Способ и система для выравнивания громкоговорителя в комнате

Способ и система для выравнивания громкоговорителя в комнате

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область изобретения

Изобретение относится к области аппаратуры аудио- и звуковоспроизведения, в частности предлагаются способ и система для выравнивания громкоговорителя в комнате с целью адаптации громкоговорителя и, тем самым, улучшения воспроизведения звука. В частности, выравнивание предназначено для коррекции частотных характеристик, воспринимаемых в положении для прослушивания в комнате, чтобы получить звуковоспроизведение с воспринимаемым нейтральным тембром, в большей мере не зависимым от характеристик комнаты, положения громкоговорителя и положения для прослушивания в комнате.

Предпосылки изобретения

В области звуковоспроизведения, такого как стереосистемы высококачественного звуковоспроизведения или системы объемного звучания для домашнего использования, известно применение предварительного выравнивания для компенсации звуковоспроизведения на окрашивание звука, вносимое комнатой для прослушивания или, скорее, взаимодействием между громкоговорителем и комнатой для прослушивания. Применяются различные подходы для обеспечения улучшенного качества звуковоспроизведения с более нейтральным тембром для прослушивания громкоговорителя в данном положении в данной комнате.

Известные решения включают способы, основанные на измерении передаточных характеристик от громкоговорителя в положении для прослушивания и затем разработке фильтра, корректирующего эту передаточную характеристику. Эти решения имеют ряд известных недостатков, таких как неуправляемые высокие коэффициенты усиления при конкретных низких частотах из-за присутствия мод комнаты, если не выполнять ряд дополнительных изменений. Кроме того, эти типы способов выравнивания могут привести к звуковоспроизведению вне положения для прослушивания, имеющему более сильное окрашивание, чем без выравнивания. Даже очень небольшие перемещения из положения для прослушивания, скажем, на несколько сантиметров, могут в некоторых случаях быть достаточными для значительного ухудшения качества воспринимаемого звука. Пример подхода с одноточечным выравниванием можно увидеть в документе US 4458362.

Как альтернатива, в соответствии с рядом известных способов предлагается усреднение передаточных характеристик, измеренных в нескольких местах вблизи положения для прослушивания, чтобы обеспечить выравнивание, которое даст удовлетворительные результаты для более широкой зоны прослушивания. Однако эти способы часто требуют большого числа изменений и по-прежнему дают довольно плохие результаты при перемещении слушателя за пределы весьма узкой зоны прослушивания. Таким образом, для того чтобы эти способы могли вообще работать, необходимо большое количество ручных коррекций опытным оператором. Пример подхода с многоточечным выравниванием можно увидеть в документе US 6760451.

Есть и другие способы выравнивания, основанные на оценке общего акустического отклика из громкоговорителя в комнате, т.е. в стороне от положения для прослушивания. Это можно проделать путем усреднения изменений, выполненных в нескольких местах в комнате или, альтернативно, путем измерения выходной мощности громкоговорителя или эквивалентного акустического параметра, такого как сопротивление излучения, как описано в ЕР 0772374 В1.

Краткое описание изобретения

Целью настоящего изобретения является создание способа и системы выравнивания громкоговорителя для внесения коррекции на влияние комнаты, в которой он находится, с целью улучшить качество воспринимаемого звуковоспроизведения для человека, слушающего громкоговоритель в положении для прослушивания в комнате. Кроме того, предлагаемый способ должен обеспечить выравнивание громкоговорителя таким образом, чтобы качество звуковоспроизведения улучшилось и для слушателей вне положения для прослушивания. Способ должен быть приемлемым для автоматического расчета фильтра лишь с очень ограниченными задачами для неопытного оператора с высокой вероятностью успешного результата. При этом способ должен быть приемлемым для использования в системе высококачественного звуковоспроизведения, эксплуатируемой обычным неквалифицированным пользователем, для привязки громкоговорителя высококачественного звуковоспроизведения к конкретному положению в жилой комнате с учетом индивидуальных акустических свойств комнаты, ее взаимодействия с громкоговорителем.

В первом аспекте изобретения предлагается способ выравнивания первого громкоговорителя, расположенного в комнате, с тем чтобы внести коррекцию на влияние комнаты, причем способ включает следующие стадии:

1) стадию, на которой измеряют передаточную функцию в положении для прослушивания от электрического входа первого громкоговорителя до звукового давления в положении для прослушивания в комнате,

2) стадию, на которой определяют общую передаточную функцию, представляющую пространственное среднее уровня звукового давления в комнате, создаваемого первым громкоговорителем,

3) стадию, на которой определяют верхний предел усиления как функцию частоты, причем верхний предел усиления основывают на инверсии общей передаточной функции,

4) стадию, на которой определяют выравнивающий фильтр, исходя из инверсии передаточной функции в положении для прослушивания, причем усиление выравнивающего фильтра ограничивают максимальным усилением в соответствии с верхним пределом усиления, и

5) стадию, на которой первый громкоговоритель выравнивают в соответствии с выравнивающим фильтром.

Следует понимать, что на стадии 1) измерение передаточной функции в положении для прослушивания могут выполнять путем одного-единственного измерения в предпочтительном положении для прослушивания в комнате. Альтернативно передаточную функцию в положении для прослушивания могут измерять в нескольких местах с пространственным расположением вокруг положения для прослушивания, включая или не включая положение для прослушивания, но с покрытием зоны прослушивания, например пространственное усреднение, представляющее передаточную функцию для зоны прослушивания.

В последующем описании термины “усиление” и “передаточная функция” упоминаются как значения, представленные на шкале децибел или на эквивалентном представлении, и в целом они рассматриваются как являющиеся функцией частоты. Таким образом, положительное усиление следует понимать как абсолютное усиление более чем на единицу, а отрицательное усиление следует понимать как абсолютное усиление менее чем на единицу. Соответственно, инверсия передаточной функции соответствует изменению знака ее значений величины в дБ, например, если G(f1)=3 дБ, то 1/G(f1)=-3 дБ. Соответственно, прибавление или вычитание передаточных функций также следует понимать как манипуляции, которые необходимо выполнить со значениями величин в дБ.

По способу в соответствии с первым аспектом можно адаптировать громкоговоритель к положению для прослушивания, но при этом с учетом общих свойств комнаты. Даже если выравнивающий фильтр основан на измеренной передаточной функции в конкретное положение для прослушивания, введение зависящего от частоты верхнего предела усиления, основанного на инверсии передаточной функции, представляющей среднее звуковое давление в комнате, выравнивающий фильтр можно сформировать в соответствии с общими акустическими свойствами комнаты, поскольку эти свойства присущи общей передаточной функции.

По этому способу выравнивающий фильтр можно адаптировать к положению для прослушивания при одновременном изменении максимального усиления фильтра с учетом общего характера комнаты. Таким образом, можно избежать расчета выравнивающего фильтра с максимальными усилениями в узких интервалах частот, диктуемыми локальными свойствами в положениях для прослушивания. В соответствии с предложенным способом эти высокие максимальные усиления будут допускать только в случае, если они соответствуют общей тенденции в комнате. При этом верхний предел усиления служит для решения проблемы высокого усиления в конкретных диапазонах низких частот, например, из-за локальной точки в узком диапазоне частот в положении для прослушивания, вызванной модой комнаты. Отсутствие высоких максимальных усилений, особенно при низких частотах, помогает сохранять усилитель мощности и динамические габариты громкоговорителя. Кроме того, он обеспечивает лучшее приспособление к большей зоне прослушивания, поскольку ослабляется специфический локальный акустический характер положения для прослушивания. В целом, в соответствии с предложенным способом можно обеспечить фильтрование громкоговорителя для адаптации к комнате, что даст слушателю возможность прослушивания при значительном ослаблении сильного окрашивания из-за взаимодействия комната-громкоговоритель и при этом без внесения искажений окрашивания в местах вне положения для прослушивания.

Способ в соответствии с первым аспектом может осуществлять и неквалифицированный пользователь, поскольку предлагаемый способ можно практически осуществить в автоматическом варианте, и при этом пользователь получает команды на выполнение разных стадий, относящихся к измерению передаточной функции в положении для прослушивания и определения общей передаточной функции. Пользователь может получать команды в виде текстовых команд на дисплее или посредством команд синтезированной речью. Команды могут быть такими, как: “Вставьте штекер микрофона в гнездо для микрофона и расположите микрофон в предпочтительном для вас положении для прослушивания. Нажмите “ОК”, когда микрофон в положении для прослушивания”. Стадии 1) и 2) требуют некоторого участия пользователя системы, но стадии 3) и 4) могут выполняться автоматически в соответствии с компьютерными алгоритмами. Естественно, стадии 3) и 4) могут выполняться и с большим или меньшим участием квалифицированного оператора, который может пожелать изменить расчет фильтра в ответ, например, на графики, отображающие измеренные передаточные функции, или графики, отображающие целевые фильтр-функции, и т.п.

В зависимости от выбора того, как верхний предел усиления основывается на общей передаточной функции и как выравнивающий фильтр основывается на передаточной функции в положении для прослушивания, можно выполнить выравнивающий фильтр, который а) скорее сфокусирован на конкретное положение для прослушивания или b) скорее не сфокусирован и в целом больше адаптирован к свойствам комнаты.

Несмотря на нумерацию стадий 1)-5), понятно, что несколько можно выполнять в другом порядке, например, стадию 1) можно выполнять после стадий 2) и 3) и т.п. Стадию 5) следует рассматривать как факультативную, поскольку ее необязательно выполнять в тесной связи со стадиями 1)-4), относящимися к расчету выравнивающего фильтра.

Общую передаточную функцию стадии 2) можно определять по-разному, предпочтительно таким образом:

A) общую передаточную функцию рассчитывают исходя из результатов измерения выходной акустической мощности первого громкоговорителя и данных о звукопоглощающих свойствах комнаты, или

B) общую передаточную функцию основывают на среднем по меньшей мере двух передаточных функций в полевых точках, измеренных от электрического входа первого громкоговорителя до звуковых давлений в соответствующих положениях полевых точек, разбросанных по комнате.

В случае А) необходимо измерение акустической мощности на громкоговорителе, например, с использованием метода интенсивности звука. Кроме того, необходимы данные о звукопоглощающих свойствах комнаты, например, основанные на результатах измерений времени реверберации в комнате или основанные на размерах комнаты и информации о звукопоглощающих материалах в комнате.

В случае В) общую передаточную функцию измеряют непосредственно и, таким образом, в нее включают всю соответствующую информацию об акустических свойствах комнаты при условии, что полевые точки выбрали так, чтобы правильно отображать среднее звуковое давление в комнате, которое создают первым громкоговорителем. Поскольку необходимо измерять и передаточную функцию в положении для прослушивания, то для выполнения способа по месту необходимо иметь измерительную аппаратуру, такую как микрофон и средство обработки данных, а передаточные функции в полевых точках, которые используют для определения общей передаточной функции, можно измерять, используя ту же аппаратуру. Общую передаточную функцию предпочтительно основывают на среднем по меньшей мере трех передаточных функций в полевых точках, измеренных от электрического входа первого громкоговорителя до звуковых давлений в соответствующих положениях полевых точек в комнате. Для получения более точной общей передаточной функции ее можно основывать на среднем по меньшей мере шести передаточных функций в полевых точках, измеренных от электрического входа первого громкоговорителя до звуковых давлений в соответствующих положениях полевых точек в комнате. Вообще-то, чем больше полевых точек, тем лучше результат, но за счет более полных измерений. Установлено, однако, что измерения в двух полевых точках дают вполне удовлетворительные результаты.

В одном предпочтительном варианте осуществления, в котором общую передаточную функцию основывают на среднем по меньшей мере одной передаточной функции в полевой точке, измеренной от электрического входа первого громкоговорителя до звукового давления в положении полевой точки в комнате, и передаточной функции в положении для прослушивания. Таким образом, измерение, которое выполняют в положении для прослушивания, выполнять которое необходимо всегда, используют и для получения информации об общих акустических свойствах комнаты. В этом случае для получения удовлетворительного результата, который еще выиграет и от верхнего предела усиления, который основывают на общей передаточной функции, требуется лишь одно дополнительное измерение передаточной функции в полевой точке.

В другом предпочтительном варианте осуществления общую передаточную функцию основывают на среднем по меньшей мере двух передаточных функций в полевых точках, измеренных от электрического входа первого громкоговорителя до звуковых давлений в соответствующих положениях полевых точек, разбросанных по комнате, и передаточной функции в положении для прослушивания.

Предпочтительно, как усреднение передаточных функций, которое включают в расчет общей передаточной функции, используют усреднение мощности, такое как простой вид усреднения мощности, в котором все отдельные подлежащие усреднению передаточные функции равновзвешены. Может, однако, оказаться предпочтительным придавать разный вес в случае, если для получения общей передаточной функции в усреднение включают передаточную функцию в положении для прослушивания.

Вообще-то, по меньшей мере две передаточные функции в полевых точках предпочтительно выбирать в комнате случайно. Предпочтительно, это включает выбор каждого из по меньшей мере двух положений на полностью случайной основе в пределах комнаты. Случайный выбор полевых точек можно основывать, например, на входном сигнале из генератора случайных чисел, с помощью которого положения выбирают случайно в трех размерах на основании предварительно введенных размеров комнаты.

В дополнение к верхнему пределу усиления способ предпочтительно включает стадию, на которой определяют нижний предел усиления как функцию частоты, основываясь на инверсии общей передаточной функции, причем усиление выравнивающего фильтра ограничивают минимальным усилением в соответствии с нижним пределом усиления. Таким образом, верхним и нижним пределами усиления создают границы усиления, в которых ограничивают усиление выравнивающего фильтра. Поскольку как верхний, так и нижний пределы усиления основывают на общей передаточной функции, можно создать ограничения пределов усиления для выравнивающего фильтра, что послужит для адаптации результирующего выравнивающего фильтра к общим акустическим свойствам комнаты, а не для отображения конкретных локальных свойств в положении для прослушивания. Особенно нижний предел усиления служит для того, чтобы не допустить, чтобы пик в частотной области, который наблюдают в передаточной функции в положении для прослушивания, оказывал полный эффект как соответствующий провал в результирующем выравнивающем фильтре, если только пик, который наблюдают в положении для прослушивания, не отображает общую тенденцию в комнате.

Верхний предел усиления предпочтительно определяют как инверсию общей передаточной функции плюс первое положительное усиление, такое как положительное усиление 3 дБ или, альтернативно, первое положительное усиление, равное просто 0 дБ. Первое положительное усиление могут предусматривать зависящим от частоты или не зависящим от частоты. Соответственно, нижний предел усиления определяют как инверсию общей передаточной функции минус второе положительное усиление, такое как второе положительное усиление 3 дБ. Второе положительное усиление могут предусматривать зависящим от частоты или не зависящим от частоты. Эти пути создания разных верхнего и нижнего пределов усиления, которые основывают на общих передаточных функциях и прибавлении/вычитании усилений, можно использовать для создания более или менее жестких границ, в которых допускают усиление выравнивающего фильтра.

Верхний предел усиления могут ограничивать первым интервалом усиления, таким как интервал от 0 дБ до +10 дБ, причем первый интервал усиления предусматривают зависящим от частоты или не зависящим от частоты. Соответственно, нижний предел усиления могут ограничивать вторым интервалом усиления, таким как интервал от -15 дБ до +10 дБ, причем второй интервал усиления предусматривают зависящим от частоты или не зависящим от частоты.

Этими интервалами ограничения можно дополнительно уточнить границы, которыми ограничивают выравнивающий фильтр. Это позволяет, например, вместе с вышеупомянутыми первым и вторым усилениями реализовать автоматический алгоритм с получением удовлетворительного выравнивающего фильтра без необходимости в ручной помощи от оператора, также и в случаях необычных конфигураций громкоговорителя в комнате.

В зависимости от выбранного разрешения по частоте на измеренных передаточных функциях может оказаться предпочтительным включить выполнение операции сглаживания на одной или нескольких передаточных функциях на различных стадиях способа. Способ включает стадию, на которой выполняют операцию сглаживания на общей передаточной функции, например выполняют операцию сглаживания на общей передаточной функции до выполнения стадии 3). Способ может включать стадию, на которой выполняют операцию сглаживания на передаточной функции в положении для прослушивания, например выполняют операцию сглаживания на передаточной функции до выполнения стадии 4). Способ может включать стадию, на которой выполняют операцию сглаживания на передаточной функции, исходя из разницы между передаточной функцией в положении для прослушивания и общей передаточной функцией. Способ может включать стадию, на которой выполняют операцию сглаживания на целевой фильтр-функции до реализации выравнивающего фильтра на основании этого.

Предпочтительно способ включает стадию, на которой до выполнения стадии 4) выравнивают уровень общей передаточной функции с уровнем передаточной функции в положении для прослушивания. Тем самым можно автоматически внести поправку на нежелательную разницу настроек усиления измерительной аппаратуры и т.п., которые могли измениться между измерением в полевых точках и в положении для прослушивания, а также общую разницу уровней передаточной функции в положении для прослушивания и общей передаточной функции, вызванную тем фактом, что уровень звукового давления в положении для прослушивания чаще всего выше, чем уровень звукового давления комнаты, поскольку громкоговоритель часто размещают возле положения для прослушивания. Выравнивание уровней можно выполнять исходя из соответствующих средних уровней общей передаточной функции и передаточной функции в положении для прослушивания, соответствующих средних уровней, рассчитанных в заданном частотном интервале, таком как частотный интервал от 300 Гц до 800 Гц. Выравниванием уровней можно найти общий средний уровень общей передаточной функции и передаточной функции в положении для прослушивания, и этот общий уровень можно использовать в качестве уровней для определения инверсных версий общей передаточной функции и передаточной функции в положении для прослушивания для использования на стадиях 3) и 4).

До выполнения стадии 3) к общей передаточной функции можно применить фильтр. Фильтр предпочтительно используют для удаления общего «комнатного усиления» ближе к нижним частотам, например ниже 200 Гц. Альтернативно или дополнительно фильтр можно установить для удаления влияния направленности первого громкоговорителя, которое проявляется в снижении уровня ближе к повышенным частотам, и, таким образом, для коррекции факта, что во многих обстановках для прослушивания громкоговоритель будет ориентирован так, что его высокочастотный акустический излучатель будет направлен в сторону положения для прослушивания, таким образом создавая здесь более высокий уровень при высоких частотах, чем в комнате в целом.

До выполнения стадии 4) к передаточной функции в положении для прослушивания можно применить фильтр. Фильтр можно использовать в тех же целях, что указаны в предыдущем параграфе относительно факультативного фильтра, который применяют к общей передаточной функции, т.е. для удаления общего «комнатного усиления» ближе к нижним частотам и (или) внесения коррекции на неплоскую или неоднородную частотную характеристику ближе к повышенным частотам.

До выполнения стадии 3) по меньшей мере к передаточной функции в положении для прослушивания можно применить фильтр, чтобы устранить общий эффект пропускания верхних частот, такой как эффект пропускания верхних частот, вносимый первым громкоговорителем. Подобный фильтр можно применить и к общей передаточной функции. Улучшенного расчета выравнивающего фильтра добиваются, если перед тем, как выполнять расчет фильтра, убирают собственную отсечку, присущую громкоговорителю.

Выравнивающий фильтр предпочтительно выполняют как минимальную фазовую аппроксимацию или линейную фазовую аппроксимацию целевой фильтр-функции.

Предпочтительно по меньшей мере одну из функций - передаточную функцию в положении для прослушивания и передаточную функцию в полевой точке - измеряют, подавая в первый громкоговоритель электрический испытательный сигнал, такой как сигнал случайного шума или чистый тональный сигнал, и собирая соответствующий акустический отклик в комнате.

В вариантах осуществления способа, например для стереопары громкоговорителей, способ включает стадию, на которой определяют второй выравнивающий фильтр для второго громкоговорителя, расположенного в комнате, и стадию, на которой выравнивают второй громкоговоритель в соответствии со вторым выравнивающим фильтром. Измерение передаточной функции в положении для прослушивания и (или) полевых точках можно выполнять, одновременно подавая в первый и второй громкоговорители электрические испытательные сигналы, предпочтительно идентичные электрические испытательные сигналы, и собирая в комнате соответствующий акустический отклик. Аналогичным образом передаточные функции в полевых точках можно измерять с помощью одновременных испытательных сигналов, которые подают в оба громкоговорителя. При этом в одно измерение включают акустические «вклады» от обоих громкоговорителей.

Альтернативно измерение передаточной функции в положении для прослушивания для первого и второго громкоговорителей выполняют отдельно. Для этого случая передаточные функции, которые измерили отдельно для первого и второго громкоговорителей, могут суммировать для получения общей передаточной функции в положении для прослушивания для первого и второго громкоговорителей так, чтобы математически суммировать акустические вклады обоих громкоговорителей с использованием наложения. В соответствии с этой альтернативой подобную операцию можно выполнить для измерения передаточных функций в полевых точках.

Может оказаться предпочтительным выполнить первый и второй выравнивающие фильтры с идентичными передаточными характеристиками, тем самым облегчая операцию расчета фильтра.

В вариантах осуществления способа, например для обстановки для прослушивания нескольких громкоговорителей для объемного звучания, такого как громкоговоритель типа 5.1, способ может включать стадию, на которой определяют несколько выравнивающих фильтров для соответствующих нескольких громкоговорителей, расположенных в комнате, и стадию, на которой выравнивают несколько громкоговорителей в соответствии с соответствующими несколькими выравнивающими фильтрами. Измерение передаточной функции в положении для прослушивания могут выполнять, одновременно подавая в несколько громкоговорителей электрические испытательные сигналы, предпочтительно идентичные электрические испытательные сигналы, и собирая в комнате соответствующий акустический отклик. Альтернативно измерение передаточной функции в положении для прослушивания выполняют отдельно по меньшей мере для двух из нескольких громкоговорителей, например отдельно для всех из нескольких громкоговорителей. Понятно, что подобные способы измерения можно использовать и для измерений передаточных функций в полевых точках.

Передаточную функцию в положении для прослушивания можно альтернативно измерять путем сочетания одновременной подачи электрических испытательных сигналов в первую подгруппу из нескольких громкоговорителей, а на второй подгруппе из нескольких громкоговорителей выполняют отдельные измерения. Соответствующую альтернативу можно использовать и для измерений в полевых точках.

Как еще одна альтернатива, передаточную функцию в положении для прослушивания можно альтернативно измерять путем одновременной подачи электрических испытательных сигналов в первую подгруппу из нескольких громкоговорителей и отдельно подачи электрических испытательных сигналов во вторую подгруппу из нескольких громкоговорителей. Соответствующую альтернативу можно использовать и для измерений в полевых точках.

Для всех описанных вариантов осуществления все измеренные передаточные функции предпочтительно имеют разрешение по частоте, эквивалентное 1/12 октавы или лучше. Способ предпочтительно применяют во всем диапазоне звуковых частот, но могут применять и лишь в его ограниченной части, например в диапазоне 20-5000 Гц или 20-1000 Гц, и при этом выравнивающий фильтр выполняют с плоской характеристикой величина-частота в остальной части диапазона звуковых частот.

Во втором аспекте предлагается считываемый компьютером программный код, предназначенный для осуществления способа в соответствии с первым аспектом. Программный код может находиться на носителе данных, например на плате памяти, дискете, жестком диске, в постоянном запоминающем устройстве, оперативном запоминающем устройстве и т.п. Программный код может адаптироваться для выполнения в устройстве общего назначения, таком как персональный компьютер, или специальном устройстве, таком как измерительное устройство или аудиоустройство.

Теми же преимуществами, что и описаны для способа в соответствии с первым аспектом, обладает и программный код в соответствии со вторым аспектом.

В третьем аспекте предлагается система, предназначенная для осуществления способа в соответствии с первым аспектом, содержащая:

- измерительную систему, предназначенную для выполнения стадий 1)-4) способа в соответствии с первым аспектом, и

- фильтрующее средство, предназначенное для выполнения стадии 5) способа в соответствии с первым аспектом.

Теми же преимуществами, что и описаны для способа в соответствии с первым аспектом, обладает и система в соответствии с третьим аспектом.

В одном варианте осуществления измерительная система и фильтрующее средство реализованы как отдельные устройства, предназначенные для взаимосвязи через интерфейс. По меньшей мере одно из этих отдельных устройств может быть автономным.

В альтернативном варианте осуществления измерительная система и фильтрующее средство объединены в одно устройство. Это одно устройство может быть реализовано как схемная плата, предназначенная для вставки в звукоусилитель или другое аудиоустройство. Альтернативно это одно устройство может быть автономным, например устройством, предназначенным для подключения к обычной системе высококачественного звуковоспроизведения.

Измерительная система может быть реализована как компьютер, например персональный компьютер, с интерфейсом, предназначенным для загрузки коэффициентов фильтра в фильтрующее средство в соответствии с выравнивающим фильтром.

В четвертом аспекте предлагается аудиоустройство, содержащее по меньшей мере измерительную систему или фильтрующее средство в соответствии с третьим аспектом. Аудиоустройство может содержать как измерительную систему, так и фильтрующее средство. Аудиоустройством может быть, например, усилитель, приемник объемного звучания и т.п.

Теми же преимуществами, что и описаны для способа в соответствии с первым аспектом, обладает и система в соответствии с четвертым аспектом.

Краткое описание графического материала

Далее приводится подробное описание изобретения со ссылками на прилагаемые фигуры, на которых:

на фиг.1 представлены основные части предлагаемой системы выравнивания в комнате,

на фиг.2 представлены графики с примерами 9 измеренных передаточных функций, измеренных в комнате (тонкие линии). На верхнем графике жирной линией показана общая передаточная функция G, являющаяся средним мощности 9 измеренных передаточных функций, а на нижнем графике жирной линией показана для сравнения передаточная функция в положении для прослушивания L,

на фиг.3, верхняя часть, представлена общая передаточная функция G (жирная линия) с горизонтальной линией, показывающей средний уровень общей передаточной функции G в частотном интервале 300-800 Гц, и наклонной линией, показывающей общий снижающийся уровень ближе к повышенной частоте общей передаточной функции G, а в нижней части показана откорректированная версия G' (жирная линия),

на фиг.4 представлены инверсные версии откорректированной общей передаточной функции 1/G' и откорректированной передаточной функции в положении для прослушивания 1/L' соответственно, где L и G выровнены по уровню, чтобы подходить друг к другу,

на фиг.5, верхний график, приведены примеры верхнего и нижнего пределов усиления UGL, LGL соответственно, основанных на 1/G', а нижний график иллюстрирует целевую фильтр-функцию Т, которая является ограниченной усилением версией инверсной передаточной функции в положении для прослушивания 1/L',

на фиг.6 представлено то же, что на фиг.5, но для другого примера верхнего и нижнего пределов усиления UGL, LGL соответственно с другой результирующей целевой фильтр-функцией Т (нижний график),

фиг.7 иллюстрирует для примера на фиг.5 целевую фильтр-функцию Т и ее сглаженную версию, которая образует передаточную функцию для реализации в качестве выравнивающего фильтра F, и

фиг.8 иллюстрирует пример предпочтительного подъема частотной характеристики в области нижних звуковых частот из-за общего «комнатного усиления» ближе к нижним частотам.

Хотя возможны различные изменения и альтернативные виды, для примера показаны на чертежах и будут подробно описаны ниже конкретные варианты осуществления. Следует, однако, понимать, что изобретение не предназначено для того, чтобы ограничиваться конкретными раскрытыми видами. Напротив, изобретение охватывает все изменения, эквиваленты и альтернативы в пределах сущности и объема изобретения, определенных прилагаемой формулой изобретения.

Описание предпочтительных вариантов осуществления

Фиг.1 служит для иллюстрации основных элементов предлагаемого варианта осуществления изобретения. Громкоговоритель L1 расположен в комнате, например в жилой комнате, с положением для прослушивания LP. Громкоговоритель L1 может быть частью обычной стереосистемы высококачественного звуковоспроизведения, такой как показанная с усилителем мощности и CD-плеером, подключенными к громкоговорителю L1. Как показано, выравнивающий фильтр F, т.е. предварительный фильтр, в соответствии с изобретением введен в цепь воспроизведения между источником сигналов (CD-плеером) и усилителем мощности с основной целью по меньшей мере частичной коррекции звуковоспроизведения в положении для прослушивания LP на влияние комнаты или, скорее, влияние от взаимодействия между громкоговорителем L1 и комнатой.

Как показано, входными данными в систему для выравнивания в комнате являются: а) измеренная передаточная функция в положении для прослушивания L от электрического входа громкоговорителя L1 до звукового давления в положении для прослушивания и b) общая передаточная функция G, представляющая пространственное среднее уровня звукового давления в комнате, созданного громкоговорителем L1. В представленном варианте осуществления общая передаточная функция G основана на среднем, предпочтительно среднем по мощности, трех передаточных функций в полевых точках G1, G2, G3, измеренных от электрического входа громкоговорителя L1 до звуковых давлений до соответствующих положений трех полевых точек PF1, PF2, PF3, разбросанных по комнате - т.е. полевые точки должны быть разбросаны не только вокруг LP, а по всей комнате. Таким образом, общая передаточная функция G служит для отображения общей акустической тенденции или характера комнаты, в то время как передаточная функция в положении для прослушивания L включает точный акустический характер положения для прослушивания LP.

Для того чтобы обеспечить полную коррекцию в положении для прослушивания LP, выравнивающий фильтр F должен рассчитываться основанным на целевой фильтр-функции, равной 1/L. Однако на практике человек или несколько человек, слушающих громкоговоритель L1, не будут находиться в одной-единственной точке. Кроме того, выбор 1/L как целевой фильтр-функции приведет в целом к бесконечному усилению в узких полосах частот при низких частотах из-за мод комнаты. В настоящем изобретении эти проблемы решаются путем изменения целевой 1/L путем введения верхнего предела усиления UGL, зависящего от частоты, и, факультативно, еще и нижнего предела усиления LGL, зависящего от частоты, причем оба эти предела усиления основаны на 1/G. После этого выравнивающий фильтр F рассчитывается основанным на 1/L, но при этом усиление выравнивающего фильтра F ограничивается максимальным усилением в соответствии с UGL и, факультативно, с дополнительным ограничением, которым этот фильтр F ограничивается минимальным усилением в соответствии с LGL.

При этом получается выравнивающий фильтр F, который корректирует конкретные характеристики положения для прослушивания, но ограничивается коррекцией на характеристики, являющиеся общими для комнаты. Результирующий выравнивающий фильтр F обеспечит хороший воспринимаемый эффект и для прослушивания в местах вне положения для прослушивания LP, но рядом с ним, и, кроме того, фильтр F обеспечит преимущественные эффекты в местах далеко от положения для прослушивания LP.

Электроакустические передаточные функции L, G1, G2, G3 могут измеряться известным образом с использованием микрофона и методов измерения, известных в области акустических измерений, например методов, основанных на псевдослучайном шуме, таких как методы с последовательностями максимальной продолжительности или спектрометрия с задержкой по времени.

В предпочтительном методе измерения передаточной функции используют чистые тона с разнесенными на 1/12 октавы частотами в диапазоне частот 20-20,000 Гц. Предпочтительно использую