CN108141687A - 用于泄漏消除的多扬声器方法和装置 - Google Patents

用于泄漏消除的多扬声器方法和装置 Download PDF

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Abstract

描述了用于减少由多扬声器系统中的非面向前的扬声器(112a、112n、116a、116n)产生的不期望的泄露能量的系统和方法的实施例。例如，多扬声器系统可以包括面向前方的扬声器(114a、114n)的阵列、一个或多个面向上的扬声器(112a、112n)和/或一个或多个面向侧面的扬声器(116a、116n)。耦合到多扬声器系统中的扬声器中的任何两个的滤波器可以生成由耦合的扬声器输出的音频信号以减少、衰减或消除由一个或多个非面向前的扬声器输出的音频信号的沿着从相应的非面向前的扬声器到多扬声器系统前面的收听区域(122)中的收听位置(120a‑c)的直接路径(130a‑c)声学传播的部分。

Description

用于泄漏消除的多扬声器方法和装置
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2015年8月21日提交的标题为“用于泄漏消除的多扬声器方法和装置”的美国临时申请No.62/208,418的优先权，该申请全文通过引用并入本文。
技术领域
背景技术
一般来说，声音系统包括向房间的后面瞄准的扬声器。一些目前的声音系统还包括向房间的侧面或天花板瞄准的扬声器以经由反射创建沉浸式声音。这些扬声器可以远离收听区域而瞄准。但是，一些不期望的能量仍然可以经由面向侧面/面向上的扬声器和收听者之间的直接路径在收听位置处接收到。
发明内容
本公开的一方面提供了一种用于减少不期望的泄露能量的多扬声器系统。该多扬声器系统包括被配置为被远离收听区域定位的非面向前的扬声器。该多扬声器系统进一步包括被配置为面向收听区域而定位的多个面向前的扬声器。该多扬声器系统进一步包括被配置为将输入音频信号施加于非面向前的扬声器的处理器，非面向前的扬声器被配置为发送输入音频信号以使得输入音频信号沿着到收听区域的直接路径声学传播。该多扬声器系统进一步包括多个滤波器，其中，多个滤波器中的每个滤波器对应于多个面向前的扬声器中的面向前的扬声器，并且其中，该多个滤波器中的每个滤波器被配置为：生成衰减信号并且将该衰减信号施加于对应的面向前的扬声器，其中，多个衰减信号共同地使被非面向前的扬声器沿着到收听区域的直接路径声学传播的输入音频信号衰减。
前一段的多扬声器系统可以包括以下特征的任何子组合：其中，该多扬声器系统进一步包括第二非面向前的扬声器和对应于第二非面向前的扬声器的第二滤波器，其中，第二滤波器被配置为：生成第二衰减信号并且将第二衰减信号施加于第二非面向前的扬声器，其中，多个衰减信号和第二衰减信号共同地使被非面向前的扬声器沿着到收听区域的直接路径声学传播的输入音频信号衰减，其中，该多扬声器系统进一步包括第二非面向前的扬声器，第二非面向前的扬声器被配置为发送第二输入音频信号以使得第二输入音频信号沿着到收听区域中的收听位置的第二直接路径声学传播；其中，多个衰减信号共同地使被非面向前的扬声器沿着到收听位置的直接路径声学传播的输入音频信号和被第二非面向前的扬声器沿着到收听位置的第二直接路径声学传播的第二输入音频信号衰减；其中，多个衰减信号中的第一衰减信号使沿着直接路径声学传播的输入音频信号的对应于第一频率范围的部分衰减，并且其中，多个衰减信号中的第二衰减信号使沿着直接路径声学传播的输入音频信号的对应于第二频率范围的第二部分衰减，第二频率范围不同于第一频率范围；其中，第二频率范围内的频率大于第一频率范围内的频率；其中，每个滤波器被配置为通过网络从服务器接收滤波器系数以生成相应的衰减信号；并且其中，非面向前的扬声器包括面向侧面的扬声器或面向上的扬声器中的一个。
本公开的另一方面提供了一种消除从非面向前的扬声器到多扬声器系统前面的收听区域的不期望的泄露能量的方法，该多扬声器系统包括多个第一扬声器和非面向前的扬声器。该方法包括：将输入音频信号施加于非面向前的扬声器，非面向前的扬声器被配置为发送输入音频信号以使得输入音频信号：沿着包括远离朝向收听区域的表面的反射的间接路径并且沿着到收听区域中的收听位置的直接路径声学传播，以使得在没有进一步的处理的情况下，收听位置处的收听者将感知到沿着间接路径和沿着直接路径声学传播的输入音频信号；生成朝向收听区域中的收听位置的多个消除信号，多个消除信号中的每个消除信号是由与多个第一扬声器中的第一扬声器相对应的滤波器生成的；并且将每个消除信号施加于对应的第一扬声器，多个消除信号共同地使被非面向前的扬声器沿着到收听区域中的收听位置的直接路径声学传播的输入音频信号衰减，以使得在沿着直接路径声学传播的输入音频信号中，在收听位置处可感知的少于在没有所述施加的情况下将听到的。
前一段的方法可以包括以下特征的任何子组合：其中，多扬声器系统包括第二非面向前的扬声器，第二非面向前的扬声器被配置为发送第二输入音频信号以使得第二输入音频信号沿着到收听区域中的收听位置的第二直接路径声学传播，其中，多个消除信号共同地使被非面向前的扬声器沿着到收听位置的直接路径声学传播的输入音频信号和被第二非面向前的扬声器沿着到收听位置的第二直接路径声学传播的第二输入音频信号衰减；其中，多个消除信号中的第一消除信号使沿着直接路径声学传播的输入音频信号的对应于第一频率范围的部分衰减，并且其中，多个消除信号中的第二消除信号使沿着直接路径声学传播的输入音频信号的对应于第二频率范围的第二部分衰减，第二频率范围不同于第一频率范围；其中，第二频率范围内的频率大于第一频率范围内的频率；其中，多个第一扬声器包括第一面向前的扬声器和第二面向前的扬声器，其中，第一面向前的扬声器接收第一消除信号，第二面向前的扬声器接收第二消除信号，并且其中，第二面向前的扬声器被安置(locate)为比第一面向前的扬声器靠近非面向前的扬声器；其中，多个消除信号中的每个消除信号是由滤波器使用滤波器系数生成的，这些滤波器系数是从通过收听位置处的麦克风获得的或者通过网络从服务器接收的测量结果导出的；其中，多个第一扬声器包括第一面向前的扬声器和第二非面向前的扬声器；并且其中，多扬声器系统包括以下中的一个：包括多个第一扬声器和非面向前的扬声器的条形音箱、音频/视觉(A/V)接收器、中心扬声器或电视机。
本公开的另一方面提供了一种用于减少多扬声器系统中的不期望的泄露能量的方法。该方法包括：通过硬件处理器将第一音频信号供应给多个第一扬声器，该多个第一扬声器被配置为朝向收听区域输出音频；将第二音频信号供应给非面向前的扬声器，该非面向前的扬声器被配置为输出第二音频信号以使得第二音频信号沿着朝向收听区域的反射路径以及沿着朝向收听区域的直接路径声学传播；生成多个衰减信号，每个衰减信号对应于第一扬声器中的一个或多个；并且将多个衰减信号施加于被供应给第一扬声器的第一音频信号以使得多个衰减信号使被非面向前的扬声器输出的沿着直接路径声学传播的第二音频信号衰减。
前一段的方法可以包括以下特征的任何子组合：其中，该方法进一步包括：将第三音频信号供应给第二非面向前的扬声器，第二非面向前的扬声器被配置为输出第三音频信号以使得第三音频信号沿着朝向收听区域的第二反射路径以及沿着朝向收听区域的第二直接路径声学传播；并且将多个衰减信号施加于被供应给第一扬声器的第一音频信号，以使得多个衰减信号使由非面向前的扬声器输出的沿着直接路径声学传播的第二音频信号和由第二非面向前的扬声器输出的沿着第二直接路径声学传播的第三音频信号衰减；并且其中，多个衰减信号中的第一衰减信号使沿着直接路径声学传播的第二音频信号的对应于第一频率范围的部分衰减；并且其中，多个衰减信号中的第二衰减信号使沿着直接路径声学传播的第二音频信号的对应于第二频率范围的第二部分衰减，第二频率范围不同于第一频率范围。
为了总结本公开的目的，本文已经描述了本发明的某些方面、优点和新颖的特征。要理解的是，并不一定所有这样的优点可以根据本文所公开的本发明的任何特定实施例实现。因此，可以以实现或优化如本文所教导的一个优点或一组优点、但不一定实现如本文可以教导或暗示的其他优点的方式来实施或实现本文所公开的发明。
附图说明
在整个附图中，重复使用附图标记来指示引用的元素之间的对应。提供附图是为了示出本文所描述的发明的实施例，而非限制其范围。
图1是示出根据一个实施例的示例多扬声器系统的图。
图2示出根据一个实施例的描绘图1的经由网络与滤波器服务器通信的条形音箱的框图。
图3示出描绘图1的具有自适应信号处理能力的条形音箱的框图。
图4是示出根据一个实施例的另一示例多扬声器系统的另一示图。
图5示出示例滤波器系数确定处理。
图6示出示例不期望的泄露能量减少处理。
图7是示出根据一个实施例的另一示例多扬声器系统的另一图。
具体实施方式
如上所述，声音系统中的面向侧面或面向上的扬声器有时可以产生经由面向侧面/面向上的扬声器和收听者之间的直接路径在收听位置处接收到的不期望的能量。这样的例子将是使用面向侧面(或侧面激励(firing))和/或面向上(或向上激励)的扬声器的条形音箱，这些扬声器意在经由房间内的反射创建沉浸式声音。面向侧面和/或面向上的扬声器可以使不期望的能量泄漏到收听区域中。例如，面向侧面或面向上的扬声器可以转导(transduce)经由直接路径和一个或多个间接路径(例如，远离墙壁或天花板反射的路径)声学传播到收听者的音频信号。音频信号沿着直接路径到达收听者的传播可以被认为是不期望的泄露能量。具有高于较小扬声器的方向性的较大扬声器可以用于减少不期望的泄露能量。但是，考虑到条形音箱的大小相对小，较大扬声器在条形音箱应用中通常是不实用的。此外，收听者可能发现根据期望并且按照设计那样使正在被使用的物理扬声器局部化是较困难的。
因此，本公开的实施例提供了一种多扬声器系统，该多扬声器系统减少、衰减和/或消除由该多扬声器系统中的一个或多个扬声器泄漏到收听区域中的不期望的声音能量。该多扬声器系统可以实现本文所描述的技术来渲染较广的、较扩散的声场或者渲染表现为来源于没有扬声器存在于其处的位置的虚拟声源(例如，如高架声音效果的情况下那样)。本文所描述的技术对于使收听甜蜜点区域变宽和/或寻址房间里的多个收听者可能是有用的。
该多扬声器系统可以减少、衰减或消除经由多扬声器系统中的面向侧面和/或面向上的扬声器(在本文中也被称为泄漏扬声器)和收听者之间的直接路径在收听位置处接收到的不期望的泄露能量。因此，该多扬声器系统可以在较广的收听区域中渲染较好的沉浸式收听体验。例如，该多扬声器系统可以包括音频设备(例如，条形音箱、中心扬声器、电视机、音频/视觉(A/V)接收器、在电视机下面或上面的设备等)，该音频设备包括用于创建不期望的泄露能量的部分(例如，面向侧面的扬声器、面向上的扬声器等)以及用于减少不期望的泄露能量的部分(例如，面向前的扬声器、滤波器、处理器、存储可以被处理器执行来操纵音频输入以用于减少、衰减和/或消除不期望的泄露能量的指令的存储器等)和/或一个或多个扩音器。该音频设备可以包括面向前方的扬声器阵列、一个或多个面向侧面的扬声器、和/或一个或多个面向上的扬声器。面向前方的阵列中的两个或更多个扬声器可以减少、衰减或消除来自面向侧面和/或面向上的扬声器的直接路径能量，从而使音频信号的经由一个或多个间接路径(例如，远离墙壁或天花板的反射)传播到收听者的部分变得更加听得见。由面向前方的阵列中的扬声器对不期望的能量的减少、衰减或消除还可以确保可以通过减少泄漏扬声器的“优先效应”(例如这样的心理声学现象：如果收听者被呈现来自不同方向的相同的声音，则首先到达收听者的声音确定收听者感知到声音来自于哪里。这里，期望的是收听者感知到声音来自于超出条形音箱110的物理范围(physical extent)的某个地方(例如，墙壁或天花板的沿着间接路径的方向)，但是如果沿着直接路径行进的声音没有被减少、衰减或消除，则收听者可能反而感知到声音是直接来自于泄漏扬声器)来以较大的效果、较清晰地渲染虚拟声源。
作为例子，音频设备可以实现减少、衰减和/或消除由泄漏扬声器(一个或多个)生成的不期望的泄露能量的算法。相反，减少、衰减或消除不期望的泄露能量的常规技术可能仅使用一个扬声器。本文所描述的技术可以提供优于常规技术的益处，因为使用多个扬声器(例如，在面向前的扬声器的阵列、面向侧面的扬声器和/或面向上的扬声器中的)来减少、衰减或消除不期望的泄露能量可以提供较宽的和/或较鲁棒的消除区域。例如，收听区域可以包括各种控制点或收听位置(例如，各个收听者存在于其处的地点(location))。泄漏扬声器可以输出沿着到第一控制点的直接路径、沿着到第二控制点的直接路径等等声学传播的音频信号。给定扬声器特性，一个扬声器可以足以减少、衰减或消除沿着直接路径中的一个传播的不期望的泄露能量，但是一个扬声器将不足以减少、衰减或消除沿着直接路径中的两个或更多个传播的不期望的泄露能量。因此，面向前的阵列中的两个或更多个扬声器可以用于减少、衰减或消除沿着每个直接路径传播的不期望的泄露能量。这可以导致可以在典型的声音系统应用中寻址多个收听者的较大的收听甜蜜点。
在实施例中，用于减少、衰减或消除不期望的泄露能量的扬声器可以被安置在任何物理地点处。例如，扬声器可以在面向前的阵列、面向侧面的扬声器、面向上的扬声器等中。但是，扬声器的几何配置可以影响本文所描述的多扬声器系统的性能。在一些实施例中，比如当由非面向前方的扬声器输出的有效频带的上界高时，面向前方的扬声器被靠近非面向前方的泄漏扬声器放置(例如，在30cm、20cm、10cm内等)。在一些实施例中，扬声器具有它们之间的至少最小间隔(例如，至少6cm、7cm、8cm等)，这使得能够实现较有效的消除结果。
一般来说，面向侧面和/或面向上的扬声器可以被相对于收听者定向(orient)成任何角度以渲染扩散声音和高度效果。来自这些扬声器的泄漏可以被两个或更多个扬声器(例如，面向前方的扬声器阵列中的一个或多个扬声器、一个或多个面向侧面的扬声器、和/或一个或多个面向上的扬声器)减少、衰减或消除。扬声器的布置(例如，面向前的扬声器、面向侧面的扬声器或面向上的扬声器)可以使得它们被定向为相互水平、相互垂直、和/或相互不成一直线(例如，扬声器被安置在音频设备内、离音频设备的前面、侧面或顶面不同深度处)。另外，面向前方的阵列中的扬声器、面向侧面的扬声器和/或面向上的扬声器的定向(orientation)可以改变(例如，用户可以手动地调整扬声器的定向，扬声器可以响应于接收到命令而自动地调整，等等)。因为一个或多个扬声器的定向的改变可以影响不期望的泄露能量减少的性能，所以与不同定向相关联的滤波器系数可以被存储在音频设备本地上和/或由音频设备经由网络可访问的服务器上。响应于一个或多个扬声器的定向的改变，音频设备可以取回(retrieve)适当的滤波器系数来对该配置执行适当的不期望的泄露能量减少或衰减。下面关于图1-7来描述关于由多扬声器系统实现的减少、衰减或消除不期望的泄露能量的技术的附加的细节。
示例多扬声器系统
图1是示出根据一个实施例的示例多扬声器系统100的图。如图1所示，多扬声器系统100包括条形音箱110。但是，这仅仅是出于说明性的目的，而非意在于限制。例如，多扬声器系统100可以包括任何类型的音频设备，比如中心扬声器、电视机、A/V接收器、在电视机下面或上面的设备等。任何类型的音频设备可以实现本文关于条形音箱110描述的技术。多扬声器系统100可以进一步包括其他组件，比如前置扩音器、环绕扩音器、低音炮、电视机等(未示出)。
条形音箱110包括面向上的扬声器112a-n(例如，被如下定向的扬声器：这些扬声器的前面面向与垂直于条形音箱110的顶面的方向最大成89度的方向，比如朝向房间的天花板)、面向前的扬声器114a-n(例如，被如下定向的扬声器：这些扬声器的前面面向垂直于或几乎垂直于条形音箱110的前面的方向，朝向收听者的预期地点)、和/或面向侧面的扬声器116a-n(例如，被如下定向的扬声器：这些扬声器的前面面向与垂直于条形音箱110的侧面的方向最大成89度的方向，比如朝向房间的墙壁)。通常，扬声器112a-n、114a-n和/或116a-n在它们面对的方向上辐射(radiate)或激励。但是，情况并非总是如此。在一些情形下，多个扬声器可以面向一个方向，但是在另一方向上共同地辐射。虽然条形音箱110包括多个面向上的扬声器112a-n和面向侧面的扬声器116a-n，但是这并非意在于限制。条形音箱110可以包括任何数量的面向上的扬声器112a-n(例如，0个、1个、2个、3个、4个等)和任何数量的面向侧面的扬声器116a-n(例如，0个、1个、2个、3个、4个等)。面向上的扬声器112a-n的数量和面向侧面的扬声器116a-n的数量可以是相同的或不同的。虽然面向侧面的扬声器116a-n被描绘在条形音箱110的右侧，但是面向侧面的扬声器116a-n可以在条形音箱110的左侧和/或右侧。虽然面向上的扬声器112a-n被描绘在条形音箱110的左侧，但是面向上的扬声器112a-n可以被安置在条形音箱110的顶面上的任何地方。
如图1所示，每个面向前的扬声器114a-n耦合到对应的滤波器115a-n。滤波器115a-n每个可以产生可以被对应的面向前的扬声器114a-n输出的音频信号，以使得面向前的扬声器114a-n共同地将声音输出到收听区域122中的各个收听位置120a-c，并且减少、衰减或消除由面向上的扬声器112a-n和/或面向侧面的扬声器116a-n产生的不期望的泄露能量。例如，面向侧面的扬声器116n可以输出沿着以下路径声学传播的音频信号：到收听位置120a的直接路径130a、到收听位置120b的直接路径130b、到收听位置120c的直接路径130c以及远离墙壁140反射的朝向收听位置120c的间接路径150c。音频信号还可以沿着到收听位置120a-b的间接路径(未示出)声学传播。音频信号的沿着路径130a-c传播的部分由于到对应的收听位置120a-c的直接路径而可以被认为是不期望的泄露能量。但是，音频信号的沿着路径150c传播的部分由于反射路径造成了音频信号表现为来源于没有扬声器存在于其处的地点(例如，以模拟环绕声环境)的情形而可以被认为是期望能量。因此，滤波器115a-n每个可以生成有助于减少、衰减或消除音频信号的沿着路径130a-c声学传播的部分的音频信号。
虽然没有被描绘，但是面向侧面的扬声器116a还可以输出沿着到收听位置120a-c的相应的直接路径声学传播的音频信号，这些音频信号可以被由滤波器115a-n产生的音频信号减少、衰减或消除。例如，滤波器115a-n可以同时减少、衰减或消除由面向侧面的扬声器116a和面向侧面的扬声器116n(以及任何附加的面向侧面的扬声器116)产生的不期望的泄露能量。类似地，面向上的扬声器112a-n可以输出沿着经由远离房间的天花板的反射的间接路径声学传播以及沿着到收听位置120a-c的相应的直接路径声学传播的音频信号。滤波器115a-n还可以减少、衰减或消除由面向上的扬声器112a-n输出的音频信号所引起的不期望的泄露能量。
可选地，面向上的扬声器112a-n和面向侧面的扬声器116a-n中的一个或多个可以单独地或与一个或多个面向前的扬声器114a-n相结合地减少、衰减或消除不期望的泄露能量。例如，面向上的扬声器112a-n中的一个或多个可以耦合到实现本文所描述的技术的对应的滤波器113a-n以减少、衰减或消除由另一扬声器(例如，另一个面向上的扬声器112a-n、面向侧面的扬声器116a-n、面向前方的扬声器114a-n等)输出的直接路径音频信号。同样地，面向侧面的扬声器116a-n中的一个或多个可以耦合到实现本文所描述的技术的对应的滤波器117a-n以减少、衰减或消除由另一扬声器(例如，另一面向侧面的扬声器116a-n、面向上的扬声器112a-n、面向前方的扬声器114a-n等)输出的直接路径音频信号。在一些实施例中，第一非面向前的扬声器可以与一个或多个面向前的扬声器114a-n一起使用来减少、衰减或消除由第二非面向前的扬声器产生的不期望的泄露能量，并且第二非面向前的扬声器可以与一个或多个面向前的扬声器114a-n一起使用来减少、衰减或消除由第一非面向前的扬声器产生的不期望的泄露能量。在说明性例子中，左侧面向前的扬声器和左侧面向侧面的扬声器可以减少、衰减或消除来源于左侧面向上的扬声器的不期望的泄露能量，并且同时地，左侧面向前的扬声器和左侧面向上的扬声器可以减少、衰减或消除来源于左侧面向侧面的扬声器的不期望的泄露能量。
在实施例中，滤波器115a-n生成用于减少、衰减或消除不同频率的不期望的泄露能量的音频信号。例如，滤波器115a可以与第一频率范围相关联，滤波器115b可以与第二频率范围相关联。滤波器115a可以生成当被面向前的扬声器114a输出时减少、衰减或消除落在第一频率范围内的不期望的泄露能量的音频信号。类似地，滤波器115b可以生成当被面向前的扬声器114b输出时减少、衰减或消除落在第二频率范围内的不期望的泄露能量的音频信号。
滤波器115a-n和面向前的扬声器114a-n组合所关联的频率范围可以依赖于相应的面向前的扬声器114a-n与泄漏扬声器的接近度(proximity)。例如，面向前的扬声器114a-n越靠近泄漏扬声器，减少、衰减或消除高频(例如，在1kHz和20kHz之间)音频信号可以越有效，因为在给定较短波长的高频音频信号的情况下可能比较难以估计适当的滤波器系数。但是，如果面向前的扬声器114a-n不靠近泄漏扬声器，则低频(例如，小于1kHz)可以以类似的水平被减少、衰减或消除。因此，在图1中描绘的例子中，滤波器115n可以生成可以被面向前的扬声器114n输出的音频信号，以便由于面向前的扬声器114n与产生泄漏的面向侧面的扬声器116n的接近度而减少、衰减或消除由面向侧面的扬声器116n输出的音频信号的沿着直接路径130a-c声学传播的高频部分。滤波器115a可以生成可以被面向前的扬声器114a输出的音频信号，以便由于面向前的扬声器114a和面向侧面的扬声器116n的位置之间的相对大的距离而减少、衰减或消除由面向侧面的扬声器116n输出的音频信号的沿着直接路径130a-c声学传播的低频部分。
在进一步的实施例中，滤波器115a-n可以生成用于既减少、衰减或消除由一个泄漏扬声器输出的高频音频信号，又减少、衰减或消除由另一泄漏扬声器输出的低频音频信号的音频信号。例如，如果面向上的扬声器112n和面向侧面的扬声器116n这二者生成沿着朝向收听位置120a-c的相应的直接路径声学传播的音频信号，则面向前的扬声器114a可以输出由滤波器115a生成的音频信号，该音频信号减少、衰减或消除由面向侧面的扬声器116n输出的音频信号的沿着直接路径130a-c声学传播的低频部分，并且减少、衰减或消除由面向上的扬声器112n输出的音频信号的沿着到收听位置120a-c的直接路径声学传播的高频部分。
滤波器113a-n、115a-n和/或117a-n可以耦合在对应的扬声器112a-n、114a-n和/或116a-n与解码器之间。解码器可以在条形音箱110或多扬声器系统100的另一组件(未示出)中。虽然滤波器113a-n、115a-n和117a-n分别被描绘在扬声器112a-n、114a-n和116a-n与从解码器接收的音频输入之间，但是每个扬声器112a-n、114a-n和116a-n还可以经由绕过滤波器113a-n、115a-n和117a-n的路径耦合到解码器。例如，任何数量的扬声器112a-n、114a-n和116a-n可以输出共同地或同时地将音频内容递送到收听者并且减少、衰减或消除不期望的泄露能量的音频信号。滤波器113a-n、115a-n和117a-n可以生成减少、消除或衰减不期望的泄露能量的信号，但是与要被递送到收听者的音频内容(例如，标称音频内容)相对应的输入音频可以在被解码器发送到扬声器112a-n、114a-n和/或116a-n时绕过滤波器113a-n、115a-n和/或117a-n。在替代实施例中，由滤波器113a-n、115a-n和/或117a-n生成的不期望的泄露能量减少、衰减或消除音频信号可以在音频输入最初被源设备编码时生成，以使得解码的音频输入可以在不对解码的音频输入进行任何附加的滤波或后处理的情况下被直接发送到扬声器112a-n、114a-n和/或116a-n。
滤波器113a-n、115a-n和/或117a-n每个使用音频输入(例如，如从A/V接收器、电视机、移动设备等接收的音频输入)和一个或多个滤波器系数来生成音频信号。滤波器系数可以从作为训练处理的一部分而确定的权重导出。训练处理包括：将麦克风放置在每个收听位置120a-c处(或者可替代地使用被内置到条形音箱110的麦克风、被内置到用于条形音箱110的遥控器的麦克风、收听者的移动设备中的麦克风等)，指示潜在的泄漏扬声器(例如，面向上的扬声器112a-n、面向侧面的扬声器116a-n等)单个地输出测试音频信号(例如，最大长度序列)，并且使用麦克风来获得测量结果。收听位置12a-c可以被间隔开以使得每个收听位置120a-c之间的距离与感兴趣频率的波长相对应。训练处理可以由收听者执行(例如，收听者可以将麦克风放置在期望的地点上，并且指示条形音箱110发起训练处理)，或者在供收听者使用之前由条形音箱110的制造商执行。
可以通过最小化收听区域122中的一个或多个收听位置120a-c处的不期望的泄露能量来获得滤波器系数。驻存在条形音箱110中的处理器可以执行最小化不期望的泄露能量的指令。例如，处理器可以使用最小化技术(比如加权最小二乘算法、范数函数(例如，L1范数、L2范数、L-无穷大(infinity)范数等))等来最小化不期望的泄露能量。
条形音箱110的处理器可以接收由一个或多个麦克风在训练处理期间获得的测量结果作为输入。对于潜在的泄漏扬声器和收听位置120a-c的每个组合，处理器可以使用原始的测试音频信号和由相应的收听位置120a-c处的麦克风捕获的测量结果来导出传递函数。因此，在图1中描绘的例子中，处理器可以对每个潜在的泄漏扬声器导出三个传递函数，每个收听位置120a-c一个传递函数。为了使处理器适当地确定滤波器系数，使用测量结果的不包括反射的部分来导出传递函数(例如，处理器使用测量结果的仅包括直接路径的部分来导出传递函数)。例如，如果训练处理是在消音室中完成的(例如，训练处理由制造商发起)，则测量结果可以不包括反射。但是，如果训练处理不是在消音室中完成的(例如，训练处理由房子房间里的收听者发起)，则可以对测量结果进行截断或滤波以移除反射。截断或滤波可以通过对显示测量结果的曲线图的检查来手动地完成(例如，在测量结果中的包括最高峰后面的峰的波形可以被认为是反射并且被截断)。可替代地，截断或滤波可以由处理器基于在测试音频信号被输出以接收直接路径之后的预期时间和/或在测试音频信号被输出以接收一个或多个反射之后的预期时间自动地完成。
在实施例中，处理器可以使用通过训练处理得到的传递函数来生成权重的集合(例如，H1、H2、H3等)，这些权重被优化以减少、衰减或消除整个宽广的收听区域122上的不期望的泄露能量。例如，处理器可以使用最小化技术来生成该权重集合。作为例子，在收听区域122中可以存在M个收听位置、N个面向前方的扬声器和R个面向侧面的扬声器。收听位置、面向前方的扬声器和面向侧面的扬声器的索引分别可以为m、n和r。在频域中表示的从面向前方的扬声器n到收听位置m的复传递函数可以被表示为Fnm。用于从面向侧面的扬声器r到收听位置m(例如，面向侧面的扬声器r和收听位置m之间的直接路径)的泄漏的复传递函数可以被表示为Lrm。如果音频输入在频域中为1(例如，音频输入是时域中的脉冲)，则收听位置m处的声压为：
其中，和分别是从面向前方的扬声器和面向侧面的扬声器到第m收听位置的声学传递函数的矢量。和是分别与图1中的滤波器117a-n和115a-n相对应的权重矢量。上标T表示转置运算。
对于所有的M个收听位置处的声压：
其中，和是传递函数矩阵。
可以选择权重来最小化以下成本函数：
其中，H表示Hermitian转置，是被给予每个收听位置的权重am的对角矩阵。单个的收听位置的重要性可以用这些权重来调节。处理器然后可以使用任何类型的最小化技术来确定最小化方程(3)的成本函数的权重。在实施例中，用于面向侧面的扬声器(对应于滤波器117a-n)的权重(其用方程(3)中的表示)在成本函数的最优化中可以被看作是固定的，以使得优化在给定固定的权重以及声学传递函数矩阵和的情况下确定最佳的权重在一些实施例中，如本领域技术人员将理解的，权重可以被设计为对面向侧面的扬声器实现特定的空间响应。
可以如下执行方程(3)中的成本函数的最小化：
在一些实施例中，可以使用基于参数μ的正则化来将解公式化(formulate)以改进矩阵求逆的鲁棒性：
其中，I是N×N单位矩阵。
在一些实施例中，侧向激励的扬声器R的数量可以为1个。在这样的实施例中，公式化中的泄漏矩阵被约简为包括M个收听位置处的泄漏响应的矢量此外，在不失一般性的情况下，用于侧向激励的扬声器的权重矢量被约简为可以被看作单位一的标量。成本函数优化的结果然后简化为：
确定的权重可以与单个特定频率或特定频率范围相关联。处理器可以重复上面的优化技术来确定用于其他特定频率或特定频率范围的权重。在确定用于各种频率或频率范围的权重之后，可以组合确定的权重以形成用于每个面向前的扬声器的时域滤波器。例如，可以通过计算逆离散傅立叶变换(DFT)来组合确定的权重。逆DFT的结果提供用于面向前的扬声器的时域滤波器(例如，滤波器115a-n)的时域滤波器系数。
时域滤波可以使用多个面向前的扬声器来形成来自面向上或面向侧面的扬声器的泄漏模式的异相(out-of-phase)对应部分。上述实施例可以被称为窄带公式化，因为权重的优化在不同的频带中是独立地执行的。虽然处理器进行的计算是简单的，但是窄带公式化可以提供的对问题的洞察小于宽带视图，并且可能不能提供调节不同频率范围之间的权重的机制。在替代实施例中，如本文所说明的，处理器执行宽带优化来直接导出时域滤波器系数。
在时域中，对于面向前的扬声器n，可以通过用长度T滤波器hn[t](例如，有限脉冲响应(FIR)滤波器，其中，t＝0,1,…,T-1)对音频输入进行滤波来生成衰减或消除信号。在一些情况下，可以使用无限脉冲响应(IIR)滤波器来合理地近似FIR滤波器。在收听位置m处，在规范化的频率Ω处，由所有的面向前方的扬声器生成的复声压可以为：
其中，f是以Hz为单位的频率，fs是采样速率。所有的实值滤波器系数可以被堆叠以形成NT×1矢量
利用可以用以下格式来写Ym(例如，由所有的面向前方的扬声器生成的复声压)：
其中，I是N×N单位矩阵，表示Kronecker积，如上面公式化的是频率Ω处的从所有的面向前方的扬声器到收听位置m的传递函数矢量。现在已经用作为参数的实值滤波器系数将频域声压Ym(ejΩ)公式化。可以如下类似地公式化频率Ω处的收听位置m处的来自面向侧面的扬声器的泄漏的频域声压：
其中，是被应用于要被面向侧面的扬声器回放的音频信号的时域滤波器117a-n的堆叠的实值系数的矢量。
为了具有所有收听位置和所有感兴趣频率范围(例如，如要由面向上或面向侧面的扬声器输出的音频确定的感兴趣频率范围)上的衰减或消除效果的总体控制，以下成本函数将被最小化：
其中，K是感兴趣频率范围的数量，amk是给到收听位置m处的频率范围Ωk的权重。变量amk可以用于强调该空间-频率点处的行为。例如，如果高于2kHz的频率是不重要的，则用于高于2kHz的频率范围Ωk的对应的amk可以被设置为0。
展开方程(11)中的平方后的量值(magnitude)，结果为：
其中，constant表示独立于矢量的项，并且其中，
可以通过将梯度设置为零来获得最小化方程(12)中的成本函数(例如，通过使用加权最小二乘技术)的滤波器系数，得到以下方程：
其中，I是大小为NT×NT的单位矩阵，μ是选择的正则化(regularization)参数，该参数被合并以确保方程(15)中的逆可以被处理器计算并且计算的结果较鲁棒和较实用。
在一些实施例中，可以在长度上约束时域滤波器hn，例如以使得滤波器长度T小于从面向侧面的位置到相应的收听位置120a-c的直接路径130a-c和间接路径150c之间的最小声学传播时间差。然后可以在不单独估计声学传递函数F和L的情况下执行滤波器系数的优化。在实施例中，可以由处理器在通过面向侧面的扬声器和面向前的扬声器同时地播放测试序列的同时改动滤波器hn以便最小化在收听位置处测得的声压来执行滤波器优化。在其他实施例中，可以由处理器在由面向侧面和/或面向前的扬声器输出的标称音频内容的回放期间在后台改动滤波器hn以便最小化在收听位置处测得的声压来执行滤波器优化。
为了使设计的滤波器物理可实现(causal)，可以将某个延迟添加到滤波器和/或添加到从解码器到面向上或面向侧面的扬声器的路径中(参见图7)。如果延迟被添加到从解码器到非面向前的扬声器的路径中，则可以将相同的延迟添加到从解码器到音频设备中的其他扬声器(例如，非面向前的和/或面向前的扬声器)的路径中。在收听位置m处的来自面向上或面向侧面的扬声器的声压于是可以如下：
其中，Tdelay是采样中指定的延迟，其典型的值为或个采样。作为例子，用代替可以得到物理可实现滤波器。
一旦处理器确定了用于滤波器113a-n、115a-n和/或117a-n的滤波器系数，这样的滤波器系数就可以被存储在条形音箱110的存储器中。滤波器系数可以被滤波器113a-n、115a-n和/或117a-n从存储器取回以生成收听者可听的和/或减少、衰减或消除不期望的泄露能量的音频信号。
在一些实施例中，滤波器系数与泄漏扬声器的定向(例如，指示泄漏扬声器的当前定向的值)相关联地存储在存储器中。处理器可以确定用于不同的泄漏扬声器定向的滤波器系数，其中每个被存储在存储器中。滤波器113a-n、115a-n和/或117a-n可以检测泄漏扬声器的定向，并且使用检测的定向来从存储器取回适当的滤波器系数。类似地，滤波器系数可以与其他特性(比如回放房间特性或扬声器设置几何结构)相关联地存储在存储器中。基于由条形音箱110检测的回放房间特性和/或扬声器设置几何结构，滤波器113a-n、115a-n和/或117a-n可以从存储器取回适当的滤波器系数。
在其他实施例中，处理器不确定和存储滤波器系数。相反，滤波器系数是由另一计算设备使用本文所描述的技术预先确定的。滤波器系数可以被存储在网络可访问的服务器上，并且根据需要被条形音箱110取回。
图2示出描绘根据一个实施例的经由网络215与滤波器服务器270通信的条形音箱110的框图。网络215可以包括局域网(LAN)、广域网(WAN)、互联网或它们的组合。滤波器服务器270可以存储与各种泄漏扬声器定向相关联的滤波器系数。条形音箱110可以通过网络215将对于滤波器系数的请求发送到滤波器服务器270，其中，该请求包括数个滤波器、要滤波的频率范围、回放房间特性、扬声器设置几何结构和/或泄漏扬声器(一个或多个)的定向。滤波器服务器270可以响应于该请求来确定适当的滤波器系数，并且将滤波器系数发送到条形音箱110。
在还有的其他的实施例中，滤波器113a-n、115a-n和/或117a-n可以使用默认的滤波器系数集合。默认的滤波器系数集合对于特定的泄漏扬声器定向可以是有效的。如果泄漏扬声器定向是可调的(例如，经由螺钉、启用或禁用控制泄漏扬声器的定向的马达的电子按钮、枢轴点等)，则条形音箱110可以指示最佳的泄漏扬声器定向。例如，条形音箱110可以生成通知，该通知可以显示在条形音箱110的用户界面中、电视机上、运行与条形音箱110通信的应用的移动设备上和/或类似物上。
在还有的其他的实施例中，条形音箱110可以使用自适应信号处理来在条形音箱110输出音频时调整滤波器系数。图3示出描绘具有自适应信号处理能力的条形音箱110的框图。如图3所示，条形音箱110包括自适应信号处理器315。
自适应信号处理器315可以从收听位置120a-c处的麦克风、从内置于条形音箱110中的麦克风、从内置于用于条形音箱110的遥控器中的麦克风、和/或从收听者的移动设备中的麦克风周期性地或连续地接收测量结果。自适应信号处理器315可以使用这些测量结果来以如上所述的方式确定滤波器系数。滤波器系数然后可以被存储在存储器中和/或被发送到适当的滤波器115a-n、113a-n(未示出)和/或117a-n(未示出)。因此，如果泄漏扬声器定向在条形音箱110的使用期间被调整以产生音频，则条形音箱110可以调整用于生成衰减音频信号的滤波器系数以使得条形音箱110可以继续有效地减少、衰减或消除不期望的泄露能量。
图4是示出根据一个实施例的另一示例多扬声器系统400的另一示图。如图4所示，多扬声器系统400类似于图1中描绘的多扬声器系统100。但是，条形音箱110可以包括单个面向前的扬声器414(例如，单个面向前的扬声器驱动器)。滤波器115a-n可以生成可以被组合的音频信号，以使得面向前的扬声器414将声音输出到收听位置120a-c，并且减少、衰减或消除由面向上的扬声器112a-n和/或面向侧面的扬声器116a-n产生的不期望的泄露能量。
示例滤波器系数确定处理
图5示出示例滤波器系数确定处理500。在实施例中，处理500可以由本文所描述的系统(包括上面关于图1-4讨论的条形音箱110或多扬声器系统100外部的计算设备)中的任何一个执行。依赖于实施例，处理500可以包括较少的和/或附加的方框，或者可以按不同于所示次序的次序执行方框。
在方框502，指示泄漏扬声器输出测试音频信号。例如，泄漏扬声器可以是条形音箱110中的面向上的扬声器或面向侧面的扬声器。测试音频信号可以是最大长度序列。
在方框504，接收与输出的测试音频信号相对应的测量结果。例如，测量结果可以由收听位置处的麦克风在泄漏扬声器输出测试音频信号之后捕获。测量结果可以被截断以保持直接路径响应并且除去反射。
在方框506，使用测量结果和测试音频信号来确定传递函数。例如，传递函数可以与在其处获得测量结果的收听位置相关联和/或与泄漏扬声器相关联。
在方框508，使用传递函数来确定滤波器系数。例如，可以从传递函数和被组合为声学传递函数矩阵的其他传递函数导出成本函数。可以确定用于各种频率或频率范围的使成本函数最小化的权重。可以通过计算逆DFT来组合确定的权重。逆DFT的结果提供时域滤波器系数。可以使用最小化技术(比如加权最小二乘算法或范数函数)来最小化成本函数。确定的滤波器系数可以被条形音箱110的一个或多个滤波器使用来减少、衰减或消除不期望的泄露能量。
示例不期望的泄露能量减少处理
图6示出示例不期望的泄露能量减少处理600。在实施例中，处理600可以由本文所描述的系统(包括上面关于图1-4讨论的条形音箱110)中的任何一个执行。依赖于实施例，处理600可以包括较少的和/或附加的方框，或者可以按不同于所示次序的次序执行方框。
在方框602，将输入音频信号施加于多扬声器系统的非面向前的扬声器。例如，非面向前的扬声器可以是面向上的扬声器或面向侧面的扬声器。非面向前的扬声器可以被配置为发送沿着到收听区域中的收听位置的直接路径和/或沿着经由远离墙壁或天花板的反射到收听位置的间接路径声学传播的音频信号。
在方框604，对收听区域中的收听位置生成多个消除信号。例如，该多个消除信号中的每个消除信号由与多个面向前的扬声器中的面向前的扬声器相对应的滤波器和/或与第二非面向前的扬声器相对应的滤波器生成。
在方框606，将每个消除信号施加于对应的面向前的扬声器和/或第二非面向前的扬声器。多个消除信号在收听位置处共同地减少、衰减或消除由非面向前的扬声器生成的音频信号的沿着到收听区域中的收听位置的直接路径声学传播的部分(例如，多个消除信号传播到收听位置以减少、衰减或消除不期望的泄露能量)。
示例多扬声器系统
图7是示出根据一个实施例的另一示例多扬声器系统700的另一示图。如图7所示，多扬声器系统700类似于图1中描绘的多扬声器系统100。但是，条形音箱110可以包括耦合在滤波器117a-n和解码器(未示出)之间的延迟组件719。在未示出的替代实施例中，几个延迟组件719可以存在，每个延迟组件耦合在滤波器117a-n和对应的面向侧面的扬声器116a-n之间。在还有的未示出的其他实施例中，几个延迟组件719可以存在，每个延迟组件被包括在一个滤波器117a-n中。类似地，虽然在图7中没有描绘，但是延迟组件719可以另外地或可替代地被放置在解码器和滤波器113a-n之间、滤波器113a-n和面向上的扬声器112a-n之间、滤波器113a-n内、解码器和滤波器115a-n之间、滤波器115a-n和面向前的扬声器114a-n之间、和/或滤波器115a-n内。如上所述，可以添加延迟组件719来使滤波器113a-n、115a-n和/或117a-n物理可实现。
术语
除了本文所描述的变型之外的许多其他的变型根据本文档将是清楚的。例如，依赖于实施例，本文所描述的方法和算法的某些动作、事件或功能可以按不同的顺序执行，可以被添加、被合并、或者被一起忽视(使得并非所有的所描述的动作或事件对于实施该方法和算法都是需要的)。而且，在某些实施例中，动作或事件可以同时执行(比如通过多线程处理、中断处理、或多个处理器或处理器核或在其他并行架构上)，而不是顺序地执行。另外，不同的任务或处理可以由可以一起运行的不同的机器和计算系统执行。
与本文所公开的实施例结合描述的各种说明性逻辑块、模块、方法和算法处理和序列可以被实现为电子硬件、计算软件或这二者的组合。为了清楚地示出硬件和软件的这个可互换性，上面已经就各种说明性组件、块、模块和处理动作的功能性对它们进行了概括描述。这样的功能性是被实现为硬件还是软件依赖于特定的应用以及施加于整体系统上的设计约束。所描述的功能性可以针对每个特定的应用以变化的方式实现，但是这样的实现决策不应该被解释为导致脱离本文档的范围。
与本文所公开的实施例结合描述的各种说明性逻辑块和模块可以由机器(比如通用处理器、处理设备、具有一个或多个处理设备的计算设备、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或它们的被设计为执行本文所描述的功能的任何组合)实现或执行。通用处理器和处理设备可以是微处理器，但是在替代方案中，处理器可以是控制器、微控制器或状态机或它们的组合等。处理器也可以被实现为计算设备的组合，比如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核结合的一个或多个微处理器、或任何其他的这样的配置。
本文所描述的多扬声器系统和方法的实施例可以在许多类型的通用或专用计算系统环境或配置内操作。一般来说，计算环境可以包括任何类型的计算机系统，举几个例子来说，包括但不限于基于一个或多个处理器的计算机系统、主机计算机、数字信号处理器、便携式计算设备、个人记事本、设备控制器、器具内的计算引擎、移动电话、台式计算机、移动计算机、平板计算机、智能电话以及具有嵌入式计算机的器具。
这样的计算设备通常可以见于具有至少一些最小的计算能力的设备中，包括但不限于个人计算机、服务器计算机、手持计算设备、膝上型或移动计算机、通信设备(比如蜂窝电话和PDA)、多处理器系统、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程消费者电子产品、网络PC、迷你计算机、主机计算机、音频或视频媒体播放器等。在一些实施例中，计算设备将包括一个或多个处理器。每个处理器可以是专门的微处理器，比如数字信号处理器(DSP)、超长指令字(VLIW)、或其他微控制器，或者可以是具有一个或多个处理核(包括多核CPU中的基于专门的图形处理器单元(GPU)的核)的常规中央处理单元(CPU)。
与本文所公开的实施例结合描述的方法、处理或算法的处理动作可以直接用硬件、用由处理器执行的软件模块或用这二者的任何组合来实施。软件模块可以包含在可以被计算设备访问的计算机可读介质中。计算机可读介质包括易失性和非易失性介质两者，这两种介质是可移除的、不可移除的或它们的某个组合。计算机可读介质用于存储信息，比如计算机可读的或计算机可执行的指令、数据结构、程序模块或其他数据。以示例的方式，而非限制，计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质。
计算机存储介质包括但不限于计算机或机器可读介质或存储设备，比如蓝光(Blu-rayTM)盘(BD)、数字多功能盘(DVD)、紧凑盘(CD)、软盘、带驱动器、硬盘驱动器、光学驱动器、固态存储器设备、RAM存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、闪存存储器或其他存储器技术、磁盒、磁带、磁盘储存器、或其他磁性存储设备、或可以用于存储期望的信息并且可以被一个或多个计算设备访问的任何其他设备。
软件模块可以驻存在RAM存储器、闪存存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移除盘、CD-ROM、或本领域中已知的任何其他形式的非暂时性计算机可读存储介质、媒体或物理计算机储存器。示例存储介质可以耦合到处理器，以使得处理器可以从存储介质读取信息并且将信息写入到存储介质。在替代方案中，存储介质可以与处理器是一体的。处理器和存储介质可以驻存在专用集成电路(ASIC)中。ASIC可以驻存在用户终端中。可替代地，处理器和存储介质可以作为分立的组件驻存在用户终端中。
如本文档中所使用的短语“非暂时性”除了具有其普通意义之外还意指“持久的或长久的”。短语“非暂时性计算机可读介质”除了具有其普通意义之外还包括任何的和所有的计算机可读介质，唯一的例外是暂时性的传播信号。以示例的方式，而非限制，这包括比如寄存器存储器、处理器高速缓存和随机存取存储器(RAM)之类的非暂时性计算机可读介质。
短语“音频信号”除了具有其普通意义之外在本文中还被用来指代表示物理声音的信号。
比如计算机可读或计算机可执行指令、数据结构、程序模块等之类的信息的保持也可以通过使用对一个或多个调制的数据信号、电磁波(比如载波)进行编码的各种通信介质、或其他输送机制或通信协议来实现，并且包括任何有线或无线信息递送机制。一般来说，这些通信介质是指这样的信号，该信号所具有的特性中的一个或多个被以将信息或指令编码在该信号中的方式设置或改变。例如，通信介质包括有线介质(比如有线网络或传载一个或多个调制的数据信号的直接连线的连接)和无线介质(比如声学、射频(RF)、红外、激光以及用于发送、接收或既发送又接收一个或多个调制的数据信号或电磁波的其他无线介质)。上面的任何一个的组合也应包该括在通信介质的范围内。
此外，实施本文所描述的多扬声器系统和方法的各种实施例中的一些或全部的软件、程序、计算机程序产品中的一个或它们的任何组合或者其部分可以被存储、被接收、被发送、或者被从计算机或机器可读介质或存储设备和通信介质的任何期望组合中以计算机可执行指令或其他数据结构的形式读取。
本文所描述的多扬声器系统系统和方法的实施例可以在正被计算设备执行的计算机可执行指令(比如程序模块)的一般上下文下被进一步描述。一般来说，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。本文所描述的实施例也可以在其中任务由一个或多个远程处理器设备执行的分布式计算环境中实施，或者在通过一个或多个通信网络链接的一个或多个设备的云内实施。在分布式计算环境中，程序模块可以被安置在本地和远程计算机存储介质(包括媒体存储设备)这二者中。更进一步地，前述指令可以部分地或完全地被实现为硬件逻辑电路，这些硬件逻辑电路可以包括或者可以不包括处理器。
本文所使用的条件语言(除了别的之外，比如“能够”、“可能”、“可以”、“例如”等)除非另有具体陈述或者在所使用的上下文内另有理解，否则一般意图表达某些实施例包括，而其他实施例不包括，某些特征、元素和/或状态。因此，这样的条件语言一般并不意图暗示特征、元素和/或状态以任何方式是一个或多个实施例所需要的或者一个或多个实施例一定包括用于在有或没有作者输入或提示的情况下决定这些特征、元素和/或状态是否包括在任何特定实施例中或者在任何特定实施例中是否要被执行的逻辑。术语“包括”、“包含”、“具有”等是同义的，并且是以开放式的方式包容性地使用的，并且不排除附加的元素、特征、动作、操作等。此外，术语“或”是以其包容性的意义(而非其排他性的意义)使用的，使得当被用来例如连接元素列表时，术语“或”意指该列表中的元素中的一个、一些或全部。
虽然上面详述的描述已经示出、描述并且指出了应用于各种实施例的新颖特征，但是将理解，在不脱离本公开的精神的情况下，可以对示出的设备或算法做出形式和细节上的各种省略、替换和改变。如将认识到的，本文所描述的发明的某些实施例可以在不提供本文所阐述的所有特征和益处的形式内被实施，因为一些特征可以被与其他特征分开地使用或实施。
而且，尽管已经用特定于结构特征和方法动作的语言描述了主题，但是要理解的是，所附权利要求中限定的主题不一定限于上述特定特征或动作。相反，上述特定特征和动作是作为实现权利要求的示例形式而公开的。

Claims (20)

1.一种多扬声器系统，用于减少不期望的泄露能量，该多扬声器系统包括：
非面向前的扬声器，该非面向前的扬声器被配置为远离收听区域而定位；
多个面向前的扬声器，所述多个面向前的扬声器被配置为面向收听区域而定位；
处理器，该处理器被配置为将输入音频信号施加于非面向前的扬声器，非面向前的扬声器被配置为发送输入音频信号以使得该输入音频信号沿着到收听区域的直接路径声学传播；以及
多个滤波器，其中，所述多个滤波器中的每个滤波器对应于所述多个面向前的扬声器中的面向前的扬声器，并且其中，所述多个滤波器中的每个滤波器被配置为：
生成衰减信号；以及
将衰减信号施加于对应的面向前的扬声器，
其中，多个衰减信号共同地使由非面向前的扬声器沿着到收听区域的直接路径声学传播的输入音频信号衰减。
2.根据权利要求1所述的多扬声器系统，进一步包括：
第二非面向前的扬声器；以及
对应于所述第二非面向前的扬声器的第二滤波器，其中，所述第二滤波器被配置为：
生成第二衰减信号；以及
将所述第二衰减信号施加于所述第二非面向前的扬声器，
其中，所述多个衰减信号和所述第二衰减信号共同地使由非面向前的扬声器沿着到收听区域的直接路径声学传播的输入音频信号衰减。
3.根据权利要求1所述的多扬声器系统，进一步包括第二非面向前的扬声器，所述第二非面向前的扬声器被配置为发送第二输入音频信号以使得所述第二输入音频信号沿着到收听区域中的收听位置的第二直接路径声学传播。
4.根据权利要求3所述的多扬声器系统，其中，所述多个衰减信号共同地使由非面向前的扬声器沿着到收听位置的直接路径声学传播的输入音频信号和由所述第二非面向前的扬声器沿着到收听位置的第二直接路径声学传播的所述第二输入音频信号衰减。
5.根据权利要求1所述的多扬声器系统，其中，所述多个衰减信号中的第一衰减信号使沿着所述直接路径声学传播的输入音频信号的对应于第一频率范围的部分衰减，并且其中，所述多个衰减信号中的第二衰减信号使沿着所述直接路径声学传播的输入音频信号的对应于第二频率范围的第二部分衰减，所述第二频率范围不同于所述第一频率范围。
6.根据权利要求5所述的多扬声器系统，其中，所述第二频率范围内的频率大于所述第一频率范围内的频率。
7.根据权利要求1所述的多扬声器系统，其中，每个滤波器被配置为通过网络从服务器接收滤波器系数以生成相应的衰减信号。
8.根据权利要求1所述的多扬声器系统，其中，非面向前的扬声器包括面向侧面的扬声器或面向上的扬声器中的一个。
9.一种用于消除从非面向前的扬声器到多扬声器系统前面的收听区域的不期望的泄露能量的方法，该多扬声器系统包括多个第一扬声器和非面向前的扬声器，所述方法包括：
将输入音频信号施加于非面向前的扬声器，该非面向前的扬声器被配置为发送输入音频信号以使得该输入音频信号：
沿着包括远离朝向收听区域的表面的反射的间接路径声学传播；以及
沿着到收听区域中的收听位置的直接路径声学传播，以使得在没有进一步的处理的情况下，收听位置处的收听者将感知到沿着间接路径和沿着直接路径声学传播的输入音频信号；
生成朝向收听区域中的收听位置的多个消除信号，所述多个消除信号中的每个消除信号是由与所述多个第一扬声器中的第一扬声器对应的滤波器生成的；以及
将每个消除信号施加于对应的第一扬声器，所述多个消除信号共同地使由非面向前的扬声器沿着到收听区域中的收听位置的直接路径声学传播的输入音频信号衰减，以使得在沿着直接路径声学传播的输入音频信号中，在收听位置处可感知的比在没有所述施加的情况下将听到的少。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述多扬声器系统包括第二非面向前的扬声器，所述第二非面向前的扬声器被配置为发送第二输入音频信号以使得所述第二输入音频信号沿着到收听区域中的收听位置的第二直接路径声学传播。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述多个消除信号共同地使由非面向前的扬声器沿着到收听位置的直接路径声学传播的输入音频信号和由所述第二非面向前的扬声器沿着到收听位置的所述第二直接路径声学传播的第二输入音频信号衰减。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述多个消除信号中的第一消除信号使沿着所述直接路径声学传播的输入音频信号的对应于第一频率范围的部分衰减，并且其中，所述多个消除信号中的第二消除信号使沿着所述直接路径声学传播的输入音频信号的对应于第二频率范围的第二部分衰减，所述第二频率范围不同于所述第一频率范围。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第二频率范围内的频率大于所述第一频率范围内的频率。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述多个第一扬声器包括第一面向前的扬声器和第二面向前的扬声器，其中，所述第一面向前的扬声器接收第一消除信号，所述第二面向前的扬声器接收第二消除信号，并且其中，所述第二面向前的扬声器被安置为比所述第一面向前的扬声器靠近非面向前的扬声器。
15.根据权利要求9所述的方法，其中，所述多个消除信号中的每个消除信号是由滤波器使用滤波器系数生成的，该滤波器系数是从通过收听位置处的麦克风获得的或者通过网络从服务器接收的测量结果导出的。
16.根据权利要求9所述的方法，其中，所述多个第一扬声器包括第一面向前的扬声器和第二非面向前的扬声器。
17.根据权利要求9所述的方法，其中，所述多扬声器系统包括以下中的一个：包含所述多个第一扬声器和非面向前的扬声器的条形音箱、音频/视觉(A/V)接收器、中心扬声器或电视机。
18.一种用于减少多扬声器系统中的不期望的泄露能量的方法，所述方法包括：
通过硬件处理器，
将第一音频信号供应给多个第一扬声器，所述多个第一扬声器被配置为朝向收听区域输出音频；
将第二音频信号供应给非面向前的扬声器，该非面向前的扬声器被配置为输出第二音频信号以使得所述第二音频信号沿着朝向收听区域的反射路径以及沿着朝向收听区域的直接路径声学传播；
生成多个衰减信号，衰减信号中的每个对应于第一扬声器中的一个或多个；以及
将所述多个衰减信号施加于被供应给所述第一扬声器的第一音频信号以使得所述多个衰减信号使由非面向前的扬声器输出的沿着所述直接路径声学传播的第二音频信号衰减。
19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括：
将第三音频信号供应给第二非面向前的扬声器，所述第二非面向前的扬声器被配置为输出第三音频信号以使得所述第三音频信号沿着朝向收听区域的第二反射路径以及沿着朝向收听区域的第二直接路径声学传播；以及
将所述多个衰减信号施加于被供应给所述第一扬声器的所述第一音频信号，以使得所述多个衰减信号使由非面向前的扬声器输出的沿着直接路径声学传播的第二音频信号和由第二非面向前的扬声器输出的沿着第二直接路径声学传播的第三音频信号衰减。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述多个衰减信号中的第一衰减信号使沿着所述直接路径声学传播的第二音频信号的对应于第一频率范围的部分衰减，并且其中，所述多个衰减信号中的第二衰减信号使沿着所述直接路径声学传播的第二音频信号的对应于第二频率范围的第二部分衰减，所述第二频率范围不同于所述第一频率范围。
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