CN110402585B - 室内低频声功率优化方法和装置 - Google Patents

室内低频声功率优化方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110402585B
CN110402585B CN201880017341.6A CN201880017341A CN110402585B CN 110402585 B CN110402585 B CN 110402585B CN 201880017341 A CN201880017341 A CN 201880017341A CN 110402585 B CN110402585 B CN 110402585B
Authority
CN
China
Prior art keywords
electronic device
speaker driver
acoustic
microphone
velocity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201880017341.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110402585A (zh
Inventor
艾德里安·塞莱斯蒂诺斯阿罗约
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US15/806,991 external-priority patent/US10469046B2/en
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of CN110402585A publication Critical patent/CN110402585A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110402585B publication Critical patent/CN110402585B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S7/00—Indicating arrangements; Control arrangements, e.g. balance control
    • H04S7/30—Control circuits for electronic adaptation of the sound field
    • H04S7/301—Automatic calibration of stereophonic sound system, e.g. with test microphone
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers without distortion of the input signal
    • H03G3/20—Automatic control
    • H03G3/30—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
    • H03G3/32—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices the control being dependent upon ambient noise level or sound level
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G5/00—Tone control or bandwidth control in amplifiers
    • H03G5/16—Automatic control
    • H03G5/165—Equalizers; Volume or gain control in limited frequency bands
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R29/00—Monitoring arrangements; Testing arrangements
    • H04R29/001—Monitoring arrangements; Testing arrangements for loudspeakers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/002—Damping circuit arrangements for transducers, e.g. motional feedback circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/04—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for correcting frequency response
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R7/00—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones
    • H04R7/02—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones characterised by the construction
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S2400/00—Details of stereophonic systems covered by H04S but not provided for in its groups
    • H04S2400/13—Aspects of volume control, not necessarily automatic, in stereophonic sound systems

Abstract

一个实施例提供了一种设备，包括：扬声器驱动器；麦克风，被配置为获得扬声器驱动器的近场声压的测量值；以及控制器。所述控制器被配置为确定扬声器驱动器的振膜的速度，并基于该速度和近场声压的测量值，自动地校准扬声器驱动器再现的音频的声功率级，以自动地调整声功率级使其适应所述设备的声学环境。

Description

室内低频声功率优化方法和装置
技术领域
本公开大体涉及扬声器，尤其是，涉及声功率优化系统。
背景技术
扬声器在被连接到集成放大器、电视(TV)机、收音机、音乐播放器、电子声音产生设备(例如，智能电话)、视频播放器等时，产生声音。
发明内容
技术问题
所述公开的一个示意性实施例提供了用于室内声场控制的系统和方法。
问题的解决方案
一个实施例提供了一种设备，包括：扬声器驱动器；麦克风，被配置为获得扬声器驱动器的近场声压的测量值；以及控制器。所述控制器被配置为确定扬声器驱动器的振膜的速度，并基于该速度和近场声压的测量值，自动地校准扬声器驱动器再现的音频的声功率级，以自动地调整声功率级使其适应所述设备的声学环境。
参照以下描述、所附权利要求和附图，将理解一个或多个实施例的这些和其他特征、方面和优点。
附图说明
图1示出了根据本公开的各种实施例的示例声功率优化系统；
图2示出了根据本公开的各种实施例的示例扬声器设备的截面图；
图3A示出了根据本公开的各种实施例的麦克风的第一示例麦克风位置；
图3B示出了根据本公开的各种实施例的麦克风的第二示例麦克风位置；
图3C示出了根据本公开的各种实施例的麦克风的第三示例麦克风位置；
图3D示出了根据本公开的各种实施例的麦克风的第四示例麦克风位置；
图3E示出了根据本公开的各种实施例的麦克风的第五示例麦克风位置；
图3F示出了根据本公开的各种实施例的麦克风的第六示例麦克风位置；
图3G示出了根据本公开的各种实施例的麦克风的第七示例麦克风位置；
图3H示出了根据本公开的各种实施例的麦克风的第八示例麦克风位置；
图4是示出了根据本公开的各种实施例的针对不同麦克风位置的估计的室内总声功率输出中的误差的示例曲线图；
图5是示出了根据本公开的各种实施例的示例封闭式扬声器设备的阻抗曲线的示例曲线图；
图6是示出了根据本公开的各种实施例的近场声压和扬声器驱动器的振膜的速度的示例曲线图；
图7是示出了根据本公开的各种实施例的近场声压和扬声器驱动器的振膜的速度之间的相位差的示例曲线图；
图8是根据本公开的各种实施例的用来估计室内总声功率输出的声功率优化系统的示例流程图；
图9是示出了根据本公开的各种实施例的扬声器驱动器的振膜的速度的相位与近场声压的相位在约20赫兹(Hz)处的对准的示例曲线图；
图10是示出了根据本公开的各种实施例的近场声压的相位曲线拟合的示例曲线图；
图11是示出了根据本公开的各种实施例的在频域上的乘积项的相位曲线的示例曲线图；
图12是示出了根据本公开的各种实施例的在频域上的乘积项的相位曲线的示例曲线图；
图13是示出了根据本公开的各种实施例的近场声压和扬声器驱动器的振膜的速度的复共轭的示例曲线图；
图14是示出了根据本公开的各种实施例的近场声压与扬声器驱动器的振膜的速度的复共轭之间的相位差的示例曲线图；
图15是示出了根据本公开的各种实施例的估计的室内总声功率输出和实际室内总声功率输出的示例曲线图；
图16是示出了根据本公开的各种实施例的估计的室内总声功率输出、预定目标/期望声功率输出、和均衡的声功率输出的示例曲线图；
图17是示出了根据本公开的各种实施例的在自动均衡之前和之后测量到的从扬声器设备发出的声功率输出的示例曲线图；
图18是根据本公开的各种实施例的声功率优化系统的过程的示例流程图；
图19是示出了用于实现本公开的各种实施例的信息处理系统的高级框图，该信息处理系统包括计算机系统。
具体实施方式
出于说明一个或多个实施例的一般原理的目的而进行以下描述，但并不意味着限制本文要求保护的发明构思。此外，可以以各种可能的组合和排列中的每个组合和排列将本文描述的特定特征与其他描述的特征组合使用。除非本文另外明确定义，否则将给予所有术语其最宽泛的可能解释，包括说明书中暗示的含义以及本领域技术人员理解和/或字典、论文等中定义的含义。
一个或多个实施例大体涉及扬声器，尤其涉及声功率优化系统。一个实施例提供了一种设备，包括：扬声器驱动器；麦克风，被配置为获得扬声器驱动器的近场声压的测量值；以及控制器。所述控制器被配置为确定扬声器驱动器的振膜的速度，并基于该速度和近场声压的测量值，自动地校准扬声器驱动器再现的音频的声功率级，以自动地调整声功率级使其适应所述设备的声学环境。
通常，当扬声器设备被置于/位于房间内时，会发生很多问题。例如，在声音波长和房间的物理尺寸相似的低频下，扬声器设备的总声功率输出会受到房间中共振的影响，导致使扬声器设备再现的光谱均匀性变差的峰值和波谷。如果不采取行动补救共振的影响，在共振被激励的地方，扬声器设备再现的低音被感知到在频域的某些区域上很弱，而在频域的其他区域上过强，这取决于扬声器设备在房间中的位置/地点。
一个实施例提供了针对室内声场控制的系统和方法。所述系统和方法基于扬声器设备在房间中的位置/地点，自动地提高房间中的扬声器设备的总声功率输出。
一个实施例提供了一种系统，包括：扬声器设备，至少一个用于测量扬声器设备的近场声压的麦克风，和至少一个用于感测扬声器设备的电流的传感器设备。基于感测到的电流，所述系统确定扬声器设备的扬声器驱动器(例如，高频扬声器，低音扩音器等)的振膜的速度。基于确定的速度和测量的近场声压，所述系统确定从扬声器设备发出的总声功率输出，并根据预定目标声功率输出调整总声功率输出。在一个示例实现中，所述总声功率输出被改善或优化到预定目标。
在一个示例实现中，所述系统仅利用被置于扬声器驱动器的振膜之前的一个麦克风和一个传感器设备，从而消除了对机械移动设备的需求。所述系统在房间内提供了平滑低音响应而不需要获得房间内不同收听位置处的测量值。
在一个示例实现中，所述系统基于房间的声学条件(例如，物理尺寸，如天花板高度；将扬声器设备101从房间内的一个位置移动到另一个位置；由房间内的一个或多个物理结构导致的变化，如关闭所有门、关闭屏风、开车窗、开空调等)和扬声器设备在房间中的位置/ 地点，自动地调整从扬声器设备发出的总声功率输出，从而通过加强扬声器设备再现的声音/音频的清晰度和光谱均匀性来提高总体收听体验。
所述系统仅需要一个测量值(例如，近场声压)以自动地均衡由房间内的扬声器设备发出的总声功率输出。
图1示出了根据本公开的各种实施例的示例声功率优化系统100。所述声功率优化系统100包括：被置于/位于房间内的扬声器设备101。在一个实施例中，所述扬声器设备101是封闭式扬声器，包括扬声器外壳210(图2)，扬声器外壳210中包括至少一个用于再现声音的扬声器驱动器220(图2)，如高频扬声器等。在一个实施例中，至少一个扬声器驱动器220是面向前的扬声器驱动器。在另一实施例中，至少一个扬声器设备220是面向上的驱动器。在又一实施例中，至少一个扬声器设备是面向下的驱动器。
所述系统100还包括至少一个用来捕捉音频信号的麦克风102。如后文所详尽描述，捕捉到的音频信号用于测量扬声器设备101的近场声压。所述麦克风102可以被置于/位于相对于扬声器驱动器220不同的位置。在一个实施例中，所述系统100仅包括一个被置于/位于与扬声器驱动220的振膜230(图2)尽可能近的麦克风102。在一个示例实现中，所述麦克风102附在扬声器驱动器220的振膜230上。在另一个示例实现中，所述麦克风102被置于/位于扬声器驱动器220的振膜230前方大约1英寸处。
在一个实施例中，所述系统100还包括至少一个麦克风前置放大器103，麦克风前置放大器与至少一个麦克风102连接以放大麦克风 102捕捉到的音频信号。
所述系统100还包括电流和电压传感器设备104，电流和电压传感器设备与扬声器设备101连接以感测扬声器设备101的电流和电压。在一个实施例中，传感器设备104与扬声器驱动器220的端子连接。
所述系统100还包括模数(A/D)转换器105，模数(A/D)转换器包括多输入通道。在一个实施例中，A/D转换器105被配置为：(1) 通过第一输入通道(“I1”)从传感器设备104接收第一输入，(2) 通过第二输入通道(“I2”)从传感器设备104接收第二输入，和(3) 通过第三输入通道(“I3”)接收第三输入。所述A/D转换器105将经由输入通道接收到的每个模拟输入转换成数字信号(例如，来自于媒体播放器112的模拟音频)。
在一个实施例中，所述第一输入包括指示扬声器设备101的传感器设备104感测到的电流的信息。在一个实施例中，所述第二输入包括指示扬声器设备101的传感器设备104感测到的电压的信息。
在一个实施例中，所述系统100在麦克风前置放大器103和媒体播放器112之间切换，作为第三输入的源。如果A/D转换器105从麦克风前置放大器103接收到第三输入，所述第三输入包括由麦克风102 捕获并由麦克风前置放大器103放大的放大的音频信号。如果A/D转换器105从媒体播放器112接收到第三输入，所述第三输入包括扬声器设备101再现的音频。
在一个实施例中，媒体播放器112包括但不限于移动电子设备(例如，智能电话、膝上型电脑、平板电脑等)、内容回放设备(例如，电视、收音机、计算机、诸如CD播放器之类的音乐播放器、诸如DVD 播放器之类的视频播放器、转盘等)、音频接收器等。
所述系统100还包括声功率估计单元110。在一个实施例中，所述声功率估计单元110作为控制器操作，被配置为基于扬声器驱动器 220的振膜230的速度和近场声压的测量值，对扬声器设备220再现的音频的声功率级发起并执行自动校准，以自动地调整声功率级使其适应扬声器设备101的声学环境。在一个实施例中，所述声功率估计单元110执行的自动校准包括：基于来自于A/D转换器105的数字信号，估计从扬声器设备101发出的室内总声功率输出。出于说明目的，术语“声功率估计单元”和“控制器”在本说明书中可互换使用。
在一个实施例中，响应于声功率估计单元110对扬声器设备220 再现的音频的声功率级发起并执行自动校准，所述系统100切换到麦克风前置放大器103作为第三输入的源(例如，A/D转换器105在校准期间接收来自麦克风前置放大器103的第三输入)。校准之后，所述系统100自动地切换回媒体播放器112作为第三输入的源(例如， A/D转换器105在校准后接收来自媒体播放器112的第三输入)。
所述系统100还包括数字滤波器111。在一个实施例中，所述数字滤波器111是记忆无限脉冲响应(IIR)滤波器或最小相位有限脉冲响应滤波器(FIR)。所述数字滤波器111被配置为：(1)从声功率估计单元110接收从扬声器设备101发出的估计的室内总声功率输出，和(2)基于预定目标声功率输出，调整估计的室内声功率输出。在一个实施例中，所述数字滤波器111提高或优化估计的室内声功率输出到预定目标。
所述系统100还包括自动均衡(auto-EQ)滤波器106，自动均衡滤波器106被配置为：(1)从数字滤波器111接收估计的室内总声功率输出，和(2)从A/D转换器105接收数字信号。如后文详细所述，所述自动均衡滤波器106被配置为自动地均衡估计的室内总声功率输出。
所述系统100还包括数模(D/A)转换器108，D/A转换器108 被配置为：(1)从自动均衡滤波器106接收均衡的室内总声功率输出，和(2)将均衡的室内总声功率输出转换为模拟信号。
所述系统100还包括放大器109，放大器109被配置为：(1)接收来自D/A转换器108的模拟信号，(2)放大所述模拟信号，和(3) 将放大的模拟信号转发给扬声器设备101以由至少一个扬声器设备 220再现。所述放大的信号还被转发给传感器设备104来建立动态反馈环。
在一个实施例中，所述系统100还包括信号产生器107，信号产生器107被配置为响应于声功率估计单元110发起校准，获得扬声器设备101的实际室内总声功率输出。在一个实施例中，所述实际室内总声功率输出基于来自位于房间的不同地方的多个麦克风的测量值。
在一个实施例中，所述系统100可以集成在(但不限于)以下中的一项或多项中：智能设备(例如，智能TV)、重低音扬声器、无线便携式扬声器、汽车扬声器等。
图2是根据本公开的各种实施例的示例扬声器设备101的横截面图。在一个实施例中，所述扬声器设备101是封闭式扬声器，包括扬声器外壳210，扬声器外壳210中包括用于再现音频的扬声器驱动220 (例如，低音扩音器等)。如图2所示，在一个实施例中，所述扬声器驱动220是面向前的扬声器驱动，它的振膜230沿扬声器外壳210 的正面210F布置。
在一个实施例中，如图2所示，所述系统100仅利用一个被置于与振膜230尽可能近的麦克风102，从而消除了对机械移动设备的需求。在一个示例实现中，所述麦克风102被置于/位于扬声器驱动器 220的振膜230前方大约1英寸处。
设Wsource表示来自于紧凑型声源(例如，扬声器驱动器220)的实际发出的声功率输出。所述声功率输出Wsource可以根据以下提供的等式(1)-(2)确定：
Wsource＝Resource{Zrad}U2 (1)，
和
Zrad(jω)＝(psource(jω))/(U(jω)) (2)，
其中Zrad是在频域上紧凑型声源的复辐射阻抗，psource是紧凑型声源的复压力，U是紧凑型声源的复体积速度，Resource{Zrad}是紧凑型声源的复辐射阻抗的实部，乘积项jω是复变量，其中j是虚单位/值，ω是紧凑型声源的角频率，ω＝2πf，f是紧凑型声源的以赫兹(Hz)为单位的离散频率。
在一个实施例中，所述系统100被配置为根据以下提供的等式(3) 估计从封闭式扬声器设备101(图2)发出的室内总声功率输出W：
W＝1/2real{pu*} (3)，
其中p是扬声器设备101的扬声器驱动220(图2)的振膜230(图 2)前方的近场声压，u*是振膜230的速度u的复共轭，real是乘积项 pu*的实部。
在一个实施例中，所述系统100被配置为执行以下步骤：(1) 获得近场声压p的测量值和扬声器驱动器220的阻抗Z，(2)确定振膜230的u，(3)进行速度u的相位校正以获得复共轭u*，(4)部分基于近场声压p和复共轭u*(例如，参见上面提供的等式(3))，估计室内总声功率输出W。
在一个实施例中，所述系统100通过基于麦克风102捕获的音频信号，应用多重正弦算法进行频率响应估计，在频域在离散频率(例如，在20Hz到400Hz频率范围间的频率)处获得近场声压p的测量值。回到参照图2，在一个实施例中，所述麦克风102附在离扬声器驱动220的振膜230尽可能近的地方(例如，在振膜230前方大约1 英寸处)。在另一个实施例中，所述麦克风102可以被置于/位于相对于扬声器驱动器220不同的位置。
例如，图3A-图3H示出了根据本公开的各种实施例的麦克风的不同位置。具体地，图3A示出了根据本公开的各种实施例的麦克风 102的第一示例麦克风位置310A，其中根据实施例，所述麦克风102 附在扬声器外壳210的正面210F上，被置于大约正面210F的角落尽头且在振膜230之上。
图3B示出了根据本公开的各种实施例的麦克风102的第二示例麦克风位置320A，其中根据实施例，所述麦克风102附在扬声器外壳 210的侧壁210S上，被置于大约侧壁210S的近端边缘的角落尽头。
图3C示出了根据本公开的各种实施例的麦克风102的第三示例麦克风位置330A，其中根据实施例，所述麦克风102附在扬声器外壳 210的正面210F上，被置于振膜230的一侧。
图3D示出了根据本公开的各种实施例的麦克风102的第四示例麦克风位置340A，其中根据实施例，所述麦克风102附在扬声器外壳 210的顶面210T上，被置于大约顶面210T的远端边缘处。
图3E示出了根据本公开的各种实施例的麦克风102的第五示例麦克风位置350A，其中根据实施例，所述麦克风102附在扬声器外壳 210的顶面210T上，被置于大约顶面210T的中心处。
图3F示出了根据本公开的各种实施例的麦克风102的第六示例麦克风位置360A，其中根据实施例，所述麦克风102附在扬声器外壳 210的侧壁210S上，被置于大约侧壁210S的近端边缘的中心处。
图3G示出了根据本公开的各种实施例的麦克风102的第七示例麦克风位置370A，其中根据实施例，所述麦克风102附在扬声器外壳 210的顶面210T上，被置于顶面210T的近端边缘的中心处。
图3H示出了根据本公开的各种实施例的麦克风102的第八示例麦克风位置380A，其中根据实施例，所述麦克风102附在振膜230 的中心处。
图4是示出了根据本公开的各种实施例的在针对不同麦克风位置的估计的室内总声功率输出W中的误差的示例曲线图400。曲线图400 的纵轴表示以分贝(dB)为单位表示的声功率级。曲线图400的横轴表示频域中的以赫兹(Hz)为单位表示的频率值。所述曲线图400包括以下曲线中的每一项：(1)表示针对第一麦克风位置310A(图3A) 的估计的室内总声功率输出W和实际室内总声功率输出(例如，从放置在房间的不同位置的大约九个麦克风测量的实际室内总声功率输出) 之间的误差(例如，平均2.58dB)的第一曲线310B，(2)表示针对第二麦克风位置320A(图3B)的估计的室内总声功率输出W和实际室内总声功率输出之间的误差(例如，平均2.85dB)的第二曲线320B， (3)表示针对第三麦克风位置330A(图3C)的估计的室内总声功率输出W和实际室内总声功率输出之间的误差(例如，平均2.53dB)的第三曲线330B，(4)表示针对第四麦克风位置340A(图3D)的估计的室内总声功率输出W和实际室内总声功率输出之间的误差(例如，平均3.84dB)的第四曲线340B，(5)表示针对第五麦克风位置350A (图3E)的估计的室内总声功率输出W和实际室内总声功率输出之间的误差(例如，平均2.53dB)的第五曲线350B，(6)表示针对第六麦克风位置360A(图3F)的估计的室内总声功率输出W和实际室内总声功率输出之间的误差(例如，平均2.62dB)的第六曲线360B， (7)表示针对第七麦克风位置370A(图3G)的估计的室内总声功率输出W和实际室内总声功率输出之间的误差(例如，平均2.64dB)的第七曲线370B，(8)表示针对第八麦克风位置380A(图3H)的估计的室内总声功率输出W和实际室内总声功率输出之间的误差(例如，平均2.56dB)的第八曲线380B。
如图4所示，基于示出的误差，麦克风102的最佳麦克风位置可以在振膜230的前方(例如，麦克风位置340A)。
在一个实施例中，用于频率响应估计的多重正弦算法利用多重正弦的重复帧作为激励信号，并包括双通道的快速傅里叶变换(FFT) 分析。为了避免在FFT分析期间中泄露，正弦波频率都是帧周期的逆的谐波。相位是随机的，以获得高斯振幅分布。帧重复允许平均以去除可能包含在近场声压p的测量值中的噪声，具有不同相位模式的帧重复允许平均以去除非线性影响。
在一个实施例中，利用近场声压p的测量值的室内总声功率输出的估计是在声功率估计单元110处进行的。
在一个实施例中，所述系统100基于与扬声器驱动器220的端子连接的传感器设备104感测的/获取的电流来确定振膜230的速度u。在一个实施例中，所述系统100根据以下提供的等式(4)计算扬声器驱动器220的阻抗值Z：
Z(jω)＝(V(jω))/(I(jω)) (4)，
其中V是扬声器驱动器220的端子的输入电压。所述系统100根据输入电压V和感测的/获取的电流，在频域在离散频率(例如，在 20Hz到400Hz频率范围内的频率)上计算阻抗值Z。在一个实施例中，在低频范围内需要高的频率分辨率以获得精确的阻抗Z。
图5是示出了根据本公开的各种实施例的示例封闭式扬声器设备 101的阻抗曲线510的示例曲线图500。在一个示例实现中，扬声器设备101包括12英寸的低音扬声器。曲线图500的纵轴表示以欧姆为单位表示的阻抗。曲线图500的横轴表示频域中的以Hz为单位表示的频率值。参照图5，在一个实施例中，系统100基于阻抗曲线510的最大值，计算扬声器设备101的共振频率fc。设f1和f2大体表示阻抗曲线510中的点，其中f1和f2满足以下提供的表达式(5)和(6)：
f1＜fc其中
Figure GDA0003227054240000111
和
f2＞fc其中
Figure GDA0003227054240000112
其中Rc＝Rmax/Re，Re是扬声器101的直流电阻，Rmax是扬声器设备101的最大直流电阻。
在一个实施例中，所述系统100根据以下提供的等式(7)-(9) 计算扬声器设备101的机械Q因数Qmc、电子Q因数Qec和总体Q因数Qtc：
Qmc＝(fc√Rc)/(f2/(f1) (7)，
Qec＝Qmc/(Rc-1) (8)，和
Qtc＝(QecQmc)/(Qec+Qmc) (9)。
在一个实施例中，根据以下提供的等式(10)-(11)表示所述系统100的时间常量Tc：
Figure GDA0003227054240000121
和
ωc＝2πfc (11)。
在一个实施例中，根据以下提供的等式(12)表示从电压(例如，扬声器驱动器220的端子的输入电压V)到振膜230的位移的传递函数X(s)：
Figure GDA0003227054240000122
其中s是根据以下提供的等式(13)表示的复频率变量：
s＝σ+jωc (13)，
其中σ是实值。传递函数X(s)与在通带中归一化为单位的原型低通二阶滤波器函数成比例。
在一个实施例中，所述系统100根据以下提供的等式(14)计算振膜230的速度u：
u＝jωcX(s) (14)。
在一个实施例中，在声功率估计单元110处计算振膜230的速度 u。
在另一个实施例中，所述振膜230的速度u可以通过其他已知方法获得，例如(但不局限于)加速器、lap激光器等。
在另一个实施例中，所述声功率估计单元110被配置为基于电流、电压、和/或近场声压的测量值，利用系统标识，在频域或时域识别扬声器设备101的一个或多个参数(例如，总体Q因数Qtc和扬声器设备101的共振频率fc，或扬声器驱动器220的阻抗Z)。
在另一个实施例中，扬声器驱动220的阻抗Z可以通过时域算法获得(例如，卡尔曼滤波器，递归最小二乘方等)。
图6是示出了根据本公开的各种实施例的近场声压p和速度u的示例曲线图600。曲线图600的纵轴表示以度为单位表示的相位角。曲线图600的横轴表示频域中的以Hz为单位表示的频率值。曲线图 600包括：(1)表示在频域上近场声压p的相位曲线的第一曲线610，和(2)表示在频域上速度u的相位曲线的第二曲线620。
在一个实施例中，所述系统100应用振膜230的速度u的相位校正，以精确估计室内总体声功率输出W。
图7是示出了根据本公开的各种实施例的近场声压p和扬声器驱动器的振膜的速度u之间的相位差的示例曲线图700。曲线图700的纵轴表示以度为单位表示的相位差。曲线图700的横轴表示频域中的以Hz为单位表示的频率值。所述曲线图700包括：(1)表示90度处的相位角的第一水平线710，和(2)表示在频域上近场声压p和速度u之间的相位差的曲线720。
如图7所示，由于麦克风102和振膜103之间的传播延迟，可能导致相位不匹配。通常，在低频和距声源近的地方，近场声压p比速度u提前90度。设kr＜＜1，其中k是波数，r是到声源的距离。如图7 所示，近场声压p和速度u之间的相位差可能在频率上不恒定，导致不精确的声功率估计。
图8是根据本公开的各种示例性实施例的用于估计室内总声功率输出的声功率优化系统的示例流程图。
参照图8，在步骤801中，所述系统将振膜的速度u的相位与近场声压p的相位在特定频率处对准。在一个实施例中，所述系统首先将速度u的相位与近场声压p的相位在约20Hz处对准，以获得经调整/修改的复速度ux，如以下提供的等式(15)-(16)所示：
Figure GDA0003227054240000131
和
Figure GDA0003227054240000132
参照图9，所述系统通过在频域上移动速度u的相位曲线930，使频域上的速度u的相位曲线930与近场声压p的相位曲线920在约 20Hz处对准。图9的曲线图900的纵轴表示以度为单位表示的相位角。所述曲线图900的横轴表示频域中的以Hz为单位表示的频率值。所述曲线图900包括：(1)表示频域上的近场声压p的相位曲线的第一曲线920，(2)表示频域上的速度u的相位曲线的第二曲线930，以及(3)表示频域上的经调整/修改的复速度ux的相位曲线的第三曲线 910。
在步骤803中，所述系统基于近场声压p的相位曲线的总体趋势校正振膜的速度u的相位。所述系统找到拟合近场声压p的相位曲线 (例如，图6中的曲线610)的总体趋势。在一个示例实现中，这涉及使用最小二乘法来拟合多项式。具体地，离散频率处的近场声压p的相位曲线被存储为由以下提供的等式(17)表示的bi(f)：
Figure GDA0003227054240000141
其中根据以下提供的等式(18)，近场声压p的相位曲线拟合为具有系数b1、b2...bn+1的多项式：
b(f)＝b1fn+b2fn-1+…+bnf+bn+1 (18)。
在一个实施例中，根据以下提供的等式(19)-(20)，在拟合到近场声压p的相位角的多项式中评估系数并且通过从近场声压p的相位角B减去经调整/修改的复速度ux的原始相位角来获得复速度ux的最终相位校正角y：
B＝b1fn+b2fn-1+…+bnf+bn+1 (19)，和
Figure GDA0003227054240000142
在一个实施例中，所述系统根据以下提供的等式(21)向经调整 /修改的复速度ux应用相位校正：
Figure GDA0003227054240000143
参考图10，所述系统通过相位校正，将在步骤801中调整/修改的复速度ux的相位与表示近场声压p的相位曲线1010的总体趋势的相位曲线1020匹配。如图10所示，曲线图1000的纵轴表示以度为单位表示的相位角。所述曲线图1000的纵轴表示以度为单位表示的相位角。所述曲线图1000的横轴表示频域中的以Hz为单位的频率值。所述曲线图1000包括：(1)表示频域上的近场声压p的相位曲线的第一曲线1020，以及(2)表示拟合第一曲线1020的总体趋势的第二曲线1010(例如，通过使用最小二乘法拟合多项式)。
在步骤805中，所述系统基于近场声压p与振膜的速度u的复共轭的乘积项pu*，校正振膜的速度u的相位。在一个实施例中，基于乘积项pu*的相位曲线(例如，图11中的相位曲线1130)和相位曲线中包括的一个或多个突出峰值
Figure GDA0003227054240000144
(例如，从25Hz到100Hz)，所述系统100根据以下提供的等式(22)-(23)计算峰值
Figure GDA0003227054240000145
的平均值
Figure GDA0003227054240000146
和峰值
Figure GDA0003227054240000147
的标准差
Figure GDA0003227054240000148
Figure GDA0003227054240000149
和
Figure GDA0003227054240000151
在一个实施例中，所述系统根据以下提供的等式(24)-(25)搜索/识别最突出的峰值
Figure GDA0003227054240000152
Figure GDA0003227054240000153
和
Figure GDA0003227054240000154
其中峰值阈值(PeakThreshold)是所识别的峰值必须满足的阈值。
参照图11，所述系统在频域上的乘积项pu*的相位曲线1130处搜索/识别一个或多个突出峰值
Figure GDA0003227054240000155
(例如，在约25Hz至100Hz的频率范围内)，例如第一峰值A、第二峰值B和突出峰值C。如图11所示，曲线图1110的纵轴表示以度为单位表示的相位角。所述曲线图1110 的横轴表示频域中的以Hz为单位表示的频率值。如图11所示，所述相位曲线1130包括一个或多个突出峰值
Figure GDA0003227054240000156
(例如，在约25Hz至100Hz 的频率范围内)，例如第一峰值A、第二峰值B和突出峰值C。所述曲线1110还包括：(1)表示峰值
Figure GDA0003227054240000157
的标准差
Figure GDA0003227054240000158
的第一水平线1110，以及(2)表示峰值
Figure GDA0003227054240000159
的平均值
Figure GDA00032270542400001510
的第二水平线1120。
在一个实施例中，所述系统100如以下提供的等式(26)-(27) 所示，移动/移位在步骤803中调整/修改的复速度ux的相位曲线大约
Figure GDA00032270542400001511
度：
Figure GDA00032270542400001512
和
Figure GDA00032270542400001513
其中K是可以调整以尽可能接近90度的常数，使得当计算乘积项pu*时，近场声压p在经调整/修改的复速度ux之前约90度。
在步骤807中，所述系统基于近场声压p与振膜的速度u的复共轭的乘积项pu*来校正近场声压p和振膜的速度u的相位差。具体地，如果乘积项pu*的相位角恰好是90度，则估计的室内总声功率输出W 将接近零，因为根本没有声功率。为了防止乘积项pu*的相位角恰好为90度，所述系统应用观察相位角的函数并且如果它超过常数K则限制它。假设
Figure GDA00032270542400001514
如果x＞K，则根据以下提供的等式(28)表示xnew：
Figure GDA0003227054240000161
否则根据以下提供的等式(29)表示xnew：
xnew＝x (29)，
其中α是一个刚度参数。随着α越大，乘积项pu*的相位曲线越受限制。
参照图12，所述系统通过限制乘积项pu*的相位曲线来校正近场声压p和振膜的速度u的相位差，其中乘积项pu*的相位曲线不超过常数K。如图12所示，曲线图1200的纵轴表示以度为单位表示的相位角。所述曲线图1200的横轴表示频域中的以Hz为单位表示的频率值。曲线图1200还包括表示常数K的第一水平线1210，其中K＝89.5 度。如图12所示，在约93.72Hz处，乘积项pu*的相位角x(由附图标记1220标识)超过常数K。所述系统被配置为应用根据以上提供的等式(28)的函数以将相位角x调整到不超过常数K的新相位角xnew (由附图标记1230标识)。
图13是示出了根据本公开的各种实施例的近场声压p和扬声器驱动器的振膜的速度的复共轭的示例性曲线图。详细地，图13是例示在步骤807中校正的近场声压p和复共轭u*的曲线图1300。如图13 所示，曲线图1300的纵轴表示以度为单位表示的相位角。所述曲线图 1300的横轴表示频域中的以Hz为单位表示的频率值。所述曲线图 1300包括：(1)表示频域上的近场声压p的相位曲线的第一曲线1310，和(2)表示频域上的复共轭u*的相位曲线的第二曲线1320。
图14是示出了根据本公开各种实施例的近场声压p和扬声器驱动器的振膜的速度的复共轭u*之间的相位差的示例曲线图1400。如图 14所示，曲线图1400的纵轴表示以度为单位表示的相位差。所述曲线图1400的横轴表示频域中的以Hz为单位表示的频率值。所述曲线图1400包括：(1)表示90度处的相位角的第一水平线1410，和(2) 表示频域上的近场声压p和复共轭u*之间的相位差的曲线1420。
与图7不同，近场声压p和复共轭u*之间的相位差在频率上相对恒定。
在步骤809中，系统基于近场声压p和振膜速度的复共轭u*的校正乘积项pu*，来估计发出的室内总声功率输出W。详细地，系统通过使用等式(3)估计从封闭式扬声器发出的室内总声功率输出W。如图14所示，近场声压p和速度u之间的相位差在频率上是恒定的，因此，系统可以相对精确地估计发出的室内总声功率输出。
在一个实施例中，声功率估计单元110根据以上提供的等式(3)，使用复共轭u*和近场声压p估计室内总声功率输出W。设WdB表示以 dB为单位的估计的室内总声功率输出W的表达式。
在一个实施例中，声功率估计单元110根据以下提供的等式(30) 提供估计的室内总声功率输出WdB：
Figure GDA0003227054240000171
其中Wref是预定目标/期望声功率输出。
图15是示出了根据本公开的各种实施例的估计的室内总声功率输出和实际室内总声功率输出的示例曲线图1500。如图15所示，曲线图1500的纵轴表示以dB为单位表示的声功率级。所述曲线图1500 的横轴表示频域中的以Hz为单位表示的频率值。所述曲线图1500包括以下曲线中的每一项：(1)表示估计的室内总声功率输出WdB的第一曲线1520，以及(2)表示实际室内总声功率输出的第二曲线1510 (例如，从放置在房间的不同位置的大约九个麦克风测量的实际室内总声功率输出)。如图15所示，曲线1510和1520基本相似，在25Hz 和55Hz附近略有偏差。
在一个实施例中，所述系统100被配置为均衡从扬声器设备101 发出的声功率输出，以减小/衰减与房间共振和扬声器设备101的位置 /地点相关的峰值。在一个实施例中，所述系统100利用在扬声器设备 101之前的构成IIR滤波器的多个二阶滤波器(例如，图1中的自动均衡滤波器106)来执行自动均衡。
图16是示出了根据本公开的各种实施例的估计的室内总声功率输出、预定目标/期望声功率输出和均衡的声功率输出的示例曲线图 1600。如图16所示，曲线图1600的纵轴表示以dB为单位表示的声功率级。所述曲线图1600的横轴表示频域中的以Hz为单位表示的频率值。所述曲线图1600包括以下曲线中的每一项：(1)表示估计的室内总声功率输出WdB的第一曲线1610，(2)表示预定目标/期望声功率输出的第二曲线1620，以及(3)表示均衡的声功率输出的第三曲线1630。
图17是示出了根据本公开的各种实施例的在自动均衡之前和之后测量到的从扬声器设备101发出的声功率输出的示例曲线图1700。如图17所示，曲线图1700的纵轴表示以dB为单位表示的声功率级。所述曲线图1700的横轴表示频域中的以Hz为单位表示的频率值。所述曲线图1700包括以下曲线中的每一项：(1)表示在自动均衡之前测量到的从扬声器设备101发出的声功率输出(例如，从放置在房间的不同位置的大约九个麦克风测量的声功率输出)的第一曲线1710，和(2)表示在自动均衡之后测量到的从扬声器设备101发出的声功率输出(例如，从放置在房间的不同位置的大约九个麦克风测量的声功率输出)的第二曲线1720。如图15所示，曲线1510和1520基本相似，在25Hz和55Hz附近略有偏差。
如图16-图17所示，作为自动均衡(通过自动均衡滤波器106) 的结果，与房间共振和房间中扬声器设备101的位置/地点相关的突出峰值被衰减，得到更平滑的曲线1630和1720。自动均衡在房间中产生更清晰和紧凑的低音再现，从而改善扬声器设备101的整体声音质量。
在一个实施例中，所述系统100被配置为：(1)连续测量或周期性地测量(例如，每小时一次)近场声压p，以及(2)基于近场声压p的新的测量值，实时自动地发起并执行对从扬声器设备101发出的声功率输出的校准。
在一个实施例中，所述系统100经由声功率估计单元110被配置为：(1)自动地检测房间的声学条件的一个或多个变化(例如，将扬声器设备101从房间中的一个位置移动到另一个位置，由房间中的一个或多个物理结构引起的变化，例如打开所有门、关闭房间屏风、打开车窗、打开空调等)，以及(2)基于检测到的变化，以最小的用户干预自动地发起并执行对从扬声器设备101发出的声功率输出的校准。在一个实施例中，所述系统100被配置为通过以下方式自动地检测房间的声学条件的一个或多个变化：(1)经由扬声器设备101再现测试信号或音频(例如，音乐样本)，以及(2)接收指示从扬声器设备 101发出并且与再现的测试信号或音频相关联的测量到的声功率输出的数据。
在一个实施例中，所述系统100经由声功率估计单元110被配置为部分地基于检测到的房间的声学条件来识别扬声器设备101在房间中的位置。所述系统100被配置为基于所识别的位置来优化/增强从扬声器设备101发出的声功率输出。在一个实施例中，所述系统100能够部分地基于历史数据(例如，指示针对扬声器设备101可以被置于的房间中的不同位置的不同测量到的声功率输出的数据)识别房间中的最佳位置以放置扬声器设备101。
在一个实施例中，所述系统100被配置为通过有线或无线连接与外部电子设备(例如，智能电话、音频接收器、平板电脑、遥控设备等)交换数据。所述外部电子设备可以包括一个或多个传感器，例如麦克风。所述外部电子设备可以用于收集数据(例如，通过其传感器)，例如在房间中的特定收听位置处测量的声功率输出、用户输入等。例如，所述系统100可以使用收集的数据来优化在房间中的特定收听位置处的用户收听体验(例如，均衡和加权从扬声器设备101向特定收听位置发出的声音功率输出)。
图18是示出了根据本公开的各种实施例的用于声功率优化系统的过程的示例流程图。在步骤1801中，使用麦克风获得扬声器驱动器的近场声压的测量值。在步骤1803中，确定扬声器驱动器的振膜的速度。在步骤1805中，基于速度和近场声压的测量值，自动地校准由扬声器驱动器再现的音频的声功率级，以自动地调整声功率级以适应扬声器驱动器的声学环境。
在一个实施例中，所述系统100的一个或多个组件(例如声功率估计单元110)被配置为执行步骤1801-1805。
图19是示出了用于实现本公开的各种实施例的信息处理系统的高级框图，此信息处理系统包括计算机系统1900。计算机系统1900 包括一个或多个处理器1910，并且还可以包括电子显示设备1920(用于显示视频、图形、文本和其他数据)、主存储器1930(例如，随机存取存储器(RAM))、存储设备1940(例如，硬盘驱动器)、可移动存储设备1950(例如，可移动存储驱动器、可移动存储器模块、磁带驱动器、光盘驱动器、其中存储有计算机软件和/或数据的计算机可读介质)、用户接口设备1960(例如，键盘、触摸屏、键区、指点设备)和通信接口1970(例如，调制解调器、网络接口(例如，以太网卡)、通信端口或PCMCIA插槽和卡)。主存储器1930可以存储当由一个或多个处理器1910执行时使得一个或多个处理器1910执行步骤1801-1805的指令。
通信接口1970允许在计算机系统和外部设备之间传送软件和数据。系统1900还包括通信基础架构1980(例如，通信总线、交叉杆或网络)，上述设备/模块1910至1970连接到该通信基础架构1908。
经由通信接口1970传送的信息可以具有信号的形式，例如电信号、电磁信号、光学信号或能够经由通信链路通过通信接口1970来接收的其他信号，该通信链路承载信号并且可以使用电线或电缆、光纤、电话线路、蜂窝电话链路、射频(RF)链路和/或其他通信信道来实现。表示本文的框图和/或流程图的计算机程序指令可以被加载到计算机、可编程数据处理装置或处理设备上，以使得在其上执行一系列操作以产生计算机实现的过程。在一个实施例中，步骤1801-1805(图 18)的处理指令可以作为程序指令被存储在存储器1930、存储设备 1940和/或可移动存储设备1950上，以供处理器1910执行。
已经参照方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图图示和 /或框图来描述实施例。这些图示/图中的每个框或其组合可以通过计算机程序指令来实现。当将其提供给处理器时，计算机程序指令产生机器，使得经由处理器执行的指令创建用于实现流程图和/或框图中规定的功能/操作的装置。流程图/框图中的每个框可以表示硬件和/或软件模块或逻辑。在备选实现中，框中记录的功能可能以附图中记录的顺序之外的顺序发生、并发地发生等。
术语“计算机程序介质”、“计算机可用介质”、“计算机可读介质”和“计算机程序产品”一般用于指代诸如主存储器、辅存储器、可移除存储驱动器、安装在硬盘驱动器中的硬盘之类的介质和信号。这些计算机程序产品是用于向计算机系统提供软件的装置。计算机可读介质允许计算机系统从计算机可读介质读取数据、指令、消息或消息分组以及其他计算机可读信息。计算机可读介质例如可以包括非易失性存储器，例如软盘、ROM、闪存、盘驱动器存储器、CD-ROM和其他永久存储器。例如，在计算机系统之间传输诸如数据和计算机指令之类的信息是有用的。计算机程序指令可被存储在计算机可读介质中，计算机可读介质可以指导计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备按照特定的方式作用，使得计算机可读介质中存储的指令产生制造物品，该制造物品包括实现流程图和/或一个或多个框图框中规定的功能/动作的指令。
如本领域技术人员所意识到的：实施例的各方面可以体现为系统、方法、或计算机程序产品。因此，实施例的各方面可以采取全硬件实施例、全软件实施例(包括固件、驻留软件、微代码等)或组合了软件和硬件方面的实施例的形式，它们在本文中可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，实施例的各方面可以采取在一个或多个计算机可读介质中体现的计算机程序产品的形式，所述一个或多个计算机可读介质具有体现于其上的计算机可读程序代码。
可以使用一个或多个计算机可读介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是例如(但不限于)电、磁、光、电磁、红外、或半导体系统、装置或设备、或者前述各项的任意适当的组合。计算机可读存储介质的更加具体的示例(非穷尽列表)包括以下各项：具有一个或多个电线的电连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式高密度盘只读存储器(CD-ROM)、光存储设备、磁存储设备、或前述各项的任意适当组合。在本文档的上下文中，计算机可读存储介质可以是任何有形介质，其可以包含或存储由指令执行系统、装置或设备使用的程序或与指令执行系统、装置或设备相关的程序。
可以用一种或多种编程语言的任何组合来编写用于执行一个或多个实施例的各方面的操作的计算机程序代码，该一种或多种编程语言包括面向对象的编程语言(例如Java、Smalltalk、C++等)以及传统的程序化编程语言(例如“C)编程语言或类似的编程语言)。程序代码可以完全在用户的计算机上执行，部分在用户的计算机上执行，作为独立软件包来执行，部分在用户计算机上且部分在远程计算机上执行，或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种场景下，远程计算机可以通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN)) 连接到用户的计算机，或者可以连接外部计算机(例如，通过使用互联网服务提供商的互联网)。
以上已经参照方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图图示和/或框图描述了一个或多个实施例的各方面。应当理解，流程图图示和/或框图中的每一个框、以及流程图图示和/或框图中的多个框的组合可以通过计算机程序指令来实现。可以将这些计算机程序指令提供给专用计算机或用来产生机器的其他可编程数据处理装置，使得该指令(经由计算机的处理器或其他可编程数据处理装置执行)创建用于实现流程图和/或一个或多个框图框中规定的功能/动作的装置。
也可以将这些计算机程序指令存储在计算机可读介质中，该计算机可读介质可以指导计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备以按照特定的方式作用，使得在计算机可读介质中存储的指令来产生制造物品，该制造物品包括实现在流程图和/或一个或多个框图框中规定的功能/动作的指令。
也可以将计算机程序指令加载到计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上，以使得在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，使得在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于实现流程图和/或一个或多个框图框中规定的功能/动作的过程。
附图中的各流程图和框图示出了根据各种实施例的各系统、方法和计算机程序产品的可能实现的架构、功能和操作。在这方面，流程图或框图中的每个框可以表示模块、段或指令的一部分，其包括用于实现指定的逻辑功能的一个或多个可执行指令。在一些备选实现中，框中记录的功能可能以附图中所记录的顺序之外的顺序发生。例如，连续示出的两个框实际上可能是基本并发执行的，或者所述框在某些时候会以相反的顺序执行，这取决于所涉及到的功能。还将注意到，框图和/或流程图图示的每个框、以及框图和/或流程图图示中框的组合可以由基于专用硬件的系统来实现，该系统执行指定的功能或动作，或执行专用硬件和计算机指令的组合。
除非明确地阐述，否则权利要求中对单数形式的元素的引用不意图表示“一个且仅一个”，而是“一个或多个”。与上述示例性实施例的元素等价的、本领域的普通技术人员当前已知的或未来将知晓的所有结构和功能等价物旨在由本权利要求涵盖。
本文中所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例的目的，而不是意在限制本发明。如本文中使用的，单数形式“一”，“一个”和“所述”意在还包括复数形式，除非上下文明确地给出相反的指示。还将理解，术语“包括”和/或“包含”当在本说明书中使用时，指定了存在所声明的特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件，但是并没有排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其组合。
随附的权利要求书中的所有手段或步骤加功能元素的对应结构、材料、动作和等同物旨在包括与特别要求保护的其它要求保护的元素相组合地执行该功能的任何结构、材料或动作。已经为了说明和描述的目的而呈现了对实施例的描述，但并不旨在以所公开的形式穷举或限于这些实施例。在不脱离本发明的范围和精神的情况下，许多修改和变化对于本领域普通技术人员将是显然的。
尽管已经参照其某些版本描述了实施例；但是，其他版本也是可能的。因此，所附权利要求的精神和范围不应限于对本文包含的优选版本的描述。

Claims (13)

1.一种电子设备，包括：
扬声器驱动器；
麦克风，被配置为测量所述扬声器驱动器的近场声压的测量值，以及
至少一个处理器，被配置为：
接收指示感测到的通过所述扬声器驱动器的电流的数据；
基于感测到的通过所述扬声器驱动器的电流来确定所述扬声器驱动器的振膜的速度；
校正所述振膜的速度的相位，以校正所述麦克风与所述振膜之间的传播延迟；
检测所述电子设备的声学环境中的条件的变化；
基于所述电子设备的声学环境中的条件的变化来识别所述电子设备在所述电子设备的声学环境中的位置；以及
当检测到所述声学环境中的条件的变化时，通过基于校正所述传播延迟之后的所述速度并基于所述近场声压的测量值来自动地校准所述扬声器驱动器再现的音频的声功率级，基于所识别的所述电子设备的位置来自动地调节所述声功率级，
其中，通过再现测试信号并接收指示与所述测试信号相关联的测量到的声功率级的数据，来检测所述条件的变化。
2.根据权利要求1所述的电子设备，还包括：
传感器，被配置为检测通过所述扬声器驱动器的电流；
其中所述至少一个处理器还被配置为基于所述电流确定所述速度。
3.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述至少一个处理器还被配置为：利用加速器或激光束中的至少一个来确定所述速度。
4.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述麦克风还被配置为置于所述振膜之前或附在所述振膜上。
5.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述至少一个处理器还被配置为：
基于所述扬声器驱动器的近场声压的一组测量值，自动地检测声学环境的变化。
6.根据权利要求5所述的电子设备，其中所述扬声器驱动器的近场声压的一组测量值是周期性地或连续地测量的。
7.根据权利要求5所述的电子设备，其中所述至少一个处理器还被配置为：
响应于检测到的所述声学环境的变化：
基于更新的所述振膜的速度和更新的所述近场声压的测量值，动态地调整声功率级。
8.根据权利要求7所述的电子设备，其中检测到的所述声学环境的变化包括以下中的至少一项：房间的物理尺寸或布局的变化，添加到所述房间或从所述房间移除的物理结构，或所述电子设备相对于所述房间的新位置。
9.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述至少一个处理器还被配置为：
均衡所述声功率级以衰减所述电子设备的声功率输出中的一个或多个峰值，其中所述一个或多个峰值与所述声学环境中的共振相关联。
10.根据权利要求9所述的电子设备，其中所述至少一个处理器还被配置为：
从外部设备获得表示所述声学环境中的收听位置的信息，其中基于所述信息均衡所述声功率级。
11.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述至少一个处理器还被配置为：
基于所述声功率级的不同测量值，自动地确定在所述声学环境中所述电子设备应该放置的最佳位置，其中，所述不同测量值是在所述声学环境中的不同位置处测量的。
12.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述至少一个处理器还被配置为：
基于所述扬声器驱动器的端子的输入电压和所述近场声压的测量值，利用系统标识，在频域或时域识别所述电子设备的总体Q因数和共振频率。
13.一种用于声功率优化的方法，由根据权利要求1-12之一所述的电子设备实现。
CN201880017341.6A 2017-03-10 2018-03-06 室内低频声功率优化方法和装置 Active CN110402585B (zh)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762470049P 2017-03-10 2017-03-10
US62/470,049 2017-03-10
US15/806,991 2017-11-08
US15/806,991 US10469046B2 (en) 2017-03-10 2017-11-08 Auto-equalization, in-room low-frequency sound power optimization
KR1020180015036A KR102452256B1 (ko) 2017-03-10 2018-02-07 실내 저-주파수 사운드 파워 최적화를 위한 방법 및 장치
KR10-2018-0015036 2018-02-07
PCT/KR2018/002608 WO2018164438A1 (en) 2017-03-10 2018-03-06 Method and apparatus for in-room low-frequency sound power optimization

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110402585A CN110402585A (zh) 2019-11-01
CN110402585B true CN110402585B (zh) 2021-12-24

Family

ID=63447901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880017341.6A Active CN110402585B (zh) 2017-03-10 2018-03-06 室内低频声功率优化方法和装置

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN110402585B (zh)
WO (1) WO2018164438A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111998934B (zh) * 2020-08-28 2022-07-01 国网湖南省电力有限公司 一种声源声功率测试方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5795794A (en) * 1980-12-05 1982-06-14 Sony Corp Microphone
WO1984000274A1 (en) * 1982-06-30 1984-01-19 B & W Loudspeakers Environment-adaptive loudspeaker systems
JPH07114392A (ja) * 1993-10-20 1995-05-02 Nissan Motor Co Ltd 能動型騒音制御装置及び能動型振動制御装置
WO1997003536A1 (en) * 1995-07-07 1997-01-30 University Of Salford Loudspeaker circuit with means for monitoring the pressure at the speaker diaphragm, means for monitoring the velocity of the speaker diaphragm and a feedback circuit
CN1179690A (zh) * 1996-09-25 1998-04-22 运载器有限公司 运用速度反馈的扬声器相位畸变控制
CN2319986Y (zh) * 1997-12-19 1999-05-19 李贺文 低失真扬声器振动负反馈系统组件
US6731760B2 (en) * 1995-11-02 2004-05-04 Bang & Olufsen A/S Adjusting a loudspeaker to its acoustic environment: the ABC system
CN104185125A (zh) * 2014-08-14 2014-12-03 瑞声声学科技(深圳)有限公司 扬声器系统及其驱动方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9506725D0 (en) * 1995-03-31 1995-05-24 Hooley Anthony Improvements in or relating to loudspeakers
US5850453A (en) * 1995-07-28 1998-12-15 Srs Labs, Inc. Acoustic correction apparatus
US5666427A (en) * 1995-09-30 1997-09-09 Samsung Heavy Industries Co. Ltd. Method of and apparatus for controlling noise generated in confined spaces
EP0772374B1 (en) * 1995-11-02 2008-10-08 Bang & Olufsen A/S Method and apparatus for controlling the performance of a loudspeaker in a room
AUPQ938000A0 (en) * 2000-08-14 2000-09-07 Moorthy, Surya Method and system for recording and reproduction of binaural sound
WO2007028094A1 (en) * 2005-09-02 2007-03-08 Harman International Industries, Incorporated Self-calibrating loudspeaker
EP2453669A1 (en) * 2010-11-16 2012-05-16 Nxp B.V. Control of a loudspeaker output
JP5417352B2 (ja) * 2011-01-27 2014-02-12 株式会社東芝 音場制御装置及び方法
WO2014045123A2 (en) * 2012-09-24 2014-03-27 Actiwave Ab Control and protection of loudspeakers
US9398392B2 (en) * 2014-06-30 2016-07-19 Microsoft Technology Licensing, Llc Audio calibration and adjustment
GB2532796A (en) * 2014-11-28 2016-06-01 Relec Sa Low frequency active acoustic absorber by acoustic velocity control through porous resistive layers

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5795794A (en) * 1980-12-05 1982-06-14 Sony Corp Microphone
WO1984000274A1 (en) * 1982-06-30 1984-01-19 B & W Loudspeakers Environment-adaptive loudspeaker systems
JPH07114392A (ja) * 1993-10-20 1995-05-02 Nissan Motor Co Ltd 能動型騒音制御装置及び能動型振動制御装置
WO1997003536A1 (en) * 1995-07-07 1997-01-30 University Of Salford Loudspeaker circuit with means for monitoring the pressure at the speaker diaphragm, means for monitoring the velocity of the speaker diaphragm and a feedback circuit
US6731760B2 (en) * 1995-11-02 2004-05-04 Bang & Olufsen A/S Adjusting a loudspeaker to its acoustic environment: the ABC system
CN1179690A (zh) * 1996-09-25 1998-04-22 运载器有限公司 运用速度反馈的扬声器相位畸变控制
CN2319986Y (zh) * 1997-12-19 1999-05-19 李贺文 低失真扬声器振动负反馈系统组件
CN104185125A (zh) * 2014-08-14 2014-12-03 瑞声声学科技(深圳)有限公司 扬声器系统及其驱动方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018164438A1 (en) 2018-09-13
CN110402585A (zh) 2019-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102452256B1 (ko) 실내 저-주파수 사운드 파워 최적화를 위한 방법 및 장치
US9706305B2 (en) Enhancing audio using a mobile device
CA2733684C (en) Audio power management system
US10165361B2 (en) System and method for loudspeaker protection
US10028055B2 (en) Audio signal correction and calibration for a room environment
US9716962B2 (en) Audio signal correction and calibration for a room environment
CN110402585B (zh) 室内低频声功率优化方法和装置
US11206003B2 (en) Personalized headphone equalization
WO2020143472A1 (en) Method for correcting acoustic properties of a loudspeaker, an audio device and an electronics device
US20230093185A1 (en) Apparatus and method for automatic adaption of a loudspeaker to a listening environment
WO2020143473A1 (en) Audio device and electronics apparatus
CN117412222A (zh) 基于广义传递函数的空间自适应声辐射校准方法及系统
KR20150131738A (ko) 스피커 특성 보상장치
KR20210057204A (ko) 스피커용 자율적 경계 검출 방법 및 시스템
CN115989683A (zh) 用于认证和补偿的方法和系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant