[发明专利]基于房间特性自动均衡音频输出的方法和系统

说明书

本文所述各种实施方式包括用于自动音频均衡的方法、装置和系统。在一个方面，在包括扬声器、麦克风、处理器和存储器的计算系统执行所述方法。计算系统输出音频用户内容并自动均衡计算系统的音频输出。均衡包括：(1)在多个麦克风的每个麦克风接收所输出的音频内容；(2)基于所接收的音频内容确定房间的声学传递函数；(3)基于所确定的声学传递函数获得房间的频率响应；(4)基于所确定的频率响应调整扬声器的一个或多个属性。

技术领域

本发明一般涉及音频均衡，包括但不限于不需要用户动作的用于自动音频均衡的方法和系统。

背景技术

集成了麦克风和扬声器的电子装置已经广泛用于收集来自用户的语音输入并输出声音(例如，音乐和讲话)。音频输出的质量会受到诸如房间环境和扬声器在房间中的放置等因素的影响。手动音频均衡是一种用于调整音频输出的不同频率的增益(响应)的过程，通常用于提高输出声音的质量。但是，对于用户而言，手动均衡是一项繁琐且耗时的任务。此外，它需要关于扬声器、麦克风和房间的大量知识，这对于普通用户而言太高级了。

因此，需要用户能够体验高质量的音频而无需用户的时间和精力或者扬声器、麦克风和音频均衡过程的详细知识。希望电子装置能够独立于任何用户交互而自动进行音频均衡。

发明内容

需要用于自动音频均衡的方法、装置和系统。在后附权利要求保护范围内的系统、方法和装置的各种实施方式均具有多个方案，没有一个方案单独负责本文所述的属性。在不限制后附权利要求保护范围的情况下，在考虑本公开之后，尤其是在考虑了标题为“具体实施方式”的部分之后，将理解如何使用各种实施方式的方案来自动(没有用户输入)均衡音频输出。

音频装置包括集成了麦克风和扬声器的电子装置广泛用于收集来自用户的语音输入并输出声音例如音乐或讲话。输出的音频质量并且因此用户的聆听体验可能会受到诸如房间的风格以及房间中装置/扬声器的放置等因素的影响。例如，具有坚硬表面的房间会遭受明显的回声问题。将扬声器放置在边界上或边界附近诸如在地板上或紧邻墙壁增强低频音调，并可能导致“嗡嗡”低音。因此，为了获得一致的输出音频质量，需要低音频率的均衡例如校正以抵消房间和放置的影响。

手动房间均衡通常是一个繁琐的过程，每次房间或位置改变时都要重复进行。用户必须有麦克风，并且必须使用麦克风在房间中的各个位置记录音频输出响应。然后，用户必须基于所收集的响应来应用所需的校正。此外，这种手动均衡过程需要关于扬声器、麦克风和房间的大量知识，这对于普通用户而言太高级了。自动音频均衡为用户提供了获得最佳聆听体验的机会，同时避免了任何设置或校准过程。此外，自动均衡过程使得用户能够重新布置房间或移动扬声器，而不必担心进行另一个烦人的手动均衡。

需要调整驱动扬声器装置的信号的频率响应或均衡，以使其无论是在开阔地、墙壁附近还是角落中声音都一致。

一些均衡方法使用扬声器正前方的麦克风(例如，在扬声器前面的两个位置)。提供公式用于估计声学辐射阻抗，它取决于频率而变，与扬声器有多少功率耦合到房间有关，因此当墙壁的反射导致在低频下辐射阻抗的增加时，可以使用它来估计补偿均衡。但是，在某些情况下，使用外部麦克风手动操作并非可行的解决方案。

根据一些实施方式，使用扬声器装置内的麦克风来进行这个调整。这样避免了任何设置或校准过程或远程传感器的需要。

根据一些实施方式，一种自动均衡方法在扬声器顶部使用麦克风，一个靠近扬声器的前面，一个靠近扬声器的后面，以感测从扬声器向后面的墙壁传播的声波以及从这些墙壁反射的任何声波的相对贡献。在一些实例和实施方式中，在足够低的频率(例如，波长比到反射器的往返距离长)处，预计在麦克风之间从直接来自扬声器的声波的有一定的延迟或相移；并且对于从扬声器后面的墙壁反射回来的声波，预计在麦克风之间所述延迟或相移减少。