[发明专利]一种多输出通道音响系统的时延和频响特性的补偿方法

摘要

本发明提出了一种多输出通道音响系统的时延和频响特性的补偿方法及其系统实现。首先，本发明通过测量多通道输出设备各通道间的相位差，以确保多通道输出设备本身处于同步输出信号的状态。然后，本发明使用时延估计的方法估计信号经由多通道输出设备输出经过信号处理系统、音箱及空间传播途径到达特定听音区的时延，通过比较各个通道间的时延差对各路通道进行时延补偿。最后，本发明针对实际测得的上述信号传播途径的频响曲线设计并实现FIR频响补偿滤波器，通过该滤波器将多个通道的频响曲线的中低频以上部分尽可能地补偿为一条直线。通过上述方法，使得各个音箱发出的声波达到听音区时的相位和各通道的频响特性基本一致。

主权项

一种多输出通道音响系统的时延和频响特性的补偿方法，其特征在于在多通道输出设备上连接信号处理系统，该信号处理系统用于确保多通道输出设备本身处于同步输出信号的状态、补偿经由多通道输出设备的不同输出通道、功率放大器、音箱及空间传播途径到达特定听音区的时延差；并补偿经由上述多通道输出设备、功率放大器、音箱及空间传播途径到达特定听音区的频响特性；具体补偿方法的步骤为：（1）通过该信号处理系统中的模块确保多通道输出设备本身处于同步输出信号的状态的过程为：选取任意两个输出通道输出相同的单频信号至已同步输入的两输入通道；读取两输入通道所采集到的单频信号并使用相位差测量方法测量两路信号的相位差；若相位差足够小，则认为选取的两路输出通道已完成同步输出的配置；更换其中一个输出通道并重复上述步骤，直至所有输出通道间的相位差都足够小；若任意通道间相位差过大，则应调整多通道输出设备的配置后再次进行上述测试，直至确认多通道输出设备本身处于同步输出信号的状态；（2）通过该信号处理系统中的模块补偿经由不同输出通道设备、功率放大器、音箱及空间传播途径到达特定听音区的时延差的过程为：使用时延估计方法估计各通道信号从多通道输出设备输出至传声器采集所经历的时间；选取各通道中用时最长的通道作为基准通道，延迟输出其余通道的信号；其延迟的时间为各通道所用时间相对于基准通道所用时间的时间差；（3）通过该信号处理系统中的模块补偿经由上述不同输出通道设备、功率放大器、音箱及空间传播途径到达特定听音区的频响特性的过程为：针对各路通道实际测得的频响特性设计FIR频响补偿滤波器，通过该补偿滤波器将所有通道的频响曲线的中低频以上部分尽可能地修正为一条直线；该过程的具体步骤为：A、采用扫频信号作为激励信号激励需要补偿通道的扬声器，同时由传声器采集响应信号；B、通过激励信号与响应信号计算出该通道的频响曲线；C、根据具体需要设定频响补偿的起始频率，而截至频率一般设为20kHz；D、选用某一常数除以频率响应函数中由步骤C所选取出的频段内的值并将该频段外的值保持不变，由此获得频响补偿滤波器的频率响应函数；E、对由步骤D获得的频率响应函数做反傅立叶变换得到频响补偿滤波器的冲激响应；F、对由步骤E获得的频响补偿滤波器的冲激响应函数做加窗处理，获得最终的频响补偿滤波器；G、重复步骤A至步骤F的方法，对所有n个通道设计频响补偿滤波器；H、加入步骤G设计的频响补偿滤波器后再次测试所有通道的频响曲线，通过调整各通道的增益系数使得所有通道的频响曲线的中低频以上部分为同一条直线。