[发明专利]一种阵列扬声器及使用该扬声器的音频处理方法

摘要

本发明公开一种阵列扬声器及使用该扬声器的音频处理方法。该阵列扬声器包括加权FIR系数存储和分配器、加权FIR滤波器、数字功率放大器和以阵列形式排布的扬声器单元。所述加权滤波器连接输入信号，并与数字功率放大器相连。所述数字功率放大器的输出与扬声器单元相连。本发明具有很好的可变指向性，结果简单，运算量小，波束旁瓣低，主瓣指向准确，易于在通用的DSP平台上实现。

主权项

一种音频处理方法，其特征在于，该方法使用了阵列扬声器，该阵列扬声器包括若干扬声器单元、加权FIR系数存储和分配器、加权FIR滤波器，数字功率放大器及扬声器单元，该方法包括以下步骤：加权FIR滤波器接收输入信号，所述输入信号的声波包括主瓣波束及副瓣波束，所述主瓣波束期望指向角度a，对于某个期望的波束主瓣指向角通过对信号的不同子带，可离线应用切比雪夫加权的窄带信号波束形成的权系数求解算法得出；所述加权FIR系数存储和分配器存储波束主瓣指向角a和扬声器单元所对应的加权FIR滤波器系数，并根据当前期望的波束主瓣指向角选出对应的系数将其分配给与之相连的加权FIR滤波器，所述加权FIR滤波器用于完成对信号的加权滤波，以得到期望的波束，所述数字功率放大器放大信号，其输出送至扬声器单元；所述加权FIR滤波器的系数通过以下步骤得出：信号频率的下限和上限频率分别为F0和Fh，将F0到Fh之间均匀划分为K个子带，第k个子带的中心频率为Fk，对于最低的子带中心频率F1，设定旁瓣衰减级为D，用切比雪夫方法计算在此条件下均匀线列阵的权值和对应的主波束宽度:第i个扬声器单元的切比雪夫加权计算公式如下：Wi=wi*exp(j*2*pi*F1*d0*（i‑1）*sin(a/180*pi)/c)；其中c为声速，j为虚数单位，pi为圆周率，M为扬声器单元数量，并取值为偶数，d0为扬声器间距， wi的计算公式为，其中，γ为主旁瓣比，它与最大旁瓣级的关系表示为D=‑20logγ，对其它频率Fk，通过设定低于D的旁瓣级，使主波束展宽。