CN114223219B - 音频处理方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种扬声器均衡装置和方法。该方法组合默认调谐(基于默认收听环境生成)和房间调谐(基于终端用户收听环境生成)以产生组合调谐，该组合调谐考虑了终端用户收听环境和默认收听环境之间的差异。

Description

音频处理方法和装置

相关应用的交叉引用

本申请要求2019年8月16日提交的美国临时专利申请第62/888，043号和2019年8月16日提交的欧洲专利申请第19192110.5号的优先权，这两个申请的全部内容通过引用而并入此。

技术领域

本公开涉及音频处理，尤其涉及扬声器调谐。

背景技术

除非此处另有说明，否则本部分中描述的方法不是本申请中权利要求的现有技术，并且不因包含在本部分中而被认为是现有技术。

通常希望扬声器具有平坦频率响应。作为制造过程的一部分，可以测量扬声器的脉冲响应，并且可以校准用于扬声器的调谐以产生平坦频率响应。

通常希望在操作期间(例如，在收听者家中)保持扬声器的平坦频率响应。然而，收听者的房间或其他收听环境的特性将不同于校准过程中使用的房间的特性。结果，收听者可能感知到不同于平坦频率响应的其他响应。

为了解决这个问题，一些系统使用麦克风来测量收听环境中一个或多个位置的扬声器输出，以便调整扬声器的调谐。这个过程通常被称为环境感知扬声器均衡。

发明内容

鉴于上述情况，需要额外的方法来调整扬声器的频率响应，以考虑收听环境。这里描述的实施例针对使用设备上的麦克风并调整扬声器调谐以考虑扬声器的晚期路径脉冲响应。

根据一个实施例，一种音频处理方法。该方法包括提供具有一个或多个扬声器、存储器和麦克风的装置。存储器被配置为存储第一多个扬声器调谐，并且第一多个扬声器调谐对应于在第一房间中测量的所述一个或多个扬声器的第一房间脉冲响应。该方法还包括在不同于第一房间的第二房间中，由装置的所述一个或多个扬声器使用第一多个扬声器调谐输出多个音频信号。该方法还包括在第二房间中，通过装置的麦克风接收多个音频信号。该方法还包括由所述装置基于已经由所述麦克风接收的所述多个音频信号来计算第二房间脉冲响应，其中所述第二房间脉冲响应包括早期响应和晚期响应。该方法还包括由所述装置基于所述第二房间脉冲响应计算第二多个扬声器调谐，其中所述第二多个扬声器调谐是基于所述晚期响应的并且排除了所述早期响应。该方法还包括组合第一多个扬声器调谐和第二多个扬声器调谐以产生第三多个扬声器调谐。该方法还包括通过该装置的所述一个或多个扬声器使用第三多个扬声器调谐输出音频信号。

第一多个扬声器调谐可导致所述第一房间中的所述一个或多个扬声器的平坦频率响应。第一房间和第二房间之间的不同声学特性可导致所述第一房间脉冲响应不同于所述第二房间脉冲响应。在第二房间中输出的多个音频信号可对应于多个指数正弦扫描。

一个或多个扬声器可对应于左扬声器和右扬声器。该装置可具有条形音箱的形状因子。该一个或多个扬声器可以包括至少一个无线扬声器。

第一房间脉冲响应可以包括早期响应和晚期响应，其中第一多个扬声器调谐基于早期响应。第二房间脉冲响应可以包括早期响应和晚期响应，其中第二多个扬声器调谐基于晚期响应，或者其中第二多个扬声器调谐排除早期响应。

第二房间脉冲响应可以包括早期响应和晚期响应，其中早期响应包括直接响应和第一间接响应。直接响应可以对应于一个或多个扬声器中的每一个和麦克风之间的直接路径。第一间接响应可以对应于一个或多个扬声器中的每一个和麦克风之间的第一间接路径，其中第一间接响应与第一时间范围相关。晚期路径响应可以对应于一个或多个扬声器中的每一个和麦克风之间的第二间接路径，其中晚期路径响应与在第一时间范围之后的第二时间范围相关。

在一个实施例中，一个或多个扬声器和麦克风被集成到设备的单个外壳中。

在一个实施例中，第三多个扬声器调谐可以对应于合并第一房间脉冲响应的早期响应和第二房间脉冲响应的晚期响应。例如，组合第一多个扬声器调谐和第二多个扬声器调谐以生成第三多个扬声器调谐是通过合并第一房间脉冲响应的早期响应和第二房间脉冲响应的晚期响应来执行的。

在一个实施例中，使用第一多个扬声器调谐和第二多个扬声器调谐的频谱幅度的平均值在对数域中执行第一多个扬声器调谐和第二多个扬声器调谐的组合。

在一个实施例中，组合所述第一多个扬声器调谐和所述第二多个扬声器调谐使用与所述第一多个扬声器调谐的频谱幅度相关联的第一权重和与所述第二多个扬声器调谐的频谱幅度相关联的第二权重来获得加权平均值。

该方法可以进一步包括在提供该装置之前的配置过程。该配置过程可以包括在第一房间中通过所述装置的所述一个或多个扬声器输出多个测试信号。该配置过程还可包括在第一房间中接收该多个测试信号。该配置过程还可包括基于已经接收的多个测试信号计算第一房间脉冲响应，基于第一房间脉冲响应计算第一多个扬声器调谐，并且在所述装置的存储器中存储第一多个扬声器调谐。

在一个实施例中，用于计算第二脉冲响应的多个音频信号是从由所述装置回放的一般音频输出生成的。计算第二脉冲房间响应基本上与回放该一般音频输出同时执行。

根据另一实施例，非暂时性计算机可读介质存储计算机程序，该计算机程序包括指令，该指令在由处理器执行时控制装置以执行包括上述方法中的一个或多个的处理。

根据另一实施例，一种音频处理装置。该装置包括一个或多个扬声器、麦克风、处理器和存储器。存储器被配置为存储第一多个扬声器调谐，其中所述第一多个扬声器调谐对应于在第一房间中测量的所述一个或多个扬声器的第一房间脉冲响应。所述处理器被配置成使用所述第一多个扬声器调谐控制所述一个或多个扬声器在不同于所述第一房间的第二房间中输出多个音频信号。所述处理器被配置成控制所述麦克风在所述第二房间中接收所述多个音频信号。所述处理器被配置为基于麦克风已经接收的所述多个音频信号来计算第二房间脉冲响应，其中所述第二房间脉冲响应包括早期响应和晚期响应。所述处理器被配置为基于所述第二房间脉冲响应计算第二多个扬声器调谐，其中所述第二多个扬声器调谐是基于所述晚期响应的并且排除了所述早期响应。所述处理器被配置为组合所述第一多个扬声器调谐和所述第二多个扬声器调谐以生成第三多个扬声器调谐。所述处理器被配置成使用所述第三多个扬声器调谐来控制所述一个或多个扬声器输出音频信号。

该装置可以包括与上面讨论的方法类似的细节。

结果，实施例得到考虑了用户收听环境的扬声器调谐。

以下详细描述和附图提供了对各种实施方式的性质和优点的进一步理解。

附图说明

图1示出了收听环境100的透视图。

图2示出了被称为音频系统200的装置的实施例的框图。

图3示出了音频处理的方法300的实施例的流程图。

图4示出了图表400，其示出了直接路径、早期路径和晚期路径信号。

图5示出了音频处理方法500的实施例的流程图。

具体实施方式

本文描述了用于扬声器均衡的技术。在以下描述中，出于解释的目的，阐述了许多示例和具体细节，以便提供对本公开的透彻理解。然而，对于本领域技术人员来说，很明显，由权利要求限定的本公开可以单独地或者与下面描述的其他特征相结合地包括这些示例中的特征中的一些或全部，并且可以进一步包括这里描述的特征和概念的修改和等同物。

在下面的描述中，详细描述了各种方法、过程和进程。虽然特定的步骤可被以特定的顺序描述，但是这种顺序主要是为了方便和清楚。特定步骤可以重复不止一次，可以在其他步骤之前或之后发生(即使这些步骤另外以其他顺序描述)，并且可以与其他步骤并行发生。只有当第一步必须在第二步开始之前完成时，才需要第二步跟随在第一步之后。这样的情况会在上下文不清楚的时候具体指出来。

在本文中，使用了术语“存储”、“被存储”和“用于存储”。一般来说，这些术语可用于指代主动动词(例如，存储或从未被存储状态改变为被存储状态的过程)、存在状态(例如，被存储的状态)、或两者。例如，“存储数据”可用于描述存储过程(例如，数据从未被存储状态转换到被存储状态)。作为另一个例子，“存储数据”可以用来描述数据的当前状态(例如，由于先前被存储，数据当前以被存储状态存在)。当仅指的是一种解释时，这种含义从上下文中是显而易见的。

在本文中，使用了术语“和”、“或”和“和/或”。这些术语应被理解为具有包含性的含义。例如，“A和B”可能至少意味着以下内容:“A和B两者”、“至少A和B两者”。作为另一个例子，“A或B”可能至少意味着以下内容:“至少A”、“至少B”、“A和B两者”、“至少A和B两者”。作为另一个例子，“A和/或B”可能至少意味着以下内容:“A和B”、“A或B”。当异或被打算使用时，这将被特别注明(例如，“要么是A，要么是B”，“最多是A和B之一”)。

图1示出了收听环境100的透视图。收听环境100可以是收听者家中的房间，例如起居室、客厅、家庭娱乐中心、卧室等。收听环境100包括许多令人关注的声学特征。图1所示的示例声学特征包括窗户102、墙壁104和106、地板108、沙发110、桌子112等。(诸如其他墙壁、天花板等的其他声学特征未被示出。)

电视120位于桌子112上。电视120包括屏幕122、扬声器124和126以及麦克风128。屏幕122可以是液晶显示器(LCD)。如图1所示，扬声器124和126被配置为左和右立体声扬声器。扬声器124和126可以配置成其他布置。扬声器124和126可以被配置为单个扬声器或者与附加扬声器(未示出)相关联的两个扬声器。例如，扬声器124和126可以是条形音箱的形状。电视120可以与附加扬声器相关联，该附加扬声器是例如与扬声器124和126相关联的无线扬声器(例如，无线低音炮)。

麦克风128通常用于捕捉收听环境100的声学，如这里进一步描述的。麦克风128可以用于与电视120相关的附加功能，例如接收语音命令等。麦克风128在图1中被示出在电视120的顶部中央，但是麦克风128可以位于其他位置，例如左上角、右上角、靠左居中、靠右居中等。

图2示出了被称为音频系统200的装置的实施例的框图。音频系统200可以在电视120(见图1)中实现，或者以诸如条形音箱的另一种形式实现。一般来说，音频系统200控制它在其中的设备(例如电视120)的操作，包括实现这里描述的均衡功能。音频系统200包括麦克风202、处理器204、存储器206和一个或多个扬声器208。音频系统200还可以包括附加组件(未示出)并实现附加功能，例如各种输入(天线、电缆、互联网协议、高清多媒体接口(HDMI)、红外、无线等)，各种输出(HDMI、光学、无线等)、远程控制功能、视频处理功能(例如，用于图1的屏幕122等)。

麦克风202通常接收通常对应于收听环境(例如，图1的收听环境100)的声学的听觉输入。在均衡过程(文中进一步描述)期间，麦克风202接收受收听环境的声学影响的听觉输入(由使用一个或多个扬声器208输出信号的音频系统200产生)。麦克风202还可以接收与音频系统200的其他功能相关的听觉输入。例如，音频系统200可以实现语音命令功能，在这种情况下，麦克风202接收语音命令。

处理器204通常控制音频系统200的操作，包括控制均衡过程。作为其操作的一部分，处理器204可以执行一个或多个计算机程序。处理器204可以包括数字信号处理器(DSP)或可以实现DSP功能，例如处理麦克风202接收的信号或计算均衡过程中使用的数据。

存储器206通常存储音频系统200使用的数据。存储器206可以与处理器204接口以向处理器204提供数据，或者存储来自处理器204的经处理的数据。存储器206可以包括易失性组件(例如，随机存取存储器)、非易失性存储器(例如，闪存)等。存储器206可以存储由均衡过程得到的数据，例如一组工厂均衡设置、一组修正均衡设置等。

一个或多个扬声器208通常将音频信号输出到收听环境(例如，图1的收听环境100)中。音频信号可以包括均衡过程中使用的测试信号。一个或多个扬声器208可以包括两个立体声扬声器、四个扬声器(例如，左前、左侧、右前、右侧)、六个扬声器(例如，左前、左侧和左上、右前、右侧和右上)等。一个或多个扬声器208可以与音频系统200的其他组件集成到单个外壳中，或者一个或多个扬声器208可以经由电缆或其他连接器(例如，光缆)连接到音频系统200的其他组件。一个或多个扬声器208可以被配置为条形音箱的形状。一个或多个扬声器208可以包括一个或多个无线扬声器(例如，无线低音炮)。

图3示出了音频处理的方法300的实施例的流程图。方法300可以由音频系统200(见图2)执行，如在电视120(见图1)中实现的，例如根据一个或多个计算机程序被控制。一般来说，方法300针对音频系统200在收听环境(例如，图1的收听环境100)中的操作。

在302，提供具有一个或多个扬声器、存储器和麦克风的设备(也称为装置)。例如，该设备可以是包括音频系统200(包括扬声器208、存储器206和麦克风202)的电视120。存储器被配置为存储第一多个扬声器调谐。第一多个扬声器调谐对应于在第一房间中测量的一个或多个扬声器的第一房间脉冲响应。通常，第一多个扬声器调谐对应于在制造过程中或在最终用户使用之前产生的一组工厂调谐或默认调谐；第一房间对应于与进行这些测量相关联的音频环境。例如，扬声器调谐可以对应于用于每个扬声器的频带(例如，总共20个频带)中的一个或多个频带中的增强和削减。(工厂调谐的更多细节将在本文的其他部分中提供)

在304，在不同于第一房间的第二房间中，设备的一个或多个扬声器使用第一多个扬声器调谐(见302)输出多个音频信号。例如，扬声器208可以输出多个音频信号。第二房间可以对应于收听者的音频环境，例如收听环境100。此时输出的音频信号可以称为测试信号。(测试信号的更多细节在本文的其他部分中提供)

在306，在第二房间中，设备的麦克风接收多个音频信号(见304)。例如，麦克风202可以在收听环境100中接收音频信号。音频信号可以在直接路径、早期路径和晚期路径上被接收(也参见图4)。直接路径对应于每个扬声器和麦克风之间的线路，并且通常具有最大幅度。早期路径包括在限定时间之前被接收的信号，并且通常对应于在每个扬声器和麦克风之间的第一组间接信号或反射(例如，从墙壁、天花板等反射)。(如果将早期路径定义为包括在限定时间之前接收的直接和间接信号，则直接路径也可以被认为是早期路径的一部分。)晚期路径包括在限定时间之后接收的信号，并且通常对应于每个扬声器和麦克风之间的第二组间接信号或反射。

在308，设备基于麦克风已经接收的多个音频信号(见306)来计算第二房间脉冲响应。例如，处理器204(见图2)可以计算第二房间脉冲响应。一般来说，由于第二房间不同于第一房间，第二房间的脉冲响应将不同于第一房间的脉冲响应。第二房间脉冲响应包括早期响应和晚期响应。早期响应对应于早期路径信号(可选地也对应于直接路径信号)，晚期响应对应于晚期路径信号。

在310，设备基于第二房间脉冲响应(见308)计算第二多个扬声器调谐。例如，处理器204可以计算第二多个扬声器调谐，其可以被称为房间调谐。如在本文的其他部分中进一步详细描述的，第二多个扬声器调谐可以基于第二房间的晚期房间响应(但不是早期房间响应)。(下面参考图5提供了计算这些扬声器调谐的进一步细节)

在312，第一多个扬声器调谐(302)和第二多个扬声器调谐(见310)被组合以生成第三多个扬声器调谐。例如，处理器204可以组合默认调谐和房间调谐以生成组合调谐。

在314，设备的一个或多个扬声器使用第三多个扬声器调谐(见312)输出音频信号。例如，扬声器208可以使用该组合调谐输出音频信号。

图4示出了图表400，其示出了直接路径、早期路径和晚期路径信号(参见图3中的306)。图表400具有显示时间的x轴和显示幅度的y轴。一般来说，根据声音的速度，每个信号的时间对应于每个信号从每个扬声器到麦克风的距离。为了便于说明，一个扬声器的信号被示出为数量有限的风格化脉冲响应。(实际信号通常会更复杂，例如包括多个频率分量，并且会随着时间而略微扩展。)

在时间t0，音频系统(例如，图2的音频系统200)从扬声器输出测试信号。在时间t1，响应于测试信号，麦克风接收直接路径信号402。时间t1通常对应于扬声器和麦克风之间的距离(例如，50厘米)。

早期路径信号404、406和408在时间t1之后和时间t2之前出现。早期路径信号404、406和408对应于第一组反射信号(例如，从墙壁、天花板等反射)。通常，时间t2对应于限定距离，例如4m，在这种情况下，时间t2对应于11.66ms(使用343m/s作为声速)。因此，第一组反射信号是那些传播小于限定距离的信号。通常，限定距离对应于假定的房间大小。例如，当扬声器和麦克风距离两个墙壁和地板1.5米时，来自这些表面的第一组反射信号传播3米，其在4米的限定距离内。限定距离可以根据需要被调整(导致t2的相应变化)。

t1和t2之间的时间段可以被称为脉冲响应的早期部分或早期响应。或者，早期响应可以指t0和t2之间的时间段。

晚期路径信号410、412和414在时间t2之后出现。晚期路径信号410、412和414对应于传播超过限定距离的第二组反射信号。与第一组反射信号相比，第二组反射信号可被视为房间周围的混响的一般洗涤，经常从多个表面反射，使得它们的行进距离大于限定距离。

t2之后的时间段(直到定义的终点)可以被称为脉冲响应的晚期部分或晚期响应。

除了使用限定距离来定义时间t2以区分早期响应和晚期响应之外，还可以使用许多其他替代方案。一种替代方案是通过检查，通过测量初始脉冲(例如，直接路径信号402)和第一强峰值(例如，早期路径信号404)之间的时间延迟，然后将该时间延迟加倍或成三倍。另一种替代方案是根据用户输入来调整限定距离，例如通过增加或减少房间大小值。

以下部分提供了音频系统200的功能的更多细节(参见图2)。该功能通常可分为配置细节和操作细节。

配置细节

配置细节通常指的是在包含音频系统200的设备(例如，图1的电视120)的开发或制造期间，例如在设备被用于终端用户的收听环境之前，发生的操作。例如，配置过程可以在方法300(见图3)之前执行，以便生成默认调谐(见302)。配置过程的一个目标是为设备的扬声器提供大致平坦的频率响应。配置过程可以由配置系统(例如，计算机)控制。

为了执行配置过程，配置系统使用测试信号来测量设备的每个扬声器的脉冲响应。测量可以在具有与终端用户的收听环境相似的混响特性的房间(被称为理想房间或假定收听环境)中进行。可替代地，测量可以在消声室中进行。配置系统可以使用在设备前面1米(例如，假定的收听者位置)处轴上放置的麦克风来执行测量。麦克风可以捕获每个扬声器的近场消声脉冲响应。配置系统可以使用频域去卷积来计算脉冲响应。

然后，对于每个扬声器，配置系统基于脉冲响应计算校正曲线。为了计算校正曲线，配置系统首先计算脉冲响应的功率谱。配置系统可以使用韦尔奇方法(Welch’smethod)使用滑动重叠窗口技术进行谱密度估计；窗口重叠可以是50％。接下来，配置系统反转功率谱以获得校正曲线。例如，如果在功率谱中增强特定频率，校正曲线导致该频率的衰减。一般来说，许多家庭房间倾向于声学上增强低音频率并衰减高音频率，因此校正曲线将倾向于衰减低音频率并增强高音频率。

配置系统可以仅使用脉冲响应的早期部分(如参考图4所讨论的)来计算校正曲线。

该设备可以将校正曲线作为也称为默认调谐或工厂调谐的一组扬声器调谐存储在其存储器(例如，图2的存储器206)中。该组扬声器调谐可以将校正曲线的频率组织成区间(bin)，可以在区间中心频率对校正曲线进行采样，可以将采样平均到频带中，可以将平均后的采样转换到对数域，并且可以将系数与每个对数域采样相关联。然后，该组扬声器调谐对应于被应用于各种频率区间的系数集合。

通过将校正曲线应用于扬声器信号，该设备获得了大致平坦的频率响应。

操作细节

图5示出了音频处理方法500的实施例的流程图。方法500描述了实现图2的音频系统200的设备(例如，图1的电视120)的操作细节的示例。操作细节通常指音频系统200在收听环境中执行的操作(例如，当电视120位于用户的客厅中时)。例如，操作细节可以为方法300(见图3)提供更多细节，例如获得被称为房间调谐的第二组扬声器调谐，其与默认调谐相结合使用。

在502，设备例如根据用户输入启动均衡过程。可选地，设备可以在没有用户输入的情况下(例如根据时间表，当插入电源时(在未插电状态之后)等)启动均衡过程。用户输入可以经由屏幕提示(例如，通过遥控器选择)、设备上的按钮等。该设备可以在执行均衡过程之前检查环境声级是否足够低(例如，包括请求静音的屏幕显示)。该设备可以显示它正在执行均衡过程的指示符。

在504，设备从每个扬声器输出被称为测试信号的音频信号。音频信号可以包括突发噪声(例如，粉红噪声)、静音、双曲扫频正弦曲线(例如，上升正弦曲线)等。音频信号的确切内容可以根据期望的频率范围、期望的定时、期望的通道分离要求等按需调整。音频信号可以被选择成符合用户期望，例如听起来是技术性的、有目的的并且不令人不愉快。

可选地，均衡过程可以与设备的一般音频输出功能同时执行，其中使用一般音频输出代替测试信号。在这种情况下，设备使用与通信系统中使用的自适应回声消除过程相类似的自适应回声消除过程。换句话说，一般音频输出可以由装置回放，例如根据用户需要，并且测试信号可以从一般音频输出生成，使得均衡过程可以与回放一般音频输出同时执行，或者在回放一般音频输出期间以连续方式执行。

在506，设备的麦克风(例如，图2的麦克风202)接收输出音频信号(见504)的结果。这些结果可以类似于图4的简化图，主峰对应于直接路径信号，而各种较小的峰对应于间接或反射路径信号。该设备可以将麦克风置于校准模式(例如，使用存储的校准设置)，使得所接收的信号在任何阶段都不会削波(例如，过载或过电压)，但是也具有对于后续处理足够的信噪比水平。

在508，该设备对于每个扬声器到麦克风的声学路径基于接收信号(见506)计算脉冲响应。该设备可使用频域去卷积来计算脉冲响应。

在510，设备计算脉冲响应(见508)的功率谱。该设备可以仅使用脉冲响应的晚期部分(例如，在图4中的时间t2之后)来计算功率谱，排除了脉冲响应的早期部分(例如，在图4中的时间t2之前)。该设备可以使用韦尔奇方法使用滑动重叠窗口技术进行谱密度估计；窗口重叠可以是50％。该设备可以将每个扬声器的功率谱平均成平均谱，被称为房间谱。

仅使用第二房间脉冲响应的晚期部分并排除其的早期部分(直接路径，还以及早期反射路径，例如在图4中的时间t2之前)，使得均衡过程对麦克风相对于一个或多个扬声器的位置不太敏感。早期响应包含房间中麦克风相对位置的信息。通过忽略早期响应并仅使用第二房间脉冲响应的晚期响应，均衡过程导致如下这样的扬声器调谐的计算，其表示精确的房间脉冲响应，而不需要测量房间不同位置处的多个响应(例如，可通过在不同的收听者位置移动麦克风而获得)。由于均衡过程基本上独立于麦克风位置，因此可以将麦克风布置在装置内。例如，在一个实施例中，一个或多个扬声器和麦克风被集成到装置的单个外壳中。换句话说，麦克风不是独立的设备，而是嵌入在装置中。该装置可以是固定的(例如条形音箱或电视机，例如图1的电视机120)，为了均衡目的而在房间中移动该装置的可能性是有限的或不可能移动该装置。在传统装置和由这种传统装置执行的均衡过程中，麦克风通常被布置在或移动到收听者位置以用于均衡目的。

此外，从第二多个第二扬声器调谐的计算中排除早期响应，特别是早期响应的早期反射，可以防止生成具有深陷波特性的功率谱。反而，这种陷波功率谱特性可能在通过在多个位置执行多次测量来计算完整(早期和晚期)脉冲响应的传统方法中生成。

在512，设备通过反转功率谱(见510)来计算校正曲线。该设备可以将校正曲线作为也被称为房间调谐的一组扬声器调谐存储为其存储器(例如，图2的存储器206)中。该组扬声器调谐可以将校正曲线的频率组织成区间，可以在区间中心频率对校正曲线进行采样，可以将采样平均到频带中，可以将平均后的采样转换到对数域，并且可以将系数与每个对数域采样相关联。该组扬声器调谐然后对应于被应用于各种频率区间的一组系数。

在514，设备组合默认调谐(在配置过程中计算，并存储在存储器中)和房间调谐(见512)以生成组合调谐。设备可以使用平均在对数域中组合这些调谐。可选地，该设备可以使用几何平均在线性增益域中组合这些调谐。作为另一种可选方案，该设备可以使用来自第一房间脉冲响应的早期部分和第二房间脉冲响应的晚期部分的时域拼接的功率谱来生成组合调谐。组合调谐可以在对数域中表示。该设备可以将组合调谐存储在其存储器中。

存在用于组合默认调谐和房间调谐的多个选项。第一选项是使用第一房间中脉冲响应的早期部分确定默认调谐，使用第二房间中脉冲响应的晚期部分确定房间调谐，并对这两条校正曲线进行平均。第二选项是在每个频率区间中产生组合调谐作为默认调谐和房间调谐中的最小值。第三选项是通过在对数域中拼接第一房间脉冲响应的早期部分和第二房间脉冲响应的晚期部分来产生组合调谐，然后基于拼接操作的结果计算组合调谐。第四选项是使用1:1以外的权重对默认调谐和房间调谐进行加权。例如，在一个实施例中，第一权重可以与第一多个扬声器调谐的频谱幅度相关联，第二权重可以与第二多个扬声器调谐的频谱幅度相关联。例如，房间调谐相对于默认调谐可被以2:1加权。可以通过分别考虑第一和第二权重来计算第一和第二多个扬声器调谐的频谱幅度的加权平均值。

在所描述的用于组合默认调谐与房间调谐的各种选项中，与通常导致响应的过度校正的传统方法相比，构想了一种简化的校正机制。

在516，设备使用组合调谐(见514)输出音频信号。例如，扬声器208可以使用组合调谐输出音频信号。

当产生音频输出时，设备可以使用每个调谐(默认调谐、房间调谐和组合调谐)。例如，一旦生成了组合调谐，用户可以根据他们的偏好选择默认调谐、房间调谐和组合调谐之一来使用。

结果，实施例产生考虑了用户收听环境的扬声器调谐。

实现细节

实施例可以用硬件、存储在计算机可读介质上的可执行模块、或两者的组合(例如，可编程逻辑阵列)来实现。除非另有说明，否则实施例执行的步骤不需要固有地与任何特定的计算机或其他装置相关，但是在某些实施例中它们可能与任何特定的计算机或其他装置相关。具体而言，各种通用机器可以与根据文中的教导被编写的程序一起使用，或者构建更专用的装置(例如，集成电路)来执行所需的方法步骤可能更方便。因此，实施例可以在一个或多个可编程计算机系统上执行的一个或多个计算机程序中实现，每个可编程计算机系统包括至少一个处理器、至少一个数据存储系统(包括易失性和非易失性存储器和/或存储元件)、至少一个输入设备或端口、以及至少一个输出设备或端口。程序代码被应用于输入数据以执行这里描述的功能并生成输出信息。输出信息以已知的方式被应用于一个或多个输出设备。

每个这样的计算机程序优选地存储或下载到通用或专用可编程计算机可读的非暂时性存储介质或设备(例如，固态存储器或介质，或磁或光介质)上，用于当存储介质或设备被计算机系统读取时配置和操作计算机以执行这里描述的过程。本发明的系统也可以被认为是被实现为配置有计算机程序的计算机可读存储介质，其中如此配置的存储介质使得计算机系统以特定的和预定义的方式操作以执行这里描述的功能。(软件本身和无形或暂时的信号被排除在外，因为它们是不可专利的主题)

以上描述示出了本公开的各种实施例以及如何实现本公开的各方面的示例。上述示例和实施例不应被认为是唯一的实施例，并且被呈现以说明由所附权利要求限定的本公开的灵活性和优点。基于以上公开和以下权利要求，其他布置、实施例、实现和等同物对于本领域技术人员来说是显而易见的，并且可以在不脱离由权利要求限定的公开的精神和范围的情况下使用。

从以下列举的示例实施例(EEE)中可以理解本发明的各个方面:

1.一种音频处理方法，该方法包括:

提供具有一个或多个扬声器、存储器和麦克风的装置，其中存储器被配置为存储第一多个扬声器调谐，其中第一多个扬声器调谐对应于在第一房间中测量的所述一个或多个扬声器的第一房间脉冲响应；

在不同于第一房间的第二房间中，由装置的所述一个或多个扬声器使用第一多个扬声器调谐输出多个音频信号；

在第二房间中，通过装置的麦克风接收多个音频信号；

由所述装置基于已经由所述麦克风接收的所述多个音频信号来计算第二房间脉冲响应；

由所述装置基于所述第二房间脉冲响应计算第二多个扬声器调谐；

组合第一多个扬声器调谐和第二多个扬声器调谐以产生第三多个扬声器调谐；以及

通过该装置的所述一个或多个扬声器使用第三多个扬声器调谐输出音频信号。

2.根据EEE 1所述的方法，其中所述第一多个扬声器调谐导致所述第一房间中的所述一个或多个扬声器的平坦频率响应。

3.根据EEE 1-2中任一项所述的方法，其中，所述第一房间和所述第二房间之间的不同声学特性导致所述第一房间脉冲响应不同于所述第二房间脉冲响应。

4.根据EEE 1-3中任一项所述的方法，其中，在第二房间中输出的多个音频信号对应于多个指数正弦扫描。

5.根据EEE 1-4中任一项所述的方法，其中，所述一个或多个扬声器对应于左扬声器和右扬声器。

6.根据EEE 1-5中任一项所述的方法，其中所述装置具有条形音箱的形状因子。

7.根据EEE 1-6中任一项所述的方法，其中所述一个或多个扬声器包括至少一个无线扬声器。

8.根据EEE 1-7中任一项所述的方法，其中，所述第一房间脉冲响应包括早期响应和晚期响应；并且

其中第一多个扬声器调谐基于早期响应。

9.根据EEE 1-8中任一项所述的方法，其中，所述第二房间脉冲响应包括早期响应和晚期响应；

其中，第二多个扬声器调谐基于晚期响应。

10.根据EEE 1-9中任一项所述的方法，其中，所述第二房间脉冲响应包括早期响应和晚期响应；

其中，第二多个扬声器调谐排除了早期响应。

11.根据EEE 1-10中任一项所述的方法，其中，所述第二房间脉冲响应包括早期响应和晚期响应；

其中，早期响应包括直接响应和第一间接响应；

其中，直接响应对应于所述一个或多个扬声器中的每一个扬声器与麦克风之间的直接路径；

其中，第一间接响应对应于所述一个或多个扬声器中的每一个扬声器与麦克风之间的第一间接路径，并且其中第一间接响应与第一时间范围有关；以及

其中，晚期路径响应对应于所述一个或多个扬声器中的每一个扬声器与麦克风之间的第二间接路径，其中晚期路径响应与跟随在第一时间范围之后的第二时间范围有关。

12.根据EEE 1-11中任一项所述的方法，其中，所述第一房间脉冲响应包括早期响应和晚期响应；

其中所述第二房间脉冲响应包括早期响应和晚期响应；

其中第三多个扬声器调谐对应于合并第一房间脉冲响应的早期响应与第二房间脉冲响应的晚期响应。

13.根据EEE 1-12中任一项所述的方法，在提供所述装置的步骤之前，还包括:

在第一房间中通过所述装置的所述一个或多个扬声器输出多个测试信号；

在第一房间中接收多个测试信号；

基于已经接收的多个测试信号计算第一房间脉冲响应；

基于第一房间脉冲响应计算第一多个扬声器调谐；以及

在所述装置的存储器中存储第一多个扬声器调谐。

14.一种存储计算机程序的非暂时性计算机可读介质，所述计算机程序包括指令，所述指令在由处理器执行时控制装置执行包括根据EEE 1-13中任一项所述的方法的处理。

15.一种音频处理装置，该装置包括:

一个或多个扬声器；

麦克风；

处理器；和

存储器，

其中所述存储器被配置为存储第一多个扬声器调谐，其中所述第一多个扬声器调谐对应于在第一房间中测量的所述一个或多个扬声器的第一房间脉冲响应；

其中所述处理器被配置成控制所述一个或多个扬声器在不同于所述第一房间的第二房间中使用所述第一多个扬声器调谐输出多个音频信号；

其中所述处理器被配置成控制所述麦克风在所述第二房间中接收所述多个音频信号；

其中所述处理器被配置为基于已经由麦克风接收的多个音频信号来计算第二房间脉冲响应；

其中所述处理器被配置成基于所述第二房间脉冲响应来计算第二多个扬声器调谐；

其中所述处理器被配置为组合所述第一多个扬声器调谐和所述第二多个扬声器调谐以生成第三多个扬声器调谐；以及

其中所述处理器被配置成使用所述第三多个扬声器调谐来控制所述一个或多个扬声器输出音频信号。

16.根据EEE 15所述的装置，其中所述第一多个扬声器调谐导致所述第一房间中的一个或多个扬声器的平坦频率响应。

17.根据权利要求15-16中任一项所述的装置，其中所述一个或多个扬声器对应于左扬声器和右扬声器。

18.根据权利要求15-17中任一项所述的装置，其中所述装置具有条形音箱的形状因子。

19.根据权利要求15-18中任一项所述的装置，其中所述第一房间脉冲响应包括早期响应和晚期响应；和

其中第一多个扬声器调谐基于早期响应。

20.根据权利要求15-19中任一项所述的装置，其中所述第二房间脉冲响应包括早期响应和晚期响应；以及

其中第二多个扬声器调谐是基于晚期响应的。

Claims (31)

1.一种用于音频处理的方法，该方法包括:

提供具有一个或多个扬声器、存储器和麦克风的装置，其中存储器被配置为存储第一多个扬声器调谐，其中第一多个扬声器调谐对应于在第一房间中测量的所述一个或多个扬声器的第一房间脉冲响应；

在不同于第一房间的第二房间中，由装置的所述一个或多个扬声器使用第一多个扬声器调谐输出多个音频信号；

在第二房间中，通过装置的麦克风接收多个音频信号；

由所述装置基于已经由所述麦克风接收的所述多个音频信号来计算第二房间脉冲响应，其中所述第二房间脉冲响应包括早期响应和晚期响应；

由所述装置基于所述第二房间脉冲响应计算第二多个扬声器调谐，其中所述第二多个扬声器调谐是基于所述晚期响应的并且排除了所述早期响应；

组合第一多个扬声器调谐和第二多个扬声器调谐以产生第三多个扬声器调谐；以及

通过该装置的所述一个或多个扬声器使用第三多个扬声器调谐输出音频信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一多个扬声器调谐导致所述第一房间中的所述一个或多个扬声器的平坦频率响应。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一房间和所述第二房间之间的不同声学特性导致所述第一房间脉冲响应不同于所述第二房间脉冲响应。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在第二房间中输出的多个音频信号对应于多个指数正弦扫描。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述一个或多个扬声器对应于左扬声器和右扬声器。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述装置具有条形音箱的形状因子。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述一个或多个扬声器包括至少一个无线扬声器。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一房间脉冲响应包括早期响应和晚期响应；并且

其中第一多个扬声器调谐基于早期响应。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述一个或多个扬声器和麦克风被集成到所述装置的单个外壳中。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其中，使用第一多个扬声器调谐和第二多个扬声器调谐的频谱幅度的平均值在对数域中执行第一多个扬声器调谐和第二多个扬声器调谐的组合。

11.根据权利要求10所述的方法，其中组合所述第一多个扬声器调谐和所述第二多个扬声器调谐使用与所述第一多个扬声器调谐的频谱幅度相关联的第一权重和与所述第二多个扬声器调谐的频谱幅度相关联的第二权重来获得加权平均值。

12.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一房间脉冲响应包括早期响应和晚期响应；

其中组合第一多个扬声器调谐和第二多个扬声器调谐以生成第三多个扬声器调谐是通过将第一房间脉冲响应的早期响应与第二房间脉冲响应的晚期响应合并来执行的。

13.根据权利要求1或2所述的方法，其中，通过在对数谱域或时域中拼接第一房间脉冲响应的早期响应和第二房间脉冲响应的晚期响应来执行第一多个扬声器调谐和第二多个扬声器调谐的组合。

14.根据权利要求1或2所述的方法，在提供所述装置的步骤之前，还包括:

在第一房间中通过所述装置的所述一个或多个扬声器输出多个测试信号；

在第一房间中接收多个测试信号；

基于已经接收的多个测试信号计算第一房间脉冲响应；

基于第一房间脉冲响应计算第一多个扬声器调谐；以及

在所述装置的存储器中存储第一多个扬声器调谐。

15.根据权利要求1或2所述的方法，其中用于计算第二脉冲响应的多个音频信号是从由所述装置回放的一般音频输出生成的，其中计算第二脉冲房间响应与回放一般音频输出同时执行。

16.一种用于音频处理的装置，该装置包括:

一个或多个扬声器；

麦克风；

处理器；以及

存储器，

其中所述存储器被配置为存储第一多个扬声器调谐，其中所述第一多个扬声器调谐对应于在第一房间中测量的所述一个或多个扬声器的第一房间脉冲响应；

其中所述处理器被配置成控制所述一个或多个扬声器使用所述第一多个扬声器调谐在不同于所述第一房间的第二房间中输出多个音频信号；

其中所述处理器被配置成控制所述麦克风在所述第二房间中接收所述多个音频信号；

其中所述处理器被配置为基于麦克风已经接收的所述多个音频信号来计算第二房间脉冲响应，其中所述第二房间脉冲响应包括早期响应和晚期响应；

其中所述处理器被配置为基于所述第二房间脉冲响应计算第二多个扬声器调谐，其中所述第二多个扬声器调谐是基于所述晚期响应的并且排除了所述早期响应；

其中所述处理器被配置为组合所述第一多个扬声器调谐和所述第二多个扬声器调谐以生成第三多个扬声器调谐；以及

其中所述处理器被配置成使用所述第三多个扬声器调谐来控制所述一个或多个扬声器输出音频信号。

17.根据权利要求16所述的装置，其中所述第一多个扬声器调谐导致所述第一房间中的所述一个或多个扬声器的平坦频率响应。

18.根据权利要求16或17所述的装置，其中，在第二房间中输出的多个音频信号对应于多个指数正弦扫描。

19.根据权利要求16或17所述的装置，其中所述一个或多个扬声器对应于左扬声器和右扬声器。

20.根据权利要求16或17所述的装置，其中所述装置具有条形音箱的形状因子。

21.根据权利要求16或17所述的装置，其中，所述第一房间脉冲响应包括早期响应和晚期响应；和

其中第一多个扬声器调谐基于早期响应。

22.根据权利要求16或17所述的装置，其中所述一个或多个扬声器和麦克风被集成到所述装置的单个外壳中。

23.根据权利要求16或17所述的装置，其中所述处理器被配置为使用所述第一多个扬声器调谐和所述第二多个扬声器调谐的频谱幅度的平均值在对数域中组合所述第一多个扬声器调谐和所述第二多个扬声器调谐。

24.根据权利要求23所述的装置，其中所述处理器被配置成

将第一权重与第一多个扬声器调谐的频谱幅度相关联，并将第二权重与第二多个扬声器调谐的频谱幅度相关联，以及

以基于第一权重和第二权重获得第一多个扬声器调谐和第二多个扬声器调谐的频谱幅度的加权平均值。

25.根据权利要求16或17所述的装置，其中，所述第一房间脉冲响应包括早期响应和晚期响应；

其中所述处理器被配置为通过将第一房间脉冲响应的早期响应与第二房间脉冲响应的晚期响应合并来组合第一多个扬声器调谐和第二多个扬声器调谐以生成第三多个扬声器调谐。

26.根据权利要求16或17所述的装置，其中所述处理器被配置为通过在对数谱域或时域中拼接所述第一房间脉冲响应的早期响应和所述第二房间脉冲响应的晚期响应来组合所述第一多个扬声器调谐和所述第二多个扬声器调谐。

27.根据权利要求16或17所述的装置，其中，所述处理器被配置为从由所述装置回放的一般音频输出中输出所述多个音频信号，其中，所述处理器被配置为与所回放的一般音频输出同时地基于所述多个音频信号计算第二脉冲房间响应。

28.一种非暂时性计算机可读介质，存储有计算机程序，所述计算机程序包括指令，所述指令在由处理器执行时控制装置执行包括根据权利要求1-15中任一项所述的方法的处理。

29.一种音频处理设备，包括：

处理器，以及

非暂时性计算机可读介质，存储指令，所述指令在由所述处理器执行时控制所述处理器以执行根据权利要求1-15中任一项所述的方法。

30.一种计算机可读存储介质，包括指令，所述指令在由处理器执行时控制所述处理器以执行根据权利要求1-15中任一项所述的方法。

31.一种用于音频处理的装置，包括用于执行根据权利要求1-15中任一项所述的方法的部件。