CN101052242A - 均衡音响系统的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种将音响系统调节到目标声音的方法，其中音响系统具有至少两组扬声器，电的声音信号被提供给两组扬声器，以被转换成声学的声音信号，所述方法包括以下步骤：给每组顺序提供相应电的声音信号；为每组扬声器顺序评估声学的声音信号与目标声音的偏差；并且通过均衡提供到所述扬声器组的相应的电的声音信号，而将至少两组扬声器调节到与目标声音偏差最小。

Description

均衡音响系统的方法

技术领域

本发明涉及对音响系统进行自动化均衡的方法。

背景技术

过去，通常手动进行诸如机动车辆的专用系统的声音优化。尽管过去已经对该手动处理的自动化进行了大量的努力，然而这些方法，例如Cooper/Bauk方法，在实践中已经显现出弱点。在小的高反射区域中，诸如汽车内部，通常对音响效果没有改善。在大多数情况下，结果可能更差。

到目前为止，大量的努力投入于对这些不足进行分析和校正。对在不同收听位置共同出现的声音极点(acoustic pole)和声音零点(acoustic null)进行均衡的方法(CAP方法)值得注意，或者是那些在区域中的大量传感器的帮助下，试图采用例如MELMS(多误差最小均方(Multiple Error Least Mean Square))算法实现均衡的方法。诸如根据John N.Mourjopoulos的复杂平滑的空间滤波器或平滑方法，或其它质心方法对在不良声音环境中实现良好的音响效果仅产生有限程度的帮助。然而，事实是通过专业声学家的工作，已经证明即使采用简单的手段也可能实现良好的声音效果。

实际上，已经存在在虚拟的任何区域中的允许对任何声音进行建模的一种方法。然而，波场合成需要诸如计算能力、存储器、扬声器、放大信道等的非常广泛的资源。从而由于成本和可行性的原因，该技术当前不适于机动车辆的应用。

发明内容

本发明的目的是提供用于对例如在机动车辆的乘客车厢中的音响系统进行均衡的自动化方法，其替代先前使用的通过有经验的声学家进行手动均衡的复杂处理，并且可靠地提供在车辆内部中的预定座位位置再现声音信号的等级和相位的频率响应，其最精确地匹配预定目标函数的分布。所述音响系统包括至少两组扬声器，其中被供应给扬声器的电的声音信号被转换成声学的声音信号。

根据本发明，用于将这样的音响系统自动调节到目标声音的方法包括以下步骤：为每组独立地提供相应的电的声音信号；为每组扬声器在至少一个收听位置独立评估声学的声音信号与目标声音的偏差；并且通过对提供到所述扬声器组的相应电的声音信号进行均衡，来将至少两组扬声器调节到与目标声音偏差最小，其中评估步骤包括在收听位置从某组扬声器接收声学的声音信号，其中从利用位置特定因子加权的在至少一个收听位置的评估来得出在全部收听位置上的总评估，并且其中每个位置特定因子包括幅度特定因子和相位特定因子。

从而，公开了用于对例如机动车辆中的音响系统的全部单扬声器的传递函数的幅值和相位进行均衡的自动的，例如迭代的方法，其确定用于均衡的全部必要参数，而无需任何手动操作，并且由此例如提供了数字信号处理系统中的适当的滤波。

从音响系统的传递函数与预定目标函数完全自动匹配产生了本发明的优势效果，在这种情况下音响系统中使用的扬声器的数量和频率范围可以是可变的。

如果通过对形成音响系统中的立体声对的一对扬声器的每个单扬声器独立地进行考虑，并且通过关于均衡其传递函数来优化每个单扬声器，而使自动算法处理预定目标函数，则可实现进一步的优势。

如果不仅通过自动算法执行音响系统中的扬声器的均衡，而且还在数字信号处理系统中对音响系统中的全部扬声器的交叠滤波器(crossover filter)进行建模和实现，则可获得更进一步的优势。

如果自动算法不仅对一个座位位置，例如驾驶员的座位位置的均衡进行最优化，而且采用可选择的加权允许在均衡处理中包括机动车辆中的全部座位位置，从而包括收听位置，则可类似地实现更进一步的优势。

附图说明

参照附图和说明书可以更好地理解本发明。图中的组件无需按比例，而是重点放在对本发明的原理的描述。此外，在图中，类似的附图标记指示相关的部件。在附图中：

图1示出Blauert方向-确定带；

图2示出平坦声场的等音量曲线；

图3示出宽带扬声器的传递函数，以及用于自动寻找交叉频率的方法；

图4示出低音扬声器对或者扬声器的单辅低音扬声器(sub-woofer)的传递函数和等级函数(level function)，以及用于自动寻找交叉频率的方法；

图5示出同时使用低音扬声器对时，用于自动寻找辅低音扬声器的交叉频率的方法的传递函数和等级函数；

图6示出在包括和不包括辅低音扬声器情况下，执行预均衡后，全部扬声器的幅值频率响应，以及包括交叠滤波器的音响系统的得到的整体幅值频率响应；

图7示出在对整体幅值频率响应进行均衡之前和之后，音响系统的整体幅值频率响应；

图8示出机动车辆中的测量设置，用于确定单声道信号和立体声信号的双耳传递函数；

图9示出用于不同位置的测量的频谱加权函数；

图10示出在频率上在四个收听位置的较低频率范围的声压等级；

图11示出车辆内部中驻波的声压分布；

图12示出与基准信道相关的在特定频率的一个信道的相移；

图13示出没有相位限制的相位均衡函数的三维示图；

图14示出关于图13的实例中的基准信号的某个位置的均衡相位频率响应；

图15示出具有相位限制的相位均衡函数的三维示图；

图16示出关于图15的实例中的基准信号的某个位置的均衡相位频率响应；

图17示出关于基准信号的某个位置的建模的均衡相位频率响应；

图18示出在相位均衡前，在不同位置的全部扬声器的总和的传递函数；

图19示出在相位均衡后，在不同位置的全部扬声器的总和的传递函数；

图20示出在相位均衡和相移限制后，在不同位置的全部扬声器的总和的传递函数；

图21示出在相位均衡和相移限制后，在不同位置的全部扬声器的总和的传递函数；

图22示出在相位均衡后，在不同位置的全部扬声器的总和传递函数；

图23示出用于低音管理的全局幅度均衡函数；

图24示出在相位和全局幅度均衡后，在不同位置的全部扬声器的总和的传递函数；

图25示出用于执行根据本发明的方法的系统的信号流示图。

具体实施方式

下文中的实例描述了用于创建根据本发明的例如对均衡滤波器进行自动调整的算法的步骤和研究，该算法在下文中也称为AutoEQ。研究了两个步骤以及顺序法(sequential method)和考虑测量的等级分布和预定的目标函数之间的最大间隔的方法，他们将在下文中详细公开。获得的结果用于导出方法，该方法用于进行自动均衡，也就是说，没有对涉及的参数进行任何手动的影响。这种情况下考虑的包括声音的人类感知的心理声学(psycho-acoustic)参数的主要音调敏感性是定位能力、音调和布局(staging)。

这种情况下，定位能力，其也被称为定位，指示了例如由立体声信号的叠加产生的听觉事件的感知位置。音调由时间配置、声音的协调以及背景噪声与存在的有用信号(例如，立体声信号)的比率而产生。布局用于指复杂的听觉事件的原始点的感知效果，复杂的听觉事件由单个的听觉事件组成，诸如由管弦乐队产生的复杂的听觉事件，这种情况下，单个的听觉事件，例如乐器，总是具有它们自身的定位能力。

在原理上，由立体声音频信号产生的幻象声源(phantom soundsource)的定位能力取决于多个参数，到达声音信号的延迟时间差、到达声音信号的等级差、右耳和左耳之间的到达声音的耳间等级差(耳间强度差IID)、右耳和左耳之间的到达声音的耳间延迟时间差(耳间时间差ITD)、头部相关传递函数HRTF，并取决于等级已经提升的特定频带，并具有根据前、上和向后的空间方向定位，这些方向定位单独地取决于这些频带中的声音的等级，而同时在后一种情况中，声音信号中没有任何延迟时间差或等级差。

空间听觉感知的主要参数是耳间时间差ITD、耳间强度差IID和头部相关传递函数HRTF。响应从侧面到达的声音信号，右耳与左耳之间的延迟时间差产生的ITD可假定为达到0.7毫秒的量级。如果声音的速度是343m/s，则这对应于在声学信号的路程长度中的大约24厘米的差，从而这对应于人类听众的解剖特征。在这种情况下，听觉对第一波阵面(wavefront)的到达规律的心理声学效果进行评估。同时，明显的是对于侧面到达头部的声音信号，由于声音衰减，施加到空间上较远的耳朵的声压较小(IID)。

同样已知人耳的外耳的形状表示接受的音频信号进入听觉系统的传递函数。外耳从而具有对于给定声音信号入射角的特征频率响应和相位响应。该特征传递函数对进入听觉系统的声音进行卷积，并大大地改善了空间听觉能力。另外，到达人耳的声音还通过另外的影响而改变。这些改变由耳朵的环境造成，即人体的解剖构造。

到达人耳的声音在到达耳朵的路径上已经不仅通过普通的空间声学，还通过头部遮蔽或肩膀或人体的反射而发生了改变。考虑全部这些影响的特征传递函数在这种情况下称为头部相关传递函数(HRTF)，并描述了声音传递的频率依赖关系。从而HRTF描述了听觉系统用于对声学声源的定位和感知的物理特性。在这种情况下，还与入射声音的水平和竖直角度相关。

在立体声呈现的最简单实施例中，经由两个物理分开的扬声器提供相关的信号，形成这两个扬声器之间的所谓的幻象声源。因为不同的扬声器产生的两个或多个声音信号的叠加和相加使得在不存在扬声器的位置上感知到听觉事件，所以使用了幻象声源的表达。当两个相同等级的相关的信号以立体声的设置，由两个扬声器再现时，声源(幻象声源)如同位于扬声器的基点，即中点。这在原理上可同样应用到经由使用大量扬声器的音响系统的音频信号的呈现，这在现今的家庭立体声系统和机动车辆应用中普遍使用。

两个扬声器信号之间的延迟时间和/或等级差会引起幻象声源在扬声器之间移动。取决于信号，需要在15和20dB之间的等级差和在0.7和1ms之间，最大2ms的延迟时间差来将幻象声源移动到一侧的尽头。

车辆中对于扬声器配置的不对称座位位置(驾驶员、前座乘客、前后排或后排座位)导致对于单个听众的位置，到达的声音相位不同且延迟时间不同。这主要改变了空间敏感性，尽管音调和定位也受到不利的影响。布局在听众面前沿两侧不相等地传播。尽管可能关于单个听众位置进行延迟时间校正，因为这会自动产生对单个位置的特定匹配，而对机动车辆中剩余位置有不利影响，所以不是理想的。

如上所述，在声音信号之间同时没有任何延迟时间差或等级差的情况下(例如，从前方到达的单声道信号)，空间方向定位也取决于特定频带中声音的等级。通过实例的方式，这种情况下已经进行的研究表明，对于1kHz和大于10kHz的中频(窄带测试信号)，测试的目标是对在他们后面提供的信号进行定位，同时具有8kHz的中频的相同的声音事件被定位成在上方。如果信号包含大约400Hz或4kHz的频率，则这增强了声音从前面来，从而信号存在于前面的印象。图1中所示的这些不同频率范围被称为Blauert方向确定带(参见Jens Blauert，Rumliches Hren，[Spatial Listening]S.Hirzel Verlag，Stuttgart，1974)，并且这些不同频带对复杂声音信号的空间定位的影响的知识，对滤波或均衡复杂声音信号以产生期望的听觉灵敏度非常有用，因为可通过实施例的方式，预先确定与其有关的滤波和均衡将会实现最大可能的预期效果的这些频带。

在下文中，已经就定位能力、音调和布局，对诸如不同频率范围的等级、扬声器和扬声器组之间的等级差、到达左耳和右耳的信号之间的相位差的多种参数的影响进行了研究，以便为了随后使用获得的知识，得到例如机动车辆中的音响系统的自动均衡的方法。

在研究过程中，发现仅通过影响到达声音信号的相位角而没有均衡幅度，可基本上实现稳定的音调属性和良好的定位(定位能力)的产生。在这种情况下，考虑上述的Blauert方向确定带，并考虑音响系统中的单扬声器组而执行匹配处理。根据本发明，这种情况下的步骤与通过声学家进行的优化听觉环境的调整的已知步骤类似。该步骤特征在于相互关联的扬声器的组被依次处理，用于确定它们对期望的要求的频率响应的贡献(顺序法)。

要求的频率响应在听觉试验过程中确定，要求的频率响应在这种情况下用作为基准并在下文中也被称为在频率上的等级和相位分布的目标函数。在这种情况下，在实验室条件(低回声房间)下模拟具有全部的单扬声器的音响系统，作为例如在机动车辆的乘客车厢中产生声音的情况。在这种情况下，重要的一组试验主题提供了多种声音信号，这些声音信号包括不同类型的音乐，诸如古典、摇滚、流行音乐等。试验目标是再现它们的主观听觉印象(音调、定位能力、临场感(presence)、布局等)，用于音响系统的参数的不同设置，诸如扬声器的交叠滤波器的截止频率、各种频谱范围和从而扬声器组(低音扬声器、中音扬声器、高音扬声器)中的等级分布，或者声音信号到达测试目标位置的相位角。这导致理想化的目标函数被确定，该目标函数用作机动车辆中对音响系统进行均衡的基准，并且是实际环境条件下的音响系统要尽可能精确实现的结果。在这种情况下，应注意现在复杂音响系统允许创建具有希望的单个特征的听觉环境，从而，例如可由经过训练的听音员将听觉环境与音响系统的特定产品和/或例如扬声器相关联。

以上进一步描述的和已经描述的用于对音响系统进行均衡，以在这种情况下通过实例的方式实现优化听觉环境的扬声器组，包括辅低音扬声器、低音扬声器、后、侧面、前面和中央的组，并且这些扬声器组的相位，例如左前和右前通过均衡处理进行匹配，从而来自各扬声器组的信号尽可能以同样的相位到达左耳和右耳，因而可能实现最佳定位能力效果。

通常，一旦已经匹配单个、独立扬声器组的相位，就开始音调的调整处理。为此，首先将单扬声器组关于与总和目标函数对应的等级分别进行均衡。这引起全部的中-高调扬声器对的声音类似。单扬声器组和/或单频谱范围中的过度的等级会降低所谓的悦耳点(sweet spot)，即在所述的参数方面，听觉体验最佳的空间区域，因为定位是固定在对当时再现信号实际上产生最高等级的那个扬声器组。

一旦已经执行单扬声器对的均衡处理，这些单组的等级然后相互匹配。通过将单宽带扬声器组的最大测量声音等级改变成普通的等级值，而以简单方式实现这一点。这可通过降低特定扬声器组的等级，增加特定扬声器组的等级，或通过这些技术的结合而实现。在每种情况下，要小心地确保没有一个扬声器组由于提高等级被过度驱动，而产生不希望的效果，诸如非线性失真，同时等级的过度降低使得不能再确保与该扬声器组相关的全部频率分量的充分传送。

低音信道在前面的均衡处理中同样被前置补偿，在这种情况下用于匹配低音信道的等级使用有些改变的方法，以便通过将中音范围的全部扬声器组的总和函数与目标函数相关而确定成精确值。在宽带的情况下，低音信道的等级在匹配处理过程中不同地来处理。

在进一步的方法步骤中，在各扬声器组的频率范围上进行平均的该扬声器组的等级也可用作单扬声器组必须相互匹配的程度的量度，即，必须更改到普通，中等等级值。在这种情况下，如上所述，要注意确保该匹配处理不会产生不希望的效果，诸如单扬声器组的过高或过低的声音等级。

此外，可在匹配处理前使用所谓的A-评估等级来对声音等级进行评估。如图2中所示，人耳的灵敏度取决于频率。非常低的频率和非常高的频率的音调在这种情况下被感觉为比中间频率音调更安静。

这里上下文中使用的音量和响度的表达涉及相同的敏感度变量，并仅在它们的单位上不同。它们考虑了人耳的频率相关的敏感度。心理声学可变响度表示处于特定等级，具有特定频谱成分和特定持续时间的声音事件被主观地感知为有多响亮。当感知到两倍响亮的声音时，响度加倍，从而允许关于感知的音量的不同声音事件的比较。这种情况下，响度的评估和测量的单位是宋(sone)。宋被定义为40方(phon)的声音事件的感知音量，即，在频率1kHz，声压等级40dB的正弦音调被感知为相同响亮的声音事件的感知音量。

在中和高音量等级，音量增加10方引起响度加倍。在低音量级别，即使较小的音量增加也会引起感知响度的加倍。这种情况下，人们感知的音量取决于声压等级、频谱和声音在时间上的特性，并同样用于屏蔽效果的建模。通过实施例的方式，根据DIN 45631和ISO 532 B同样存在对响度测量的标准测量方法。

图2示出了等音量曲线。在这种情况下，频率被绘制为对数横坐标，并且提供的窄带声音的等级L沿纵坐标绘制。对于单位是方的多种等级音量L_N，相关的响度N的单位是宋，可以看到具有相同声压等级L的音调或噪声在低和高频率时被感知为比中间频率时更安静。图2的图取自E.Zwicker and R.Feldtkeller，Das Ohr alsNachrichtenempfnger[The ear as an information receiver]，S.HirzelVerlag，Stuttgart，1967。

根据本发明，通过在多个扬声器组的匹配前，对声音中包含的频率进行如上所述的A-评估，而考虑音量敏感度的频率相关性的知识。A-评估是测量的声音等级的频率相关校正，通过这个来模拟人耳的生理听觉能力，通过该评估得出的等级值以dB(A)为单位来陈述。如通常所知，通过A-评估，高和低等级下降，而中间等级(稍微)上升。

然而，通过将频率范围再分成子组，而不使用提供的频带的相对粗糙的再划分，获得了显著不同的匹配处理，如同通过单扬声器组被初始执行。这防止了扬声器组中紧密地有界频率范围中的任何等级的波峰，该波峰会引起该扬声器组表达的全部频率范围的相应降低。这种情况下，该再划分可例如在三分之几的部分(fractions of thirds)中，或者在朝向人类听觉的特征的范围中进行。下文中将对该再划分进行更详细说明。

因为单个、均衡的频率范围或扬声器组的等级分布的相加不是必须与期望的要求的频率响应相对应，所以在进一步的处理步骤中对从单个、均衡范围或扬声器组的相加而获得的总和函数本身进行均衡。根据本发明，这种情况的步骤再次类似于声学家对优化听觉环境的调节，即，扬声器组的顺序处理的已知步骤。

在该处理过程中，对总和等级的分布具有最大影响的组首先被改变，从而该分布结果尽可能接近要求的频率响应。在先前定义的限制内，执行对扬声器组的具有最大影响的改变，该限制再次确保没有扬声器组由于等级提高而被过度驱动，过度驱动可能引起不希望的结果，诸如非线性失真，同时过分降低等级可能意味着不能再确保与该扬声器组相关的全部频率分量的充分传送。

如果这种情况下，在考虑的频率范围内，采用对总和等级中的变化贡献最大的扬声器组没有实现尽量精确近似要求的频率响应的分布的目标，则改变对改变总和等级的贡献次最大的组。根据本发明，该步骤继续，直到充分近似所要求的频率响应，或达到预先定义的在相应组中允许的等级变化的预定限度。

进行的研究同样显示，可通过组的处理顺序的改变而影响布局和空间灵敏度，当多个扬声器组的音量彼此相关改变时具体地获得预期的良好布局。如果，通过实施例的方式，为了给前座乘客感知的布局还在前面的听觉印象，后和/或侧面扬声器将必须降低，并且/或者前扬声器或中央扬声器将必须提高它们的等级。

如果，相反地，布局的感知位置初始很远地向上或向下，或者如果很远地向前或向后，可实现该预期效果，即，通过在Blauert方向确定带的区域中进行适当程度地等级改变(见图1)，而将布局的感知位置优化成期望的。然而明显地，即使在Blauert方向确定带中进行中等等级改变的情况下，或者如果将单扬声器组提升或降低，以对布局进行优化，可能引起已经与要求的频率响应相匹配的总和等级的随后改变，从而可能导致从要求的频率响应的更新的可能不期望的偏离。

为了阻止不期望的效果，已经与要求的频率响应匹配的总和等级由于布局的优化引起的随后改变尽可能小，根据本发明，以特定方式预先定义随后的处理。在这种情况下，根据本发明的步骤包括，将用于调整均衡的单扬声器组的处理顺序预先定义，使得根据经验确保从已经实现要求的频率响应的近似的偏差最小化。

通过实施例的方式，如果希望将布局的感知位置进一步向前移动，这通常是频繁出现的情况，则建议以下文的扬声器组的顺序执行均衡：辅低音扬声器、低音扬声器、后面、侧面、中央和前面。这种情况下可基于关于当前的声学环境的情况和特定声学配置的偏好的情况而定义该固定的预定顺序的变化。例如凭经验，这种情况下可对顺序中的后面和侧面，以及中央和前面的扬声器进行互换，而同样在这种情况下还产生期望的布局，不过允许声学环境的整体印象的变化。这允许在步骤本身期间，通过对扬声器组的处理顺序的巧妙选择和预先定义而实现良好的布局，而没有过度地改变已经与要求的频率响应匹配的总和等级。

通常，目标是对于机动车辆内的声学呈现，执行尽可能位置独立的均衡处理。这意味着均衡处理的目标不只是产生悦耳点，而且也应覆盖优化呈现的区域，覆盖尽可能大的空间区域，同时在驾驶员和前座乘客以及后排座位的相应位置提供尽可能大的优化呈现的空间区域。如果一个人观察声学家进行的在机动车辆中对乘客车厢的音响系统的测量和均衡中具有相同目标的手动工作，则显然这些声学家将用于均衡每个扬声器组的滤波器设置成左/右平衡。这是可以理解的，因为音响系统本身的扬声器的设置，以及机动车辆的乘客车厢内部，除了方向盘和仪表盘，通常都设计成严格的左/右对称。在本发明的方法中也采用该步骤，用于根据本发明的自动均衡。

为了通过记录调节的音响系统的脉冲响应而确定各均衡处理实现的结果，在研究过程中，在驾驶员、前座乘客、左后和右后的四个座位位置，引入两个没有任何分隔盘的并分开150mm的B&K(Brüel &Kjaer，Denmark)1/2”的麦克风，其对应于音响系统中的传递函数的研究的普通测量方法。

优化通过音响系统的声学呈现的另一方面是交叠滤波器的设置，对于单扬声器，交叠滤波器也称为频率滤波器。原理上，在整个音响系统中执行任何均衡处理之前作为第一步骤必须调节这些交叠滤波器。在执行研究的过程中发现在这种情况下开发采用可接受的计算复杂度来对交叠滤波器进行自动调节的适用的算法是相对复杂的，从而在进一步的研究过程中没有对这些交叠滤波器进行自动调节，最初，对它们进行手动调节(下文中将描述对交叠滤波器进行自动调节的方法)。如果已知扬声器的物理数据及其安装状态，如这里的情况，则可快速且有效地进行如这样的手动调节。FIR滤波器(有限脉冲响应滤波器)或IIR滤波器(无限脉冲响应滤波器)也可以用作用于交叠滤波器的实施例。

FIR滤波器的特征在于它们具有在传输范围内的非常线性的频率响应、非常高的截止衰减、线性相位和不变的组延迟时间，具有有限脉冲响应并在离散时间步骤中操作，其通常由模拟信号的采样频率来管理。N阶FIR滤波器在这种情况下通过以下的差分公式来描述：

$y\left(n\right)=b_0*x\left(n\right)+b_1*x(n-1)+b_2*x(n-2)+...+b_N*x(n-N)=\underset{i=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{bi}*x[n-i]$

其中y(n)是时间n的初始值，采用N个最近采样的输入值x(n-N)至x(n)，以滤波器系数b_i为加权的总和而计算得到。这种情况下，可通过定义滤波器系数b_i而实现期望的传递函数以及由此的信号滤波。

与FIR滤波器相反，IIR滤波器在计算中也使用已经计算的初始值(递归滤波器)，并且它们的特征在于它们具有无限脉冲响应，没有初始的振荡，没有等级丢失以及非常高的截止衰减。与FIR滤波器比较的缺点在于IIR滤波器没有线性相位响应，在声学应用中对这点通常期望较高。因为在这种情况下在有限的时间后，IIR滤波器的计算值变得非常小，实际应用中，经过有限次数的采样值n后可终止计算，并且计算能力复杂度大大低于FIR滤波器的要求。IIR滤波器的计算规则是：

$y\left(n\right)=\underset{i=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{b}_i*x(n-1)-\underset{i=0}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{a}_i*y(n-i)$

其中y(n)是时间n的初始值，并且采用采样输入值x(n)，以滤波器系数b_i为加权的总和，加上初始值y(n)以滤波器系数a_i为加权的总和而计算得到。这种情况下，通过定义滤波器系数a_i和b_i再次实现期望的传递函数。

与FIR滤波器相反，IIR滤波器在这种情况下可能不稳定，然而对于相同的执行复杂度具有更高的选择性。在实践中，考虑与之关联的计算复杂度，来选择能最好地满足要求的条件的滤波器。

在这种情况下，从而优选地使用IIR形式的交叠滤波器。使用FIR滤波器的优势在于FIR滤波器在这种情况下的相位线性分布，而不会由于要求低滤波器截止频率，在使用中产生不希望的高等级的计算复杂度。从而在下文中将IIR滤波器用作交叠滤波器的基础，这种情况下在执行根据本发明(AutoEQ)的自动均衡处理前对这些交叠滤波器进行调节，首先将它们的参数传递到随后的AutoEQ算法，从而在用于相位匹配的对滤波器进行均衡的计算中，考虑这些IIR滤波器引起的传输的信号中的相位失真，如上进一步的描述，为了定位能力，如果需要的话可进行适当地补偿。

在开始自动均衡处理前，应同样设置单扬声器组的信道增益。这可手动或自动完成。下文中通过实施例的方式，描述了一个优选实施例中自动匹配的逐步过程：

1.自动将全部宽带扬声器组的频率响应的幅值的最大值匹配到最高值，从而更安静的扬声器组到最安静的扬声器组被提高到最响的扬声器对的频率响应的幅值的最大值。

2.自动将宽带扬声器组的平均等级匹配到目标函数，宽带扬声器组已经预先自动且单独地被均衡。

3.构造其等级已经同时匹配的宽带扬声器的频率响应的幅值的总和。

4.将低音扬声器的信号增益设置到最大值，或设置到宽带扬声器的频率响应的幅值总和的平均等级。

5.构造包括低音扬声器的宽带扬声器的频率响应的新幅值总和。

6.将辅低音扬声器的信道增益设置成新的最大值，或设置成包括来自5的低音扬声器的宽带扬声器的频率响应的新幅值总和的平均等级。

此外，也可在采用A-评估等级匹配之前，为上述方法步骤1至6对等级的最大值和/或等级的平均值随意地进行评估。如上文进一步描述，A-评估表示对测量的声音等级的频率相关校正，其模拟人耳的生理听觉能力。

与使用交叠滤波器相反，在滤波器的实现中使用了上文中已经进一步描述其优势的FIR滤波器，用于音响系统放大器中的自动均衡(AutoEQ算法)。因为，取决于实施例，并且具体地在它们具有宽的带宽时，这些FIR滤波器可导致对在其上进行计算的数字信号处理器的计算能力的严格要求，在这种情况下再次使用了人耳的心理声学特性。根据本发明，通过FIR滤波器经由滤波器组来进行滤波而实现这一点，滤波器的带宽随着频率增加以对应于人耳的频率相关的集成特性的方式而增加。

这种情况下对心理声学听觉敏感性的建模是基于人耳，特别是内耳的基础特征。人类内耳结合了所谓的颞骨岩部，并被不可压缩的淋巴液充满。在这种情况下，内耳处于具有大约旋转2.5周的螺旋(耳蜗)的形式。耳蜗依次包括平行走向的通道，具有通过基底板(basilarlamina)分离的上下通道。具有听觉感应单元的皮层器官位于该板上。当基底板通过声音刺激而引起振动时，在该处理过程中形成所谓的行波，即，没有振动腹点或节点。这产生支配听觉处理的效果，所谓的基底板上的频率/定位传送，其用于说明心理声学的隐蔽效果和听觉的发音频率选择性。

这种情况下，人类听觉包括处于受限的频率范围的不同的声源刺激物。这些频带被称为临界频率组(critical frequency band)，或另外称为临界带宽CB。频率组宽度具有其基础，事实是人耳根据这些声音产生的生理声学听觉敏感度对在特定频率范围内出现的声音进行组合，以形成普通的听觉敏感度。这种情况下处于一个频率组中的声音事件与在不同的频率组中出现的声音产生不同的影响。例如，处于一个频率组中的相同等级处的两个音调比它们处于不同频率组时感觉起来更安静。

因为当能量等级相同，并且掩蔽物(masker)落入测试音调的频率作为其中频的频带中时，掩蔽物中的测试音调是可以听到的，所以可能确定频率组的期望带宽。在低频处，频率组具有100Hz的带宽。在高于500Hz的频率处，频率组具有对应于各频率组的中频的大约20％的带宽(Zwicker，E.；Fastl，H.Psycho-acoustics-Facts and Models，2nd edition，Springer-Verlag，Berlin/Heidelberg/New York，1999)。

如果全部临界频率组在整个听觉范围上设置成行，则这产生以巴克(Bark)为单位的听觉定向非线性频率标度，这对于音调来说是优选的。这表示频率坐标的失真比例，从而频率组在每点具有精确的1巴克的相同宽度。频率和音调之间的非线性关系发源于基底板上的频率/位置变换。Zwicker(Zwicker，E.；Fastl，H.Psycho-acoustics-Facts andModels，2nd edition，Springer-Verlag，Berlin/Heidelberg/New York 1999)已经以表格形式基于监视阈值和响度研究说明了音调功能。可见，实际上可将24个频率组在可听到的从0到16kHz的频率范围成行设置，从而相关的音调范围是0到24巴克。

转到根据本发明的音响系统放大器中的应用，这意味着滤波器组优选地由每种情况下带宽1巴克或小于1巴克的单FIR滤波器组成。尽管在研究过程中使用了FIR滤波器用于自动均衡，以生成实施例，但存在可能的备选方案，例如，包括快速卷积、PFDFC算法(分割频域快速卷积算法)、WFIR滤波器、GAL滤波器或WGAL滤波器。

对于音响系统的等级和/或幅度的自动均衡，研究了两种不同的方法，其在下文中称为“MaxMag”和“Sequential(顺序)”。这种情况下，“MaxMag”以上文中进一步所述的方式在全部可用的独立扬声器组中搜索，以寻找关于其最大或平均等级最远离频率分布的目标函数的，并从而通过提升或降低等级对近似目标函数贡献最大的扬声器组。如果这种情况下发现选择的扬声器组的最大可能等级改变(限制在预定界限值范围内)不足以完成对目标函数的近似，对选择的扬声器组在允许的限制值内设置的值是允许最大可能近似目标函数的值，并且接着，选择的且等级被改变的扬声器组是其等级还没有被匹配的扬声器组中与目标函数等级差别最大的扬声器组。这个方法继续，直到任一目标函数达到足够的精度，或者整个系统的动态限制，即，在各扬声器组中，通过均衡器允许的减少或增加(限制值)被用尽。

相反，如上文中详细描述，顺序法以预先定义的顺序对现有的扬声器组进行处理，其中用户可通过预先定义顺序而对布局的映射产生所述的影响。这种情况下，自动算法同样尝试仅通过在允许的限制(动态范围)内对第一扬声器组进行均衡而实现目标函数的最佳近似。

为了进一步改进该方法，将其修改成每个组在每个频率位置不再达到其最大动态范围，而目前仅在受限的动态范围内作用。该算法使用相关组的信号向量与该频率位置的现有总和信号向量的比率作为加权参数。这避免了被提供来用于处理的第一组被过分削弱(在宽的带宽上)。引入了自缩放的目标函数，该目标函数用于总和函数的最小化，并接着对目标函数进行缩放，从而使得在预定频率范围内的总和传递函数的最小值通过在目标函数下的最大容许的增加而得到精确定位，这指示了两个版本“MaxMag”和“Sequential”的强度和弱点。

然而，该步骤可产生第一扬声器组的等级分布，其通过使用所述的“sequential”方法进行均衡而被修改，在宽的带宽上超比例地增加或减少，同时相反地，因为已经通过对第一扬声器组的均衡而大大近似目标函数，所以使用“sequential”方法进行处理的其它扬声器组没有发生任何变化，或只有小变化。这种情况的一个可能的劣势在于作为该步骤的结果，在定义的序列中的第一扬声器可能经历很大的增加或衰减，而接下来的扬声器组保持基本不变，从而由第一扬声器组表示的频率范围超比例地增加或衰减，这可能引起与期望的声音印象的相当大的偏差。

从而随后将“sequential”方法修改成使得单扬声器组此刻可以不再在其理论上的最大可用动态范围内增加或减少，而是仅在小于此的动态范围内增加或减少。通过将原始最大动态范围以一个因子加权而计算得到减少的动态范围，该因子是从相关扬声器组的总体等级对相关扬声器组的该频率范围中的全部扬声器组的总的总体等级的比率而得到的，从而该因子总是小于单位1，并且产生对最大动态范围的限制，其可用来对相关扬声器组的调节。这样可靠地避免了在预先确定的顺序中处理的第一个扬声器组的等级分布在自动均衡处理中被不希望地大大增加或减少。

为了考虑对扬声器组的最大控制范围(动态范围)的这个限制，对要实现的目标函数也引入了修改，以便总能确保可靠近似期望的等级和相位分布的目标函数，而不管扬声器组的减少的控制范围。在这种情况下，要实现的目标函数在其整个等级分布上提高或降低(对等级分布进行平行移位，而不对频率响应进行改变，下文中也称为缩放)，从而在预定的频率范围中，该目标函数与通过自动均衡处理要考虑且要调节的全部扬声器组的等级分布的总和函数之间的间隔不大于如使用上述方法在单扬声器组的等级分布中确定的最大增加或减少。

对特定频率范围中的目标函数与全部扬声器组的总和函数的等级分布进行比较，如上文中所解释，该特定频率范围可例如用于正被使用的扬声器组的传送带宽，然而优选地用于巴克缩放，即，在频率组宽频范围或部分范围的区域内，这种情况下再次考虑人类听觉的生理听觉能力，特别是音调等级感知和音量敏感度(响度)。

在上述实施例的基础上，通过“sequential”和“maxMag”两个方法实现的扬声器设置的结果由具有合适的主题，即具有在音响系统产生的声音环境的评估中的体验的主题的听觉试验而得到。在这种情况下，执行这些试验，以便为机动车辆的乘客车厢中的四个乘客位置的每种情况评估听觉印象的主要参数，诸如定位能力、音调和布局。这些座位位置包括驾驶员、前座乘客、左后和右后。

对于基于“MaxMag”方法的方法，这些听觉试验显示发现声音印象的音调很确定地位于前座和后座上。使用“MaxMag”方法的评估中的一个劣势是在全部的座位位置感觉到定位和定位清晰度以及布局的退化。

因为基于“MaxMag”方法，用于对单扬声器组进行均衡的处理首先将主要的重点放在全部扬声器组中其改变(提升或下降)对总和函数近似预定目标函数贡献最大的扬声器组，自动处理可导致扬声器组的不合适的处理顺序。例如，可能出现这样的情况，其中用于进行均衡的自动算法首先指示，在前扬声器的扬声器组情况下，对于期望的近似目标函数的最大贡献，并相应大大提升或降低其等级分布。

然而，如上文中提供的进一步描述可知，前扬声器特别是对例如良好的布局有主要的贡献。此外，这涉及他们的传送质量，由于安装位置以及可由此使用的扬声器质量，与音响系统中的其它扬声器组相比，它们相对来说没有问题。在诸如这样的情况下，在自动均衡处理中将不再包括具有扰乱的对定位能力具有负面作用的频谱分量的另外的扬声器组，导致以已经描述的方式使参数变得更差。

对于基于“sequential”方法的处理，听觉试验在全部座位位置对提供的声音信号产生非常良好的信道分离和定位清晰度。尽管在前座位位置使用“sequential”方法也实现了非常良好的音调，根据这种方法首先处理的扬声器组的变化导致后座位位置的音调大大变差，该退化的程度与各扬声器组中相应最大允许提升或下降成比例增加。这意味着基于“sequential”方法的处理，尽管已经引入了单扬声器组中最大减少或增加的减少，特别是在预定处理顺序的第一个扬声器组中该处理仍然导致自动算法产生过度的改变。

在目前研究的自动均衡处理的实施例中，使用的两种方法中没有一种在执行听觉测试中总是产生良好的结果，尽管在整体上“sequential”方法与“MaxMag”方法相比显现出优势。在下文中对描述的方法的进一步的修改进行了研究，以在自动处理中实现良好的定位以及良好的音调，并在机动车辆的乘客车厢中的前后座位位置实现这两者。

进一步的研究已经显示，当使用“sequential”方法时，对扬声器组，特别是相应指定的顺序中的第一个扬声器组的等级中的允许的减少限制更大，使得可能实现对于甚至作为听觉敏感度的音调也能满足全部的座位位置的结果。这在自动均衡的先前的实施例中对于后座位置是没有得到满足的。如上进一步所述，要实现的目标函数在其整个等级分布上提升或下降(缩放、等级分布的平行移位，而不改变频率响应)，从而在该目标函数与通过自动均衡处理要考虑以及要调节的全部扬声器组的等级分布的总和函数之间的间隔，在预定频率范围内不大于各频率范围内的扬声器组的等级分布中的最大允许增加或减少。

这意味着要通过均衡处理近似的目标函数通过在要考虑的全部扬声器组的等级分布的总和函数的最小等级处在其绝对位置中进行该缩放而被对齐，这通常引起要近似的该目标函数的减少，这在一些情况下是可观的。因为要考虑的全部扬声器组的等级分布的总和函数通常具有很高的波动分布，该很高的波动分布具有显著的最大值，以及特别的最小值。从而希望在先前处理步骤中改变要考虑的全部扬声器组的等级分布的总和函数，从而不再出现这些显著的最大值以及特别的最小值。由此，目标函数的绝对位置对该总和函数的匹配或缩放在初始指定的目标函数中产生少得多的减少。

这一点在下文中通过称为“预均衡”的将单扬声器组的等级(不是总和函数)与等级分布的目标函数进行匹配而实现，该预均衡处理与上文中已经描述的以及甚至在执行均衡前执行的相位均衡协调，其中通过均衡进行相位匹配，从而使得来自各扬声器组的信号到达左耳和右耳的相位尽可能远。这样单扬声器组的之前的预均衡也使单扬声器组的等级分布产生的总和函数在该阶段近似目标函数到如此程度，即上述的作为总和函数中的显著的最小值的结果的目标函数的大量减少的问题不会出现。

在这种情况下，将在预均衡处理过程中确定的均衡值用作可通过“sequential”方法的随后的最后的均衡的初始值。然而，在全部扬声器组上的等级分布相加之前，通过预均衡处理在第一步中近似目标函数的扬声器组的等级必须在它们的由相关的交叠滤波器界定的频率范围内相互匹配。因为各扬声器组的效率可以不同，所以该匹配处理是必须的，并且期望每个扬声器组产生尽量相同的音量敏感度，当多个扬声器组的声音分量的音量敏感度相同时，这可导致这些扬声器组以相当不同的电压水平工作，以产生这些声音分量。

组之间的等级差也同样通过预均衡处理而放大，因为均衡器的动态范围被设计成允许显著减少，而仅允许少量的增加。如果组的频率响应与目标函数有很大不同，则必须期望有很大程度的减少。较大水平的增加由此是不允许的，因为它们会被感觉为扰乱，特别在与高频滤波器(high filter)Q因子结合的时候。

因为可能在合适的听觉试验和测量中进行验证，所述方法的期望结果如下获得，一旦已经执行均衡步骤，在宽的带宽上保持全部扬声器组的传输响应，并且扬声器组各自凭借自身对整体声音印象做出贡献，这在考虑中的全部四个乘客位置产生良好音调和最大可能的悦耳点。

此外，得到的总和传递函数，即全部扬声器组的等级分布的相加，通过凭借其自身的预均衡步骤而如此近似于期望等级的频率响应的目标函数，从而使得该目标函数无需在缩放处理中相对于总和函数最小值而减少这样大的程度，从而结果不太显著。如上所述，这再一次是前置条件，用于根据本发明已经描述的两种方法(“sequential”和“MaxMag”)的一个对音响系统中全部扬声器组的等级分布的总和进行自动均衡，为了最终也在全部座位位置获得平衡的声音印象。

迄今为止，扬声器的均衡总是在多于一个扬声器的组中执行。然而，更深程度的研究表明基于幅值和相位对全部扬声器组的每个单扬声器(各组每个仅以一个扬声器形成)进行均衡可能实现更好的结果，尽管这样的处理导致不能获得先前实现的声场的严格对称。这种情况下，对全部单扬声器进行单独均衡的优点明显不仅在于机动车辆的乘客车箱中的一个位置，例如驾驶员座位位置，而是也在其它座位位置。

这样的一个前置条件是在均衡滤波器的定义中对在不同座位位置使用所述的测量方法的立体声记录的传递函数的结果进行合适的加权。如可以预料的，通过对立体声测量的传递函数进行相等的加权可能实现最好的结果。这样对左右半球的空间传递函数的相同考虑导致车辆中的准平衡声学效果，即使均衡滤波器目前设置在特定扬声器的基础上。

这样在单扬声器基础上的均衡处理将要单独考虑的滤波器的数量实际上增加了50％，因为对于滤波器组的每个扬声器的自动均衡，在算法中每种情况下也需要专用均衡滤波器和由此的专用滤波器系统集，其中扬声器组相对于车辆内部的纵轴对称设置，并且原来每种情况下扬声器组的传递函数通过公共的均衡滤波器来进行均衡。然而，由此引起的附加的复杂度以及对提供均衡滤波器的数字信号处理器的计算能力的由此更加严格的要求以发明人看来是合理的，因为在一些情况下听觉测试的结果在感知的听觉印象中得到了可观和显著的提高。

到现在为止描述了两个阶段的步骤，保留了预均衡，以及随后的对全部扬声器的传递函数的总和函数进行的均衡，由于所述的优点，预均衡和均衡当前都在扬声器的特定的基础上进行。然而，与处理步骤的之前顺序相反，不再随后进行信号增益的匹配，而是在已经进行预均衡之后。在这种情况下，如以前对每个扬声器组直接进行信道增益的匹配以及交叠滤波器的调节。

这意味着每种情况下对称设置的立体声扬声器对的单扬声器的传递函数具有相同的信道增益，以及施加到它们之上的相同的交叠滤波器。在研究过程中已经做出这样的约定，因为当使用扬声器特定信道增益，特别在低音扬声器的情况下时，在一些情况下在单信道增益中出现较大的不同的情况，这将空间中的声音印象以不自然和不期望的方式移位。如果交叠滤波器设计在扬声器特定的基础上，则也会出现相同类型的问题。扬声器特定的交叠滤波器无疑可能使扬声器组，通常是扬声器对中的每个扬声器在其频率范围内采用最大效率工作，但是扬声器环境或安装条件不同可导致其中扬声器组中的一个扬声器的传输范围与相同扬声器组中的另一个扬声器的传输范围有很大的不同的情况。如果在诸如这样的情况下，交叠滤波器在扬声器特定的基础上来设计，这同样会在得到的声音印象中导致不期望的空间移位。

在执行交叉滤波后，现在执行相位响应和幅值频率响应两者，以及信道增益的匹配，总和传递函数的精细匹配的扬声器特定预均衡，即，涉及目标函数的全部扬声器的等级分布的总和的扬声器特定预均衡。与先前的步骤相反，这种情况下，基于“MaxMag”方法的处理优于基于“sequential”方法的处理。因为现在在扬声器特定基础上执行预均衡处理，只有单扬声器的少量窄带频率范围需要通滤波器算法进行修改，以便用于实现目标函数的期望近似，并且不再出现通过对滤波器的均衡而产生的宽带和较大等级变化，其在过去当使用“MaxMag”方法时已经引起在定位能力方面的不期望的结果。该听觉试验的结果证实，对于使用扬声器特定预均衡处理，即使采用基于“MaxMag”方法的自动均衡处理当前也能实现良好的定位能力，在这种情况下通过之前的扬声器特定预均衡处理，还另外改善了音调。

相反，使用结合扬声器特定均衡的基于“sequential”方法的处理可具有相当的劣势，该劣势在声音印象的较大的空间移位中是明显的。这是由于以下事实，即“sequential”方法中定义的顺序中的处理链的第一单扬声器将在最差情况下使得其传递函数在全部相关频率范围内被均衡滤波器改变，通常是被降低很大程度使得距离目标函数变得最小(如这种方法的目标)。如果该目标已经通过第一单扬声器充分实现，随后的全部扬声器将不会通过自动算法进行任何进一步的处理，特别是，此外，不会处理与其传递函数已经改变的单扬声器关联的平衡的扬声器对中的同伴。这将导致例如相关单扬声器的频率范围中的等级分布的宽带的和一侧的例如减少，这会引起声音事件的感知位置的不期望的空间移位。

如果必要，还可通过在每种情况下将基于“sequential”方法的处理施加到已知连带的扬声器组的每组，而不管扬声器特定预均衡，来抵消这个效果。然而研究显示，与各组中进行预处理的“sequential”方法相比，对基于“sequential”方法的均衡处理的扬声器特定预均衡产生的初始条件的改变将导致较差的结果，从而随后将不再考虑该方法与扬声器特定预均衡的结合。

对非线性平滑的影响的更新研究显示过度平滑(例如，三分之一平均(third averaging))导致“无生命的”、“柔和的”或“褪色的”声音印象，同时相反，没有平滑或仅仅过分微弱的平滑(例如，三分之一/12平均(third/12 averaging))产生过分的“硬”、“锐利”的声音印象。因此三分之一/8平均可能是良好的折中。

如上进一步所述，为了简化，在之前研究的过程中对交叠滤波器进行手动调节。下文中，还寻求自动执行该调节处理的方案，因为本发明的目标是开发自动均衡，这应尽可能全面，并覆盖机动车辆中的音响系统的全部方面，也包括自动均衡处理中的交叠滤波器的调节。

下文中涉及交叠滤波器的自动调节的公开内容基于以下假设，即足够阶数的巴特沃斯滤波器在原理上对于相关扬声器的相应频率响应的期望描述是充分的。维持了多年的声学家用于均衡音响系统的经验值显示，四阶滤波器对于高通和低通滤波器实现期望的交叠滤波器质量是适当的。高阶滤波器会产生例如具有更陡峭的边缘梯度的优势，然而，数字信号处理器中为其实现需要的计算时间量这时将以相应的方式增加。因此在下文中使用四阶巴特沃斯滤波器。

图3的左上图显示了使用所述测量方法在立体声上测量并且在驾驶员位置和前座乘客座位的记录上平均的左后扬声器的传递函数与正使用的目标函数的对比。如这种情况下所示，从图中可以看到，与目标函数的分布相比，特别是在较低频率范围，从测量的传递函数的分布定义交叠高通滤波器的低截止频率是困难的。相反，在这种情况下可以十分轻松地确定交叠低通滤波器的合适的高截止频率。

图3的右上图显示了在执行根据本发明的预均衡处理后，使用所述测量方法在立体声上测量并且在驾驶员座位和前座乘客座位的记录上平均的左后扬声器的传递函数与使用的目标函数的对比。如可以看到的，  研究的宽带扬声器的传递函数的范围边界以明确得多的方式突出出来，并可毫无困难的由图表中读出。这种情况下，通过在处理这种传递函数的表现和含义中的实践有助于在此特定领域有经验的人员。然而，与执行自动均衡处理相结合，提出了这样的问题，即在算法的帮助下，如何充分精确并可靠地确定交叠滤波器的截止频率的定义。

下文中描述了为此目的开发的算法。在第一步，在目标函数和预均衡处理后确定的各扬声器的传递函数之间形成差别。图3的左下图中示出了与讨论中的实施例关联的结果。下一步骤中研究差别传递函数，在下文中简称为差别，以确定该差别函数的频率，其在具体、预定的限制范围以内、以上、或以下。在所示的实施例中定义的阈值形成对称的限制范围，该限制范围例如限制在差别函数零点周围的+/-6dB，这导致预均衡后确定的传递函数的全部频率在与目标函数相对应的等级上。

因为如上进一步所述，人类听觉尤其具有频率相关的频率分辨率，从测量的数据和目标函数计算的差别传递函数被引入到等级差别函数，其在评估限制范围上冲还是下冲之前已经通过平均而平滑。在这种情况，相应频率的平均值优选地从1/8的三分之一倍频带(下文中仅称为“三分之一”)的宽度的范围上的经验值计算。这意味着平滑的等级差别函数的频率分辨率在低频时高，并且随着频率增加而下降。这与人类听觉的基础频率相关特性相对应，从而图3中的等级差别函数的图示与人类听觉的特征相匹配。

在下一步的处理步骤中，在简单一阶IIR低通滤波器的帮助下，沿从低频到高频的方向和沿从高频到低频的方向再一次对等级差别频谱进行平滑，为了消除由它们产生的偏置问题和平滑相关的频率移位。采用这种方式处理的等级差别频谱当前通过采用范围界限的自动算法进行比较(这种情况是+/-6dB)，并且这用于形成等级差别频谱的分布趋势的值。在这种情况下，该趋势的值“1”表示在等级差别频谱的各频率已经超过了上范围界限，同时值“-1”表示在相应频率已经低于了等级差别频谱的下范围界限，并且趋势的值“0”表示相应频率的等级差别频谱的等级值在预定范围界限内。在图3的右下图中可以看到诸如这样的评估的结果，图中红色部分表示在各频率的等级差别频谱的所述的计算的趋势。

不管在评估趋势前等级差别频谱的信号的所述平滑，如果在自动化方法中初始时等级差别频谱是未知的，即，当使用自动算法时，可能发生这样的情况，其中当例如扬声器和/或声音发射到其中的空间具有窄带谐振点，并且等级差别频谱的分布接着再次落到预定范围限制以下时，预定范围界限在相对窄的频谱范围被超过(当预定范围界限是下冲时也出现相同类型的情况)。在诸如这样的情况下，先前描述的方法不能为交叠滤波器确定清楚的截止频率。

从而，在进一步的处理步骤中，对于预定范围界限的连续上冲和下冲的频率研究通过在每种情况下采用1/8的宽度的滤波器进行平均而确定的等级值。只有当预定范围界限的相关上冲和下冲的特定最小数量(在该算法中可预测)在顺序频率点被上冲时，这可以通过算法被解释为预定范围界限的可靠上冲或下冲，并且从而被解释为交叠滤波器的截止频率的频率位置。在当前情况下，采用+/-6dB的范围界限，以及采用使用了具有1/8的三分之一(1/8 third)宽度的滤波器的等级分布的平滑，以及由此产生的具有由1/8的三分之一分离的离散等级值的等级频谱，所述范围界限(+/-6dB)的上冲或下冲的相关等级值的最小数量是通常大约5-10等级值。

取决于要通过算法处理的各扬声器是设计成具有宽带或是窄带传输响应的扬声器，上和下频率范围是预定的。在这些频率范围内，从经验或基于扬声器的特征数据，相应扬声器类型的上和下截止频率会移动。在这种方式中，自动算法可以通过添加预先知道的参数或参数范围而被设计成非常健壮并且合适。在当前情况中使用的宽带扬声器的情况下，通过实施例的方式，可假设最小的低截止频率f_gu＝50Hz，同时在低音调范围中使用的窄带扬声器(低音扬声器)的情况下，可假设上截止频率f_go＝500Hz。如果发现的最大和相关等级上冲或等级下冲范围位于这种方式描绘的频率范围内，当前在该频率范围内寻找等级上冲和/或等级下冲的极值(等级分布中的最大和最小)。

如果，在这种情况下，发现的最大和相关等级上冲或等级下冲范围的极值低于特定截止频率(例如，大约1kHz)，并且如果该极值还具有负值(最小值)，则做出为寻求的交叠滤波器使用高通滤波器的决策。为了寻找该高通滤波器的截止频率，现从最小频率开始，在预均衡后确定的等级差别函数中向更高频率方向执行搜索，搜索其与0dB线的第一交叉点。该频率表示交叠高通滤波器的滤波器截止频率。

如果发现的最大且相关等级上冲或等级下冲范围的极值高于特定截止频率(例如，大约10kHz)，并且如果该极值还具有负值(最小值)，则做出为寻求的交叠滤波器使用低通滤波器的决策。为了寻找该低通滤波器的截止频率，现从最小频率开始，在预均衡后确定的等级差别函数中向更低频率方向执行搜索，搜索其与0dB线的第一交叉点。该频率指示交叠低通滤波器的滤波器截止频率。

如果存在多个极值，这种情况下至少两个最明显的必然是负特性的，并且如果第一最小值小于特定截止频率(例如大约1kHz)并且另一最小值大于特定的截止频率(例如，大约10kHz)，则做出将带通滤波器用作寻求的交叠滤波器的决策。为了找到该带通滤波器的截止频率，执行从例如大约1kHz的低于截止频率的最低频率开始，在预均衡后确定的等级差别函数中沿更高频率的方向的搜索，搜索其与0dB线的第一交叉点，并且从另一最小值，从其频率沿更低频率的方向，搜索与0dB线的第一交叉点。这些频率随后表示根据本发明的作为自动算法的结果的交叠带通滤波器的滤波器截止频率。如果施加到图3中所示的实施例，这产生具有低截止频率f_gu＝125Hz，高截止频率f_go＝7887Hz的交叠带通滤波器。

以上述方法确定并设置要被调节和均衡的音响系统中的全部中高音调范围的宽带扬声器的交叠滤波器截止频率。窄带低音调扬声器的交叠滤波器截止频率必须在另外的步骤中分开处理，并且在这里被限制为逻辑范围界限，然而也不需要表示最终值。通常，低音调扬声器的交叠滤波器的下范围界限在以上处理后保持其下截止值f_gu＝10Hz，同时相反，上范围界限通常由全部宽带扬声器的最低截止频率支配，并且假若这大于宽带扬声器的低截止频率(例如大约50Hz)。该先前的约定对于所述方法是重要的，因为一旦已经设置全部交叠滤波器的截止频率，则再次执行完全的自动均衡处理(AutoEQ)，以实现对目标函数的更加精确地近似，在第二轮中考虑交叠滤波器。在下文中将寻找和描述低音调扬声器的交叠滤波器的最终范围界限。

一旦如上述，已经定义全部宽带扬声器的交叠滤波器，并且已经将低音调的窄带扬声器的交叠滤波器预设成合适的值，则可开始为低音调扬声器搜索更好的滤波器截止频率值。该步骤是必须的，因为从用于低音调再现的窄带扬声器到宽带扬声器的频率转换取决于正在使用的低音调扬声器的特性和数量，并且从而不能以可比较的方式轻易地确定。

原理上，在用于调节交叠滤波器截止频率的两种典型情况之间找出区别，在第一种情况下，仅通过一个辅低音扬声器或仅一个低音立体声扬声器对来对低频的较低频谱范围进行建模，并且在另一种情况下，通过低音立体声扬声器对与辅低音扬声器一起对低频的较低频谱范围进行建模。不管两种情况哪种合适，在这种情况下总是以相同的方式定义和确定低音扬声器的交叠滤波器截止频率，并且仅在上述两种情况之间的辅低音扬声器的交叠滤波器截止频率的计算中得到区别。在其中仅使用一个辅低音扬声器并且没有使用低音扬声器立体声对的情况下，在这种情况下以用于低音立体声扬声器对的相同方式来计算辅低音扬声器的交叠滤波器截止频率。仅在其中除辅低音扬声器外，还存在低音扬声器立体声对的情况下，计算辅低音扬声器的交叠滤波器截止频率的方法被改变。

如图4的左上图所示，特别是在从大约50Hz到大约150Hz的范围内，从低音扬声器到宽带扬声器的转换的情况下，相对于目标函数，在总和幅值频率响应中(图4中左上图的蓝色曲线)存在尖峰。在这种情况下，应注意仅从宽带扬声器的等级贡献和低音扬声器的等级贡献而形成总和幅值频率响应。在该阶段忽略了这种情况下可出现的任何辅低音扬声器。为了使转换范围内的总和幅值频率响应中尖峰尽可能小，或者为了将该转换范围与目标函数尽可能匹配，如图4的图示中边界线所示，仅在上和下频谱范围内进行预均衡后的总和传递函数(图4中左上图的蓝色曲线)与目标函数(图4中左上图的黑色曲线)之间的差别的搜索，其中该差别被尽可能平衡。这种情况下在其中执行对最小距离的搜索的上频谱范围由低音扬声器的上滤波器截止频率产生，该上滤波器截止频率在之前，即，对宽带扬声器的交叠滤波器截止频率的搜索过程中已经确定。在这种情况下，来自双上滤波器截止频率和低音调扬声器的最大允许上滤波器截止频率的最小值如上所述被定义为f_go＝500Hz，其确定上频谱范围的上限，同时取其值一半确定上频谱范围的相关下限。与此相反，用于搜索截止频率的下频谱范围的下限由低音调扬声器的最小允许低滤波器截止频率的最大值产生，其如上述被设置成f_gu＝10Hz，并且如已经找到的从低滤波器截止频率的一半得到。用于搜索截止频率的低频谱范围的上限由下限的值的两倍而产生。

然而，低音扬声器的交叠滤波器的上或下截止频率应该减少或增加的决策，不是直接从总和幅值频率响应和目标函数之间的差别的分布(距离)做出的，而是从先前平滑的等级分布做出的，如图4的右上图中以实施例的方式示出。

如上进一步所述，在音响系统仅包括单辅低音扬声器或包括由低音扬声器形成的立体声对的情况下，用于确定相关扬声器或扬声器组的交叠滤波器截止频率的步骤是相同的。下文解释并描述单辅低音扬声器或低音扬声器立体声对的传递函数和等级分布，以及确定相关交叠滤波器截止频率的步骤。

这种情况下，低音扬声器的滤波器截止频率或寻求的交叠滤波器的滤波器截止频率将自身的频率分别在低或高频谱范围的允许界限内改变，只要这种方法可能减少平均值的幅值，该平均值由总和幅值频率响应和目标函数之间的差(距离)的分布形成。如果这种情况下上频谱范围的距离平均值幅值大于下频谱范围的距离平均值幅值，则取决于上频谱范围的距离的平均值是正还是负，上交叠滤波器的滤波器截止频率至多减少直到达到低交叠滤波器的滤波器截止频率，或者至多增多直到达到低音调扬声器的最大允许滤波器截止频率(大约500Hz)。如果与此相反，上频谱范围中距离的平均值的幅值小于下频谱范围中距离的平均值，则取决于下频谱范围的距离的平均值是正或负，低交叠滤波器的滤波器截止频率至多减少直到达到低交叠滤波器的低音调扬声器的最小允许滤波器截止频率(大约10Hz)，或者至多增加直到达到高交叠滤波器的滤波器截止频率。

在合适数量的运行后，该方法产生交叠滤波器，该交叠滤波器的滤波器截止频率被设置成已经到达它们的最小或它们的最大允许范围界限，或者位于通过这些范围界限预定的频率范围内，并被设置成下频谱范围的下范围界限和上范围界限的上范围界限之间的距离的平均值的幅值最小化。在图4的下面两幅图中再次通过实施例的方式进行说明，左手边的图再次示出传递函数的幅值频率响应，并且右手边的图示出等级函数的频率响应。如上进一步所述，当音响系统仅具有低音调再现的单辅低音扬声器，或仅具有低音扬声器形成的立体声对时使用该方法。

下文中描述了在音响系统不仅包括如上述的由低音扬声器形成的立体声对，同时除此之外还包括辅低音扬声器的情况下，确定交叠滤波器的截止频率的步骤。在这种情况下根据本发明的方法取决于这种情况下从低音扬声器形成的立体声对的交叠滤波器的滤波器截止频率，其被预先计算并已经可用，因为这些用作确定辅低音扬声器的交叠滤波器的滤波器截止频率的输入变量。

为了设置辅低音扬声器的交叠滤波器的滤波器截止频率，首先将其上截止频率设置成作为低音扬声器的上交叠滤波器的上截止频率的值的开始值，并且已经预先确定的下滤波器截止频率用于以上文中已经描述的用于低音扬声器的相同方法来确定允许的滤波器截止频率的新的下和上范围界限。

为了防止辅低音扬声器再现过度高的频率，通过算法来进一步限制辅低音扬声器的交叠滤波器的上滤波器截止频率的允许频率范围是必要的，该算法通常表示沿更低频率的方向的频率范围的减少。在音响系统中随意地用作单扬声器的辅低音扬声器的主要目的是再现其中人类听觉不能执行任何空间定位的频率范围的声音分量。在这种情况下辅低音扬声器的工作范围覆盖到达大约50Hz的频率范围，这取决于相应安装条件和声音要输出的区域的特性，从而原理上，其不能预先精确限定。

与辅低音扬声器应是仅有的用于再现音响系统的低频的扬声器的情况相比，当前采用不同的方式来找到辅低音扬声器的交叠滤波器的滤波器截止频率。第一步，在包括和不包括辅低音扬声器的每种情况下，为此目的确定总和幅值频率响应，且为这两个幅值频率响应的每个确定相应目标函数，并计算各相关的差别传递函数。然后再次使用上述方法对这些进行平均，并且在每种情况下改变到合适的等级函数。

在这种情况下的图5的左上图表示包括辅低音扬声器和由此获得的辅低音扬声器的交叠滤波器的滤波器截止频率的允许上和下频谱范围的范围界限的目标函数、差别函数以及总和函数的幅值频率响应。图5的右上图相反示出了包括和不包括低音扬声器的每种情况下，差别的非平均和平均的等级函数。如从这里可看到的，差别函数通过包括辅低音扬声器而增加，即，偏差不合需要地增加。

因此必须通过算法改变辅低音扬声器的交叠滤波器的滤波器截止频率，用于再次实现到目标函数的距离至少与没有考虑辅低音扬声器的情况一样短。该迭代方法继续，直到包括辅低音扬声器的系统到目标函数的距离至多与先前情况下没有辅低音扬声器的音响系统时的距离一样大。在这种情况下，如处理步骤中预先确定的，没有辅低音扬声器的音响系统与目标函数之间的差别用作该迭代的基准。

图5的左下图中示出了成功迭代后得到的幅值频率响应，并且图5的右下图中示出了相关的等级频率响应。这示出了包括辅低音扬声器，迭代前后的差别函数的行为。在执行迭代后，差别函数，特别是交叠滤波器的滤波器截止频率的两个允许频谱范围的上部，如期望从迭代处理前的状态显著减少。

此外，与先前没有使用辅低音扬声器的情况相比，当前还可总体实现差别函数的显著的更一致分布。辅低音扬声器的交叠滤波器的上滤波器截止频率的减少使得可能通过执行自动算法而实现总和幅值频率响应，其到目标函数的距离同时减少，并且此外具有更加一致的分布，从而与没有使用辅低音扬声器的音响系统相比，对音响系统的传递函数产生显著改善。

一旦已经使用上述方法确定交叠滤波器的全部截止频率，再次执行均衡处理的完全自动算法，然而，交叠滤波器的预先确定的截止频率固定，并且在该重复的运行中不再修改。这种情况下，使用在此期间定义的交叠滤波器来确定脉冲响应，首先，在再次通过自动均衡(AutoEQ)的算法运行前，即，一旦已经执行相位均衡和扬声器特定均衡，对于音响系统中的全部单扬声器，以及对全部扬声器共同地进行—一次包括且一次不包括辅低音扬声器。图6中示出了相关的结果。在这种情况下，图6示出了左前和右前单扬声器(图6中的左前和右前)、左侧和右侧单扬声器(图6中的左侧和右侧)、左后和右后单扬声器(图6中的左后和右后)、左和右的单低音扬声器(图6中的左低音扬声器和右低音扬声器)、中央扬声器(图6中的中央)、辅低音扬声器(图6中的Sub)、不包括任何辅低音扬声器的全部扬声器的总和(图6中的宽带辅低音扬声器+低音扬声器)以及包括辅低音扬声器的全部扬声器总和(完整总和)的测量的传递函数。在这种情况下，全部与定义的目标函数(图6中的目标函数)进行比较。在这种情况下，通过AutoEQ算法第一次运行中确定的设置和值同样用于扬声器特定预均衡滤波器和相位均衡滤波器。

在下一步骤中，使用根据“MaxMag”方法的处理来形成优化的总和传递函数。图7中再次示出了支配定位能力和音调的到达大约3kHz的频率范围的相关结果。

如从图7中可以看到，与图6中所示的总和函数相比，这次运行中通过使用“MaxMag”方法的自动算法而执行的总和函数的均衡再一次产生对目标函数的更好的近似。在算法的该实施例中，仅在考虑中的到达30Hz的传递函数的最低频谱范围显示出对目标函数的稍差的近似，偏差达到大约3dB。这个的主要原因是用于均衡的FIR滤波器的实施例，在这种情况下在本实施例中的辅低音扬声器的FIR滤波器，被限制为在计算中最大长度为4096个求和步骤或者采样点，而不管频率如何。

为了可能在任何时候在非常低的频率处提高对目标函数的近似，和当对于FIR滤波器在更高的频率也同样希望如此时，增加用于FIR滤波器的近似的求和步骤的数量，同时增加了数字信号处理器中对存储器和计算复杂度的要求。因为在当前情况下，限制FIR滤波器的长度的结果仅轻微地影响低于30Hz的频率范围，所以随后对全部FIR滤波器也保持该4096个计算步骤的这个最大长度。

下文中描述了音响系统的脉冲响应的测量步骤，以及形成传送频率响应的总和函数和作为频率函数的相关等级分布的步骤。在这种情况下，图8的左图表示使用中央扬声器C的实施例，在乘客车厢中的左前和右前位置的双耳传递函数的测量的原理，在这种情况下该实施例表示单声道信号呈现的实施例。此外，图8的左图示出了左前FL_Pos和右前FR_Pos的两个测量位置，并且与它们相关，每种情况下位置由在这些测量点的用于左耳L和右耳R的测量麦克风来模拟。在这种情况下，从中央扬声器C到左前测量位置FL_Pos的左耳位置L的传递函数被标为H_FL_Pos_CL，并且从中央扬声器C到左前测量位置FL_Pos的右耳位置R的传递函数被标为H_FL_Pos_CR，从中央扬声器C到右前测量位置FR_Pos的左耳位置L的传递函数被标为H_FR_Pos_CL，并且从中央扬声器C到右前测量位置FR_Pos的右耳位置R的传递函数被标为H_FR_Pos_CR。如最初所述，单声道信号的定位基本取决于耳间等级差IID和耳间延迟时间差ITD，其分别由在左前座位位置上的传递函数H_FL_Pos_CL和H_FL_Pos_CR，以及由右前座位位置上的传递函数H_FR_Pos_CL和H_FR_Pos_CR而形成。

相反，图8的右侧图表示使用前扬声器对FL(左前扬声器)和FR(右前扬声器)的实施例在乘客车厢中的左前和右前位置的双耳传递函数的测量的原理，在这种情况下，其表示立体声信号呈现的实施例。此外，图8的右侧图再次示出了两个测量位置，左前FL_Pos和右前FR_Pos，以及相关的位置，它们由在这些测量点的用于左耳L和右耳R的测量麦克风来分别模拟。在这种情况下，从左前扬声器FL到左前测量位置FL_Pos的左耳位置L的传递函数被标为H_FL_Pos_FLL，从左前扬声器FL到左前测量位置FL_Pos的右耳位置R的传递函数被标为H_FL_Pos_FLR，从左前扬声器FL到右前测量位置FR_Pos的左耳位置L的传递函数被标为H_FR_Pos_FLL，并且从左前扬声器FL到右前测量位置FR_Pos的右耳位置R的传递函数被标为H_FR_Pos_FLR，从右前扬声器FR到左前测量位置FL_Pos的左耳位置L的传递函数标为H_FL_Pos_FRL，从右前扬声器FR到左前测量位置FL_Pos的右耳位置R的传递函数被标为H_FL_Pos_FRR，从右前扬声器FR到右前测量位置FR_Pos的左耳位置L的传递函数被标为H_FR_Pos_FRL，并且从右前扬声器FR到右前测量位置FR_Pos的右耳位置R的传递函数被称为H_FR_Pos_FRR。以相应的方式获得对于另外的扬声器组的传递函数，其中另外的扬声器组成对设置，并包括低音扬声器、设置在侧面的扬声器和后扬声器。用于完成音响系统的总和传递函数的总和传递函数和从这些传递函数得到的总和等级的相加以及测量点的加权可轻易地从图8所示的单声道信号和立体声信号的示例性描述中得到，并且下文中将不会详细描述。

然而如上所述，在具有第二排座位的车辆的情况下，以音响系统和单扬声器和扬声器组的脉冲响应形式的各双耳传递函数不仅在两个前座位位置上，也在两个后面的位置上测量。通过在任何时候适当地分配座位位置的分量的加权，算法可例如延伸到第三排座位的座位位置，例如小型公共汽车或运货车。然而，本发明不限于车辆内部，而是也适于全部类型的空间，例如，起居室、音乐厅、舞厅、舞台、火车站、飞机场等，以及露天情况。

对于全部的实施方式，在这种情况下必须说明，大量的单扬声器的测量的传递函数必须在各座位位置的左和右耳位置结合，以形成公共的传递函数，以便获得音响系统中每个单扬声器的单个典型的传递函数，用于自动均衡的算法处理。具体地，传递函数的附加处理中包括的每种情况下在多个座位位置的传递函数所具有的加权，在这种情况下可取决于车辆内部(车辆类型)和单个座位位置的偏好而不同地进行选择。

通过实施例的方式，下文中描述涉及本发明的研究过程中已经使用的步骤，尽管本发明的算法不限于该步骤。如上所述，为了将传递函数相加以形成单扬声器的整体传递函数，对不同座位位置的各分量进行加权，以使不同座位位置的幅值频率响应和相位频率响应精确。在这种情况下，具有两排座位的车辆内部的标注如下：

α左前座位位置的幅值频率响应的分量的加权，

β右前座位位置的幅值频率响应的分量的加权，

γ左后座位位置的幅值频率响应的分量的加权，

δ右后座位位置的幅值频率响应的分量的加权，

ε左前座位位置的相位频率响应的分量的加权，

Φ右前座位位置的相位频率响应的分量的加权，

左后座位位置的相位频率响应的分量的加权，

η右后座位位置的相位频率响应的分量的加权。

在这种情况下，α＝0.5，β＝0.5，γ＝0，δ＝0用于对下文中描述的实施例的幅值频率响应的分量进行加权，并且ε＝1.0，Φ＝0，＝0，η＝0用于对相位频率响应的分量进行加权，即在该实施例中，采用相同的加权(每种情况都是0.5)而仅使用两个前位置的测量值，用于计算得到的幅值频率响应，并且在它们自身使用驾驶员位置(这里通常是左前)的测量值，用于确定得到的相位频率响应。执行的听力测试显示即使采用这样非常粗糙的加权，也能实现非常良好的结果，但是在原理上，自动算法被设计成加权的任何期望的分配，并且因为在全部座位位置的在统计上数量很大的测试主体的听觉测试非常耗时间，超过这个实现的听觉印象的改善将是进一步的研究的主题。应注意每种情况下在多个座位位置的传输频率响应和相位频率响应的全部加权的总和得到的值是单位1，而不论要被测量的座位位置的数量。

对于在每一情况下表示左耳的麦克风，这种情况下的中央扬声器C(单声道信号)对全部位置的全部传递函数的组合，由此表达如下：

H_CL＝α*|H_FL_Pos_CL|+β*|H_FR_Pos_CL|+γ*|H_RL_Pos_CL|+δ*|H_RR_Pos_CL|*

e^{j*∠(ε*H_FL_Pos_CL+φ*H_FR_Pos_CL+*H_RL_Pos_CL+η*H_RR_Pos_CL)}

并且对于每种情况下表示右耳的麦克风，表达如下：

H_CR＝α*|H_FL_Pos_CR|+β*|H_FR_Pos_CR|+γ*|H_RL_Pos_CR|+δ*|H_RR_Pos_CR|*

e^{j*∠(ε*H_FL_Pos_CR+φ*H_FR_Pos_CR+*H_RL_Pos_CR+η*H_RR_Pos_CR)}

对于全部座位位置，当前情况下四个座位位置上的左和右麦克风，以这种方式确定的组合传递函数，对应于对左耳和右耳以加权形式相加的传递函数，即，H_CL和H_CR，然后使用傅立叶逆变换(IFFT)从频域转换到时域，在这种情况下仅其实部是重要的，表达如下：

h_CL＝Re{IFFT{H_CL}}and h_CR＝Re{IFFT{H_CR}}

在下一步骤中，使用傅立叶变换(FFT)将这些实脉冲响应从时域转换回频域，并且然后结合来形成中央扬声器C的H_C的传递函数：

H_CL＝FFT{h_CL}and H_CR＝FFT{h_CR}→H_C＝H_CL+H_CR

此外，在包括前扬声器FL和FR的扬声器对(立体声信号)的情况下，对于每种情况下表示左耳的麦克风和左前扬声器FL，全部位置的全部传递函数的组合如下：

H_FLL＝α*|H_FL_Pos_FLL|+β*|H_FR_Pos_FLL|+γ*|H_RL_Pos_FLL|+δ*|H_RR_Pos_FLL|*

e^{j*∠(ε*H_FL_Pos_FLL+φ*H_FR_Pos_FLL+*H_RL_Pos_FLL+η*H_RR_Pos_FLL)}

并且对于每种情况下表示右耳的麦克风和左前扬声器FL，表达如下：

H_FLR＝α*|H_FL_Pos_FLR|+β*|H_FR_Pos_FLR|+γ*|H_RL_Pos_FLR|+δ*|H_RR_Pos_FLR|*

e^{j*∠(ε*H_FL_Pos_FLR+φ*H_FR_Pos_FLR+*H_RL_Pos_FLR+η*H_RR_Pos_FLR)}

并且对于每种情况下表示左耳的麦克风和右前扬声器FR，表达如下：

H_FRL＝α*|H_FL_Pos_FRL|+β*|H_FR_Pos_FRL|+γ*|H_RL_Pos_FRL|+δ*|H_RR_Pos_FRL|*

e^{j*∠(ε*H_FL_Pos_FRL+φ*H_FR_Pos_FRL+*H_RL_Pos_FRL+η*H_RR_Pos_FRL)}

并且对于每种情况下表示右耳的麦克风和右前扬声器FR，表达如下：

H_FRR＝α*|H_FL_Pos_FRR|+β*|H_FR_Pos_FRR|+γ*|H_RL_Pos_FRR|+δ*|H_RR_Pos_FRR|*

e^{j*∠(ε*H_FL_Pos_FRR+φ*H_FR_Pos_FRR+*H_RL_Pos_FRR+η*H_RR_Pos_FRR)}

对左和右麦克风以这种方式确定的组合的传递函数随后在全部座位位置，在此情况下为四个座位位置上使用傅立叶逆变换(IFFT)而从频率转换到时域，其对应于对各自的FL和FR扬声器的左和右耳以加权形式相加的传递函数，即H_FLL、F_FLR、H_FRL和H_FRR，这里，同样只有它们的实部是重要的：

h_FLL＝Re{IFFT{H_FLL}}；h_FLR＝Re{IFFT{H_FLR}}；

h_FRL＝Re{IFFT{H_FRL}}；h_FRR＝Re{IFFT{H_FRR}}

在下一步中，这些实脉冲响应再次使用傅立叶变换(FFT)从时域转换到频域，并且随后组合以分别形成用于左扬声器FL和右扬声器FR的各自的传递函数H_FL和H_FR：

H_FLL＝FFT{h_FLL}und H_FLR＝FFT{h_FLR}→H_FL＝H_FLL+H_FLR

H_FRL＝FFT{h_FRL}und H_FRR＝FFT{h_FRR}→H_FR＝H_FRL+H_FRR

如上文中的公式所示，机动车辆的乘客车厢中的每个座位位置的传递函数的相位分量和幅值分量两者可被包括在传递函数的形成中，其最后取决于选择的加权。这种情况下，在涉及本发明应用的研究中已经使用了若干不同的加权，并且这些导致下文中的临时发现。在多于一个座位位置上的相位频率响应的任何这样的加权叠加总是引起在车辆中接收的音响效果的恶化，在一些情况下是相当可观的恶化。此外，这种恶化在每个收听位置都通常明显，因而不是位置相关的。

为此，在目前的相位频率响应的进一步研究中，得到的扬声器相关传递函数唯一取决于驾驶员位置(通常左前)的测量值，通过左和右麦克风的相位频率响应的组合而精确。不包括其它座位位置的其他相位频率响应。做出该约定，用于开始限制与此相关，特别是与具有很多个测试主体的听觉测试相关的工作量。必须进行与此相关的更详细的研究，以确定是否无法发现能进一步改善听觉印象的相位频率响应的叠加的其它组合(加权)。例如，一种方法是将乘客车厢的中央位置，或两个前座之间的位置用作记录脉冲响应的唯一点，用于计算相位响应的均衡滤波器。

在形成相加的幅值频率响应中得到不同的印象。因为基于扬声器，而不再成对地处理AutoEQ算法，所以必须将注意力放在形成得到的幅值频率响应的左右半球之间的对称，即，为了保持这样的对称，左边测量位置的加权值必须与右边测量位置的加权值相对应。

在这种情况下，虽然对全部测量位置采用统一的加权会产生良好的声学效果，甚至更好的效果，然而，为了形成得到的幅值频率响应，通过仅使用两个前测量位置已经实现。然而，同样在这种情况下，通过还包括后位置的测量值，在得到的幅值频率响应的形成中通过合适的加权(例如，α＝0.35，β＝0.35，γ＝0.15，δ＝0.15)，可能实现更优的结果。

一旦在全部座位位置上为每个扬声器在两耳上组合如上所述的测量值，单扬声器的得到的传递函数将被分成它们的实部和虚部。对于本实施例，在来自中央扬声器C的单声道信号的情况下，这意味着：

ReC＝Re{H_C}and ImC＝Im{H_C}

并且对于来自扬声器FL和FR的立体声信号：

ReFL＝Re{H_FL}and ImFL＝Im{H_FL}和

ReFR＝Re{H_FR}and ImFR＝Im{H_FR}

然后从实部和虚部来确定各扬声器的各自相位频率响应，并且然后实部和虚部被改变成总会实现期望的相移0°，即，产生了纯粹的实信号。对于单声道信号(扬声器C)的实施例，这意味着扬声器C的信号的相位响应成为：

PhaseC＝-arctan(ImC_old/ReC_old)

并且从而

$\mathrm{Re}{C}_{\mathrm{Neu}}=\sqrt{{\mathrm{ReC}}_{\mathrm{Alt}}^2+{\mathrm{ImC}}_{\mathrm{Alt}}^2}*\cos (\arctan \left(\frac{{\mathrm{ImC}}_{\mathrm{Alt}}}{{\mathrm{ReC}}_{\mathrm{Alt}}}\right)+\mathrm{PhaseC})$

${\mathrm{ImC}}_{\mathrm{Neu}}=\sqrt{{\mathrm{ReC}}_{\mathrm{Alt}}^2+{\mathrm{ImC}}_{\mathrm{Alt}}^2}*\sin (\arctan \left(\frac{{\mathrm{ImC}}_{\mathrm{Alt}}}{{\mathrm{ReC}}_{\mathrm{Alt}}}\right)+\mathrm{PhaseC})$

获得了新的实部和虚部，其在广阔的带宽上具有0°的相移。将相应的情况施加到立体声信号的实施例：

PhaseFL＝-arctan(ImFL_old/ReFL_old)

PhaseFR＝-arctan(ImFR_old/ReFR_old)

并且从而

${\mathrm{ReRL}}_{\mathrm{Neu}}=\sqrt{{\mathrm{ReFL}}_{\mathrm{Alt}}^2+{\mathrm{ImFL}}_{\mathrm{Alt}}^2}*\cos (\arctan \left(\frac{{\mathrm{ImFL}}_{\mathrm{Alt}}}{{\mathrm{ReFL}}_{\mathrm{Alt}}}\right)+\mathrm{PhaseFL})$

${\mathrm{ImFL}}_{\mathrm{Neu}}=\sqrt{{\mathrm{ReFL}}_{\mathrm{Alt}}^2+{\mathrm{ImFL}}_{\mathrm{Alt}}^2}*\sin (\arctan \left(\frac{{\mathrm{ImFL}}_{\mathrm{Alt}}}{\mathrm{Re}{\mathrm{FL}}_{\mathrm{Alt}}}\right)+\mathrm{PhaseFL})$

${\mathrm{ReFR}}_{\mathrm{Neu}}=\sqrt{{\mathrm{ReFR}}_{\mathrm{Alt}}^2+{\mathrm{ImFR}}_{\mathrm{Alt}}^2}*\cos (\arctan \left(\frac{{\mathrm{ImFR}}_{\mathrm{Alt}}}{{\mathrm{ReFR}}_{\mathrm{Alt}}}\right)+\mathrm{PhaseFR})$

${\mathrm{ImFR}}_{\mathrm{Neu}}=\sqrt{{\mathrm{ReFR}}_{\mathrm{Alt}}^2+{\mathrm{ImFR}}_{\mathrm{Alt}}^2}*\sin (\arctan \left(\frac{{\mathrm{ImFR}}_{\mathrm{Alt}}}{{\mathrm{ReFR}}_{\mathrm{Alt}}}\right)+\mathrm{PhaseFR})$

在上文中已经详细描述的用于音响系统的均衡(AutoEQ)的自动算法的这些处理步骤(相位的均衡)之后，现在如前执行预均衡处理，其基础步骤总结如下：

1)对各自扬声器的幅值频率响应进行平滑(优选地非线性地在1/8的三分之一上进行平均)。

2)相对于已经平滑的单个幅值频率响应对目标函数进行缩放。在这种情况下，没有在宽的带宽上计算目标函数的缩放因子，而是在通过下限f_gu＝10Hz和上限f_go＝3kHz预定的预定频率范围以及相关的已经确定和调节的交叠滤波器的各界限内确定。

3)在预均衡的计算前，确定单个的平滑的幅值频率响应和缩放到它的目标函数之间的距离。

4)计算预均衡，其对应于缩放的目标函数和平滑的幅值频率响应之间的差的倒置分布。在这种情况下，如果一些值应上冲或下冲这些范围界限，目标函数的分布被限制在与最大允许增加和减少相对应的顶端和底端。

5)在将4)中计算的预均衡应用到幅值频率响应后，重新计算3)中的距离。

6)对于其中应用预均衡后的距离的幅值小于应用预均衡前在3)中确定的距离的这些频率，采用预均衡的滤波器系数。

7)任选地对预均衡确定的幅值频率响应进行平滑(优选地非线性，例如1/8的三分之一滤波)。

8)在“频率采样”方法的帮助下，将频谱FIR滤波器系数集从预均衡转换到时域，并且采用随后转换回频域来任选地限制时域中的FIR滤波器系数的长度。

9)确定宽带扬声器的交叠滤波器截止频率，并且任选地，初始分配窄带交叠滤波器截止频率。

10)存储各个预均衡滤波器系数集，以及如先前确定的相应的交叠滤波器截止频率。

一旦已经计算并存储预均衡的滤波器，并且如果理想的话，已经计算并应用交叠滤波器的滤波器截止频率以及信道增益的各自值，则在使用“MaxMag”方法执行总和传递函数的均衡之前，在实部和虚部的基础上计算总和传递函数，如下文所述：

1)对总和幅值频率响应进行平滑(优选地非线性地采用1/8的三分之一滤波)。

2)相对于已经平滑的总和幅值频率响应而对目标函数进行缩放。这种情况下，没有在整个音频范围上计算目标函数的缩放因子，而是在通过下限f_gu＝10Hz和上限f_go＝3kHz确定的预定频率范围以及相关的已经确定和调节的交叠滤波器的各界限内确定。下文的计算步骤在频率上循环(0＜f＜＝fs/2)：

3)基于在频率f的实部和虚部，重新计算当前总和传递函数。

4)确定在点f的总和传递函数与目标函数之间的当前距离。

5)重新设置当前最小距离，将距离设置成4)中确定的新距离，并且增加计数(在频率f上的循环)。

迭代：

6)基于在频率f的先前确定的预均衡的滤波器，计算用于幅值均衡的全部滤波器。

7)将用于幅值均衡的滤波器限制到允许的提升和下降范围。

8)在频率f计算单个幅值，以及到目标函数的各个距离。

9)在排除来自均衡的已经到达上升或下降的预定界限的全部那些值后，执行对具有最大幅值和最大距离的幅值的搜索。

10)然后选择单扬声器，该扬声器具有最大的距离，并且当在点f改变其幅值均衡时，其由此引起总和传递函数沿目标函数的方向的距离的预期最大减少，并且在相关频率f修改幅值均衡的相关函数，从而这引起距离的期望减少。

11)然后使用幅值均衡的当前参数再次计算基于幅值和相位的总和传递函数，并且然后计算先前距离与在当前发生的迭代步骤确定的距离之间的新差别。如果这种情况下先前距离与当前距离之间的差小于特定的预定阈值，迭代结束。在任何情况下，为了避免无限循环，最迟在执行特定的预定次数的迭代(例如20)后结束迭代。

12)最后，重新计算的距离被设置成当前距离，并且处理继续下一步迭代。

一旦对总和传递函数进行均衡的迭代结束，在迭代处理的过程中修改的滤波器再次任选地为预均衡进行平滑(优选地非线性地匹配到听觉，例如1/8的三分之一滤波)，然后使用“频率采样”方法而被转换到时域，并且最后在转换回频域前任选地对其长度进行限制，以这种方法产生了用于幅值均衡的最终滤波器。这种情况下使用下文中的方法确定对相位进行均衡的FIR滤波器。

对每个扬声器单独计算用于相位均衡的滤波器的分布：

PhaseEQ＝-arctan(Im/Re)

在任选的平滑之后，该分布再次被分解成实部和虚部：

RePhaseEQ＝cos(PhaseEQ)and ImPhaseEQ＝sin(PhaseEQ)

然后频谱在它们的两个边带频谱上对称地延伸，从而产生在时域中产生的实FIR滤波器：

RePhaseEQ＝[RePhaseEQ RePhaseEQ(end-1:-1:2)]和

ImPhaseEQ＝[ImPhaseEQ-ImPhaseEQ(end-1:-1:2)]

然后从实部和虚部计算(复数)传递函数：

H PhaseEQ＝RePhaseEQ+j*ImPhaseEQ.

为了获得全通FIR滤波器，滤波器必须与理想地具有一半FIR滤波器长度的模型延迟叠加：

H_PhaseEQ＝H_PhaseEQ*H_Delay

其中H_Delay＝FFT(Delay)并且Delay＝[1，0，0，...，0]并具有与均衡相位的FIR滤波器的一半长度相对应的长度。以这种方式修改的传递函数再次被转换到时域，其实部与均衡相位的滤波器的FIR滤波器系数相对应：

h_PhaseEQ＝Re{IFFT{H_PhaseEQ}}.

对先前计算的用于均衡幅值频率响应的滤波器进行卷积，最终产生非线性的用于均衡的扬声器特定FIR滤波器，其用于均衡相位和用于音响系统的幅值频率响应。

为了给定收听位置的高度对称和高声学声音质量，仅考虑到与所述收听位置相关的那些扬声器位置，位置特定均衡可仅基于在所述位置提取的声音。此外，将信道(组)特定均衡应用到每个位置，以产生只有临近的扬声器位置被用于均衡以获得对称的效果。从而，对前和后位置进行分开的计算。前信道可包括例如左前和右前(FL、FR)以及中央扬声器。这些扬声器在交叉频率、增益、幅度和相位方面仅与左前和右前收听位置相关。从而，后面的左和右扬声器仅用于后收听位置。然而，全部位置受到来自低音扬声器的声音的影响。图9示出了在频率上不同位置(FL_Pos+FR_Pos+RL_Pos+RR_Pos)/4和(FL_Pos+FR_Pos)/2的测量值的示例性频谱加权函数的示图。

如图10所示，声音等级可根据特定位置和频率而改变。可通过低音管理系统来实现针对该情况的改善。测量显示问题尤其在于设置在汽车后部的频率范围40Hz到90Hz的低音扬声器和辅低音扬声器，该频率范围对应于车辆内部长度的一半的波长，这是由于驻波造成的。具体地，在频率上的无符号幅度的测量值显示在前座的无符号幅度与在后座的不同，即，可能出现后座最大而在前座最小。如果辅低音扬声器设置在汽车的车厢中(见图11)，则前座和后座之间的差别特别地可达到10dB。尽管辅低音扬声器在不同的位置，例如前座下方可以提供一些改进，低音管理系统能由此更多地改进声音，不仅考虑到前后模式，也考虑到左右模式。本发明的低音管理系统通过对一个或多个低频扬声器在频率上调节相位，在不同的位置产生了相同或至少相似的声压。如果这成功地进行，因为全部扬声器仅必须采用整体幅度均衡函数进行加权，以在全部位置得到等于目标函数的在频率上的幅度，所以使频率上的幅度适应于目标函数是没有问题的。

然而，难以将相位适应成使得在不同的位置的声音等级基本相同。主要的问题在于寻找随后被最小化的合适的成本函数。例如，一个位置的频率上的等级或者全部位置的频率上的平均等级可作为基准，其中随后确定各单个位置到基准的距离。各自位置相加以产生第一成本函数，其代表到上述基准的整体距离。为最小化第一成本函数，进行了相移对成本函数的影响的研究。

非常简单的方法是选择作为基准的第一组扬声器(可以只有一个扬声器)或第一信道，第二组扬声器(也可以只有一个扬声器)或第二信道根据相位适应于该基准，从而使成本函数最小化。对在单个频率处第二信道的相移(0°到360°)对成本函数的影响进行研究，得到了相位上的成本函数，其示出了与相位距离的依赖关系。确定该成本函数的最小值导致了必须施加到各组或信道的相移，用于达到成本函数的最大减少，从而达到对全部位置的声音等级的最大均衡。

然而，上述步骤可产生声音等级的不期望的整体降低。为解决该问题，引入了另一条件，其不仅影响每个位置的相同声音等级，还影响可能的最大总体声音等级。这通过采用用于缩放上述距离的平均位置声音等级的互反函数(reciprocal function)而实现，其中通过加权函数来调节缩放。

如图12所示，随着在70Hz处具有0°相移，在前位置和后位置具有巨大的差别。然而，引入附加的相移，在每个位置的等级进一步下降，则等级被均衡。这样所谓的内部距离的特性，即，全部收听位置的最大适应的成本函数在大约180°的相移处具有最小值。描述为MagMean的曲线表示全部位置的平均等级。通过例如因子0.65对MagMean函数进行倒置和加权，并且添加互补因子0.35(＝1-0.65)加权的内部距离导致新的内部距离InnerDistanceNew，其是要被最小化的成本函数。图12示出了如何通过改变平均声压等级来改变成本函数。在图12的实施例中，最优相移没有改变，因为初始成本函数和修改的成本函数使他们的总体最小值在相同的位置。通过上述修改，除了在全部位置和最大等级的良好幅度均衡，也实现更均匀的相位均衡。

然而，上述测量可导致非常不连续的相位特性，其要求非常长的FIR滤波器长度。如从图13所示的三维图可更好地看到背后的问题，其中图12的成本函数并排设置，产生类似“山峰”的三维结构，其将一个扬声器(或一组扬声器)的成本函数表示为在相位[度]和频率[Hz]上的内部距离(InnerDistance[db])。图14表示右前扬声器关于基准信号的相应均衡相位频率响应。

为了在所述“山峰”中实现甚至更直、更连续的曲线，并具体实现更连续的相位特性，每频率改变(例如，1Hz)的相移可被限制在特定的最大相移，例如±10°。对于每个这样的受限相移范围，对于每频率(例如，1Hz步长)确定了局部最小值，其然后用作相位均衡处理中的新相位值。从图13的三维图可看到结果，其中每频率改变的最大相移被限制为每频率步长±10°。图16示出了右前扬声器关于基准信号的相应均衡相位频率响应。

如上所述，对每频率改变的最大相移的限制产生了平坦的相位响应，从而已经存在的FIR滤波器，例如用于其它均衡目的的滤波器是可用的。这样的FIR滤波器在44.1kHz的采样频率可仅包括4096个抽头。图17中示出了结果。如图所示，甚至短滤波器也已经显示了对期望特性(初始)的良好近似。

一旦为单扬声器确定相位均衡函数，随后通过将旧基准信号与新相位均衡的扬声器组(或信道)进行叠加而得到新基准信号。新基准信号用作要被研究的下一个扬声器的基准。尽管每组扬声器(或信道)可用作基准，左前位置可以是优选的，因为大部分汽车立体声系统将在该特定位置具有扬声器。

图18示出了在车辆内部的四个位置处，具有前座和后座之间的上述差别的频率上的声压等级。图19示出了使用无相位限制的相位均衡函数，根据上述方法对各电的声音信号进行滤波的频率上的声压等级。图20示出了应用这样的每频率步长±10°的相位限制的情况。图21示出了使用具有4096抽头的FIR滤波器，作为在频率上的声压等级的低音管理系统的性能。

显然，上文中讨论的各种低音管理系统为频率低于150Hz，平均声压等级上没有减少的每个位置创建了类似的情况。此外，只有大约100Hz以上，才在有相位限制和没有相位限制的情况之间存在明显的差别。最后，在理论上最优特性(图20)与通过4096抽头的FIR滤波器近似的特性(图21)之间没有显著的差别。

一旦进行这样的相位均衡滤波，从研究中的全部位置的频率上的平均幅值得到基准。通过幅值均衡函数而使所述基准适应于目标函数，其中幅值均衡函数对要被研究的全部位置相同。目标函数可以是例如自动均衡算法的手动修改的总和幅值响应，其中该响应依次自动跟随着其各自目标函数。图22和23中低音管理系统产生的目标函数被描述为“目标”。通过从全部位置的平均幅值响应减去目标函数，而得到全局均衡器函数(图23：“初始”)。为了避免通过该测量在低频范围中的减少，应用全局幅度均衡函数(图2：“半波整流”)来补偿该减少。图24示出了在相位和全局幅度均衡后，作为结果的在不同位置的全部扬声器的总和的传递函数。

尽管上文中在实施例中通常使用FIR滤波器，可使用各种数字滤波。然而，重点放在最小化相位FIR滤波器，其显示了最佳性能，特别是考虑到声学效果以及滤波器长度。

图25示出了实践上述方法的系统中的信号流。在图25的系统中，两个立体声信道，左信道L和右心到R被施加到声音处理器单元SP，该声音处理器单元SP产生五个信道。所述五个信道是右前信道FR、右后信道RR、左后信道RL、左前信道FL、以及低音扬声器和/或辅低音扬声器信道LOW。所述五个信道的每个被施加到用于幅度和相位均衡的相应均衡器单元EQ_FR、EQ_RR、EQ_RL、EQ_FL和EQ_LOW。通过控制单元CONTROL经由均衡器控制总线BUS_EQ来控制均衡器单元EQ_FR、EQ_RR、EQ_RL、EQ_FL和EQ_LOW，其中控制单元CONTROL也执行用于控制系统的其它单元的基础声音分析。均衡器单元EQ_FR、EQ_RR、EQ_RL、EQ_FL和EQ_LOW优选地包括最小相位FIR滤波器。

这样的其它单元是，例如，可控交叠滤波器单元CO_FR、CO_RR、CO_RL和CO_FL，其具有可控交叉频率并且连接到各均衡器单元EQ_FR、EQ_RR、EQ_RL和EQ_FL的下游，用于将各输入信号分割成两个输出信号，一个处于高频范围，另一个处于中频范围。来自交叠滤波器单元CO_FR、CO_RR、CO_RL和CO_FL的信号经由各控制开关S_FR_H、S_RR_H、S_RL_H、S_FL_H、S_FR_M、S_RR_M、S_RL_M和S_FL_M以及可控增益单元G_FR_H、G_RR_H、G_RL_H、G_FL_H、G_FR_M、G_RR_M、G_RL_M和G_FL_M而被施加到扬声器LS_FR_H、LS_RR_H、LS_RL_H、LS_FL_H、LS_FR_M、LS_RR_M、LS_RL_M和LS_FL_M。来自均衡器单元EQ_LOW的信号经由两个可控开关S_LOW1和S_LOW2以及各可控增益单元G_LOW1和G_LOW2而施加到(辅)低音扬声器LS_LOW1和LS_LOW2。经由控制总线BUS_S或BUS_G通过控制单元CONTROL分别控制可控开关S_FR_H、S_RR_H、S_RL_H、S_FL_H、S_FR_M、S_RR_M、S_RL_M、S_FL_M、S_LOW1、S_LOW2和可控增益单元G_FR_H、G_RR_H、G_RL_H、G_FL_H、G_FR_M、G_RR_M、G_RL_M、G_FL_M、G_LOW1、G_LOW2。

对于声音分析，两个麦克风MIC_L和MIC_R设置在仿真头DH中，其位于扬声器所处的空间中。如上述评估来自麦克风MIC_L和MIC_R的信号，其中在分析过程中，可通过可控开关S_FR_H、S_RR_H、S_RL_H、S_FL_H、S_FR_M、S_RR_M、S_RL_M、S_FL_M、S_LOW1、S_LOW2来打开某组扬声器(包括仅有一个扬声器的组)，同时关闭其他组。可根据给定的顺序或取决于与目标函数的偏差而顺序对各组进行开关。

尽管已经公开了实现本发明的各种实施例，对本领域技术人员来说很明显可做出各种改变和修改，其将实现本发明的一些优势，而不偏离本发明的精神和范围。对本领域的技术人员显而易见的是执行相同功能的其他组成可以被适当地替换。由所附权利要求覆盖对本发明概念的这种改变。尽管仅结合AutoEQ进行说明，例如，交叉频率的适应方法(adaptation method)和低音管理方法各自可用于独立的应用，或同样结合均衡方法。

Claims (42)

1.一种用于将音响系统调节到目标声音的方法，其中所述音响系统具有至少两组扬声器，所述扬声器被提供有将被转换成声学的声音信号的电的声音信号，所述方法包括以下步骤：

为所述每组独立地提供相应的电的声音信号；

为所述每组扬声器在至少一个收听位置独立地评估所述声学的声音信号与所述目标声音的偏差；并且

通过对提供到所述扬声器组的所述相应的电的声音信号进行均衡，来将至少两组扬声器调节到与所述目标声音偏差最小，其中，

所述评估步骤包括在所述收听位置从某组扬声器接收所述声学的声音信号，其中，

从利用位置特定因子加权的在所述至少一个收听位置的所述评估来得出在全部收听位置上的总评估，并且其中，

每个所述位置特定因子包括幅度特定因子和相位特定因子。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，每个所述声学的声音信号包括相位和幅度；所述相位和幅度被彼此独立地处理和均衡。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，至少一组扬声器仅包括一个扬声器。

4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中，至少一组扬声器包括多于一个扬声器。

5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的方法，其中，每个扬声器被设置在相应的位置，并且以相应的频率范围辐射相应的声学的声音信号；至少一个扬声器在所述位置和/或所述频率范围和/或所述电的声音信号信道上与其它扬声器不同；并且每组扬声器包括设置在某区域并且/或者具有某频率范围的仅一个扬声器或多个扬声器。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，至少一组扬声器包括被设置在左前、右前、左后或右后位置的一个扬声器或多个扬声器。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，至少一组扬声器包括被设置在较高或较低位置的一个扬声器或多个扬声器。

8.根据权利要求5、6或7所述的方法，其中，至少一组扬声器包括辐射处于较高频率范围、中间频率范围、较低频率范围或非常低频率范围的所述相应的声学的声音信号的一个扬声器或多个扬声器。

9.根据权利要求1-8中任一权利要求所述的方法，其中，当一组扬声器被提供有所述相应的电的声音信号时，进行将所述相应组调节成与所述目标声音偏差最小的步骤。

10.根据权利要求1-8中任一权利要求所述的方法，其中，在已经评估了全部组的偏差后，进行将所述扬声器组调节成与所述目标声音偏差最小的步骤。

11.根据权利要求1-10中任一权利要求所述的方法，其中，以给定的次序将所述扬声器组顺序地调节成与所述目标声音偏差最小。

12.根据权利要求1-9中任一权利要求所述的方法，其中，根据对所述组的所述偏差的排序，将所述扬声器组调节成与所述目标声音偏差最小。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，对所述扬声器组进行排序，从而首先调节具有最大偏差的组。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其中，所述偏差是在频率上的在所述评估的声学的声音信号与所述目标声音之间的整体幅度差。

15.根据权利要求12或13所述的方法，其中，所述偏差是在频率上的在所述评估的声学的声音信号与所述目标声音之间的最大幅度差。

16.根据权利要求1-15中任一权利要求所述的方法，在结束对至少两组扬声器的调节步骤后，再次施加以下步骤：

将所述相应的电的声音信号顺序提供给每组；

为每组扬声器顺序评估所述声学的声音信号与所述目标声音的所述偏差；并且

通过对提供到所述扬声器组的所述相应的电的声音信号进行均衡而将至少两组扬声器调节成与所述目标声音偏差最小。

17.根据权利要求5-16中任一权利要求所述的方法，其中，至少两组扬声器具有包括公共交叉频率的相邻的频率范围；所述方法还包括由于对于每组扬声器进行所述声学的声音信号与所述目标声音的偏差的所述相应评估而调节所述交叉频率的步骤。

18.根据权利要求1-17中任一权利要求所述的方法，其中，所述方法还包括在至少两个不同的收听位置，为每组扬声器评估所述声学的声音信号与所述目标声音的所述偏差的步骤。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，在所述至少两个不同的收听位置为每组扬声器评估所述声学的声音信号与所述目标声音的所述偏差。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，从采用位置特定因子加权的在所述至少两个不同收听位置的所述评估得到在全部收听位置上的总评估。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，每个位置特定因子包括幅度特定因子和相位特定因子。

22.根据权利要求1-21中任一权利要求所述的方法，其中，为每组扬声器评估所述声学的声音信号与所述目标声音的所述偏差的所述步骤包括提取两信道的声学信号，将所述声学信号转换成两信道电的声音信号，并为每个信道计算所述偏差。

23.根据权利要求1-22中任一权利要求所述的方法，还包括在为每组扬声器评估所述声学的声音信号与所述目标声音的所述偏差之前，通过在频率上将所述相应的电的声音信号限制到给定幅度最大值和最小值而对全部扬声器组进行预均衡的步骤。

24.根据权利要求1-23中任一权利要求所述的方法，其中，通过对施加到所述扬声器组的所述相应的电的声音信号进行均衡，而将至少两组扬声器调节成与所述目标声音偏差最小的步骤，包括将所述均衡引起的每频率的所述幅度改变和/或相位改变限制到给定值。

25.根据权利要求24所述的方法，其中，对所述目标函数进行缩放，从而使得受限均衡的所述声学的声音信号能满足所述目标函数。

26.根据权利要求1-25中任一权利要求所述的方法，其中，通过一个麦克风来提取所述声学的声音信号，用于处理与所述目标声音的所述偏差。

27.根据权利要求1一25中任一权利要求所述的方法，其中，通过至少两个麦克风来提取所述声学的声音信号，用于处理与所述目标声音的所述偏差。

28.根据权利要求27所述的方法，其中，两个麦克风设置在仿真头中。

29.根据权利要求1-28中任一权利要求所述的方法，其中，首先使一个或多个所述低频扬声器的所述相位适应于所述目标函数，并且，然后对全部位置对于包括用整体幅度均衡函数进行加权的全部扬声器，使所述幅度适应于所述目标函数。

30.根据权利要求1-29中任一权利要求所述的方法，其中，将一个位置的在频率上的等级或全部位置的频率上的平均等级作为基准，随后确定每个单独的位置与所述目标函数的距离。

31.根据权利要求30所述的方法，其中，所述单独的距离相加产生代表距所述基准的所述整体距离的成本函数。

32.根据权利要求31所述的方法，其中，为了最小化所述成本函数，对相移对所述成本函数的影响进行研究。

33.根据权利要求30-32中任一权利要求所述的方法，还包括以下步骤：

确定表示全部位置的所述平均等级的函数；

对表示所述平均等级函数的所述函数通过第一因子进行倒置和加权；

添加通过与第一因子互补的第二因子加权的内部距离来得到表示修改的成本函数的新内部距离；并且

最小化所述修改的成本函数。

34.根据权利要求1-33中任一权利要求所述的方法，其中

将每频率改变的所述相移限制到特定的最大相移，并且

对于每个这样受限的相移范围，为每频率确定局部最小值，所述局部最小值用作相位均衡处理中的新相位值。

35.根据权利要求1-34中任一权利要求所述的方法，还包括以下步骤：

确定单扬声器的所述相位均衡函数，

随后通过旧基准信号与新相位均衡的扬声器组的叠加而获得新基准信号。

36.根据权利要求35所述的方法，其中，所述新基准信号用作要被研究的下一扬声器的基准。

37.根据权利要求35或36所述的方法，还包括以下步骤：

从研究中的全部位置的频率上的所述平均幅度获得基准；并且

然后通过幅度均衡函数使所述基准适应于目标函数。

38.根据权利要求37所述的方法，其中，所述目标函数对于要被研究的全部位置都相同。

39.根据权利要求38所述的方法，其中，所述目标函数是自动跟随其相应目标函数的所述自动均衡算法的修改的总和幅度响应。

40.根据权利要求39所述的方法，还包括为了获得全局均衡器函数，从全部位置的所述平均幅度响应减去所述目标函数的步骤。

41.根据权利要求40所述的方法，其中，所述全局幅度均衡函数被应用到全部组。

42.根据权利要求1-41中任一权利要求所述的方法，通过最小相位FIR滤波来执行所述相位和/或幅度均衡。

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