[发明专利]虚拟音频系统调谐

说明书

技术领域

本公开涉及音频系统的调谐。

背景技术

音频系统可以包括改变音频信号的一个或多个参数以造成由监听环境中的监听者感知到的声音的期望的影响。所造成的影响通常是信号水平的变化以及/或者监听环境中的声音的均衡化。正在研发在诸如机动车厢、机场、餐厅等嘈杂环境中使用的系统的音频系统设计人员期望在实际环境中使用该系统，同时保持对系统的动态参数进行调谐的能力，目标在于研发在监听环境的不同条件下良好工作的系统。该项工作要求在实际使用条件下反复且广泛地使用监听环境，而这可能是困难且昂贵的。

一些用于监听环境(其中监听环境中的噪声会变化)的音频系统在尝试处理(account for)噪声的变化时被动态地调节。这样的环境的一个示例是机动车的车厢。发动机声音、道路噪声以及诸如与车窗的状态(升起、部分打开或者完全打开)相关联的风噪声之类的来自监听环境的其它条件的噪声影响对通过音频系统播放的声音的感知。一种声学补偿系统感测机动车内部的声音，从所感测的声音中提取噪声，并且以预定方式调节音频信号来处理噪声。例如，再现水平、动态范围和频率响应能够基于对噪声的分析而变化。

还可以期望例如通过消除或者增强车厢中的发动机声音来改变对它们的感知。包含声学补偿系统的音频系统能够通过基于发动机谐波来创建音频信号而实现这一目的。

允许对音频系统的某些方面进行虚拟评估的系统是已知的。例如，经由耳机所进行的虚拟监听可以被用于主观评估。这样的虚拟监听系统可以包括向音频输出添加预先记录的噪声，以模仿实际环境。

发明内容

为了便于包含声学补偿系统的音频系统有效地工作，音频系统必须进行调谐；即，动态参数的数值需要基于实际使用条件来建立。针对车辆音频系统而言，调谐要求车辆必须在模仿用户很可能经历的条件的各种车辆工作条件下进行工作。这通常要求当车辆在诸如发动机RPM、车速、路面条件和车窗状态之类的各种条件下进行工作时，在车内的一个或多个噪声传感器位置处测量噪声。对包含声学补偿系统的音频系统的适当调谐因此要求对特定监听环境(例如车辆)进行长期且实质性的访问。

通过与常规方法比较，本发明的某些实施例预期在监听环境中的一个或多个传感器位置处记录声音，并且同时在监听环境中的一个或多个声音评估位置处单声道地或者双声道地记录声音。期望对记录进行校准，以使得所记录的声音能够以它们在记录期间存在的相同水平进行回放。还可以记录与监听环境中的声音相关的另外的非声学信号。这样的信号的示例包括与车辆发动机噪声相关联的发动机RPM、节气门位置和/或发动机扭矩。发动机RPM信号定义了发动机谐波频率，而节气门位置和/或发动机扭矩则有助于针对谐波增强定义发动机噪声的水平。从每个扬声器到每个声学传感器位置和每个声音评估位置的传递函数(transfer function)被虚拟化。声学传感器信号然后能够被虚拟化并且被反馈到声学补偿系统控制器。这允许音频系统在无需在调谐过程期间对车辆进行操作的情况下被调谐。期望对传递函数的测量和虚拟化进行校准，以使得通过虚拟化系统回放的信号使用相对于所记录的噪声水平的适当水平来输出。其结果是，一旦出于在传感器位置和评估位置记录声音信号和非声学信号的目的而已经在期望的工作条件下对车辆进行了操作，调谐工程师就能够在任意时间或者地点对系统进行调谐。

在一些实施例中，本发明包括应用虚拟化以进行声学补偿系统的调谐，该声学补偿系统随音频系统一起工作，以将信号回放到监听环境中。该声学补偿系统可以改变音频系统的工作参数，其可以改变由音频系统再现的信号，或者上述二者。声学补偿系统被用来响应于影响监听环境的系统的工作条件的变化而以某一方式动态地改变由音频系统在监听环境中呈现的信号。声学补偿系统接收一个或多个输入。该输入中的至少一些输入来自于具有非静态统计的传感器(声学的或者非声学的)。也就是说，传感器输出信号统计是时变的。通常，传感器输出信号统计随环境的工作特性而变化。在适于在车辆中使用的实施例中，传感器输出统计随车辆的工作状态(速度、传动齿轮、车窗状态等)而变化。声学传感器被虚拟化。非声学传感器和/或不被来自音频系统的输出所影响的其它系统输入(例如，发动机RPM)被记录。声学补偿系统内的控制器基于所接收的输入而形成输出。该控制器可以具有前馈拓扑或者反馈拓扑，或者可以表现出上述二者的特性。该控制器可以开环或者闭环地工作。该控制器可以是非时变的或者自适应的。该控制器的输出可以改变音频系统的工作参数，其可以改变由音频系统再现的信号，或者上述二者。