CN115529542A - 声场控制方法、装置及系统 - Google Patents

声场控制方法、装置及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN115529542A
CN115529542A CN202211228941.1A CN202211228941A CN115529542A CN 115529542 A CN115529542 A CN 115529542A CN 202211228941 A CN202211228941 A CN 202211228941A CN 115529542 A CN115529542 A CN 115529542A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
sound field
loudspeaker
frequency
array
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.)
Pending
Application number
CN202211228941.1A
Other languages
English (en)
Inventor
闫磊
张京京
杨剑锋
宋韧
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.)
Chongqing Qingwen Technology Co ltd
Original Assignee
Chongqing Qingwen Technology 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
Application filed by Chongqing Qingwen Technology Co ltd filed Critical Chongqing Qingwen Technology Co ltd
Priority to CN202211228941.1A priority Critical patent/CN115529542A/zh
Publication of CN115529542A publication Critical patent/CN115529542A/zh
Pending legal-status Critical Current

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
    • H04R9/00—Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
    • H04R9/06—Loudspeakers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R9/00—Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
    • H04R9/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2400/00—Loudspeakers
    • H04R2400/11—Aspects regarding the frame of loudspeaker transducers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
  • Obtaining Desirable Characteristics In Audible-Bandwidth Transducers (AREA)

Abstract

本申请提供一种声场控制方法、装置及系统，该方法包括：获取喇叭阵列输入的音频信号及预输出目标声场的方向信息与大小信息；对所述音频信号进行数字滤波，将所述音频信号划分为低频信号、中频信号与高频信号；分别对所述低频信号、中频信号与高频信号进行采样，将采样后的信号分别进行滤波处理得到第一信号、第二信号与第三信号；将所述第一信号、第二信号与第三信号进行加权融合，得到融合信号；根据预输出所述目标声场的方向信息与大小信息对所述融合信号进行计算，确定所述喇叭阵列中各所述喇叭相应信号；将各所述喇叭相应信号输入至各所述喇叭进行播放，以使所述喇叭阵列输出目标声场，通过上述方式，不仅可控制声场的强度大小与方向，实现指向性播放音频。

Description

声场控制方法、装置及系统
技术领域
本申请涉及声场控制技术领域，同时，也涉及音频信号处理领域，特别是涉及一种声场控制方法、装置及系统。
背景技术
传统的扬声器是基于一种线形模型，即空气介质的吸收能量与产生的声波呈线性关系。扬声器直接向空气中辐射频率在可听声频段范围内的不具有指向性的声波。在现实场景中，通常音乐对于欣赏它的人来说是愉快的声音，而周围的其他人未必也感觉愉快。例如，在家里的起居室开着音响或者TV时对于在音响和TV附近想听其声音的人来说这是一份享受，但对于在同一起居室内交谈的其他人而言，这声音却是干扰听取的障碍。享受音响和TV的人即使想用大音量收听，但为了不妨碍会话就不得不降低音量，因此感到不满。又例如，当老年人视听TV时，由于老年人一般都有听力衰退，倾向于将音量调得较大。由此，TV的声音对会话的干扰就更大，变成噪音，还可能因此造成家庭矛盾。
对此，若能只在想收听TV等的区域内再生(输出)声音，而在其他区域像不进行再生的话，就能解决以上的问题。作为解决这个问题的最常见的现有技术，有指向性扬声器。古典的喇叭扬声器等利用几何学形状的方法。这是一种在高频域容易获得指向性的方法，但要是想在低频域也获得强指向性，则需要口径和景深大的结构，而这会导致扬声器的大型化。对此，最近还可以利用参量扬声器(超声波扬声器)或者阵列扬声器等的方法。参量扬声器是利用空气对超声波的非线性，将被调制成超声波的是声音信号在空气中解调成原来的声音信号的扬声器。阵列扬声器是通过对由直线状排列的多个扬声器放出的声音进行合成而获得指向性的扬声器。
然而，以上的指向性控制技术都是控制再生声音在某方向(例如，扬声器正面方向)上传播，在该方向上的人无论其在扬声器(正面)的前方还是后方，都会有声音传到而听得该声音。就是说，虽然通过控制能够使扬声器正面方向的指向性增强而使得在扬声器的左右方向上不易听到声音，却无法达到只使位于扬声器正面方向前方的人听到声音而使后方的人听不到声音的效果。换言之，无法控制声音的到达距离。
申请内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种声场控制方法、装置及系统，用于解决现有技术中声场控制方式无法控制的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种声场控制方法，包括：
获取喇叭阵列输入的音频信号及预输出目标声场的方向信息与大小信息，所述喇叭阵列由多个相同喇叭构成；
对所述音频信号进行数字滤波，将所述音频信号划分为低频信号、中频信号与高频信号；
分别对所述低频信号、中频信号与高频信号进行采样，将采样后的信号分别进行滤波处理得到第一信号、第二信号与第三信号；
将所述第一信号、第二信号与第三信号进行加权融合，得到融合信号；
根据预输出所述目标声场的方向信息与大小信息对所述融合信号进行计算，确定所述喇叭阵列中各所述喇叭相应信号；
将各所述喇叭相应信号输入至各所述喇叭进行播放，以使所述喇叭阵列输出目标声场。
于本申请的一实施例中，分别对所述低频信号、中频信号与高频信号进行采样，将采样后的信号分别进行滤波处理得到第一信号、第二信号与第三信号，包括：
分别对所述低频信号、中频信号与高频信号进行采样，依次得到第一采样信号、第二采样信号与第三采样信号；
分别对所述第一采样信号、第二采样信号与第三采样信号进行滤波处理，依次得到第一信号、第二信号与第三信号；
其中，采用公式(1)对第一采样信号进行滤波处理，所述公式(1)为，
Yx1＝A1X2+B1X+C1 (1)
采用公式(2)对第二采样信号进行滤波处理，所述公式(2)为，
Yx2＝A2X4+B2X3+C2X2+D2X+E2 (2)
采用公式(3)对第一采样信号进行滤波处理，所述公式(3)为，
Yx3＝A3X3+B3X2+C3X+D3 (2)
式中，A1、B1、C1、A2、B2、C2、D2、E2、A3、B3、C3、D3均为常数，X为快速傅里叶变换的数组，Y为计算后的数组值，其中，计算后的YX1、YX2、YX3分别为第一信号FX1、第二信号FX2与第三信号FX3。
于本申请的一实施例中，将所述第一信号、第二信号与第三信号进行加权融合，得到融合信号，其中，利用公式(4)对所述第一信号、第二信号与第三信号进行加权融合，所述公式(4)为，
FS＝aFX1+bFX2+cFX3 (4)
式中，FS为融合信号，a、b、c分别为权重系数，其中，a、b、c之和为1。
于本申请的一实施例中，根据预输出所述目标声场的方向信息与大小信息对所述融合信号进行计算，确定所述喇叭阵列中各所述喇叭相应信号，包括：
所述喇叭阵列中每个喇叭设有唯一编码信息，且所述编码信息与当前所述喇叭位于所述喇叭阵列的位置信息关联映射，所述大小信息为声场强度；
根据所述目标声场的方向信息与声场强度对所述融合信号进行计算，得到沿所述喇叭阵列中心分布的各所述喇叭的输入信号。
于本申请的一实施例中，对所述音频信号进行数字滤波之前，还包括：利用高速模数转换器对所述音频信号进行分类，确定所述音频信号为模拟信号或数字信号；若所述音频信号为模拟信号，对所述模拟信号进行采样滤波，得到数字信号；若所述音频信号为数字信号，对所述数字信号进行整形，输出数字编码的音频信号。
于本申请的一实施例中，所述喇叭阵列由偶数个形状、大小与配置参数完全相同的喇叭呈直线状排列而成。
于本申请的一实施例中，所述喇叭阵列设有壳体，在所述壳体内围绕所述喇叭阵列嵌有隔音材料。
于本申请的一实施例中，将各所述喇叭相应信号输入至各所述喇叭进行播放，以使所述喇叭阵列输出目标声场，还包括：每个所述喇叭有主声场与负声场，每个所述喇叭的主声场与负声场根据该喇叭所处所述喇叭阵列的位置不同分别对周围的声场进行叠加，以使所述喇叭阵列沿喇叭正前方输出目标声场。
为实现上述目的及其他相关目的，本申请还提供一种声场控制装置，包括：
获取模块，用于获取喇叭阵列输入的音频信号及预输出目标声场的方向信息与大小信息，所述喇叭阵列由多个相同喇叭构成；
滤波模块，用于对所述音频信号进行数字滤波，将所述音频信号划分为低频信号、中频信号与高频信号；
采样滤波模块，用于分别对所述低频信号、中频信号与高频信号进行采样，将采样后的信号分别进行滤波处理得到第一信号、第二信号与第三信号；
融合模块，用于将所述第一信号、第二信号与第三信号进行加权融合，得到融合信号；
计算模块，用于根据预输出所述目标声场的方向信息与大小信息对所述融合信号进行计算，确定所述喇叭阵列中各所述喇叭相应信号；
声场控制模块，用于将各所述喇叭相应信号输入至各所述喇叭进行播放，以使所述喇叭阵列输出目标声场。
为实现上述目的及其他相关目的，本申请还提供一种声场控制系统，包括：喇叭阵列，用于指向性播放音频文件形成声场；以及采用上述的声场控制装置来控制所述喇叭阵列的声场强度与声场方向。
如上所述，本申请的声场控制方法、装置及系统，具有以下有益效果：
本申请通过调制喇叭阵列中各个喇叭输入信号，对喇叭的主声场与负声场进行叠加，使得喇叭阵列在正前方的声音明显大过喇叭阵列左侧、右侧以及后侧的声音，即，在其周围充分降低声音，进而，在喇叭阵列前方形成强有力的声场，通过控制声场的大小与方向得到预输出目标声场。
附图说明
图1显示为本申请提供一种声场控制方法流程图；
图2显示为本申请提供一种声场控制装置的原理效果图；
图3显示为本申请提供一种声场控制方法在声场正前方5米处幅频响应图；
图4显示为本申请提供一种声场指向性测试结果图；
图5显示为本申请提供一种声场指向性测试响应图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。
请参阅图1至图5。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本申请可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本申请可实施的范畴。
请参阅图1，为本申请提供一种声场控制方法流程图，包括：
步骤S110，获取喇叭阵列输入的音频信号及预输出目标声场的方向信息与大小信息，所述喇叭阵列由多个相同喇叭构成；
具体地，所述喇叭阵列由偶数个形状、大小与配置参数完全相同的喇叭呈直线状排列而成。例如，呈直线状排列包括但不限于圆形、矩形、椭圆形与菱形等规则的形状。
另外，所述喇叭阵列设有壳体，在所述壳体内围绕所述喇叭阵列嵌有隔音材料。即，通过在喇叭阵列的左侧、右侧以及后侧包裹隔音材料，可以进一步降低喇叭阵列的全向性干扰。
方向信息指声场的指向性的方向，大小信息为声场强度。
步骤S120，获对所述音频信号进行数字滤波，将所述音频信号划分为低频信号、中频信号与高频信号；
例如，用数字计算机对数字信号进行处理，处理就是按照预先编制的程序进行计算，例如，数字滤波器是由数字乘法器、加法器和延时单元组成的一种算法或装置。数字滤波器的功能是对输入离散信号的数字代码进行运算处理，以达到改变信号频谱的目的。
通过上述方式，对音频信号进行数字滤波，将其划分为低频信号、中频信号与高频信号，以便于后续对低频信号、中频信号与高频信号分别处理。
步骤S130，获分别对所述低频信号、中频信号与高频信号进行采样，将采样后的信号分别进行滤波处理得到第一信号、第二信号与第三信号；
具体地，分别对所述低频信号、中频信号与高频信号进行采样，依次得到第一采样信号、第二采样信号与第三采样信号；
分别对所述第一采样信号、第二采样信号与第三采样信号进行滤波处理，依次得到第一信号、第二信号与第三信号；
其中，采用公式(1)对第一采样信号进行滤波处理，所述公式(1)为，
Yx1＝A1X2+B1X+C1 (1)
采用公式(2)对第二采样信号进行滤波处理，所述公式(2)为，
Yx2＝A2X4+B2X3+C2X2+D2X+E2 (2)
采用公式(3)对第一采样信号进行滤波处理，所述公式(3)为，
Yx3＝A3X3+B3X2+C3X+D3 (2)
式中，A1、B1、C1、A2、B2、C2、D2、E2、A3、B3、C3、D3均为常数，该常数的范围区间为-1500～3000，X为快速傅里叶变换的数组，Y为计算后的数组值，其中，计算后的YX1、YX2、YX3分别为第一信号FX1、第二信号FX2与第三信号FX3。
步骤S140，获将所述第一信号、第二信号与第三信号进行加权融合，得到融合信号；
具体地，利用公式(4)对所述第一信号、第二信号与第三信号进行加权融合，所述公式(4)为，
FS＝aFX1+bFX2+cFX3 (4)
式中，FS为融合信号，a、b、c分别为权重系数，其中，a、b、c之和为1。
例如，由于单只喇叭的声场基本固定的，通过计算可以知道多组喇叭的叠加状态，例如，一组、两组、三组叠加后的声场，在组装时，喇叭阵列按照预设分布位置固定安装，然后，通过上述算法直接成型，调节各个喇叭输入信号的参数，改变声场的形状，这样，达到控制声场的目的。
例如，由第一频率与第二频率构成的低频滤波，由第二频率与第三频率构成的中频滤波，以及大于第三频率的高频滤波，将滤波杂质的电信号按照低频滤波、中频滤波和高频滤波分别提取，将提取的电信号融合为单一信号。所述低频滤波对提取的电信号采用中频模仿拟合，所述中频滤波对提取的中频信号采用五个频率段进行幅度调节，所述高频滤波将提取的高频信号衰减至预设分贝为止。
通过对电信号进行低、中、高频段分别滤波提取，能够更好的消除声音中的噪音，例如，低频滤波可消除因噪声干扰而带来的高频谐振，高频滤波可滤除低频或直流分量；而低频滤波采集的声音重新采样利用中频信号模仿拟合，从而移植到中频部分。另外，将移植到中频低频信号、中频信号与高频信号融合为单一信号，避免了低频声音通过超声传播后还原度不佳(破音、不清楚)的问题，同时，还克服了中频声音在超声传播的变音问题，显著提高了超声传播对声音的还原性。
步骤S150，获根据预输出所述目标声场的方向信息与大小信息对所述融合信号进行计算，确定所述喇叭阵列中各所述喇叭相应信号；
具体地，所述喇叭阵列中每个喇叭设有唯一编码信息，且所述编码信息与当前所述喇叭位于所述喇叭阵列的位置信息关联映射，所述大小信息为声场强度；
根据所述目标声场的方向信息与声场强度对所述融合信号进行计算，得到沿所述喇叭阵列中心分布的各所述喇叭的输入信号。
步骤S160，获将各所述喇叭相应信号输入至各所述喇叭进行播放，以使所述喇叭阵列输出目标声场。
具体地，每个所述喇叭有主声场与负声场，每个所述喇叭的主声场与负声场根据该喇叭所处所述喇叭阵列的位置不同分别对周围的声场进行叠加，以使所述喇叭阵列沿喇叭正前方输出目标声场。
在本实施例中，通过调制喇叭阵列中各个喇叭输入信号，对喇叭的主声场与负声场进行叠加，使得喇叭阵列在正前方的声音明显大过喇叭阵列左侧、右侧以及后侧的声音，即，在其周围充分降低声音，进而，在喇叭阵列前方形成强有力的声场，通过控制声场的大小与方向得到预输出目标声场。
在另一些实施例中，在步骤S120，对所述音频信号进行数字滤波之前，还包括：利用高速模数转换器对所述音频信号进行分类，确定所述音频信号为模拟信号或数字信号；若所述音频信号为模拟信号，对所述模拟信号进行采样滤波，得到数字信号；若所述音频信号为数字信号，对所述数字信号进行整形，输出数字编码的音频信号。
详见图2，为本申请提供一种声场控制装置的原理效果图，由一个音频主控，n个双通道功放，2n个参数相同的喇叭和一些附属设备组成，详述如下：
音频信号，模拟或者数字的，首先，进入高速adc系统，对音频信号进行自动分类，如果是模拟信号，则会进行硬件滤波再输出，如果是数字信号，则会整形后输出，最终输出的形式为数字编码的音频信号；
数字音频信号进入DSP(数字信号处理器)或FPGA(可编程阵列逻辑)后，会进行数字滤波，将频段分为三个频段，即低频，中频，高频，分离点分别为f0，f1。输入音频信号20hz～f0记为F0，f0～f1记为F1，F2～20000hz部分记为F2；
F0的部分，频率较低，经过归一化的采样时间t0的信号，将使用公式1，对采样的数据进行处理，得到信号Fx1；
F1的部分，频率为人耳较为敏感点附近的频段，经过归一化的采样时间t0的信号，将使用公式2，对采样的数据进行处理，得到信号Fx2；
F2的部分，频率较高，经过归一化的采样时间t0的信号，将使用公式3，对采样的数据进行处理，得到信号Fx3；
最终经过计算，分别得到三组信号。再进过加权公式4，混合得到信号Fs；
根据最终希望形成的声场强度，如，希望距离喇叭矩阵远L米处的D0声音强度为A0分贝，D1处为A1分贝，D2处为A2分贝，D3处为A3分贝……。则通过公式4，输入信号为Fs，计算得出数字信号1P的信号Fp1，通过公式5，输入信号为Fs，计算得出数字信号1N的信号Fn1；
根据两只喇叭之间的喇叭dl，以及希望形成的声场，分别计算出各个数字信号2P,2N……的信号，Fp2，Fn2……；
信号分别进入到功放中进行驱动，最终形成所需的声场。
在本实施例中，通过音频通过调制喇叭阵列中各个喇叭输入信号，对喇叭的主声场与负声场进行叠加，使得喇叭阵列在正前方的声音明显大过喇叭阵列左侧、右侧以及后侧的声音，即，在其周围充分降低声音，进而，在喇叭阵列前方形成强有力的声场，通过控制声场的大小与方向得到预输出目标声场。
详见图3，由中国计量科学研究院采用标注声源检定装置对喇叭阵列(即，扬声器)进行检测，测量范围20HZ～20K HZ，计权声功率级，U＝0.5db(K＝2)；声压级U＝0.6～0.8db(K＝2)；混响时间：Uref＝8.7％(K＝2)；
在全消音室中测试扬声器正前方5米处的幅频响应，扬声器的幅频响应如图3所示，本次测试仅测量中低频段幅频响应，扬声器在所测频带(125HZ～12.5KHZ)声压级都大于90db。
详见图4，为本申请提供一种声场指向性测试结果图，在全消音室中测试扬声器以5度为间隔旋转时的指向性结果，使用1.6KHZ声信号作为测试音源，在正前方满足正常听音要求总声级93db的情况下，±30度以外区域总声级小于71db，测试结果如图4所示，扬声器指向性响应(归一化)如图5所示，图5显示为本申请提供一种声场指向性测试响应图。
在另一些实施例中，本申请还提供一种声场控制装置，包括：
获取模块，用于获取喇叭阵列输入的音频信号及预输出目标声场的方向信息与大小信息，所述喇叭阵列由多个相同喇叭构成；
滤波模块，用于对所述音频信号进行数字滤波，将所述音频信号划分为低频信号、中频信号与高频信号；
采样滤波模块，用于分别对所述低频信号、中频信号与高频信号进行采样，将采样后的信号分别进行滤波处理得到第一信号、第二信号与第三信号；
融合模块，用于将所述第一信号、第二信号与第三信号进行加权融合，得到融合信号；
计算模块，用于根据预输出所述目标声场的方向信息与大小信息对所述融合信号进行计算，确定所述喇叭阵列中各所述喇叭相应信号；
声场控制模块，用于将各所述喇叭相应信号输入至各所述喇叭进行播放，以使所述喇叭阵列输出目标声场。
在此，需要说明的是，上述实施例所提供的声场控制装置与上述实施例所提供的声场控制方法属于同一构思，其中各个模块和单元执行操作的具体方式已经在方法实施例中进行了详细描述，此处不再赘述。上述实施例所提供的声场控制装置在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能，本处也不对此进行限制。
还有，本申请还提供一种声场控制系统，包括：喇叭阵列，用于指向性播放音频文件形成声场；以及采用上述的声场控制装置来控制所述喇叭阵列的声场强度与声场方向。
综上所述，本申请通过调制喇叭阵列中各个喇叭输入信号，对喇叭的主声场与负声场进行叠加，使得喇叭阵列在正前方的声音明显大过喇叭阵列左侧、右侧以及后侧的声音，即，在其周围充分降低声音，进而，在喇叭阵列前方形成强有力的声场，通过控制声场的大小与方向得到预输出目标声场。
上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种声场控制方法，其特征在于，包括：
获取喇叭阵列输入的音频信号及预输出目标声场的方向信息与大小信息，所述喇叭阵列由多个相同喇叭构成；
对所述音频信号进行数字滤波，将所述音频信号划分为低频信号、中频信号与高频信号；
分别对所述低频信号、中频信号与高频信号进行采样，将采样后的信号分别进行滤波处理得到第一信号、第二信号与第三信号；
将所述第一信号、第二信号与第三信号进行加权融合，得到融合信号；
根据预输出所述目标声场的方向信息与大小信息对所述融合信号进行计算，确定所述喇叭阵列中各所述喇叭相应信号；
将各所述喇叭相应信号输入至各所述喇叭进行播放，以使所述喇叭阵列输出目标声场。
2.根据权利要求1所述的声场控制方法，其特征在于，分别对所述低频信号、中频信号与高频信号进行采样，将采样后的信号分别进行滤波处理得到第一信号、第二信号与第三信号，包括：
分别对所述低频信号、中频信号与高频信号进行采样，依次得到第一采样信号、第二采样信号与第三采样信号；
分别对所述第一采样信号、第二采样信号与第三采样信号进行滤波处理，依次得到第一信号、第二信号与第三信号；
其中，采用公式(1)对第一采样信号进行滤波处理，所述公式(1)为，
Yx1＝A1X2+B1X+C1 (1)
采用公式(2)对第二采样信号进行滤波处理，所述公式(2)为，
Yx2＝A2X4+B2X3+C2X2+D2X+E2 (2)
采用公式(3)对第一采样信号进行滤波处理，所述公式(3)为，
Yx3＝A3X3+B3X2+C3X+D3(2)
式中，A1、B1、C1、A2、B2、C2、D2、E2、A3、B3、C3、D3均为常数，X为快速傅里叶变换的数组，Y为计算后的数组值，其中，计算后的Y X1、Y X2、Y X3分别为第一信号FX1、第二信号FX2与第三信号FX3。
3.根据权利要2所述的声场控制方法，其特征在于，将所述第一信号、第二信号与第三信号进行加权融合，得到融合信号，其中，利用公式(4)对所述第一信号、第二信号与第三信号进行加权融合，所述公式(4)为，
FS＝aFX1+bFX2+cFX3 (4)
式中，FS为融合信号，a、b、c分别为权重系数，其中，a、b、c之和为1。
4.根据权利要求1所述的声场控制方法，其特征在于，根据预输出所述目标声场的方向信息与大小信息对所述融合信号进行计算，确定所述喇叭阵列中各所述喇叭相应信号，包括：
所述喇叭阵列中每个喇叭设有唯一编码信息，且所述编码信息与当前所述喇叭位于所述喇叭阵列的位置信息关联映射，所述大小信息为声场强度；
根据所述目标声场的方向信息与声场强度对所述融合信号进行计算，得到沿所述喇叭阵列中心分布的各所述喇叭的输入信号。
5.根据权利要求1至4任一所述的声场控制方法，其特征在于，对所述音频信号进行数字滤波之前，还包括：利用高速模数转换器对所述音频信号进行分类，确定所述音频信号为模拟信号或数字信号；若所述音频信号为模拟信号，对所述模拟信号进行采样滤波，得到数字信号；若所述音频信号为数字信号，对所述数字信号进行整形，输出数字编码的音频信号。
6.根据权利要求1至4任一所述的声场控制方法，其特征在于，所述喇叭阵列由偶数个形状、大小与配置参数完全相同的喇叭呈直线状排列而成。
7.根据权利要求6所述的声场控制方法，其特征在于，所述喇叭阵列设有壳体，在所述壳体内围绕所述喇叭阵列嵌有隔音材料。
8.根据权利要求1至4任一所述的声场控制方法，其特征在于，将各所述喇叭相应信号输入至各所述喇叭进行播放，以使所述喇叭阵列输出目标声场，还包括：每个所述喇叭有主声场与负声场，每个所述喇叭的主声场与负声场根据该喇叭所处所述喇叭阵列的位置不同分别对周围的声场进行叠加，以使所述喇叭阵列沿喇叭正前方输出目标声场。
9.一种声场控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取喇叭阵列输入的音频信号及预输出目标声场的方向信息与大小信息，所述喇叭阵列由多个相同喇叭构成；
滤波模块，用于对所述音频信号进行数字滤波，将所述音频信号划分为低频信号、中频信号与高频信号；
采样滤波模块，用于分别对所述低频信号、中频信号与高频信号进行采样，将采样后的信号分别进行滤波处理得到第一信号、第二信号与第三信号；
融合模块，用于将所述第一信号、第二信号与第三信号进行加权融合，得到融合信号；
计算模块，用于根据预输出所述目标声场的方向信息与大小信息对所述融合信号进行计算，确定所述喇叭阵列中各所述喇叭相应信号；
声场控制模块，用于将各所述喇叭相应信号输入至各所述喇叭进行播放，以使所述喇叭阵列输出目标声场。
10.一种声场控制系统，其特征在于，包括：喇叭阵列，用于指向性播放音频文件形成声场；以及采用权利要求9所述的声场控制装置来控制所述喇叭阵列的声场强度与声场方向。
CN202211228941.1A 2022-10-09 2022-10-09 声场控制方法、装置及系统 Pending CN115529542A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211228941.1A CN115529542A (zh) 2022-10-09 2022-10-09 声场控制方法、装置及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211228941.1A CN115529542A (zh) 2022-10-09 2022-10-09 声场控制方法、装置及系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115529542A true CN115529542A (zh) 2022-12-27

Family

ID=84702452

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211228941.1A Pending CN115529542A (zh) 2022-10-09 2022-10-09 声场控制方法、装置及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115529542A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10231054B2 (en) Headphones and method for producing headphones
JP5417352B2 (ja) 音場制御装置及び方法
Jot et al. Digital signal processing issues in the context of binaural and transaural stereophony
US8126172B2 (en) Spatial processing stereo system
JP4167286B2 (ja) 残響調整装置、残響補正方法、および、音響再生システム
CN114051738A (zh) 可操纵扬声器阵列、系统及其方法
US10757522B2 (en) Active monitoring headphone and a method for calibrating the same
EP0977463A2 (en) Processing method for localization of acoustic image for audio signals for the left and right ears
CN109155895B (zh) 有源监听耳机及用于正则化其反演的方法
JPH0970092A (ja) 点音源・無指向性・スピ−カシステム
CN102668596B (zh) 用于对产生环绕声音的多通道音频信号进行处理的方法和音频系统
US20190130927A1 (en) An active monitoring headphone and a binaural method for the same
Zotter et al. A beamformer to play with wall reflections: The icosahedral loudspeaker
CN112956210B (zh) 基于均衡滤波器的音频信号处理方法及装置
Xiang et al. Binaural scale modelling for auralisation and prediction of acoustics in auditoria
Ewert et al. Computationally efficient parametric filter approximations for sound-source directivity and head-related impulse responses
CN115529542A (zh) 声场控制方法、装置及系统
Shabtai et al. Spherical array beamforming for binaural sound reproduction
Kontro et al. Digital car audio system
CN110099351B (zh) 一种声场回放方法、装置和系统
CN103269477A (zh) 一种幻音声场控制方法及实现该方法的系统
Warusfel et al. Reproduction of sound source directivity for future audio applications
Jot et al. Binaural concert hall simulation in real time
Boyce Introduction to Live Sound Reinforcement: The Science, the Art, and the Practice
JP2021040311A (ja) 能動指向性制御を備えたラウドスピーカシステム

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