[发明专利]一种具有混响时间测量功能的扩声系统

权利要求书

1.一种具有混响时间测量功能的扩声系统，其特征在于，该系统包括扩声音箱、麦克风、音频主机等；所述音频主机采用指数扫频信号作为激励声源的脉冲响应积分法测量混响时间。

所述扩声音箱用于指数扫频信号的播放；

所述麦克风用于音频信号的接收，将接收到的音频信号传输到音频主机；

所述音频主机包括模数转换模块(A/D)、数字处理单元(DSP)和数模转换模块(D/A)；模数转换模块(A/D)将接收到的音频信号转换为数字处理单元(DSP)可直接处理的数字信号；所述数字处理单元(DSP)对传入的数字信号进行处理，具体处理步骤如下：

(1)生成指数扫频信号，生成公式为：

其中，x(t)表示指数扫频信号，f₁表示起始频率，f₂表示截止频率，T表示信号持续的时间，ln(·)表示自然对数，exp(·)表示自然指数，t表示采样点对应的时刻。

(2)生成反向扫频信号，生成公式为：

e(t)＝fliplr(x(t))

其中，e(t)表示反向扫频信号，fliplr(·)表示翻转操作，即将x(t)的第一个采样点与最后一个采样点调换位置，第二个采样点与倒数第二个采样点调换位置，以此类推。

(3)使用音箱播放指数扫频信号x(t)，将若干支麦克风接收到的音频信号分别与反向扫频信号e(t)进行线性卷积，得到脉冲响应信号，计算公式如下：

其中，h_i(t)表示第i支麦克风的脉冲响应信号，y_i(t)表示第i支麦克风接收到的音频信号，i为麦克风的序号，表示线性卷积操作。

(4)将脉冲响应信号分别经过不同中心频率的倍频程滤波器，得到不同中心频率下对应的脉冲响应信号。

(5)对不同中心频率对应的脉冲响应信号进行反向积分，得到能量衰减曲线，计算公式为：

其中，h_i,f(τ)表示第i支麦克风的中心频率f对应的脉冲响应信号，E_i,f(t)表示第i支麦克风的中心频率f对应的脉冲响应信号进行反向积分的能量，表示积分操作。

(6)将E_i,f(t)转化为dB，计算公式为：

E_i,f_dB＝10*log₁₀(E_i,f(t))

(7)选取E_i,f_dB中的-5dB到-25dB之间的样本数据进行线性拟合，则线性拟合后的直线方程表达式为：

yy_f＝k_f*x_f+b_f

其中，yy_f表示直线方程的因变量，x_f表示直线方程的自变量，k_f表示直线方程的斜率，b_f表示直线方程的截距。

(8)计算中心频率f对应的混响时间，计算公式为：

其中，T_i,f表示第i支麦克风的中心频率f对应的混响时间，k_i,f表示第i支麦克风的中心频率f对应拟合直线的斜率。

2.根据权利要求1所述的一种具有混响时间测量功能的扩声系统，其特征在于，所述系统的测量信号为指数扫频信号，频率范围为20Hz～16kHz，持续时间为8s。

3.根据权利要求1所述的一种具有混响时间测量功能的扩声系统，其特征在于，所述系统测量的中心频率为125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz。

4.根据权利要求1所述的一种具有混响时间测量功能的扩声系统，其特征在于，所述倍频程滤波器的中心频率为125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz。

5.根据权利要求1所述的一种具有混响时间测量功能的扩声系统，其特征在于，扩声系统还包括电脑，用于测试指令的下发，并显示混响时间的测量结果。