標(biāo)房間6303中的相應(yīng) 揚(yáng)聲器。例如，具有k= 1的輸出信號(hào)被加起來(lái)并提供到右前揚(yáng)聲器（陣列）6523,具有k =2的輸出信號(hào)被加起來(lái)并提供到左前揚(yáng)聲器（陣列）6522,具有k= 6的輸出信號(hào)被加起 來(lái)并提供到亞低音揚(yáng)聲器6524,依此類(lèi)推。
[0221] 可在任何數(shù)量的位置上建立波場(chǎng)，例如在目標(biāo)房間6601中的四個(gè)位置處的麥克 風(fēng)陣列6603-6606,如圖66所示。提供4XM的麥克風(fēng)陣列在求和模塊6602中加起來(lái)以向 減法器105提供M個(gè)信號(hào)y (n)。修改的MELMS算法不僅允許控制虛擬聲源的位置，而且允 許控制水平入射角（方位角）、垂直入射角（仰角）和在虛擬聲源和聽(tīng)者之間的距離。
[0222] 此外，場(chǎng)可被編碼到其本徵模（eigenmode)，S卩，球諧函數(shù)中，本徵模隨后被再次解 碼以提供與原始波場(chǎng)相同或至少非常相似的場(chǎng)。在解碼期間，波場(chǎng)可動(dòng)態(tài)地被修改，例如旋 轉(zhuǎn)、縮小或放大、釘住、拉伸、前后移動(dòng)等。通過(guò)將源房間中的源的波場(chǎng)編碼到其本徵模中并 在目標(biāo)房間中通過(guò)MIM0系統(tǒng)或方法對(duì)本徵模編碼，虛擬聲源可因此鑒于在目標(biāo)房間中的 其三維位置被動(dòng)態(tài)地修改。圖67描繪高達(dá)M= 4的階數(shù)的示例性本徵模。這些本徵模例 如具有圖67所示的頻率相關(guān)形狀的波場(chǎng)可通過(guò)特定組的均衡濾波器系數(shù)被模擬到某個(gè)程 度（階數(shù)）。階數(shù)基本上取決于存在于目標(biāo)房間中的聲系統(tǒng)，例如聲系統(tǒng)的上截止頻率。截 止頻率越高，階數(shù)應(yīng)越高。
[0223] 對(duì)于在目標(biāo)房間中的更遠(yuǎn)離聽(tīng)者且因此展示fUm= 400…600Hz的截止頻率的揚(yáng) 聲器，足夠的階數(shù)是M= 1，其是在三維中的前N= (M+l)2= 4球諧函數(shù)和在二維中的N= (2M+1) = 3〇
[0224]
[0225] 其中c是聲速（在20°C下343m/s)，M是本徵模的階數(shù)，N是本徵模的數(shù)量，且R是 區(qū)的聽(tīng)音表面的半徑。
[0226] 相反，當(dāng)額外的揚(yáng)聲器（例如頭枕?yè)P(yáng)聲器）布置得更接近聽(tīng)者時(shí)，階數(shù)M可根據(jù)最 大截止頻率增加到M= 2或M= 3。假設(shè)遠(yuǎn)場(chǎng)條件是占優(yōu)勢(shì)的，S卩，波場(chǎng)可分成平面波，波場(chǎng) 可通過(guò)傅立葉貝塞爾系列被描述如下：
[0227]
[0228] 其中是Ambisonic系數(shù)（第N個(gè)球諧函數(shù)的加權(quán)系數(shù)是第m階、 第n級(jí)（實(shí)部〇 = 1，虛部〇 =-1)的復(fù)球諧函數(shù)，P(i，《)是在位置￡ = (r,G, (p)處的聲 壓的頻譜，S(ju)是在頻譜域中的輸入信號(hào)，j是復(fù)數(shù)的虛單位，以及jm(kr)是第m階的第 一類(lèi)的球貝塞爾函數(shù)。
[0229] 復(fù)球諧函數(shù)少)可接著由在目標(biāo)房間中的MIM0系統(tǒng)和方法，即，由相應(yīng)的 均衡濾波器系數(shù)模擬，如在圖68中描繪的。相反，從在源房間中的波場(chǎng)的分析或房間模擬 得到Ambisonic系數(shù)圖68是應(yīng)用的流程圖，其中前N= 3個(gè)球諧函數(shù)在目標(biāo)房間中 通過(guò)MM0系統(tǒng)和方法產(chǎn)生。三個(gè)均衡濾波器矩陣6801-6803提供虛擬聲源的前三個(gè)球諧 函數(shù)（W，X和Y)用于在駕駛員的位置從輸入信號(hào)x[n]進(jìn)行近似聲再現(xiàn)。均衡濾波器矩陣 6801-6803提供三組均衡濾波器系數(shù)A(z) -W3 (z)，其中每組包括K個(gè)均衡濾波器且因此提 供K個(gè)輸出信號(hào)。濾波器矩陣的相應(yīng)輸出信號(hào)通過(guò)加法器6804-6809加起來(lái)并接著被提 供到布置在目標(biāo)房間6814中的相應(yīng)揚(yáng)聲器。例如，具有k= 1的輸出信號(hào)被加起來(lái)并提 供到右前揚(yáng)聲器（陣列）6811，具有k= 2的輸出信號(hào)被加起來(lái)并提供到左前揚(yáng)聲器（陣 列）6810,以及具有k=K的最后的輸出信號(hào)被加起來(lái)并提供到亞低音揚(yáng)聲器6812。在聽(tīng) 音位置6813處，然后產(chǎn)生一起形成一個(gè)虛擬源的期望波場(chǎng)的前三個(gè)本徵模X、Y和Z。
[0230] 可以用簡(jiǎn)單的方式進(jìn)行修改，如可從下面的例子中看到的，其中旋轉(zhuǎn)元件在解碼 時(shí)被引入：
[0231]
)，
[0232]其中爹細(xì)）是在期望方向)上旋轉(zhuǎn)球諧函數(shù)的模態(tài)加權(quán)系 數(shù)。
[0233] 參考圖69,用于測(cè)量源房間的音響效果的布置可包括麥克風(fēng)陣列6901，其中多個(gè) 麥克風(fēng)6903-6906布置在頭帶6902上。頭帶6902可由聽(tīng)者6907在源房間中時(shí)佩戴并位于 稍微在聽(tīng)者的耳朵之上。代替單個(gè)麥克風(fēng)，麥克風(fēng)陣列可用于測(cè)量源房間的音響效果。麥 克風(fēng)陣列包括布置在具有與普通聽(tīng)者的頭的直徑對(duì)應(yīng)的直徑的圓上和在對(duì)應(yīng)于普通聽(tīng)者 的耳朵的位置上的至少兩個(gè)麥克風(fēng)。麥克風(fēng)的陣列中的兩個(gè)可布置在普通聽(tīng)者的耳朵的位 置處或至少附近。
[0234] 代替聽(tīng)者的頭，也可使用具有與人的頭類(lèi)似的特性的任何人造頭或剛性球。此外， 額外的麥克風(fēng)可布置在除了在圓上以外的位置上，例如在另外的圓上或根據(jù)任何其它模式 在剛性球上。圖70描繪包括在剛性球7001上的多個(gè)麥克風(fēng)7002的麥克風(fēng)陣列，其中一些 麥克風(fēng)7002可布置在至少一個(gè)圓7003上。源7003可布置成使得它對(duì)應(yīng)于包括聽(tīng)者的耳 朵的位置的圓。
[0235] 可選地，多個(gè)麥克風(fēng)可布置在包括耳朵的位置的多個(gè)圓上，但多個(gè)麥克風(fēng)集中到 在人耳所在的地方或在人造頭或其它剛性球的情況下耳朵將處于的地方周?chē)膮^(qū)域。在圖 71中示出一種布置的例子，其中麥克風(fēng)7102布置在聽(tīng)者7101所佩戴的耳杯7103上。麥克 風(fēng)7102可布置在人耳的位置周?chē)陌肭蛏系囊?guī)則圖案中。
[0236] 用于測(cè)量源房間中的音響效果的其它可選的麥克風(fēng)布置可包括能夠直接測(cè)量 Ambisonic系數(shù)的、具有在耳朵位置處的兩個(gè)麥克風(fēng)、布置在平面位置上的麥克風(fēng)或以 (準(zhǔn)）矩形方式放置在剛性球上的麥克風(fēng)的人造頭。
[0237] 再次參考上面關(guān)于圖52-54的描述，用于提供幅值約束與如圖72所示的集成后 振鈴約束的示例性過(guò)程可包括迭代地適應(yīng)濾波器模塊的傳遞函數(shù)（7201)，在適應(yīng)時(shí)將具有 等距頻率和相等振幅的一組余弦信號(hào)輸入到濾波器模塊中（7202)，使用頻率相關(guān)開(kāi)窗函數(shù) 將濾波器模塊所輸出的信號(hào)加權(quán)（7203)，將經(jīng)濾波和開(kāi)窗的余弦信號(hào)加起來(lái)以提供和信號(hào) (7204)，以及按比例調(diào)整和信號(hào)以提供濾波器模塊的更新的脈沖響應(yīng)用于控制K個(gè)均衡濾 波器模塊的傳遞函數(shù)（7205)。
[0238] 應(yīng)注意，在上面描述的系統(tǒng)和方法中，濾波器模塊和濾波器控制模塊都可在車(chē)輛 中實(shí)現(xiàn)，但可選地，只有濾波器模塊可在車(chē)輛中實(shí)現(xiàn)，且濾波器控制模塊可在車(chē)輛外部。作 為另一可選方案，濾波器模塊和濾波器控制模塊可在車(chē)輛外部例如在計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)，且濾 波器模塊的濾波器系數(shù)可被復(fù)制到布置在車(chē)輛中的陰影濾波器中。此外，自適應(yīng)可以是一 次過(guò)程或連續(xù)過(guò)程，視情況而定。
[0239] 雖然描述了本發(fā)明的各種實(shí)施方案，但是對(duì)本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)明顯，多 得多的實(shí)施方案和實(shí)現(xiàn)在本發(fā)明的范圍內(nèi)是可能的。因此，本發(fā)明不被限制，除了根據(jù)所附 權(quán)利要求及其等效形式以外。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種系統(tǒng)，其包括： K彡1個(gè)輸出路徑； M彡1個(gè)誤差輸入路徑； Q彡1個(gè)源輸入路徑； K個(gè)濾波器模塊，其布置在所述K個(gè)輸出路徑上游和所述Q個(gè)源輸入路徑下游的信號(hào)路 徑中，并且具有可控傳遞函數(shù)，以及 K個(gè)濾波器控制模塊，其布置在所述K個(gè)誤差輸入路徑下游和所述Q個(gè)源輸入路徑下游 的信號(hào)路徑中，并且被配置成基于所述M個(gè)誤差輸入路徑上的誤差信號(hào)和所述Q個(gè)源輸入 路徑上的源輸入信號(hào)根據(jù)自適應(yīng)控制算法控制所述K個(gè)濾波器模塊的所述傳遞函數(shù)，其中 所述系統(tǒng)還包括至少一個(gè)揚(yáng)聲器-房間-麥克風(fēng)約束。2. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)揚(yáng)聲器-房間-麥克風(fēng)約束為下述約 束中的至少一者： 頻率約束，其被配置成補(bǔ)償揚(yáng)聲器-房間-麥克風(fēng)系統(tǒng)的揚(yáng)聲器之間的聲行為差異，以 及 空間約束，其被配置成根據(jù)所述揚(yáng)聲器-房間-麥克風(fēng)系統(tǒng)中麥克風(fēng)的位置來(lái)對(duì)所述 誤差輸入路徑上的所述誤差信號(hào)進(jìn)行加權(quán)。3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述自適應(yīng)控制算法被配置成提供所述空間約束。4.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其還包括被配置成提供所述空間約束的空間濾波器模 塊，其中 所述空間濾波器模塊布置在所述M個(gè)誤差輸入路徑中，以及 所述空間濾波器模塊具有傳遞函數(shù)，所述傳遞函數(shù)被配置成根據(jù)所述揚(yáng)聲器-房 間-麥克風(fēng)系統(tǒng)中所述麥克風(fēng)的所述位置來(lái)對(duì)所述K個(gè)誤差輸入路徑上的所述誤差信號(hào)進(jìn) 行加權(quán)。5.如權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述自適應(yīng)控制算法被配置成提供所 述頻率約束。6. 如權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其還包括被配置成提供所述頻率約束的K 個(gè)頻率濾波器模塊，其中 所述K個(gè)頻率濾波器模塊布置在所述K個(gè)輸出路徑上游和所述Q個(gè)源輸入信號(hào)路徑下 游的所述信號(hào)路徑中，以及 所述K個(gè)頻率濾波器模塊具有傳遞函數(shù)，所述傳遞函數(shù)被配置成補(bǔ)償所述揚(yáng)聲器-房 間-麥克風(fēng)系統(tǒng)的所述揚(yáng)聲器之間的所述聲行為差異。7.如權(quán)利要求5或6所述的系統(tǒng)，其中所述頻率約束被配置成提供分頻濾波。8. -種方法，其包括： 使用在K多1個(gè)輸出路徑上游和Q多1個(gè)源輸入路徑下游的信號(hào)路徑中的可控傳遞函 數(shù)進(jìn)行濾波，以及 基于M多1個(gè)誤差輸入路徑上的誤差信號(hào)和所述Q個(gè)源輸入路徑上的源輸入信號(hào)根據(jù) 自適應(yīng)控制算法使用所述可控傳遞函數(shù)的濾波器控制信號(hào)進(jìn)行控制，其中 所述方法還包括至少一個(gè)揚(yáng)聲器-房間-麥克風(fēng)約束。9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述至少一個(gè)揚(yáng)聲器-房間-麥克風(fēng)約束為下述約 束中的至少一者： 頻率約束，其被配置成補(bǔ)償揚(yáng)聲器-房間-麥克風(fēng)系統(tǒng)的揚(yáng)聲器之間的聲行為差異，以 及 空間約束，其被配置成根據(jù)所述揚(yáng)聲器-房間-麥克風(fēng)系統(tǒng)中麥克風(fēng)的位置來(lái)對(duì)所述 K個(gè)誤差輸入路徑上的所述誤差信號(hào)進(jìn)行加權(quán)。10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述自適應(yīng)控制算法被配置成提供所述空間約束。11. 如權(quán)利要求9所述的方法，其還包括被配置成提供所述空間約束的空間濾波，其中 在所述K個(gè)輸出路徑上游和所述Q個(gè)源輸入信號(hào)路徑下游的所述信號(hào)路徑中應(yīng)用空間 濾波，以及 利用傳遞函數(shù)來(lái)執(zhí)行空間濾波，所述傳遞函數(shù)被配置成根據(jù)所述揚(yáng)聲器-房間-麥克 風(fēng)系統(tǒng)中所述麥克風(fēng)的所述位置來(lái)對(duì)所述誤差信號(hào)進(jìn)行加權(quán)。12. 如權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述自適應(yīng)控制算法被配置成提供 所述頻率約束。13. 如權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的方法，其還包括被配置成提供所述頻率約束的 頻率濾波，其中 在所述K個(gè)輸出路徑上游和所述Q個(gè)輸入信號(hào)路徑下游的所述信號(hào)路徑中應(yīng)用頻率濾 波，以及 利用傳遞函數(shù)來(lái)執(zhí)行頻率濾波，所述傳遞函數(shù)被配置成補(bǔ)償所述揚(yáng)聲器-房間-麥克 風(fēng)系統(tǒng)的所述揚(yáng)聲器之間的所述聲行為差異。14. 如權(quán)利要求12或13所述的方法，其中所述頻率約束被配置成提供分頻濾波。15. -種被配置成使處理器來(lái)執(zhí)行如權(quán)利要求8至14中任一項(xiàng)所述的方法的計(jì)算機(jī)程 序廣品。
【專(zhuān)利摘要】本申請(qǐng)涉及一種系統(tǒng)和方法，包括：使用在K≥1個(gè)輸出路徑上游和Q≥1個(gè)源輸入路徑下游的信號(hào)路徑中的可控傳遞函數(shù)進(jìn)行濾波；以及，基于M≥1個(gè)誤差輸入路徑上的誤差信號(hào)和所述Q個(gè)源輸入路徑上的源輸入信號(hào)根據(jù)自適應(yīng)控制算法利用所述可控傳遞函數(shù)的濾波器控制信號(hào)進(jìn)行控制。所述系統(tǒng)和方法還包括至少一個(gè)揚(yáng)聲器-房間-麥克風(fēng)約束。
【IPC分類(lèi)】H03H21/00, H04R19/00
【公開(kāi)號(hào)】CN104980857
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510162005
【發(fā)明人】M.克里斯托夫
【申請(qǐng)人】哈曼貝克自動(dòng)系統(tǒng)股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年10月14日
【申請(qǐng)日】2015年4月7日
【公告號(hào)】EP2930955A1, US20150287400