声波场产生的制作方法_5

文档序号:9263854阅读:来源:国知局
ay(n)。在图45中示出表示群延迟差函数 T&oupD^yO1)的示例性曲线。在给定时间段TcroupD&yWfs内,限制函数LimFctdB(n,t)的 水平应根据阈值aOd#Paldb而降低,如在图47中所示的。
[0186]对于每个频率n,时间限制函数例如图47所示的时间限制函数被计算并应用于 ETC矩阵。如果相应的ETC时间矢量的值超过在频率n下由LimFctdB(n,t)给出的相应阈 值,则ETC时间矢量根据其离阈值的距离而按比例调整。以这种方式,确保均衡滤波器在其 频谱中展示频率相关时间下降,如群延迟差函数所需的。因为群延迟差函数 T&_D6lay(n)根据心理听觉要求(见图44)而设计,所以令听者讨厌的后振铃可被避免或至 少减小到可接受的程度。
[0187] 现在参考图48,后振铃约束可例如在上面关于图40描述的系统和方法中(或在本 文描述的任何其它系统和方法中)实现。在图48所示的示例性系统中,使用组合的幅值和 后振铃约束模块4801和4802而不是幅值约束模块2201和2202。图49是示出当应用均 衡滤波器且结合预振铃约束、幅值约束(具有0. 25的高斯窗口的开窗)、包括在房间传递 函数中的频率约束和后振铃约束只使用更远的扬声器,g卩,在图7所示的设置中的FLSptH、 FLSpkrL>FRSpkrH>FRSpkrL>SLSpkr>SRSpfa、RLSpt和RRSpt时在i:面关于图7描述的四个位置处的 幅值频率响应的图。
[0188] 在图50中示出相应的脉冲响应,且在图51中示出相应的伯德图。当比较图49所 示的图与图41所示的图时,可看到,后振铃约束使串音消除性能稍微恶化。另一方面,图50 所示的图示出后振铃少于图42所示的图,图42与图40所示的系统和方法有关。如从图51 所示的伯德图明显的,后振铃约束对相位特征有一些影响,例如,相位曲线被平滑化。
[0189] 实现后振铃约束的另一方式是将它合并在上面关于窗口幅值约束描述的开窗过 程中。如前所述,在时域中的后振铃约束以与开窗式幅值约束相似的方式被频谱地开窗,使 得这两个约束可合并成一个约束。为了实现此,每个均衡滤波器在迭代过程结束时被排他 地滤波,以具有类似于FFT分析的等距频率点的一组余弦信号开始。然后,相应地计算的时 间信号用频率相关窗口函数加权。窗口函数可随着频率的增加而缩短,以便对较高的频率 增强滤波,且因此建立非线性平滑化。再次,可使用指数地倾斜的窗口函数,其时间结构由 群延迟确定,类似于在图45中描绘的群延迟差函数。
[0190] 所实现的窗口函数(其是自由参数化的,且其长度是频率相关的)可具有指数、线 性、汉明、汉宁、高斯或任何其它适当的类型。为了简单起见,在当前例子中使用的窗口函数 具有指数类型,限制函数的端点al#可以是频率相关的(例如,频率相关限制函数aldB (n), 其中当n增加时aldB(n)可减小),以便提尚串音消除性能。
[0191] 开窗函数可进一步配置成使得在由群延迟函数TeMupD6lay(n)规定的时间段内,水 平下降到由频率相关端点a^Oi)规定的值,其可通过余弦函数来修改。所有相应地开窗的 余弦信号随后被加起来,且和被按比例调整以提供均衡滤波器的脉冲响应,均衡滤波器的 幅值频率特征看起来是平滑的(幅值约束),且其衰减行为根据预定的群延迟差函数(后振 铃约束)被修改。因为开窗在时域中被执行,所以它不仅影响幅值频率特征,而且影响相位 频率特征,以便实现频率相关非线性复平滑化。可通过下面阐述的方程来描述开窗技术。
[0192]规范:
[0193]
是具有N/2(以样本计)的长度的时间矢量,
[0194] tQ=0是起始时间点,
[0195]aOdb=OdB是起始水平,以及
[0196]aldb= _120dB是阈值下限。
[0197] 水平限制:
[0200]aim(n) =LimLevdB(n)LevModFctdB(n),其中
[0198]
[0199]
[0201]
是表示单边带频谱的仓号的频率指数。
[0202] 余弦信号矩阵:
[0203] CosMat (n,t) =cos(2Jr nts)是余弦信号矩阵。
[0204] 窗口函数矩阵:
[0205]
丨是以dB/s为单位的限制函数的梯度,
[0206] t (n)是用于抑制在第n个频率仓的后振铃的群延迟差函数,
[0207]LimFci^Oi,t) =m(n)ts是第n个频率仓的时间限制函数,
[0208]
1是包括所有频率相关窗口函数的矩阵。
[0209] 滤波(应用):
[0210]
是余弦矩阵滤波器,其中wk是具 有长度N/2的第k个均衡滤波器。
[0211] 开窗和桉比例调整(应用):
[0212]
inMat(n,t)是借助于以前描述的方法得到的 第k个信道的平滑均衡滤波器。
[0213] 在图52中描绘了示例性频率相关水平限制函数aldB (n)和示例性水平限制 LimLeVdB(n)的幅值时间曲线。根据被示为图53中的振幅频率曲线的水平修改函数 LevModFct&Oi)来将水平限制函数aljn)修改到下频率比上频率更不被限制的效应。在 图54中示出在频率200Hz(a)、2,000Hz(b)和20,000Hz(c)下基于指数窗口的开窗函数 WinMat(n,t)。幅值和后振铃约束可因此彼此组合,而没有任何明显的性能下降,如可在图 55-57中进一步看到的。
[0214] 图55是示出当应用均衡滤波器和结合预振铃约束、频率约束、开窗式幅值约束和 后振铃约束只使用更远的扬声器,即,在图7所示的设置中的FLSptH、FLSptL、FRSpfeH、FRSplttL、 SLSpfe、SRSpt、RLSpfe和RRSpt时在上面关于图7描述的四个位置处的幅值频率响应的图。在 图56中示出相应的脉冲响应(振幅时间图),且在图57中示出相应的伯德图。前面描述的 开窗技术允许在较高频率下的频谱分量的明显减小,其由听者感知为更方便的。也必须注 意,这个特殊开窗技术不仅在MM0系统中可应用,而且可应用于使用约束的任何其它系统 和方法,例如一般均衡系统或测量系统。
[0215] 在大部分前面提到的例子中,只使用更远的扬声器,即,在图7所示的设置中的 扎她占、卩^;、卩馬*扎卩馬*1、5^^馬此、虬恤和1^此。然而,使用更接近地布置的扬声 器例如扬声器FLLSpkr、FLRSpkr、FRLSpkr、FRRSpkr、RLLSpkr、RLRSpkr、RRLSpkr和RRRSpkr可提供额外的 性能增强。因此,在图7所示的设置中,鉴于串音消除性能,所有扬声器(包括布置在头枕 中的八个扬声器)用来评估开窗式后振铃约束的性能。假设亮区在左前位置处被建立以及 三个暗区在三个其余位置处产生。
[0216] 图58通过幅值频率曲线示出目标函数,其为在亮区中的色调的参考并可同时应 用于预振铃约束。基于在有和没有应用开窗(开窗式后振铃约束)的情况下的图58所示 的目标函数的示例性均衡滤波器的脉冲响应在图59中被描绘为在线性域中的振幅时间曲 线且在图60中被描绘为在对数域中的幅值时间曲线。从图60中很明显,开窗式后振铃约 束能够基于MELMS算法来明显减小均衡滤波器系数的和因而均衡滤波器的脉冲响应的衰 减时间。
[0217] 从图60中可看到,衰减与心理听觉要求一致,这意味着当频率增加时,时间减小 的有效性连续增加,而不使串音消除性能恶化。此外,图61证明图58所示的目标函数几乎 被最完美地满足。图61是示出当结合预振铃约束、频率约束、开窗式幅值和开窗式后振铃 约束来使用在图7所示的设置中的所有扬声器(包括在头枕中的扬声器)和均衡滤波器时 在上面关于图7描述的四个位置处的幅值频率响应的图。在图62中示出相应的脉冲响应。 通常,可按需要组合所有类型的心理听觉约束例如预振铃约束、幅值约束、后振铃约束和所 有类型的扬声器-房间-麦克风约束例如频率约束和空间约束。
[0218] 参考图63,可修改上面关于图1描述的系统和方法以不仅产生单独的声区,而且 产生任何期望波场(被称为可听化)。为了实现此,鉴于主路径101来修改图1所示的系统 和方法,主路径由可控主路径6301代替。根据源房间6302例如期望听音房间来控制主路 径6301。辅路经可被实现为目标房间,例如车辆6303的内部。图63所示的示例性系统和 方法基于简单的设置,其中在具有与图7所示的相同的设置的一个特定实际听音位置(例 如在车辆内部6303中的左前位置)周围的声区内建立(模拟)期望听音室6302(例如音 乐厅)的音响效果。听音位置可以是听者的耳朵的位置、在听者的两耳之间的点或在目标 房间6303中的某个位置处的头周围的区域。
[0219] 可使用相同的麦克风星座,S卩,具有相同的声学特性并布置在相对于彼此相同的 位置处的相同数量的麦克风进行在源房间中和目标房间中的声学测量。当MELMS算法产生 具有传递函数W(z)的K个均衡滤波器的系数时,相同的声学条件可存在于目标房间中的麦 克风位置处,与在源房间中的相应位置处一样。在本例中,这意味着可在具有与在源房间 6302中测量的相同的特性的目标房间6303的左前位置处创建虚拟中心扩音器。上面描述 的系统和方法因此也可用于产生几个虚拟源,如可在图64所示的设置中看到的。应注意, 左前扬声器FL和右前扬声器FR分别对应于具有高频扬声器FLSpk,H和FRSpk,H和低频扬声 器FLSptL和FRSpfeL的扬声器阵列。在本例中,源房间6401和目标房间6303可以是5. 1音 频设置。
[0220] 然而,不仅可在目标房间中模拟单个虚拟源,而且也可同时模拟多个(I)虚拟源, 其中对于I个虚拟源中的每个,相应的均衡滤波器系数集合1&)被计算,I是0,. . .,1_1。 例如,当模拟在左前位置处的虚拟5. 1系统时,如图64所示,产生根据5. 1系统的ITU标准 布置的I= 6个虚拟源。具有多个虚拟源的系统的方法类似于只有一个虚拟源的系统的方 法,该方法是I个主路径矩阵Pi(z)在源房间中被确定并应用于在目标房间中的扬声器设 置。随后,通过修改的MELMS算法对每个矩阵Pi(z)自适应地确定K个均衡滤波器的一组 均衡滤波器系数1 (z)。IXK个均衡滤波器然后被叠加和应用,如图65所示。
[0221] 图65是相应地产生的IXK个均衡滤波器的应用的流程图,均衡滤波器形成I个 滤波器矩阵6501-6506以在驾驶员的位置处根据5. 1标准提供I= 6个虚拟声源用于近似 声音再现。根据5.1标准,与扬声器位置(:、?141?、51、51?和5油有关的六个输入信号被提 供到六个滤波器矩阵6501-6506。均衡滤波器矩阵6501-6506提供I= 6组均衡滤波器系 数A(z) -W6 (z),其中每组包括K个均衡滤波器且因此提供K个输出信号。滤波器矩阵的相 应输出信号通过加法器6507-6521加起来并接着被提供到布置在目标房间6303中的相应 扬声器。例如,具有k= 1的输出信号被加起来并提供到右前扬声器(阵列)6523,具有k =2的输出信号被加起来并提供到左前扬声器(阵列)6522,具有k= 6的输出信号被加起 来并提供到亚低音扬声器6524,依此类推。
[0222] 可在任何数量的位置上建立波场,例如在目标房间6601中的四个位置
当前第5页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1