CN112135225B - 扬声器系统和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扬声器系统和电子设备，属于电子技术领域。扬声器系统包括：多个延迟电路、多个放大器和阵列扬声器，所述阵列扬声器包括多个扬声器单元；多个所述延迟电路的输入端均用于输入声音信号，多个所述延迟电路的输出端与多个所述放大器的输入端相连，多个所述放大器的输出端与多个所述扬声器单元的输入端相连；多个所述延迟电路中每个延迟电路均用于对声音信号进行延迟，所述阵列扬声器发出的声音信号形成的空间声场的最强声压方向指向参考区域的中心位置。本发明可以通过多个延迟电路来优化阵列扬声器的指向性，保证参考区域内的声压级较为接近，从而可以获得良好的立体声效果。

Description

扬声器系统和电子设备

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种扬声器系统和电子设备。

背景技术

目前，大多数电子设备皆装设有扬声器，以播放声音信号。随着诸如电视机等电子设备的尺寸变得越来越大，电子设备上设置的两个扬声器之间的距离也越来越大，这会降低立体声效果。例如，如果用户移动观看位置，处在右侧位置时，主要听到的是来自右扬声器的声音，左扬声器的声音减弱，处在左侧位置时，主要听到的是来自左扬声器的声音，右扬声器的声音减弱。

发明内容

本发明实施例提供了一种扬声器系统和电子设备，可以解决相关技术中立体声效果较差的问题。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种扬声器系统，所述系统包括：多个延迟电路、多个放大器和阵列扬声器，所述阵列扬声器包括多个扬声器单元；

多个所述延迟电路的输入端均用于输入声音信号，多个所述延迟电路的输出端与多个所述放大器的输入端相连，多个所述放大器的输出端与多个所述扬声器单元的输入端相连；

多个所述延迟电路中每个延迟电路均用于对声音信号进行延迟，所述阵列扬声器发出的声音信号形成的空间声场的最强声压方向指向参考区域的中心位置。

可选地，多个所述延迟电路的延迟量是根据目标连线与所述阵列扬声器的安装平面的垂线之间的夹角确定得到，所述目标连线为所述阵列扬声器的中心位置与所述参考区域的中心位置之间的连线。

可选地，所述参考区域包括多个参考位置，所述系统还包括：多个数字滤波器，多个所述延迟电路位于多个所述数字滤波器中；

多个所述数字滤波器的输入端均用于输入声音信号，多个所述数字滤波器的输出端与多个所述放大器的输入端相连，多个所述数字滤波器中每个所述数字滤波器的系数包括位于其内的延迟电路的延迟量；

多个所述数字滤波器中的每个数字滤波器均用于对声音信号进行处理，所述阵列扬声器发出的声音信号在多个所述参考位置中的任意两个参考位置处的声压级之间的差值小于或等于参考差值，且所述阵列扬声器发出的声音信号在多个所述参考位置中的每个参考位置处的频率响应曲线为参考曲线。

可选地，所述系统还包括：多个麦克风和多个自适应滤波器，多个所述麦克风的输出端与多个所述自适应滤波器的输入端相连；

多个所述自适应滤波器与多个所述数字滤波器一一对应，多个所述自适应滤波器中的每个自适应滤波器所连接的麦克风与对应的数字滤波器所连接的扬声器单元之间的距离小于或等于参考距离；

多个所述自适应滤波器中每个自适应滤波器的期望信号的频率响应曲线为所述参考曲线，多个所述自适应滤波器中每个自适应滤波器的期望信号的声压级为参考声压级，多个所述自适应滤波器中的每个自适应滤波器均用于根据所连接的麦克风采集到的声音信号和自身的期望信号，对自身系数进行调整；

其中，在多个所述自适应滤波器调整自身系数的过程中，多个所述数字滤波器不工作；在多个所述自适应滤波器完成对自身系数的调整后，多个所述数字滤波器工作，且多个所述数字滤波器中每个数字滤波器的系数为对应的自适应滤波器的系数。

一方面，提供了一种扬声器系统，所述系统包括：多个数字滤波器、多个放大器和阵列扬声器，所述阵列扬声器包括多个扬声器单元；

多个所述数字滤波器的输入端均用于输入声音信号，多个所述数字滤波器的输出端与多个所述放大器的输入端相连，多个所述放大器的输出端与多个所述扬声器单元的输入端相连，多个所述扬声器单元发出的声音信号中存在正信号和负信号；

多个所述数字滤波器中的每个数字滤波器均用于对声音信号进行处理，所述阵列扬声器发出的声音信号在参考区域的中心位置处的声压级为参考声压级，且所述阵列扬声器发出的声音信号在所述参考区域的中心位置处的频率响应曲线为参考曲线。

可选地，多个所述扬声器单元中的前至少一个扬声器单元发出的声音信号为正信号，多个所述扬声器单元中除前至少一个扬声器单元之外的其它扬声器单元发出的声音信号为负信号。

可选地，所述系统还包括：第一麦克风、第二麦克风和处理器；

所述第一麦克风与第一扬声器单元之间的距离小于或等于参考距离，所述第二麦克风与第二扬声器单元之间的距离小于或等于参考距离，所述第一扬声器单元为多个所述扬声器单元中位于所述阵列扬声器的中心位置的扬声器单元，所述第二扬声器单元为多个所述扬声器单元中位于所述阵列扬声器发出的声音信号形成的空间声场的最弱声压方向上的最后一个扬声器单元；

所述第一麦克风和所述第二麦克风均与所述处理器的输入端相连，所述处理器用于根据所述第一麦克风采集到的声音信号和所述第二麦克风采集到的声音信号，设置多个所述数字滤波器的系数。

可选地，

所述处理器用于在多个所述数字滤波器不工作时，根据矩阵A和矩阵C，确定矩阵B，所述矩阵C为所述矩阵A乘以所述矩阵B得到，所述矩阵A为两行两列的矩阵，所述矩阵B为两行一列的矩阵，所述矩阵C为两行一列的矩阵；

其中，在所述处理器确定出所述矩阵B后，多个所述数字滤波器工作，且多个所述数字滤波器中与第三扬声器单元连接的数字滤波器的系数为所述矩阵B中的第一列的第一个元素，多个所述数字滤波器中与第四扬声器单元连接的数字滤波器的系数为所述矩阵B中的第一列的第二个元素，所述第三扬声器单元为多个所述扬声器单元中发出的声音信号为正信号的扬声器单元，所述第四扬声器单元为多个所述扬声器单元中发出的声音信号为负信号的扬声器单元；

其中，所述矩阵A中的第一列的第一个元素为所述第三扬声器单元发出的声音信号在所述第一麦克风处的冲激响应，所述矩阵A中的第一列的第二个元素为所述第三扬声器单元发出的声音信号在所述第二麦克风处的冲激响应，所述矩阵A中的第二列的第一个元素为所述第四扬声器单元发出的声音信号在所述第一麦克风处的冲激响应，所述矩阵A中的第二列的第二个元素为所述第四扬声器单元发出的声音信号在所述第二麦克风处的冲激响应，所述矩阵C中的第一列的第一个元素为参考数值，所述矩阵C中的第一列的第二个元素为0。

一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括上述的扬声器系统。

一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括两个扬声器系统，两个所述扬声器系统中的任一扬声器系统为上述的扬声器系统，两个所述扬声器系统中的一个扬声器系统包括的阵列扬声器设置在所述电子设备的一侧，另一个扬声器系统包括的阵列扬声器设置在所述电子设备的另一侧。

本发明实施例提供的技术方案至少可以带来以下有益效果：

扬声器系统包括多个延迟电路、多个放大器和阵列扬声器，阵列扬声器包括多个扬声器单元。多个延迟电路的输入端均用于输入声音信号，多个延迟电路的输出端与多个放大器的输入端相连，多个放大器的输出端与多个扬声器单元的输入端相连，多个延迟电路中每个延迟电路均用于对声音信号进行延迟，在多个延迟电路对声音信号进行延迟后，阵列扬声器发出的声音信号形成的空间声场的最强声压方向指向参考区域的中心位置。该空间声场的最强声压方向指向参考区域的中心位置后，该空间声场从该参考区域的中心位置向周围发散，这种情况下，该参考区域内的声压级较为接近，从而可以获得良好的立体声效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的第一种扬声器系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种空间声场偏移的示意图；

图3是本发明实施例提供的第二种扬声器系统的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的第三种扬声器系统的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的第四种扬声器系统的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的第五种扬声器系统的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的另一种电子设备的结构示意图。

附图标记：

1：延迟电路，2：放大器，3：阵列扬声器，31：扬声器单元，4：数字滤波器，5：麦克风，6：自适应滤波器，71：第一麦克风，72：第二麦克风，8：处理器，701：扬声器系统，801：扬声器系统。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

在对本发明实施例进行详细地解释说明之前，对本发明实施例的应用场景予以说明。

当前诸如电视机等尺寸较大的电子设备上往往设置有阵列扬声器，阵列扬声器包括多个扬声器单元，相邻两个扬声器单元之间具有一定的距离。为了获得较好的立体声效果，阵列扬声器包括的多个扬声器单元中相邻两个扬声器单元之间的距离越来越大。这种情况下，如果用户未处于阵列扬声器的中间位置，则用户听到的声音将是不均衡的。例如，如果用户处于阵列扬声器的右侧位置，则主要听到的是来自右扬声器的声音，左扬声器的声音减弱，如果用户处于阵列扬声器的左侧位置，则主要听到的是来自左扬声器的声音，右扬声器的声音减弱。如此，会严重影响立体声效果。

图1是本发明实施例提供的一种扬声器系统的结构示意图。参见图1，该系统包括：多个延迟电路1、多个放大器2和阵列扬声器3，阵列扬声器3包括多个扬声器单元31。

其中，多个延迟电路1的输入端均用于输入声音信号。该声音信号可以为电子设备产生的左右声道信号，如该声音信号可以为白噪声等。

其中，多个延迟电路1的输出端与多个放大器2的输入端相连，多个放大器2的输出端与多个扬声器单元31的输入端相连。

需要说明的是，多个放大器2中的每个放大器2均用于对声音信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经过所连接的扬声器单元31将声音信号发出。多个放大器2的数量可以与多个扬声器单元31的数量相同，这种情况下，多个放大器2的输出端是与多个扬声器单元31的输入端一对一连接的。

另外，多个延迟电路1中每个延迟电路1均用于对声音信号进行延迟，在多个延迟电路1对声音信号进行延迟后，阵列扬声器3发出的声音信号形成的空间声场的最强声压方向指向参考区域的中心位置。多个延迟电路1的数量可以小于或等于多个放大器2的数量，这种情况下，多个延迟电路1的输出端与多个放大器2中至少一部分放大器2的输入端是一对一连接的，多个放大器2中未与延迟电路1连接的放大器2的输入端可以直接输入声音信号。

再者，参考区域可以预先进行设置，如该参考区域可以是用户收听电子设备发出的声音的区域，该参考区域可以为矩形区域、U形区域、L形区域等，本发明实施例对此不作限定。

由于多个延迟电路1中的每个延迟电路1对声音信号进行延迟后，会改变多个扬声器单元31中与多个延迟电路1连接的每个扬声器单元31发出声音信号的前后顺序，所以会使得阵列扬声器3发出的声音信号形成的空间声场发生偏移，从而会使得该空间声场的最强声压方向发生偏移。

如此，可以通过多个延迟电路1来优化阵列扬声器3的指向性，即通过多个延迟电路1来调整阵列扬声器3发出的声音信号形成的空间声场的最强声压方向，使该空间声场的最强声压方向指向参考区域的中心位置。该空间声场的最强声压方向指向参考区域的中心位置后，该空间声场从该参考区域的中心位置向周围发散，这种情况下，该参考区域内的声压级较为接近，从而可以获得良好的立体声效果。

例如，如图2所示，多个延迟电路1不工作时，阵列扬声器3形成的空间声场的最强声压方向p1垂直于阵列扬声器3的安装平面且经过阵列扬声器3的中心位置。多个延迟电路1工作后，对声音信号进行延迟，使得阵列扬声器3发出的声音信号形成的空间声场发生偏移，偏移后的空间声场的最强声压方向p2指向参考区域的中心位置q。

其中，多个延迟电路1中每个延迟电路1的延迟量可以预先进行设置，如可以通过如下两种可能的实现方式来进行设置。

第一种可能的实现方式中，根据目标连线与阵列扬声器3的安装平面的垂线之间的夹角，确定多个延迟电路1中每个延迟电路1的延迟量，目标连线为阵列扬声器3的中心位置与该参考区域的中心位置之间的连线。

这种情况下，多个延迟电路1的延迟量是根据目标连线与阵列扬声器3的安装平面的垂线之间的夹角确定得到。阵列扬声器3的安装平面的中垂线为不使用多个延迟电路1对声音信号进行延迟时，阵列扬声器3发出的声音信号形成的空间声场的最强声压方向。

具体地，可以先根据目标连线与阵列扬声器3的安装平面的垂线之间的夹角确定偏移角，再将以多个扬声器单元31中的第一个扬声器单元31的位置为起点且与阵列扬声器3的安装平面之间的夹角为该偏移角的射线确定为偏移线；对于多个扬声器单元31中的每个扬声器单元31，确定阵列扬声器3的安装平面的垂线中以这个扬声器单元31的位置为垂点的目标垂线，将目标垂线与该偏移线之间的交点确定为这个扬声器单元31对应的偏移点，如此得到多个偏移点；根据该多个偏移点中每个偏移点与阵列扬声器3的安装平面之间的距离，确定多个扬声器单元31中每个扬声器单元31所连接的延迟电路1的延迟量。当然，也可以根据目标连线与阵列扬声器3的安装平面的垂线之间的夹角，通过其它方式确定多个延迟电路1中每个延迟电路1的延迟量，本发明实施例对此不作限定。

需要说明的是，假设多个扬声器单元31中每个扬声器单元31的位置可以移动，则将多个扬声器单元31中每个扬声器单元31移动到其对应的偏移点处时，多个扬声器单元31组成的阵列扬声器3发出的声音信号形成的空间声场的最强声压方向就会指向该参考区域的中心位置。本发明实施例中，通过多个延迟电路1对声音信号进行延迟后，就达到了类似移动多个扬声器单元31中每个扬声器单元31的位置的效果。

其中，根据目标连线与阵列扬声器3的安装平面的垂线之间的夹角确定偏移角时，可以直接将目标连线与阵列扬声器3的安装平面的垂线之间的夹角确定为偏移角。当然，也可以根据目标连线与阵列扬声器3的安装平面的垂线之间的夹角通过其它方式确定偏移角，本发明实施例对此不作限定。

其中，根据该多个偏移点中每个偏移点与阵列扬声器3的安装平面之间的距离，确定多个扬声器单元31中每个扬声器单元31所连接的延迟电路1的延迟量时，对于该多个偏移点中的任意一个偏移点，可以将这个偏移点与阵列扬声器3的安装平面之间的距离除以声速，得到这个偏移点对应的扬声器单元31所连接的延迟电路1的延迟量。

第二种可能的实现方式中，参见图3，该系统还包括：多个数字滤波器4，多个延迟电路1位于多个数字滤波器4中，多个数字滤波器4的输入端均用于输入声音信号，多个数字滤波器4的输出端与多个放大器2的输入端相连。

需要说明的是，多个延迟电路1的数量可以与多个数字滤波器4的数量相同，这种情况下，多个延迟电路1是一一位于多个数字滤波器4中。多个数字滤波器4的数量可以小于或等于多个放大器2的数量，这种情况下，多个数字滤波器4的输出端与多个放大器2中至少一部分放大器2的输入端是一对一连接的，多个放大器2中未与数字滤波器4连接的放大器2的输入端可以直接输入声音信号。

其中，多个数字滤波器4中每个数字滤波器4的系数可以包括位于其内的延迟电路1的延迟量。此外，还可以包括其它系数，如可以包括增益等，本发明实施例对此不作限定。

需要说明的是，该参考区域中可以包括多个参考位置，该多个参考位置可以均匀分布在参考区域内，本发明实施例对此不作限定。该多个参考位置的数量可以等于多个数字滤波器4的数量。

另外，多个数字滤波器4中的每个数字滤波器4均用于对声音信号进行处理，在多个数字滤波器4对声音信号进行处理后，阵列扬声器3发出的声音信号在该多个参考位置中的任意两个参考位置处的声压级之间的差值小于或等于参考差值，且阵列扬声器3发出的声音信号在该多个参考位置中的每个参考位置处的频率响应曲线为参考曲线。

需要说明的是，参考差值可以预先进行设置，且参考差值可以设置的较小。参考曲线也可以预先进行设置，如参考曲线可以是平坦度较高的曲线。

另外，多个数字滤波器4中每个数字滤波器4可以对声音信号进行处理，如可以对声音信号进行延迟、滤波等，以及对声音信号的高频部分进行增强等。多个数字滤波器4中每个数字滤波器4对声音信号进行处理后，会改变阵列扬声器3发出的声音信号形成的空间声场的扩散方向，且会影响阵列扬声器3发出的声音信号的频率响应曲线。

如此，可以通过多个数字滤波器4来优化阵列扬声器3的指向性，即通过多个数字滤波器4来调整阵列扬声器3发出的声音信号形成的空间声场的扩散方向，使阵列扬声器3发出的声音信号在该多个参考位置中的任意两个参考位置处的声压级之间的差值小于或等于参考差值。并且，可以通过多个数字滤波器4来调整阵列扬声器3发出的声音信号的频率响应曲线，使阵列扬声器3发出的声音信号在该多个参考位置中的每个参考位置处的频率响应曲线为参考曲线。

当阵列扬声器3发出的声音信号在该多个参考位置中任意两个参考位置处的声压级之间的差值小于或等于参考差值时，表明该多个参考位置中任意两个参考位置处的声压级相近。并且，当阵列扬声器3发出的声音信号在该多个参考位置中每个参考位置处的频率响应曲线为参考曲线时，表明该多个参考位置中每个参考位置处的频率响应特性相同。如此，该参考区域内的多个参考位置处的声压级和频率响应特性均可以保持一致，从而可以进一步提高立体声效果。

其中，多个数字滤波器4中每个数字滤波器4的系数可以预先进行设置，下面对一种可能的设置方式进行说明。

如图4所示，该系统还可以包括：多个麦克风5和多个自适应滤波器6，多个麦克风5的输出端与多个自适应滤波器6的输入端相连。

多个麦克风5的数量可以与多个自适应滤波器6的数量相同，这种情况下，多个麦克风5的输出端是与多个自适应滤波器6的输入端一对一连接的。

其中，多个自适应滤波器6与多个数字滤波器4一一对应，多个自适应滤波器6中的每个自适应滤波器6所连接的麦克风5与对应的数字滤波器4所连接的扬声器单元31之间的距离小于或等于参考距离。

需要说明的是，多个自适应滤波器6的数量可以与多个数字滤波器4的数量相同。多个数字滤波器4与多个自适应滤波器6是一一对应的，后续是根据多个自适应滤波器6的系数来设置多个数字滤波器4的系数。

另外，本发明实施例中实际上是使用多个麦克风5来模拟参考区域中的多个参考位置。多个麦克风5中每相邻两个麦克风5之间的安装间隔可以相同，多个扬声器单元31中每相邻两个扬声器单元31的安装间隔也可以相同，且相邻两个麦克风5之间的安装间隔可以与相邻两个扬声器单元31的安装间隔相同。

再者，参考距离可以预先进行设置，且参考距离可以设置的较小，以便多个麦克风5中的每个麦克风5可以在阵列扬声器3发出的声音信号形成的空间声场过分扩展之前采集到声音信号。

其中，多个自适应滤波器6中每个自适应滤波器6的期望信号的频率响应曲线为参考曲线，多个自适应滤波器6中每个自适应滤波器6的期望信号的声压级为参考声压级，多个自适应滤波器6中的每个自适应滤波器6均用于根据所连接的麦克风5采集到的声音信号和自身的期望信号，对自身系数进行调整。参考声压级可以预先进行设置。

需要说明的是，多个自适应滤波器6中每个自适应滤波器6可以将所连接的麦克风5采集到的声音信号作为输入信号，然后根据自适应算法来调整其系数，使输出信号与其期望信号相比较的均方误差为最小，也即使输出信号逼近其期望信号。多个自适应滤波器6中每个自适应滤波器6的期望信号可以是事先生成并输入到每个自适应滤波器6中的，生成期望信号的操作与相关技术中生成某个特定的信号的操作类似，本发明实施例对此不进行详细阐述。

另外，自适应算法可以预先进行设置，如自适应算法可以为迫零算法、最陡下降算法、LMS(Least Mean Square，最小均方误差)算法、NLMS(Normalized Least Mean Square，归一化最小均方误差)、RLS(Recursive Least Square，递推最小二乘)算法等，本发明实施例对此不作限定。

再者，在多个自适应滤波器6调整自身系数的过程中，多个数字滤波器4不工作。如此，在多个自适应滤波器6完成对自身系数的调整后，调整后的系数即是能够将阵列扬声器3发出的声音信号处理为可以达到期望的声压级(即参考声压级)和期望的频率响应曲线(即参考曲线)的系数。因而，在多个自适应滤波器6完成对自身系数的调整后，可以将多个数字滤波器4中每个数字滤波器4的系数设置为对应的自适应滤波器6的系数。换句话说，在多个自适应滤波器6完成对自身系数的调整后，多个数字滤波器4可以工作，且此时多个数字滤波器4中每个数字滤波器4的系数为对应的自适应滤波器6的系数。如此，多个数字滤波器4中每个数字滤波器4可以对输入的声音信号进行处理，并通过阵列扬声器3发出具有期望的声压级和期望的频率响应曲线的声音信号，从而使得该参考区域内的多个参考位置处的声压级和频率响应特性均可以保持一致。

值得注意的是，实际应用中，可能存在多个不同的参考区域，对于不同的参考区域，其各自所期望的声压级和频率响应特性也可能不同。这种情况下，该多个参考区域中的每个参考区域均可以具有自己对应的参考声压级和参考曲线，且可以分别根据每个参考区域对应的参考声压级和参考曲线，通过上述设置方式来设置多个数字滤波器4中每个数字滤波器4的系数。如此，多个数字滤波器4中每个数字滤波器4拥有多组系数，每组系数对应一个参考区域。

在此情况下，在通过阵列扬声器3发出声音信号之前，可以先确定当前的参考区域，如可以通过安装在电子设备上的各种传感器来识别参考区域。之后，可以自动将多个数字滤波器4中每个数字滤波器4的系数切换到与识别到的参考区域对应的一组系数，以便可以通过多个数字滤波器4来优化识别到的参考区域内的声压级和频率响应特性。

在本发明实施例中，扬声器系统包括多个延迟电路1、多个放大器2和阵列扬声器3，阵列扬声器3包括多个扬声器单元31。多个延迟电路1的输入端均用于输入声音信号，多个延迟电路1的输出端与多个放大器2的输入端相连，多个放大器2的输出端与多个扬声器单元31的输入端3相连，多个延迟电路1中每个延迟电路1均用于对声音信号进行延迟，在多个延迟电路1对声音信号进行延迟后，阵列扬声器3发出的声音信号形成的空间声场的最强声压方向指向参考区域的中心位置。该空间声场的最强声压方向指向参考区域的中心位置后，该空间声场从该参考区域的中心位置向周围发散，这种情况下，该参考区域内的声压级较为接近，从而可以获得良好的立体声效果。

图5是本发明实施例提供的一种扬声器系统的结构示意图。参见图5，该系统包括：多个数字滤波器4、多个放大器2和阵列扬声器3，阵列扬声器3包括多个扬声器单元31；

多个数字滤波器4的输入端均用于输入声音信号，多个数字滤波器4的输出端与多个放大器2的输入端相连，多个放大器2的输出端与多个扬声器单元31的输入端相连。

其中，多个扬声器单元31发出的声音信号中存在正信号和负信号，例如，多个扬声器单元31中的前至少一个扬声器单元31发出的声音信号为正信号，多个扬声器单元31中除前至少一个扬声器单元31之外的其它扬声器单元31发出的声音信号为负信号。这种情况下，阵列扬声器3发出的声音信号形成的空间声场为心形声场，心形声场内各个位置处的声压级和频率响应特性均比较接近。

其中，多个数字滤波器4中的每个数字滤波器4均用于对声音信号进行处理，在多个数字滤波器4对声音信号进行处理后，阵列扬声器3发出的声音信号在参考区域的中心位置处的声压级为参考声压级，且阵列扬声器3发出的声音信号在该参考区域的中心位置处的频率响应曲线为参考曲线。多个数字滤波器4的数量可以小于或等于多个放大器2的数量，这种情况下，多个数字滤波器4的输出端与多个放大器2中至少一部分放大器2的输入端是一对一连接的，多个放大器2中未与数字滤波器4连接的放大器2的输入端可以直接输入声音信号。

需要说明的是，多个放大器2中的每个放大器2均用于对声音信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经过所连接的扬声器单元31将声音信号发出。多个放大器2的数量可以与多个扬声器单元31的数量相同，这种情况下，多个放大器2的输出端是与多个扬声器单元31的输入端一对一连接的。

另外，多个数字滤波器4中每个数字滤波器4可以对声音信号进行处理，如可以对声音信号进行滤波等，以及对声音信号的高频部分进行增强等。多个数字滤波器4中每个数字滤波器4对声音信号进行处理后，会改变阵列扬声器3发出的声音信号形成的空间声场的扩散方向，且会影响阵列扬声器3发出的声音信号的频率响应曲线。

再者，参考区域可以预先进行设置，该参考区域可以是用户收听电子设备发出的声音的区域，如该参考区域可以为矩形区域、U形区域、L形区域等，本发明实施例对此不作限定。参考声压级可以预先进行设置，如参考声压级可以根据参考区域与阵列扬声器3之间的距离来进行设置。参考曲线也可以预先进行设置，如参考曲线可以是平坦度较高的曲线。

本发明实施例中，可以通过多个数字滤波器4来优化阵列扬声器3的指向性，即通过多个数字滤波器4来调整阵列扬声器3发出的声音信号形成的空间声场的扩散方向，使阵列扬声器3发出的声音信号在参考区域的中心位置处的声压级为参考声压级。由于心形声场内各个位置处的声压级较为接近，所以该参考区域内其它位置处的声压级均接近其中心位置处的参考声压级，从而使得该参考区域内各个位置的声压级可以保持一致，可以获得良好的立体声效果。

并且，可以通过多个数字滤波器4来调整阵列扬声器3发出的声音信号的频率响应曲线，使阵列扬声器3发出的声音信号在参考区域的中心位置处的频率响应曲线为参考曲线。由于心形声场内各个位置处的频率响应特性较为接近，所以该参考区域内其它位置处的频率响应曲线均接近其中心位置处的参考曲线，从而使得该参考区域内各个位置的频率响应特性可以保持一致，从而可以进一步提高立体声效果。

其中，多个数字滤波器4中每个数字滤波器4的系数可以预先进行设置，下面对一种可能的设置方式进行说明。

如图6所示，该系统可以包括：第一麦克风71、第二麦克风72和处理器8。

第一麦克风71与第一扬声器单元31之间的距离小于或等于参考距离，第一麦克风72与第二扬声器单元31之间的距离小于或等于参考距离。第一扬声器单元31为多个扬声器单元31中位于阵列扬声器3的中心位置的扬声器单元31，第二扬声器单元32为多个扬声器单元31中位于阵列扬声器3发出的声音信号形成的空间声场的最弱声压方向上的最后一个扬声器单元31。

需要说明的是，参考距离可以预先进行设置，且参考距离可以设置的较小，以便第一麦克风71和第二麦克风72可以在阵列扬声器3发出的声音信号形成的空间声场过分扩展之前采集到声音信号。并且，第一麦克风71是在该空间声场的较强声压方向上采集声音信号，第二麦克风72是在该空间声场的最弱声压方向上采集声音信号。

其中，第一麦克风71和第二麦克风72均与处理器8的输入端相连，处理器8用于根据第一麦克风71采集到的声音信号和第二麦克风72采集到的声音信号，设置多个数字滤波器4的系数。

具体地，处理器8可以在多个数字滤波器4不工作时，根据矩阵A和矩阵C，确定矩阵B，矩阵C为矩阵A乘以矩阵B得到，矩阵A为两行两列的矩阵，矩阵B为两行一列的矩阵，矩阵C为两行一列的矩阵。

需要说明的是，矩阵A中的元素为多个扬声器单元31发出的声音信号的冲激响应，其可以根据第一麦克风71和第二麦克风72采集到的声音信号得到。具体地，矩阵A中的第一列的第一个元素为第三扬声器单元31发出的声音信号在第一麦克风71处的冲激响应，第三扬声器单元31为多个扬声器单元31中发出的声音信号为正信号的扬声器单元31；此时可以仅通过多个扬声器单元31中的第三扬声器单元31发出声音信号，并仅通过第一麦克风71采集声音信号，以便可以通过第一麦克风71采集第三扬声器单元31发出的声音信号，并根据第一麦克风71采集到的声音信号计算冲激响应作为矩阵A中的第一列的第一个元素。矩阵A中的第一列的第二个元素为第三扬声器单元31发出的声音信号在第二麦克风72处的冲激响应，此时可以仅通过第三扬声器单元31发出声音信号，并仅通过第二麦克风72采集声音信号，以便可以通过第二麦克风72采集第三扬声器单元31发出的声音信号，并根据第二麦克风72采集到的声音信号计算冲激响应作为矩阵A中的第一列的第二个元素。矩阵A中的第二列的第一个元素为第四扬声器单元31发出的声音信号在第一麦克风71处的冲激响应，第四扬声器单元31为多个扬声器单元31中发出的声音信号为负信号的扬声器单元31；此时可以仅通过第四扬声器单元31发出声音信号，并仅通过第一麦克风71采集声音信号，以便可以通过第一麦克风71采集第四扬声器单元31发出声音信号，并根据第一麦克风71采集到的声音信号计算冲激响应作为矩阵A中的第二列的第一个元素。矩阵A中的第二列的第二个元素为第四扬声器单元31发出的声音信号在第二麦克风72处的冲激响应，此时可以仅通过第四扬声器单元31发出声音信号，并仅通过第二麦克风72采集声音信号，以便可以通过第二麦克风72采集第四扬声器单元31发出声音信号，并根据第二麦克风72采集到的声音信号计算冲激响应作为矩阵A中的第二列的第二个元素。

其中，矩阵C中的元素可以根据期望达到的频率响应曲线来进行设置。具体地，矩阵C中的第一列的第一个元素为参考数值，该参考数值可以根据参考曲线来进行设置，如当该参考曲线为平坦曲线时，参考数值可以为1。矩阵C中的第一列的第二个元素为0。

其中，在处理器8确定矩阵B的过程中，多个数字滤波器4不工作。在处理器8确定出矩阵B后，可以将矩阵B中的元素作为多个数字滤波器4的系数，且可以将多个数字滤波器4中与第三扬声器单元31连接的数字滤波器4的系数设置为矩阵B中的第一列的第一个元素，将多个数字滤波器4中与第四扬声器32连接的数字滤波器4的系数设置为矩阵B中的第一列的第二个元素。换句话说，在处理器8确定出矩阵B后，多个数字滤波器4可以工作，且此时多个数字滤波器4中与第三扬声器单元31连接的数字滤波器4的系数为矩阵B中的第一列的第一个元素，多个数字滤波器4中与第四扬声器32连接的数字滤波器4的系数为矩阵B中的第一列的第二个元素。如此，多个数字滤波器4中每个数字滤波器4可以对输入的声音信号进行处理，并通过阵列扬声器3发出具有期望的声压级(即参考声压级)和期望的频率响应曲线(即参考曲线)的声音信号，从而使得该参考区域内各个参考位置处的声压级和频率响应特性均可以保持一致。

值得注意的是，实际应用中，可能存在多个不同的参考区域，对于不同的参考区域，其各自所期望的声压级和频率响应特性也可能不同。这种情况下，该多个参考区域中的每个参考区域均可以具有自己对应的参考声压级和参考曲线，且可以分别根据每个参考区域对应的参考声压级和参考曲线，通过上述设置方式来设置多个数字滤波器4中每个数字滤波器4的系数。如此，多个数字滤波器4中每个数字滤波器4拥有多组系数，每组系数对应一个参考区域。

在此情况下，在通过阵列扬声器3发出声音信号之前，可以先确定当前的参考区域，如可以通过安装在电子设备上的各种传感器来识别参考区域。之后，可以自动将多个数字滤波器4中每个数字滤波器4的系数切换到与识别到的参考区域对应的一组系数，以便可以通过多个数字滤波器4来优化识别到的参考区域内的声压级和频率响应特性。

在本发明实施例中，扬声器系统包括多个数字滤波器4、多个放大器2和阵列扬声器3，阵列扬声器3包括多个扬声器单元31。多个数字滤波器4的输入端均用于输入声音信号，多个数字滤波器4的输出端与多个放大器2的输入端相连，多个放大器2的输出端与多个扬声器单元31的输入端相连。多个扬声器单元31发出的声音信号中存在正信号和负信号，此时阵列扬声器3发出的声音信号形成的空间声场为心形声场。多个数字滤波器4中的每个数字滤波器4均用于对声音信号进行处理，在多个数字滤波器4对声音信号进行处理后，阵列扬声器3发出的声音信号在参考区域的中心位置处的声压级为参考声压级，且阵列扬声器3发出的声音信号在该参考区域的中心位置处的频率响应曲线为参考曲线。如此，可以通过多个数字滤波器4来优化阵列扬声器3的指向性，即通过多个数字滤波器4来调整阵列扬声器3发出的声音信号形成的空间声场的扩散方向，使该参考区域内各个位置的声压级可以保持一致并接近参考声压级，从而可以获得良好的立体声效果。并且，可以通过多个数字滤波器4来调整阵列扬声器3发出的声音信号的频率响应曲线，使该参考区域内各个位置的频率响应特性可以保持一致，从而可以进一步提高立体声效果。

图7是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。参见图7，该电子设备可以包括扬声器系统701，扬声器系统701为上述实施例所述的扬声器系统。

在本发明实施例中，该电子设备包括扬声器系统701，扬声器系统701中包括的阵列扬声器3发出的声音信号在参考区域内各个位置处的声压级较为接近，如此可以获得良好的立体声效果。

图8是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。参见图8，该电子设备包括两个扬声器系统801，这两个扬声器系统801中的任一扬声器系统801为上述实施例所述的扬声器系统，这两个扬声器系统801中的一个扬声器系统801包括的阵列扬声器3设置在该电子设备的一侧，另一个扬声器系统801包括的阵列扬声器3设置在该电子设备的另一侧。

也即，这两个扬声器系统801分别位于该电子设备的两侧，如一个扬声器系统801可以位于该电子设备左侧，另一个扬声器系统801可以位于该电子设备右侧。

在本发明实施例中，该电子设备包括两个扬声器系统801，这两个扬声器系统801中的任一扬声器系统801包括的阵列扬声器3发出的声音信号在参考区域内各个位置处的声压级较为接近，如此可以获得良好的立体声效果。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种扬声器系统，其特征在于，所述系统包括：多个延迟电路、多个放大器和阵列扬声器，所述阵列扬声器包括多个扬声器单元；

多个所述延迟电路的输入端用于输入声音信号，多个所述延迟电路的输出端与多个所述放大器的输入端相连，多个所述放大器的输出端与多个所述扬声器单元的输入端相连；

所述延迟电路用于对声音信号进行延迟，所述阵列扬声器发出的声音信号形成的空间声场的最强声压方向指向参考区域的中心位置，多个所述延迟电路的延迟量是根据目标连线与所述阵列扬声器的安装平面的垂线之间的夹角确定得到，所述目标连线为所述阵列扬声器的中心位置与所述参考区域的中心位置之间的连线，所述阵列扬声器的安装平面的垂线为不使用所述多个延迟电路对声音信号进行延迟时，所述阵列扬声器发出的声音信号形成的空间声场的最强声压方向。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述参考区域包括多个参考位置，所述系统还包括：多个数字滤波器，多个所述延迟电路位于多个所述数字滤波器中；

多个所述数字滤波器的输入端用于输入声音信号，多个所述数字滤波器的输出端与多个所述放大器的输入端相连，所述数字滤波器的系数包括位于其内的延迟电路的延迟量；

所述数字滤波器用于对声音信号进行处理，所述阵列扬声器发出的声音信号在多个所述参考位置中的任意两个参考位置处的声压级之间的差值小于或等于参考差值，且所述阵列扬声器发出的声音信号在所述参考位置处的频率响应曲线为参考曲线。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：多个麦克风和多个自适应滤波器，多个所述麦克风的输出端与多个所述自适应滤波器的输入端相连；

多个所述自适应滤波器与多个所述数字滤波器一一对应，所述自适应滤波器所连接的麦克风与对应的数字滤波器所连接的扬声器单元之间的距离小于或等于参考距离；

所述自适应滤波器的期望信号的频率响应曲线为所述参考曲线，所述自适应滤波器的期望信号的声压级为参考声压级，所述自适应滤波器用于根据所连接的麦克风采集到的声音信号和自身的期望信号，对自身系数进行调整；

其中，在多个所述自适应滤波器调整自身系数的过程中，多个所述数字滤波器不工作；在多个所述自适应滤波器完成对自身系数的调整后，多个所述数字滤波器工作，且所述数字滤波器的系数为对应的自适应滤波器的系数。

4.一种扬声器系统，其特征在于，所述系统包括：多个数字滤波器、多个放大器、阵列扬声器、第一麦克风、第二麦克风和处理器，所述阵列扬声器包括多个扬声器单元；

多个所述数字滤波器的输入端用于输入声音信号，多个所述数字滤波器的输出端与多个所述放大器的输入端相连，多个所述放大器的输出端与多个所述扬声器单元的输入端相连，多个所述扬声器单元发出的声音信号中存在正信号和负信号；

所述数字滤波器用于对声音信号进行处理，所述阵列扬声器发出的声音信号在参考区域的中心位置处的声压级为参考声压级，且所述阵列扬声器发出的声音信号在所述参考区域的中心位置处的频率响应曲线为参考曲线；

所述第一麦克风与第一扬声器单元之间的距离小于或等于参考距离，所述第二麦克风与第二扬声器单元之间的距离小于或等于参考距离，所述第一扬声器单元为多个所述扬声器单元中位于所述阵列扬声器的中心位置的扬声器单元，所述第二扬声器单元为多个所述扬声器单元中位于所述阵列扬声器发出的声音信号形成的空间声场的最弱声压方向上的最后一个扬声器单元；

所述第一麦克风和所述第二麦克风与所述处理器的输入端相连，所述处理器用于根据所述第一麦克风采集到的声音信号和所述第二麦克风采集到的声音信号，设置多个所述数字滤波器的系数。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，多个所述扬声器单元中的前至少一个扬声器单元发出的声音信号为正信号，多个所述扬声器单元中除前至少一个扬声器单元之外的其它扬声器单元发出的声音信号为负信号。

6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，

所述处理器用于在多个所述数字滤波器不工作时，根据矩阵A和矩阵C，确定矩阵B，所述矩阵C为所述矩阵A乘以所述矩阵B得到，所述矩阵A为两行两列的矩阵，所述矩阵B为两行一列的矩阵，所述矩阵C为两行一列的矩阵；

其中，在所述处理器确定出所述矩阵B后，多个所述数字滤波器工作，且多个所述数字滤波器中与第三扬声器单元连接的数字滤波器的系数为所述矩阵B中的第一列的第一个元素，多个所述数字滤波器中与第四扬声器单元连接的数字滤波器的系数为所述矩阵B中的第一列的第二个元素，所述第三扬声器单元为多个所述扬声器单元中发出的声音信号为正信号的扬声器单元，所述第四扬声器单元为多个所述扬声器单元中发出的声音信号为负信号的扬声器单元；

其中，所述矩阵A中的第一列的第一个元素为所述第三扬声器单元发出的声音信号在所述第一麦克风处的冲激响应，所述矩阵A中的第一列的第二个元素为所述第三扬声器单元发出的声音信号在所述第二麦克风处的冲激响应，所述矩阵A中的第二列的第一个元素为所述第四扬声器单元发出的声音信号在所述第一麦克风处的冲激响应，所述矩阵A中的第二列的第二个元素为所述第四扬声器单元发出的声音信号在所述第二麦克风处的冲激响应，所述矩阵C中的第一列的第一个元素为参考数值，所述矩阵C中的第一列的第二个元素为0。

7.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1-6任一所述的扬声器系统。

8.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括两个扬声器系统，两个所述扬声器系统中的任一扬声器系统为权利要求1-6任一所述的扬声器系统，两个所述扬声器系统中的一个扬声器系统包括的阵列扬声器设置在所述电子设备的一侧，另一个扬声器系统包括的阵列扬声器设置在所述电子设备的另一侧。