用于发声操作)外，还可以在不同发声位置和不同声音建立位置之间同时产生多个信道脉冲响应。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。