用于消費性電子設備的音頻增強的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】公開了用于增強消費性電子設備上的音頻體驗的系統(tǒng)和方法。更特別地，公開了作為制造工序和/或零售體驗的一部分的用于優(yōu)化個體消費性電子設備的音頻性能的系統(tǒng)和方法。公開了一種用于增強包括參數(shù)可配置處理模塊的消費性電子設備的音頻性能的系統(tǒng)。
【專利說明】用于消費性電子設備的音頻增強的系統(tǒng)和方法
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請為要求由佩爾-貢納斯-里斯貝里(Pd Gunnars Risberg)等于2012年I月9日提交的、名為“用于消費性電子設備的音頻增強的系統(tǒng)和方法(SystemandMethodfor Audio Enhancement of a Consumer Electronics Device)，，的第 61/584, 462 號美國臨時申請的權益和優(yōu)先權的國際申請，這里通過引用將其全部內(nèi)容并入以用于所有目的。
【技術領域】
[0003]本公開致力于用于改進從消費性電子設備輸出的音頻的系統(tǒng)和方法。更準確地，本公開針對作為設計和/或制造過程的一部分的用于優(yōu)化消費性電子設備的音頻性能的系統(tǒng)和方法。
【背景技術】
[0004]在全世界，移動技術和消費性電子設備(CED)在用途和范圍方面持續(xù)擴展。與持續(xù)的擴散并行地，設備硬件和組件技術也在快速進步，導致計算能力和并入設備上的外設增加，同時設備大小、功耗等減少。
[0005]音頻體驗為消費性電子設備的設計中考慮的眾多因素之一。經(jīng)常是在音頻系統(tǒng)、揚聲器等的質(zhì)量上妥協(xié)以利于其他設計因素，諸如成本、視覺感染力、外形因素、屏幕實際使用面積、殼體材料選擇、硬件布局、以及裝配考慮及其他因素。
[0006]通常由一個或多個組件供應商按照規(guī)范來制作和測試音頻部件和組件并且接著由設備裝配制造商將音頻部件和組件裝配成消費性電子設備，其中，所述音頻部件和組件包括揚聲器、連接器、濾波器、襯墊、波導、安裝五金件、和/或驅(qū)動器。同樣地，由于這一商業(yè)實踐的性質(zhì)，音頻部件包括諸如自含揚聲器箱的方案，所述揚聲器箱可能會對各組件增加不必要的材料和大小。同時，由于為消費性電子設備內(nèi)的部件所分配的大小和空間的限制，可能會在這樣的音頻部件的設計方面高度妥協(xié)。
[0007]此外，零件間制造差異和生產(chǎn)上的改變(例如，在組件的改變、設備的修正、工序的改變等方面)都可能對消費性電子設備的音頻性能具有顯著的、經(jīng)常為負面的影響。因而，消費性者可能收到性能降級的設備?？蛇x地，在投放市場和/或裝運之前，制造階段的延長和/或返工對于糾正降級的設備性能可能是必須的。
[0008]由于附加了一個或多個配件(例如，軟式的或硬式的保持殼體、耐劃蓋板、安裝單元、臺架等)到其中，消費性電子設備的音頻性能可能被進一步影響(經(jīng)常是負面的)。設備的音頻性能中的這樣的變化可能限制對于消費性者來說可用到的使用情形和/或降低與此相關的消費性者體驗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本公開的一個目的是提供一種用于在設計和/或制造消費性電子設備期間增強消費性電子設備的音頻性能的系統(tǒng)和方法。[0010]另一目的是提供一種用于在制造消費性者電子設備期間、在起售時點、和/或在附加配件到其中之后調(diào)節(jié)消費性電子設備的音頻性能的系統(tǒng)和方法。
[0011]又一目的是提供一種具有由于減少了音頻組件的尺寸、成本和/或復雜性而增強了音頻性能的消費性者電子設備。
[0012]另一目的是提供一種用于半自動和/或全自動地減少零件間差異和/或優(yōu)化消費性電子設備的音頻性能的制造方法和系統(tǒng)。
[0013]以上目的全部或部分地通過根據(jù)按照本公開所附權利要求書的設備、系統(tǒng)、以及方法來滿足。在按照本公開所附權利要求書、以下描述、以及附圖中給出各個特征和各個方面。
[0014]根據(jù)第一方案，提供了一種用于優(yōu)化消費性電子設備的音頻性能的系統(tǒng)(例如，優(yōu)化系統(tǒng))，包括:音頻測試組件，用于從消費性電子設備得到音頻測試數(shù)據(jù)集；主設計記錄部，用于輸出參考數(shù)據(jù)集；音頻參數(shù)生成器，用于根據(jù)音頻測試數(shù)據(jù)集和參考數(shù)據(jù)集來得到一個或多個優(yōu)化的音頻參數(shù)；以及編程單元，用以將所述優(yōu)化的音頻參數(shù)編程到消費性電子設備上。
[0015]在各個方案中，系統(tǒng)可以包括概率模型，用于確定所述優(yōu)化的音頻參數(shù)。合適的概率模型的某些非限制性的示例包括卡爾曼濾波器、馬爾可夫模型、神經(jīng)網(wǎng)絡、貝葉斯網(wǎng)絡、模糊網(wǎng)絡、自組織映射、動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡及其組合等。
[0016]在各個方案中，系統(tǒng)可以包括機器學習算法，用于訓練所述概率模型。
[0017]按照本公開，可以提供主設計記錄部。在各個方案中，主設計記錄部可以包括歷史音頻測試數(shù)據(jù)集的至少一部分和相關聯(lián)的優(yōu)化的音頻參數(shù)。
[0018]在各個方案中，系統(tǒng)可以包括聲分析單元，用于從參考數(shù)據(jù)集和音頻測試數(shù)據(jù)集中生成相關的數(shù)據(jù)集。音頻參數(shù)生成器可以配置成接受所述相關的數(shù)據(jù)集以用于生成所述優(yōu)化的音頻參數(shù)。
[0019]在各個方案中，所述聲分析單元可以包括特征提取部和/或差異分析部。特征提取部可以配置成從音頻測試數(shù)據(jù)集和/或參考數(shù)據(jù)集中得到一個或多個音頻特征。差異分析部可以配置成從音頻測試數(shù)據(jù)集和參考數(shù)據(jù)集中得到音頻差異數(shù)據(jù)集，音頻差異數(shù)據(jù)集包括在所述相關的數(shù)據(jù)集中。
[0020]在各個方案中，系統(tǒng)可以包括手動參數(shù)建立接口，所述手動參數(shù)建立接口包括顯示器和數(shù)據(jù)輸入設備以用于與人類用戶相互配合。
[0021]根據(jù)另一方案，提供了一種用于對消費性電子設備的聲性能進行優(yōu)化化的調(diào)節(jié)裝置(turning rig)，其配置成接受一個或多個可編程音頻參數(shù)，并包括:聲測試室，配置成接納消費性電子設備；一個或多個麥克風，放置在聲測試室內(nèi)；以及工作臺。工作臺可以配置成與消費性電子設備和麥克風在操作上通信，并配置成傳遞一個或多個音頻測試信號到消費性電子設備、從麥克風和/或消費性電子設備接收一個或多個測得的信號、和/或?qū)σ纛l參數(shù)的至少一部分進行編程。
[0022]在各個方案中，工作臺可以包括和/或配置成與按照本公開的主設計記錄部通信。主設計記錄部可以配置成輸出參考數(shù)據(jù)集。音頻參數(shù)的至少一部分可以取決于參考數(shù)據(jù)集。
[0023]工作臺可以配置成與基于云的數(shù)據(jù)中心通信。工作臺可以向基于云的數(shù)據(jù)中心傳送、和/或從基于云的數(shù)據(jù)中心接收這樣的信息:諸如音頻測試信號、一個或多個測得的信號、音頻增強參數(shù)、和/或關于消費性電子設備的識別信息。在各個方案中，主設計記錄部可以包括在基于云的數(shù)據(jù)中心中、在遠程計算服務網(wǎng)絡內(nèi)等。
[0024]在各個方案中，工作臺可以包括這樣的軟件:其用于根據(jù)音頻測試信號和測得的信號來計算一個或多個基本上優(yōu)化的音頻參數(shù)，以及用于將優(yōu)化的音頻參數(shù)編程到消費性電子設備上。
[0025]在各個方案中，聲測試室可以為消聲室或半消聲室。
[0026]在各個方案中，調(diào)節(jié)裝置可以包括按照本公開的系統(tǒng)(例如，優(yōu)化系統(tǒng))。
[0027]根據(jù)又一方案，提供了按照本公開的調(diào)節(jié)裝置在制造工序中的用途。
[0028]根據(jù)另一方案，提供了按照本公開的調(diào)節(jié)裝置在零售店、設備維修環(huán)境、殼銷售商等中的用途。
[0029]根據(jù)又一方案，提供了一種用于增強消費性電子設備的音頻性能的方法，包括:測量消費性電子設備的聲波標記圖的至少一部分；將消費性電子設備的聲波標記圖的所述部分與主設計記錄進行比較以產(chǎn)生一個或多個重配置的補償參數(shù)；以及將重配置的補償參數(shù)編程到消費性電子設備上。
[0030]該方法可以包括:將消費性電子設備安置到音頻測試室中；將系統(tǒng)碼連同重配置的補償參數(shù)一起編程到消費性電子設備上；和/或從消費性電子設備獲取設備簡檔(profile) ο
[0031]該方法可以包括:發(fā)送聲波標記圖、設備簡檔、和/或重配置的補償參數(shù)到基于云的數(shù)據(jù)中心和/或從基于云的數(shù)據(jù)中心獲得相關聯(lián)的信息和/或主設計記錄。
[0032]根據(jù)另一方案，提供了一種用于調(diào)節(jié)消費性電子設備的音頻性能的方法，包括:形成用于消費性電子設備的包括參考音頻參數(shù)集和參考音頻測試數(shù)據(jù)集的主設計記錄；上傳參考音頻參數(shù)集到消費性電子設備；對消費性電子設備執(zhí)行音頻測試以形成測試數(shù)據(jù)集；比較測試數(shù)據(jù)集與參考數(shù)據(jù)集以形成新的目標聲響應；根據(jù)參考音頻測試數(shù)據(jù)和新的目標聲響應來生成經(jīng)調(diào)節(jié)的音頻參數(shù)集；以及上傳經(jīng)調(diào)節(jié)的音頻參數(shù)集到消費性電子設備。
[0033]所述生成步驟可以用按照本公開的系統(tǒng)來完成。
[0034]所述執(zhí)行步驟可以用按照本公開的調(diào)節(jié)裝置來完成。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1示出了按照本公開的用于調(diào)節(jié)和/或優(yōu)化消費性電子設備的一個或多個音頻參數(shù)的優(yōu)化系統(tǒng)的示意圖。
[0036]圖2示出了按照本公開的用于調(diào)節(jié)和/或優(yōu)化消費性電子設備的一個或多個音頻參數(shù)的優(yōu)化系統(tǒng)的示意圖。
[0037]圖3a_c示出了按照本公開的優(yōu)化系統(tǒng)的各個方案的示意圖。
[0038]圖4示出了按照本公開的音頻性能空間和相關聯(lián)的音頻參數(shù)空間的圖解。
[0039]圖5示出了按照本公開的音頻增強系統(tǒng)。
[0040]圖6a_b示出了消費性電子設備和從其獲得的音頻頻譜響應。
[0041]圖7a_b示出了按照本公開的用在消費性電子設備的設計階段和/或制造工序期間的用于優(yōu)化消費性電子設備的音頻性能的方法。[0042]圖8示出了用于優(yōu)化包括按照本公開的集成揚聲器系統(tǒng)和音頻增強系統(tǒng)的消費性電子設備的音頻性能的方法。
[0043]圖9示出了按照本公開的用于測試、驗證、編程、和/或更新消費性電子設備內(nèi)的音頻增強系統(tǒng)的調(diào)節(jié)裝置。
【具體實施方式】
[0044]下文中參照附圖描述本公開的特定實施例；但是，所公開的實施例僅僅是本公開的示例并且可以具體化成各種形式。沒有具體描述眾所周知的功能或構造，以避免以不必要的細節(jié)模糊本公開。因此，不將這里公開的特殊的結(jié)構上的和功能上的細節(jié)解釋為限制，而僅僅解釋為權利要求書的基礎以及解釋為用于教導本領域技術人員以實質(zhì)上任意適當?shù)木唧w的結(jié)構來不同地采用本發(fā)明的代表性的基礎。在附圖的通篇描述中，同樣的附圖標記可以指代類似的或相同的元件。
[0045]消費性電子設備(CED)意為蜂窩電話(例如，智能電話)、平板電腦、膝上型電腦、便攜式媒體播放器、電視、便攜式游戲設備、游戲機、游戲控制器、遙控器、電器(例如，烤箱、冰箱、面包機、微波爐、真空吸塵器等)、電動工具(鉆孔機、攪拌機等)、機器人(例如，自動清潔機器人、護工機器人等)、玩具(例如，玩偶、小雕像、建筑玩具、玩具拖拉機等)、賀卡、家庭娛樂系統(tǒng)、有源揚聲器、條形音箱(soundbar)等。
[0046]消費性電子設備(CED)可以包括按照本公開的音頻增強系統(tǒng)(AES)。
[0047]如下所述，所有的消費性電子設備具有固有的聲波標記圖。相關聯(lián)的音頻增強系統(tǒng)(AES)可以配置成補償這種聲波標記圖以增強和/或標準化從設備輸出的音頻。在消費性電子設備為電器或電動工具的情況下，音頻增強系統(tǒng)可以配置成消除工作噪聲、增大工作噪聲、提供警報給用戶等。音頻增強系統(tǒng)可以配置為全數(shù)字實現(xiàn)，其可以適于降低系統(tǒng)成本，特別是在處理器方面，還在使用更低成本的換能器、減少功率要求等方面。音頻增強系統(tǒng)還可以配置成當與非常低成本的換能器配對時在低成本應用中維持可接受的音頻性能。在移動型的或電池供電的消費性電子設備(諸如便攜式游戲設備)的情況下，音頻增強系統(tǒng)可以配置成增強用戶的音頻體驗，同時最小化功率使用，因而，延長了電池壽命，減少了設備上的發(fā)熱等。
[0048]換能器540、560意為適于產(chǎn)生聲音的組件或設備(諸如揚聲器)。換能器540、560可以基于眾多不同技術中的一種，諸如電磁的、熱聲的、靜電的、磁致伸縮的、帶、音頻陣列、電活性材料、激勵器等?；诓煌夹g的換能器540、560可能需要可選的驅(qū)動器特性、匹配或濾波電路，但是，這樣的方案不意味著改變本公開的范圍。
[0049]換能器模塊550意為包括換能器560和電路555兩者的子系統(tǒng)。電路555可以提供額外的功能性(例如，功率放大、能量轉(zhuǎn)換、濾波、能量存儲等)以使得換能器模塊550外部的驅(qū)動器能夠驅(qū)動換能器560。電路555的某些非限制性的示例包括無源濾波器電路、放大器、多路分配器、開關陣列、串行通信電路、并行通信電路、FIFO通信電路、蓄電器電路及其組合等。
[0050]輸入音頻信號501意為由音頻源(例如，處理器、音頻流設備、音頻反饋設備、無線收發(fā)機、ADC、音頻譯碼器電路、DSP等)提供的一個或多個信號(例如，數(shù)字信號、一個或多個模擬信號、5.1環(huán)繞聲信號、音頻回放流等)。[0051]聲波標記圖意為由消費性電子設備的設計和/或制造工序、工序差異等指定的消費性電子設備的可聽或可測量的聲音特征，所述消費性電子設備的設計和/或制造工序、工序差異等影響消費性電子設備生成的聲音。聲波標記圖由眾多因素影響，包括:揚聲器設計(喇叭大小、內(nèi)部喇叭元件、材料選擇、布置、安裝、蓋等)、設備形狀因素、內(nèi)部組件布置、屏幕實際使用面積和材料組成、殼體材料選擇、硬件布局、制造工序差異、制造組件變化、制造工序變化、以及裝配考慮及其他因素。成本減少、形狀因素約束、視覺感染力以及眾多其他競爭因素可以在設計過程期間以消費性電子設備的音頻質(zhì)量為代價來滿足。因而，設備的聲波標記圖可能顯著地偏離理想化的響應(例如，目標聲響應)。
[0052]以上各方面的制造差異可能顯著地影響每個設備的聲波標記圖，引起可能使得用戶的音頻體驗降級的進一步的零件間差異?？赡苡绊懴M性電子設備的聲波標記圖的因素的某些非限制性的示例包括:喇叭大小不足，其可能限制用于重建低頻率所必需的空氣的移動；膜后的聲箱空間不足，其可能導致在音頻譜的低端處存在更高的自然滾降(roll-off)頻率；放大器可用功率不足；由于喇叭的布置經(jīng)常為在電視后部或在膝上型電腦下部而導致了，膜和聽者之間的音頻路徑為經(jīng)反射后到達聽者的間接的音頻路徑，以及其他因素。
[0053]在各個方案中，揚聲器540、560的聲方案會被CED的殼、CED箱的可用作后腔(backvolumn)的部分、CED內(nèi)的其他組件的數(shù)量、布置和/或組織、揚聲器的固定方案等顯著地改變和影響。這樣的系統(tǒng)的眾多的聲方案在系統(tǒng)已經(jīng)完全裝配之前可能并未使能全部特征。甚至看上去微小的工序差異也會顯著地影響CED的聲性能。
[0054]在各個方案中，CED的聲性能可通過附加配件(例如，殼體、屏幕保護器、護套、安裝夾、臺架等)而顯著地改變。
[0055]因而，按照本公開的AES可以在設計過程的最后、在開發(fā)過程期間、在實地、在零售店、和/或在制造工序期間優(yōu)化以補償對完全制造的設備中的聲特性的這些影響(通常負面的)中的一個或多個。
[0056]在各個方案中，AES可以在產(chǎn)品開發(fā)的設計階段期間在音頻測試設施中初始地配置。因而，AES參數(shù)的初始集合可以組合和加載到AES中。由于制造差異、組件變化、材料變化等，在CED的制造期間，個體設備、成批設備等可能具有不同的聲特性和異常。包括在每個設備中的AES的調(diào)節(jié)和/或優(yōu)化可以用于在制造工序期間調(diào)整設備的音頻性能。AES、和/或涉及特定CED的相關聯(lián)的參數(shù)的調(diào)節(jié)和/或優(yōu)化可以用按照本公開的優(yōu)化系統(tǒng)101來執(zhí)行。
[0057]圖1示出了按照本公開的用于調(diào)節(jié)和/或優(yōu)化消費性電子設備的一個或多個音頻參數(shù)的優(yōu)化系統(tǒng)101的示意圖。優(yōu)化系統(tǒng)101包括:音頻測試組件110，配置用于從CED樣品11收集聲數(shù)據(jù)105 ;主設計記錄部120，配置成存儲和用于提供數(shù)據(jù)125到系統(tǒng)101的其他組件；以及音頻增強系統(tǒng)(AES)參數(shù)生成器160，配置成根據(jù)所提供的數(shù)據(jù)115、125來產(chǎn)生一個或多個AES參數(shù)170。按照本公開，AES參數(shù)170可以下載到相關聯(lián)的AES500，下載到一批所制造的CED等。
[0058]在各個方案中，如附圖標記175所示，AES參數(shù)170可以被轉(zhuǎn)向音頻測試組件110和/或CED樣品11以用于進一步的測試。在這種意義上，為CED樣品11生成AED參數(shù)170的最終集合的工序可以在優(yōu)化系統(tǒng)101內(nèi)迭代地實現(xiàn)。[0059]在各個方案中，音頻測試組件110可以產(chǎn)生音頻數(shù)據(jù)115，以由AES參數(shù)生成器160使用、并貢獻至主設計記錄部120和/或與主設計記錄部120比較等。按照本公開，音頻測試組件Iio可以實現(xiàn)為調(diào)節(jié)裝置900的一部分。因而，按照本公開，音頻測試組件110可以以代碼和/或硬件來實現(xiàn)，所述代碼和/或硬件用于實施確定參數(shù)704、802的步驟和/或分析CED714的步驟。
[0060]主設計記錄部120可以包括聲參考數(shù)據(jù)集、與CEDll的產(chǎn)品族相關聯(lián)的總體數(shù)據(jù)集、音頻增強參數(shù)的主記錄、音頻性能特征、參考數(shù)據(jù)集、與從典型的CED收集的音頻測試數(shù)據(jù)集(例如，音頻測試數(shù)據(jù)輸入和輸出信息)相關聯(lián)的主記錄等。主設計記錄部120可以配置成輸出數(shù)據(jù)125以在系統(tǒng)101中使用以及從系統(tǒng)101中的其他部件接受測試數(shù)據(jù)115、126以用于建立和/或增大數(shù)據(jù)集。所記錄的測試數(shù)據(jù)115、126可以被驗證并且存儲在主設計記錄部120內(nèi)以用于未來參考。
[0061]在一個非限制性的示例中，CED聲優(yōu)化處理可以分成多個步驟。在產(chǎn)品設計過程期間可以構造主設計記錄部120以用于特定產(chǎn)品線。可以在高度控制和最先進的測試設施中、使用一整套音頻測試設備和分析學來構造這樣的主設計記錄部120。這樣的過程(可選地，以更少的精確度進行)還可以在產(chǎn)品設計和產(chǎn)品線的生產(chǎn)提量(ramp-up)階段期間、在成批設備的樣品和/或個體設備上執(zhí)行，從而生成涉及主設計記錄部120的統(tǒng)計模型，所述統(tǒng)計模型為用于產(chǎn)品線的CED的特征。這樣的模型對于確定工序差異和每個所制造的設備的音頻性能中的相關聯(lián)的差異之間的關系可以是有利的。按照本公開，與產(chǎn)品線相關的這一數(shù)據(jù)的任意部分可以存儲在主設計記錄部內(nèi)并且使得可以由主設計記錄部利用。
[0062]在設計和制造CED期間可以進一步開發(fā)主設計記錄部120，以使得改進產(chǎn)品產(chǎn)量、減少零件間差異、確保優(yōu)化的音頻性能等，因為與CED的制造相關聯(lián)的工序和產(chǎn)品改變會變化。
[0063]AES參數(shù)生成器160可以實現(xiàn)一個或多個方法以用于根據(jù)測試數(shù)據(jù)115和/或來自主設計記錄部120的數(shù)據(jù)125來計算AES參數(shù)集。按照本公開，AES參數(shù)生成器160可以實現(xiàn)公式化方法706、716和/或優(yōu)化方法804。
[0064]通過在消費性電子設備(CED)的設計和制造提量階段期間為成批設備和設備樣品優(yōu)化AES，可以公式化AES參數(shù)的設計空間，因為AES參數(shù)涉及工序差異。因而，優(yōu)化的AES參數(shù)差異與由制造工序中的差異而導致的音頻性能差別之間的關系可以在產(chǎn)品線的制造提量和充分制造期間得到半自動地補償。在參數(shù)生成過程期間，早期建立的關系、以及這樣的關系中的經(jīng)驗證的變化(可能發(fā)生在制造工序的改進等期間)可以整合到主設計記錄部120并且提供為數(shù)據(jù)125。.[0065]在一個非限制性的示例中，按照本公開的主設計記錄部可以用于調(diào)節(jié)消費性電子設備的音頻性能。主設計記錄部可以包括參考音頻參數(shù)集和參考音頻測試數(shù)據(jù)集。參考音頻參數(shù)集可以為從消費性電子設備的參考設計中獲取的優(yōu)化的參數(shù)集，可在設備的設計處理期間，在開發(fā)的提量階段，從所制造的成批設備中等獲取。參考音頻參數(shù)集可以屬于當經(jīng)歷一系列音頻測試時的將參考設計的聲響應最佳地匹配到目標和/或理想的聲響應的一音頻參數(shù)集。
[0066]參考音頻參數(shù)集可以上傳到消費性電子設備并且消費性電子設備接著可以經(jīng)歷一系列的音頻測試以形成測試數(shù)據(jù)集。測試數(shù)據(jù)集接著可以與參考數(shù)據(jù)集相比較，數(shù)據(jù)集之間的差用于形成新的目標聲響應。新的目標聲響應接著可以用于結(jié)合參考音頻測試數(shù)據(jù)以生成經(jīng)調(diào)節(jié)的音頻參數(shù)集。經(jīng)調(diào)節(jié)的音頻參數(shù)數(shù)據(jù)集接著可以上傳到消費性電子設備。按照本公開，這一過程的一個或多個步驟可以使用優(yōu)化系統(tǒng)101、201和/或調(diào)節(jié)裝置900兩者來達成。
[0067]目標聲響應可以為迪拉克δ函數(shù)、迪拉克δ函數(shù)的實際可達到的近似、預定頻率響應、與音頻數(shù)據(jù)流(例如，歌曲、啁啾聲(chrip)等)相關聯(lián)的輸出等。
[0068]新的目標聲響應可以采用與目標聲響應相當類似的形式，但是可以根據(jù)取決于頻率的方面、特征等而與此響應不同。在一個非限制性的示例中，優(yōu)化系統(tǒng)101、201可以確定新的目標聲響應與目標聲響應之間的差(例如，每個倍頻帶內(nèi)的差異、脈沖響應的積分之間的差等)，以形成音頻差異數(shù)據(jù)集。如果差異數(shù)據(jù)集內(nèi)的關鍵參數(shù)的幅度在可接受的界限內(nèi)(例如，每個倍頻帶的差異內(nèi)±ldB)，優(yōu)化系統(tǒng)101、201可以選擇不更新音頻參數(shù)集，如果差異數(shù)據(jù)集在界限之外，優(yōu)化系統(tǒng)101、201可以選擇獲取經(jīng)調(diào)節(jié)的音頻參數(shù)集以上傳到消費性電子設備。
[0069]圖2示出了自適應優(yōu)化系統(tǒng)201的示意圖，所述自適應優(yōu)化系統(tǒng)201配置成調(diào)節(jié)和/或優(yōu)化消費性電子設備10、11、610的一個或多個音頻參數(shù)。自適應優(yōu)化系統(tǒng)201包括音頻測試組件210、主設計記錄部220、參數(shù)生成模型260、以及配置成訓練參數(shù)生成模型260的機器學習算法240。系統(tǒng)201可以包括聲分析單元230，其配置成提供經(jīng)由對來自主設計記錄部220的數(shù)據(jù)225與測試數(shù)據(jù)215之間進行的比較而獲取的特征、差、數(shù)據(jù)225、和/或度量(例如，統(tǒng)稱為相關數(shù)據(jù)235)到自適應優(yōu)化系統(tǒng)201的其他方面。
[0070]參數(shù)生成模型260可以配置成接受相關數(shù)據(jù)235和來自機器學習算法240的影響255以產(chǎn)生AES參數(shù)270。可選地，基本上優(yōu)化的AES參數(shù)270可以迭代地得到。在各個方案中，如附圖標記275所示，AES參數(shù)270可以轉(zhuǎn)向音頻測試組件210以用于進一步在測試進程的每個迭代期間使用。
[0071]參數(shù)生成模型260可以經(jīng)由確定的、概率的、和/或組合模型來實現(xiàn)。概率模型可以用于將AES參數(shù)和由于批次樣品的音頻性能中的變化而帶來的參數(shù)差異進行聯(lián)合，進一步闡明和建立產(chǎn)品性能差異與AES參數(shù)之間的設計關系。某些合適的模型可以包括:卡爾曼濾波器、馬爾可夫模型、反向傳播人工神經(jīng)網(wǎng)絡、貝葉斯網(wǎng)絡、基函數(shù)、支持向量機、隨機模型方法(例如，蒙特卡羅方法、多級(multilevel)模型、分層(hierarchical)模型、嵌套模型、混合模型、隨機系數(shù)、隨機效應模型、隨機參數(shù)模型等)、高斯過程回歸、信息模糊網(wǎng)絡、回歸分析、自組織映射、邏輯回歸、諸如為自回歸模型的時序模型、動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡、滑動平均模型、自回歸積分滑動平均模型、分類和回歸樹、多元自適應回歸樣條及其組合等。
[0072]機器學習算法240可以配置成從人類專家12接受用戶輸入245。人類專家12可以在CED的開發(fā)初期提供手動訓練輔助和聲性能/AES參數(shù)匹配確認。這樣的輸入可以用于開發(fā)自動或半自動學習算法以用于計算聲參數(shù)(例如，AES參數(shù))的未來影響。學習算法的某些非限制性的示例包括:非線性最小平方、L2范數(shù)、平均單一依賴估計器(AODE)、基于案例的推理、判決樹、回歸分析、自組織映射、邏輯回歸等。
[0073]人類專家12可以幫助訓練自適應系統(tǒng)201?？蛇x地，額外地，或組合地，人類專家12可以運行手動參數(shù)建立和測試，以使為了 AES參數(shù)270的更加自動的測試和優(yōu)化而在將支配權交給機器學習算法240之前建立參數(shù)生成模型260和/或主設計記錄部220的整體結(jié)構。
[0074]優(yōu)化系統(tǒng)101、201可以在工作臺960中實現(xiàn)或者等效地在云數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)。優(yōu)化系統(tǒng)101、201可以包括算法，以比較所制造的CEDlO的音頻性能與歷史數(shù)據(jù)集(例如，如由主設計記錄部120、220所提供的)中的趨勢，所述趨勢適于基于所測試的CEDlO的測試和優(yōu)化的結(jié)果來為本批所制造的消費性電子設備而預測性能標準。這樣的配置對于在制造工序期間經(jīng)濟地優(yōu)化成批消費性電子設備的音頻性能而無需測試和優(yōu)化所制造的每一個單元可以是有利的。在一個非限制性的示例中，按照本公開，這樣的功能性可以由優(yōu)化系統(tǒng)101、201和/或使用調(diào)節(jié)裝置900來提供。
[0075]在一個非限制性的示例中，用于CEDlO的音頻增強參數(shù)170、270可以以設備簡檔的形式保存在云內(nèi)。設備簡檔可以包含識別信息、制造跟蹤信息、聲性能數(shù)據(jù)、使用數(shù)據(jù)、音頻增強參數(shù)、經(jīng)調(diào)節(jié)的AES參數(shù)等，這樣的信息為消費性電子設備的唯一標識。在一個非限制性的使用示例中，音頻流服務可以在發(fā)送音頻流到CEDlO之前使用設備簡檔來預處理音頻流。這樣的配置對于在使用期間改進從CEDlO輸出的音頻同時最小化CEDlO上消耗的功率可以是有利的。
[0076]圖3a_c示出了按照本公開的優(yōu)化系統(tǒng)101、201的各個方案的示意圖。圖3a示出了音頻測試單元110、210，包括可選的AES參數(shù)積分部310、全面音頻測試套件320、以及截取的音頻測試套件330。音頻測試單元110、210可以配置成從CED樣品11接受音頻數(shù)據(jù)105,205o AES參數(shù)積分部310可以配置成仿真和/或下載AES參數(shù)175、275到CED11，使得經(jīng)由一個或多個測試過程的實現(xiàn)，受AES影響的輸出315能夠被生成并且提供到優(yōu)化系統(tǒng)101、201中的其他單元。使用或不使用AES參數(shù)積分部310，全面音頻測試套件320都可以包括一系列的測試以在CED上執(zhí)行以從CEDl I提取必需的音頻信息以確定在CEDll上使用的基本上優(yōu)化的AES參數(shù)集175、275(即，被優(yōu)化以使得增強相關聯(lián)的消費性電子設備11的音頻輸出能力)。全面音頻測試套件可以包括一系列的音頻測試(例如，脈沖信號、頻率掃描、音樂剪輯(clip)、偽隨機數(shù)據(jù)流等)。此外，在全面測試套件320的執(zhí)行期間，可以以足夠的細節(jié)(例如，以更高的精確度、更準確的輸入等)和更高科技的設備來執(zhí)行測試。可選地，截取的音頻測試套件可以僅僅執(zhí)行測試的子集(例如，音樂剪輯、頻率掃描等)，可選地，以更少的范圍和/或精確度(即，以使得減少測試時間、以特征化聲響應中的關鍵特征等)。在各個方案中，可以使得測試數(shù)據(jù)集115、215對于優(yōu)化系統(tǒng)101、201中的其他組件可利用。
[0077]在各個方案中，全面測試套件320可以在CED的設計和制造提量期間執(zhí)行，可選地在為了建立主設計記錄的至少一部分的期間執(zhí)行，從而訓練學習算法，調(diào)節(jié)參數(shù)生成模型
坐寸ο
[0078]在各個方案中，截取的測試套件330可以在制造期間、在起售時點等執(zhí)行，從而確定各種聲方案(例如，諧振峰、諧振頻率、低音響應、相位延遲、瑕疵等)以用于調(diào)節(jié)與CED一起使用的AES參數(shù)集。
[0079]全面測試套件320與截取的測試套件330之間的差可以特征化和存儲，以使得在個體設備上的優(yōu)化處理期間補償這些差。用于特征化這些差的一個非限制性的方法可以是在相同的參考消費性電子設備上、和/或在高質(zhì)量消聲室中與在低質(zhì)量聲測試室中相比地來執(zhí)行測試套件320、330，等等。[0080]圖3b示出了包括學習算法360和可選的手動參數(shù)建立接口 350的機器學習算法240的示意圖。學習算法360可以配置成提供影響255，從而自動地、半自動地和/或以專家輔助地建立、適應和/或調(diào)節(jié)上述參數(shù)生成模型。手動參數(shù)建立接口 350可以配置成提供訓練信號355到學習算法360。訓練信號355可以取決于專家輸入245、相關的數(shù)據(jù)235
坐寸ο
[0081]參數(shù)建立接口 350可以配置成從主設計記錄部120、220、音頻測試單元110、210、和/或聲分析單元230接受數(shù)據(jù)125、115、235，以及從音頻域?qū)＜?2接受輸入245。
[0082]在各個方案中，手動參數(shù)建立接口 350可以用于以參數(shù)生成模型260內(nèi)的模型的形式通過可選地與音頻域?qū)＜?2相互配合來建立和/或驗證音頻性能數(shù)據(jù)與AES參數(shù)之間的關系。
[0083]圖3c示出了可選的聲分析單元230的示意圖，包括特征提取部380和差異分析部390。特征提取部380可以用于從測試數(shù)據(jù)115和主設計記錄數(shù)據(jù)125中提取定量的和/或定性的聲特征(例如，諧振峰、諧振頻率、低音響應、相位延遲、瑕疵、一般特征、特征集類型等)。所提取的特征、差異、測試數(shù)據(jù)、和/或主設計記錄數(shù)據(jù)(統(tǒng)稱為相關數(shù)據(jù)235)可以提供到AES生成模型260和/或機器學習算法240。
[0084]差異分析部390可以配置成用與測試下的CED樣品11相關的測試數(shù)據(jù)215來生成與CED音頻參數(shù)總體、主設計記錄部220、制造批次特性等之間的偏離相關的度量。
[0085]圖4示出了按照本公開的音頻性能空間405和相關聯(lián)的音頻參數(shù)空間406的圖解。僅僅示出兩維關系，以使得突出與本公開相關的概念和關系。在實踐中，必須用更高階的空間來特征化音頻性能空間405和相關聯(lián)的參數(shù)空間406。示出的任意軸與關鍵聲特征(例如，諧振峰、諧振頻率、低音響應截止頻率、整體的頻率響應等)的定量方面有關。因而，曲線圖上測得的瞬時值(如由X指示)在關鍵聲特征方面可與測得的響應相關。關于更高階(并且因此更多實踐空間)，所有的關鍵峰等可以用作到模型的輸入?？蛇x地，原始數(shù)據(jù)可以用作模型輸入，可以相對于所述模型輸入來測量差異和特征提取度量。相關聯(lián)的音頻參數(shù)空間406可以具有任意軸，所述任意軸涉及聲參數(shù)、模型響應、以及涉及目標聲響應的方面(例如，如存儲在主設計記錄部中)等。
[0086]聲響應的定性方面可以用于進一步分類CED的整體行為(例如，以將模型引向可選的AES結(jié)構，響應于所檢測的聲特征而引入新的參數(shù)和/或AES組件等)。
[0087]音頻性能空間405中的音頻性能點涉及相關聯(lián)的AES參數(shù)空間406 (例如，點到點的關系470)中的點。有關音頻性能空間405中的音頻性能點的響應中的小的變化可以與相關聯(lián)的AES參數(shù)空間406中的AES參數(shù)的差異相關聯(lián)(例如，變動性關系480)。
[0088]如所示的，理想的設計點410和相關聯(lián)的理想?yún)?shù)411可以在CED和相關聯(lián)的AES的設計期間確定?？梢怨潭山邮艿膮?shù)差異邊界420、421，使得產(chǎn)生處于可接受的邊界420,421內(nèi)的測試點(指定的X)的任意測試樣品能夠以理想的參數(shù)411適當充分地運行(即，因而，可能不需要AES更新)。
[0089]可以將自動可恢復邊界430、431定義為使得如果在這一邊界430、431內(nèi)提供測試點(例如，測試點415、416)則可以確保AES參數(shù)的穩(wěn)健的自動調(diào)整。按照本公開，這樣的自動調(diào)整可以由優(yōu)化系統(tǒng)101、201來提供。
[0090]在音頻性能空間405中還可以有手動可恢復的區(qū)域440、441，其中可能需要專家手動優(yōu)化和/或全面測試群，從而為CED樣品11合適地調(diào)整AES參數(shù)。在優(yōu)化系統(tǒng)101、201的訓練期間或在CED的產(chǎn)品開發(fā)期間，這樣的手動可恢復區(qū)域440、441可以常規(guī)地出現(xiàn)。由于建立了優(yōu)化系統(tǒng)101、201并且建立了優(yōu)化的AES參數(shù)與出現(xiàn)在手動可恢復區(qū)域440、441中的樣品之間的關系，自動可恢復邊界430、431可以擴展到包圍那些區(qū)域(因而不再為了調(diào)節(jié)相關聯(lián)的AES參數(shù)而需要更深度的干預)。這樣的變化可以是建立和訓練優(yōu)化系統(tǒng)101、201以用于與新的CED產(chǎn)品族一起使用的合適的方式。
[0091]還可以有不可恢復的區(qū)域450、451 (例如，與制造故障、不穩(wěn)定的裝配狀況、故障組件等相關聯(lián))，其可以作為質(zhì)量控制系統(tǒng)的一部分而被監(jiān)控。
[0092]由于各組樣品由這樣的方法測試，因而可以建立特定的成批測試產(chǎn)品與優(yōu)的AES配置之間的清晰的關系。在這樣的測試期間，邊界410、411、420、421、430、431可以在大小和穩(wěn)健性兩方面增長。因而，對于如從CED樣品11測得的給定的響應，優(yōu)化系統(tǒng)101、201可以更好地優(yōu)化AES參數(shù)。
[0093]這樣的穩(wěn)健特征和關系可以提供用于檢測可能在制造環(huán)境中發(fā)生的測量誤差的手段。因而，如果CED樣品測試導致已知邊界410、411、420、421、430、431外的測試點，優(yōu)化系統(tǒng)可以重新測試CED樣品以確定是否發(fā)生測量誤差。這樣的誤差檢測對于改進這樣的工序的生產(chǎn)線穩(wěn)健性可以是有利的。定性的特征可以進一步用于在這樣的測量和/或設備誤差的檢測中進行輔助。
[0094]在各個方案中，在訓練/學習過程期間，由于工序差異與AES模型性質(zhì)之間的關系被更好地定義并且可預測，因此為了計算和/或選擇AES參數(shù)以用于實現(xiàn)到特定的設備或成批設備中而在制造的成批產(chǎn)品中需要進行測試的批次樣品越來越少。
[0095]進而，由于上述關系在制造提量期間變得更加清晰地定義，可以相當?shù)乜s短和簡化成批測試的寬度和深度，以使得僅僅在組成可選的AES參數(shù)配置(即，新的聲特征的出現(xiàn))的相關的性能差異上進行打磨。按照本公開，可以由經(jīng)訓練的優(yōu)化系統(tǒng)201自動地補償其他變化。
[0096]這樣的方法可以進一步用于跟蹤產(chǎn)品線上的制造性能漂移。如果檢測到漂移，可在一個時間段內(nèi)從制造的各批產(chǎn)品中獲取更大量的樣本，從而建立最新制造的產(chǎn)品與它們的相關聯(lián)的優(yōu)化的AES參數(shù)之間的新的關系。在更好地理解新的關系以后，成批取樣可以減回到最低水平。
[0097]還可以在產(chǎn)品線的早期階段測試期間建立用于調(diào)整AES參數(shù)的標準。標準可以定義制造的測試樣本的性能與主設計記錄之間的可接受的差異，當超過所述可接受的差異時可以對AES參數(shù)作出調(diào)整。
[0098]在各個方案中，AES參數(shù)可以分成批次樣品主參數(shù)集和子參數(shù)集，其可以在快速制造測試期間進行改進(tweak)(例如，雙二階(biquad)濾波器和/或均衡器的子集，其可以用于在特定方向上拉伸AES以容納制造工序差異)。參數(shù)的可配置子集可以關于產(chǎn)品線的已知制造差異而建立，使得在修正期間不過度改變AES的性能，和/或使得建立參數(shù)中可測量的范圍，這可能是在制造期間所期待的(例如，以確定是否在快速制造測試期間發(fā)生測量誤差)。這樣的配置可以適于在高度制造處理差異中維持設備的穩(wěn)定的和高質(zhì)量的操作。
[0099]在一個非限制性的示例中，按照本公開，在產(chǎn)品運行期間，以少于每10000個單元、每1000個單元、每100個單元、或每10個單元的規(guī)模來測試消費性電子設備樣品。如果制造差異需要在AES參數(shù)集中進行改變，對樣品的具體的測試能夠用于建立用于AES生產(chǎn)總體的新的優(yōu)化的參數(shù)。
[0100]音頻增強系統(tǒng)(AES)可以在聲測試時以音頻參數(shù)來編程(例如，可預配置和/或可重配置的參數(shù)、優(yōu)化的音頻參數(shù)等)，同時對CED中其他組件進行編程(例如，在對CED芯片集進行JTAG編程期間等)等。
[0101]在一個非限制性的示例中，CED可以包括對測試室或程序控制器可訪問的單獨的音頻輸入/編程端口，以在制造工序期間傳遞音頻測試信號和/或最終的音頻參數(shù)到CED。
[0102]在各個方案中，按照本公開的AES可以在測試模式下編程，當上電時，AES可以運行經(jīng)過一系列的預編程的測試過程，記錄來自測試的聲反饋以及上傳結(jié)果信息到測試系統(tǒng)(例如，工作臺260等)。接著可以用可操作代碼對AES進行重新編程(例如，包括優(yōu)化的音頻參數(shù))。重編程可以在CED芯片集的休眠時、在JTAG測試期間、在音頻測試剛結(jié)束后進行。
[0103]圖5示出了按照本公開的音頻增強系統(tǒng)的示意圖。音頻增強系統(tǒng)500可以配置成從源(例如，處理器、音頻流設備、音頻反饋設備、無線收發(fā)機、ADC、音頻譯碼電路、DSP等)接受一個或多個輸入音頻信號501，以及配置成提供一個或多個輸出信號535到一個或多個換能器540 (例如,揚聲器等)或者換能器模塊550 (例如，與相關聯(lián)的集成電路555結(jié)合的換能器560等)。音頻增強系統(tǒng)500可以包括內(nèi)部部件(例如，參數(shù)可配置處理[PCP]部、數(shù)字驅(qū)動器[DD]部、異步采樣率轉(zhuǎn)換[ASRC]部等)，其可以配置成變換和/或作用在輸入音頻信號I或從中獲取的信號以產(chǎn)生(多個)輸出信號535。
[0104]在各個方案中，音頻增強系統(tǒng)500可以設置為嵌入在專用集成電路(ASIC)中的軟件，或者設置為硬件描述語言部(例如，VHDL、Verilog等)以用于集成到片上集成電路系統(tǒng)(ASIC)、場可編程門陣列(FPGA)、或數(shù)字信號處理器(DSP)集成電路中。一個或多個部件(例如，PCP部、ASRC部等)還可以用軟件的形式在消費性電子設備上和/或相關聯(lián)的網(wǎng)絡(例如，本地網(wǎng)絡服務器、在云中等)上實現(xiàn)。在各個方面中，AES500可以為全數(shù)字硬件實現(xiàn)。全數(shù)字實現(xiàn)對于減少硬件封裝、減少功耗、減少生產(chǎn)成本、以及增加集成電路處理(系統(tǒng)可以實現(xiàn)在其中)的數(shù)量方面可以是有利的?？梢詫⒁陨纤鶎崿F(xiàn)的集成到消費性電子設備中，從而提供完整的音頻增強方案。
[0105]如圖5中所示，用于在消費性電子設備中使用的音頻增強系統(tǒng)500可以包括參數(shù)可配置的處理(PCP)部520和數(shù)字驅(qū)動器(DD)部530。音頻增強系統(tǒng)500可以配置成從音頻源接受一個或多個音頻輸入信號501。在示出的示意圖中，PCP部520可以配置成接受輸入信號I并產(chǎn)生增強的信號525。增強的信號525可以被轉(zhuǎn)向DD部530，所述DD部530可以配置成將增強的信號525轉(zhuǎn)換成適于驅(qū)動換能器540 (例如，揚聲器、喇叭單元、揚聲器組件等)或者換能器模塊550的一個或多個輸出信號535。
[0106]PCP部520可以配置成提供這樣的功能:如FIR濾波、IIR濾波、彎折(warped) FIR濾波、換能器人工去除、干擾拒絕、用戶特定聲增強、用戶安全功能、情緒(emotive)算法、心理聲增強、信號成形、單帶或多帶抑制、擴大器或限制器、水印重疊、譜對比增強、譜加寬、頻率掩蔽、量化噪聲去除、電源抑制、跨接(crossover)、均衡、放大、驅(qū)動器范圍擴展、功率優(yōu)化、線性或非線性反饋或前向反饋控制系統(tǒng)等。PCP部520可以單獨地或組合地包括一個或多個上述的功能。一個或多個所包括的功能可以配置成取決于一個或多個可預配置和/或可重配置的參數(shù)510。
[0107]PCP部520可以配置成提供回聲抵消、環(huán)境人工糾正、混響減少、波束成形、自動校準、立體聲加寬、虛擬環(huán)繞聲、虛擬中心喇叭、虛擬重低音喇叭(通過數(shù)字低音增強技術)、噪聲抑制、聲效等。一個或多個所包括的功能可以配置成取決于一個或多個參數(shù)。
[0108]PCP部520可以配置成施加背景音效到音頻信號502上，諸如通過以周圍環(huán)境特征來變換音頻輸入信號501 (例如，調(diào)整混響、回聲等)和/或疊加環(huán)境音效到音頻輸入信號501上，以類似于環(huán)境場景(例如，現(xiàn)場事件、戶外場景、音樂禮堂、教堂、俱樂部、叢林、購物商場、會議場景、電梯、沖突區(qū)域、飛機座艙、百貨公司、無線網(wǎng)絡等)。
[0109]環(huán)境音效可以包括關于用戶的特定信息，諸如名字、偏好等。環(huán)境音效可以用于安全地疊加個人化信息(例如，問候、產(chǎn)品特定信息、方向、水印、握手等)到音頻流中。
[0110]DD部530可以包括脈寬調(diào)制(PWM)。DD部530可以被預配置和/或預選擇以驅(qū)動一系列的電聲換能器(例如，電磁的、熱聲的、靜電的、磁致伸縮的、帶、陣列、電活性材料換能器等)。DD部530可以配置成提供功率有效的PWM信號到換能器540或換能器模塊550(例如，無源濾波電路、放大器、解復用器、開關陣列、FIFO通信電路、蓄電器電路)的輸入。
[0111]在各個方案中，AES500(或系統(tǒng)自身)中的一個或多個部可以包括適于配置AES500的音頻處理方案(例如，信號轉(zhuǎn)換方案、信號處理方案、系統(tǒng)性能補償?shù)?的可預配置和/或可重配置的參數(shù)510。在各個方案中，參數(shù)510 —般可以集成到AES500中，以用于由AES500內(nèi)的任意部520、830使用?？蛇x地或組合地，一個或多個參數(shù)510可以位于AES500外部，并且AES500可以配置成接受一個或多個外部參數(shù)以用于由AES500內(nèi)的一個或多個部520、530使用。
[0112]可預配置和/或可重配置的參數(shù)510可以在消費性電子設備10、610的設計、制造、驗證、和/或測試處理期間預配置?？蛇x地，額外地，或組合地，參數(shù)510可以是在消費性電子設備10、610的制造期間、質(zhì)量控制期間、起售時點、首次啟動期間、啟動時序期間、和/或測試處理期間預配置、改進和/或優(yōu)化(例如，以按照本公開的優(yōu)化系統(tǒng)101、201和/或調(diào)節(jié)裝置900、在音頻測試設施中、在仿真中等)。可選地，額外地，或組合地，參數(shù)510可以在固件更新期間或者通過軟件更新過程等上傳到消費性電子設備10、610。
[0113]在各個方案中，一個或多個參數(shù)510可以取決于消費性電子設備10、11、610的特定設計，AES500可以集成到所述消費性電子設備10、11、610中和/或AES500可以接口到所述消費性電子設備10、11、610。在各個方案中，一個或多個參數(shù)510可以取決于音頻驅(qū)動器的質(zhì)量、按照本公開的相關聯(lián)的集成揚聲器組件的特性、CEDlO內(nèi)形成的后腔、組件布局、揚聲器、材料和組件考慮、消費性電子設備10、11、610的殼及其組合等，對于特定消費性電子設備，還取決于設備的品牌、或設備產(chǎn)品族(例如，膝上型電腦產(chǎn)品族、移動電話系列)。在各個方案中，一個或多個參數(shù)510還可以隱性地取決于其他設計因素，諸如消費性電子設備10、11、610的成本、視覺感染力、形狀因素、屏幕實際使用面積、殼體材料選擇、硬件布局、信號類型、通信標準、裝配考慮，以及其他因素。
[0114]在各個方案中，一個或多個參數(shù)510可以并入音頻增強系統(tǒng)500以在相關聯(lián)的消費性電子設備10、610上創(chuàng)建增強的音頻能力?？蛇x地，額外地，或組合地，一個或多個參數(shù)510可以用于本質(zhì)上優(yōu)化AES500為緊密地集成到AES500架構中以提供來自CED10、610的增強的音頻體驗。
[0115]圖6a_b示出了消費性電子設備610和從中獲取的音頻譜響應。消費性電子設備610(例如，智能電話)可以配置成產(chǎn)生音頻輸出信號611。按照本公開，CED610可以包括AES500?？梢栽谠O計過程、制造工序、驗證過程等期間測試CED610以確定相關聯(lián)的聲波標記圖，并且通過對包括在其中的AES的編程來調(diào)整其音頻性能。
[0116]在圖6a_b中所示的非限制性的示例中，目標聲響應在這一情況下為相對平坦且較寬的頻率響應(例如，較寬的通帶信號)。在各個方案中，目標聲響應可以用于構建時間等效脈沖響應，按照本公開，其可以形成在使用優(yōu)化系統(tǒng)101、201進行調(diào)節(jié)處理時所采用的目標聲響應。
[0117]圖6b不出了包括傳統(tǒng)揚聲器組件的消費性電子設備610的音頻輸出611的頻率響應測試(跡線620)，與高度集成的揚聲器組件的頻率響應測試(跡線625)、以及與按照本公開的集成的揚聲器組件和相關聯(lián)的并且優(yōu)化的音頻增強系統(tǒng)兩者的頻率響應測試(跡線630)之間的比較。圖示出了對數(shù)-線性頻率響應圖，其中橫軸為頻率，縱軸為音頻輸出611的幅度，以分貝為單位。
[0118]跡線630示出了按照本公開的具有集成的揚聲器組件和音頻增強系統(tǒng)的消費性電子設備610的頻率響應。如從圖中所見的，當調(diào)節(jié)到CED610的最終期望的特性時，在這一情況下，音頻增強系統(tǒng)(AES) 500平衡CED610的頻率響應，同時相對于其他任一跡線(例如，與跡線620和跡線625相比較)而進一步擴展了頻率響應的低音范圍(例如，低頻率范圍)。
[0119]來自消費性電子設備610的音頻輸出611中的這些改進對于改進用戶體驗、增加來自設備的音頻性能(例如，擴展動態(tài)范圍、增加可用聲壓水平、擴展其低音響應等)、減少零件間的可變性、改進制造產(chǎn)量、以及對于標準化運行在消費性電子設備610上的應用中的音頻性能(例如，提供與目標聲響應一致的一致音頻性能)可以是有利的。
[0120]通過使用按照本公開的優(yōu)化系統(tǒng)101、201來分析消費性電子設備610的頻率響應、脈沖響應等，可以作出用于消費性電子設備610的聲波標記圖的準確的和可補償?shù)挠嬎?。用于相關聯(lián)的音頻增強系統(tǒng)500的優(yōu)化的補償參數(shù)510能夠從聲波標記圖中獲取。在各個方案中，聲波標記圖可以在音頻增強系統(tǒng)500中得到補償以從CED610中產(chǎn)生增強的音頻輸出611 (例如，以使得更接近地匹配目標聲響應)。在各個方案中，聲波標記圖還可以用于在音頻增強系統(tǒng)610中獲取一個或多個參數(shù)510，因而提供用于補償消費性電子設備610的聲波標記圖的方法。
[0121]CED10、610可以包括一個或多個音頻采樣組件(例如，麥克風、具有I/O功能性的喇叭等)。實踐中，音頻采樣組件可以用作反饋的形式以用于評價CED10、610的音頻性能。在各個方案中，音頻增強系統(tǒng)可以包括一個或多個可重配置的參數(shù)510，其可以在實地適度調(diào)整以補償可能發(fā)生在設備的整個使用期間中的各種聲性能變化(例如，由于老化、灰塵累積等)。這樣的AES調(diào)整可以以相對穩(wěn)健的方式通過結(jié)合使用來自系統(tǒng)的聲輸出、來自音頻采樣組件的音頻捕獲、以及糾正算法的執(zhí)行(例如，在設備上，在云數(shù)據(jù)中心，作為虛擬的和/或基于云的優(yōu)化系統(tǒng)101、201的一部分等)來實現(xiàn)。
[0122]圖7a_b示出了用于優(yōu)化按照本公開的包括音頻增強系統(tǒng)的消費性電子設備的音頻性能以在消費性電子設備的設計階段和/或制造階段使用的方法。方法可以通過按照本公開的優(yōu)化系統(tǒng)101、201和/或調(diào)節(jié)裝置900兩者來實現(xiàn)和/或與按照本公開的優(yōu)化系統(tǒng)101、201和/或調(diào)節(jié)裝置900協(xié)作。
[0123]圖7a示出了按照本公開的用于增強包括音頻增強系統(tǒng)500的消費性電子設備的音頻性能的方法702。方法702包括:704、確定參數(shù)集以用于可配置的音頻處理系統(tǒng)(例如，音頻增強系統(tǒng)500) ;706、以參數(shù)來優(yōu)化和/或公式化音頻處理系統(tǒng)；以及708、將經(jīng)優(yōu)化的音頻處理系統(tǒng)集成到消費性電子設備中。
[0124]可以通過在聲測試室(例如，按照本公開的消聲測試室、調(diào)節(jié)裝置900等)中分析消費性電子設備10、610來確定和/或優(yōu)化參數(shù)510，所述聲測試室包括一個或多個音頻傳感器，以及運行配置算法以結(jié)合分析而為可配置音頻處理系統(tǒng)預配置和/或確定優(yōu)化的參數(shù)510。參數(shù)510可以通過重復分析處理來迭代地確定。在各個方案中，按照本公開，該方法可以與優(yōu)化系統(tǒng)101、201同時實現(xiàn)。
[0125]在各個方案中，用于增強消費性電子設備(CED) 10、610的方法可以包括:將消費性電子設備10、610放置到聲測試室中，所述消費性電子設備10、610包括音頻信號源、一個或多個換能器、以及音頻增強系統(tǒng)(AES)，所述聲測試室具有空間上并且可選地有策略地安排在聲測試室內(nèi)和/或在CED10、610內(nèi)(例如，手持CED610上的麥克風)的多個音頻傳感器(例如，麥克風)。一系列的測試音頻信號(例如，脈沖信號、頻率掃描、音樂剪輯、偽隨機數(shù)據(jù)流等)可以在消費性電子設備610上播放，以音頻傳感器和/或消費性電子設備610上的傳感器來監(jiān)控和記錄。在初始測試的各個方案中，音頻增強系統(tǒng)500可以基本上包括未補償?shù)氖д婀δ?零狀態(tài)，借此配置音頻增強系統(tǒng)500，以使得基本上不影響音頻信號通過CED10、610的路徑)。未補償?shù)氖д婀δ芸梢栽诔跏紲y試過程期間起作用以最低地影響CED10、610的聲波標記圖。
[0126]CED10、610在測試音頻信號上的影響可以由音頻傳感器測量。CED10、610的聲波標記圖可以根據(jù)測試音頻信號與來自音頻傳感器的相應的測得的信號的互相關和/或比較來估計。為了進一步改進估計處理，可以對聲測試室中的一個或多個元件的聲波標記圖(即，一個或多個音頻傳感器，消費性電子設備的安裝裝置、消費性電子設備上的任意測試頭或電纜的影響等)進行估計并且隨后在以上分析中進行補償。因而，可以獲得CED10、610的測試音頻信號的全音階的聲波標記圖和聲響應的更真實的表達并且由此應用到分析中。
[0127]音頻增強系統(tǒng)500的傳遞功能接著可以被參數(shù)地配置以補償CED10、610的聲波標記圖。在各個方案中，用于根據(jù)CED10、610的聲波標記圖來計算(多個)音頻增強系統(tǒng)傳遞功能的一個非限制性的方法可以是基于所估計的CED10、610的聲波標記圖來實現(xiàn)時域反有限沖擊響應(FIR)濾波器。這可以通過執(zhí)行AES500傳遞函數(shù)與CED10、610對音頻輸入信號的聲響應的一個或多個卷積來實現(xiàn)。平均算法可以根據(jù)在多個源和/或多個測試音頻信號上測量的輸出來優(yōu)化AED500的(多個)傳遞函數(shù)。
[0128]在一個非限制性的示例中，補償傳遞函數(shù)可以根據(jù)最小平方(LS)時域濾波器設計方法來計算。如果c(n)為待糾正的系統(tǒng)響應(諸如脈沖響應測試的輸出)并且補償濾波器表示為h (η)，則能夠構造C，即c (η)的卷積矩陣，如等式I中所概述的:
【權利要求】
1.一種用于優(yōu)化消費性電子設備的音頻性能的系統(tǒng)，包括: -音頻測試組件，其用于從消費性電子設備得到音頻測試數(shù)據(jù)集； -主設計記錄部，其用于輸出參考數(shù)據(jù)集； -音頻參數(shù)生成器，其用于根據(jù)音頻測試數(shù)據(jù)集和參考數(shù)據(jù)集來得到一個或多個優(yōu)化的音頻參數(shù)；以及 -編程單元，其將所述優(yōu)化的音頻參數(shù)編程到消費性電子設備上。
2.按照權利要求1所述的系統(tǒng)，其中音頻參數(shù)生成器包括用于確定所述優(yōu)化的音頻參數(shù)的概率模型。
3.按照權利要求2所述的系統(tǒng)，包括用于訓練所述概率模型的機器學習算法。
4.按照權利要求2或3所述的系統(tǒng)，其中所述概率模型選自:卡爾曼濾波器、馬爾可夫模型、神經(jīng)網(wǎng)絡、貝葉斯網(wǎng)絡、模糊網(wǎng)絡、自組織映射、動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡及其組合。
5.按照前述任一項權利要求所述的系統(tǒng)，其中所述主設計記錄部包括歷史音頻測試數(shù)據(jù)集的至少一部分和相關聯(lián)的優(yōu)化的音頻參數(shù)。
6.按照前述任一項權利要求所述的系統(tǒng)，包括聲分析單元，其用于根據(jù)參考數(shù)據(jù)集和音頻測試數(shù)據(jù)集來生成相關的數(shù)據(jù)集，所述音頻參數(shù)生成器配置成接受所述相關的數(shù)據(jù)集以用于生成所述優(yōu)化的音頻參數(shù)。
7.按照權利要求6所述的系統(tǒng)，其中聲分析單元包括特征提取部，其根據(jù)音頻測試數(shù)據(jù)集和/或參考數(shù)據(jù)集來得到一個或多個音頻特征，音頻特征包括在所述相關的數(shù)據(jù)集中。
8.按照權利要求6或7中任一項所述的系統(tǒng)，其中聲分析單元包括差異分析部，其根據(jù)音頻測試數(shù)據(jù)集和參考數(shù)據(jù)集來得到音頻差異數(shù)據(jù)集，音頻差異數(shù)據(jù)集包括在所述相關的數(shù)據(jù)集中。
9.按照前述任一項權利要求所述的系統(tǒng),包括手動參數(shù)建立接口，所述手動參數(shù)建立接口包括顯示器和數(shù)據(jù)輸入設備以用于與人類用戶相互配合。
10.按照權利要求9所述的系統(tǒng)，其中手動參數(shù)建立接口包括工具集，以允許人類用戶繞過音頻參數(shù)生成器而生成優(yōu)化的音頻參數(shù)。
11.一種用于優(yōu)化消費性電子設備的聲性能的調(diào)節(jié)裝置，其配置成接受一個或多個可編程音頻參數(shù)，并包括: -聲測試室，其配置成接納消費性電子設備； -一個或多個麥克風，其安置在聲測試室內(nèi)；以及 -工作臺，其與消費性電子設備和麥克風在操作上通信，并配置成傳遞一個或多個音頻測試信號到消費性電子設備、從麥克風和/或消費性電子設備接收一個或多個測得的信號、以及對音頻參數(shù)的至少一部分進行編程。
12.按照權利要求11所述的調(diào)節(jié)裝置，其中工作臺包括和/或配置成與主設計記錄部通信，主設計記錄部配置成輸出參考數(shù)據(jù)集，所述音頻參數(shù)的至少一部分取決于參考數(shù)據(jù)集。
13.按照權利要求11或12所述的調(diào)節(jié)裝置，其中工作臺配置成將一個或多個音頻測試信號、一個或多個測得的信號、和/或?qū)儆谙M性電子設備的識別信息傳送到基于云的數(shù)據(jù)中心。
14.按照權利要求11到13所述的調(diào)節(jié)裝置，其中工作臺配置成從基于云的數(shù)據(jù)中心接收一個或多個音頻增強參數(shù)并用音頻增強參數(shù)來對消費性電子設備進行編程。
15.按照權利要求11到14中任一項所述的調(diào)節(jié)裝置，其中工作臺包括這樣的軟件:其用于根據(jù)音頻測試信號和測得的信號來計算一個或多個優(yōu)化的音頻參數(shù)，以及用于將優(yōu)化的音頻參數(shù)編程到消費性電子設備上。
16.按照權利要求11到15中任一項所述的調(diào)節(jié)裝置，其中聲測試室為消聲室或半消聲室。
17.按照權利要求11到16中任一項所述的調(diào)節(jié)裝置，其包括按照權利要求1到10中任一項所述的系統(tǒng)。
18.按照權利要求11到17中任一項所述的調(diào)節(jié)裝置在制造工序中的用途。
19.按照權利要求11到18中任一項所述的調(diào)節(jié)裝置在零售環(huán)境中的用途。
20.一種用于增強消費性電子設備的音頻性能的方法，包括: -測量消費性電子設備的聲波標記圖的至少一部分； -將消費性電子設備的聲波標記圖的該部分與主設計記錄比較，以產(chǎn)生一個或多個重配置的補償參數(shù)；以及 -將重配置的補償參數(shù)編程到消費性電子設備上。
21.根據(jù)權利要求20所述的方法，包括將消費性電子設備安置到音頻測試室中。
22.根據(jù)權利要求20或21所述的方法，包括將系統(tǒng)碼連同重配置的補償參數(shù)一起編程到消費性電子設備上。
23.根據(jù)權利要求20到22中任一項所述的方法，包括從消費性電子設備獲取設備簡檔。
24.根據(jù)權利要求20到23中任一項所述的方法，包括將聲波標記圖、設備簡檔、和/或重配置的補償參數(shù)發(fā)送到基于云的數(shù)據(jù)中心。
25.根據(jù)權利要求20到24中任一項所述的方法，包括從基于云的數(shù)據(jù)中心獲得主設計記錄。
26.一種用于調(diào)節(jié)消費性電子設備的音頻性能的方法，包括: -形成用于消費性電子設備的包括參考音頻參數(shù)集和參考音頻測試數(shù)據(jù)集的主設計記錄; -將參考音頻參數(shù)集上傳到消費性電子設備； -對消費性電子設備執(zhí)行音頻測試以形成測試數(shù)據(jù)集； -比較測試數(shù)據(jù)集與參考數(shù)據(jù)集以形成新的目標聲響應； -根據(jù)參考音頻測試數(shù)據(jù)和新的目標聲響應來生成經(jīng)調(diào)節(jié)的音頻參數(shù)集；以及 -將經(jīng)調(diào)節(jié)的音頻參數(shù)集上傳到消費性電子設備。
27.按照權利要求26所述的方法，其中所述生成步驟用按照權利要求1到10中任一項所述的系統(tǒng)來完成。
28.按照權利要求26-27中任一項所述的方法，其中所述執(zhí)行步驟用按照權利要求11-17中任一項所述的調(diào)節(jié)裝置來完成。
【文檔編號】G01R31/01GK104040365SQ201380005103
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2013年1月9日 優(yōu)先權日:2012年1月9日
【發(fā)明者】佩爾·貢納斯·里斯貝里, 里卡德·謝斯塔迪烏斯, 蘭迪·托特 申請人:Actiwave公司