自动的扬声器极性检测制造技术

在一些实施方式中，用于自动检测扬声器例如安装在影院环境中的扬声器的极性的方法。在一些实施方式中，该方法使用一组麦克风来确定一组扬声器(例如，扬声器和/或多驱动器扬声器的驱动器)的相对极性，包括通过以下方式确定相对极性：测量脉冲响应，包括每个扬声器麦克风对的脉冲响应；将扬声器聚类成组的集合，每个组包括在至少一个方面彼此相似的至少两个扬声器；并且针对每个组，对该组中的扬声器的脉冲响应对(例如，脉冲响应的经处理版本对)的互相关进行确定和分析以确定扬声器的相对极性。其他方面包括被配置(例如，被编程)成执行本发明专利技术的方法的任何实施方式的系统以及存储用于实现本发明专利技术的方法的任何实施方式的代码的计算机可读介质(例如，盘)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】 相关申请的交叉引用 本申请要求2013年1月24日提交的美国临时专利申请第61/756,088号的优先 权，通过引用将其全部内容合并到本文中。
本专利技术涉及用于检测音频播放系统中的扬声器的极性的系统及方法。典型的实施 方式是用于自动检测被安装在影院（影剧院）环境中的扬声器的极性的系统及方法。
技术介绍
影院音响行业目前正在经历从广泛使用具有少数声道的多声道扬声器系统（例 如，具有5个或7个全范围声道的5. 1或7. 1声道系统）到使用提供更多个声道（通常，N 个全范围声道，其中，12 <N< 64)的新系统的显著变化。扬声器通常位于听者上方的整个 半球（hemisphere)之上的这种新系统使得声音能够在该半球内精确定位和运动，并且可 以重建更真实的"3D"氛围和混响。在本文中，有时会使用表达"许多声道（many-channel) 系统"（相比于"多声道（multi-channel)"系统）来指代新型系统，在该新型系统中，全范 围声道的数量远大于7。 预期的是，在典型使用中，许多声道系统将基于幅度平移（amplitude-panning) 来平移声源，对于给定的声源，幅度平移强烈地依赖于来自参与再现的几个扬声器（一大 组安装的扬声器的子集）的信号的相干性。甚至在与立体声系统一样简单的系统中，如果 两个扬声器的响应（幅度和相位）被错误地匹配，则声音的意在在扬声器之间平移的感知 位置可以模糊地被呈现，或者甚至在扬声器之间的区域外部。 因此，对于新的许多声道扬声器系统的目前全球部署而言必要的是，技术上可达 到确保给定的播放场所中的所有声道被正确地匹配。大多数现有的均衡（equalization) 处理关注于对不同声道的幅度响应进行校正，这确保跨声道的音质感知的正确匹配。然而， 为了确保遍及整个系统的正确的声音成像，需要解决每个声道的相位响应的匹配。 在许多声道安装中遇到的最常见的问题之一是：大量声道的极性被反转。这通常 是由于在建立阶段期间错误的布线或者音频链的部件之一内部的错误布线。后者更难以由 安装者检测和修理，因为所有可见的布线实际上是正确的。然而，在这两种情况下，当具有 错误的扬声器极性的声道参与声音平移时，将严重地危害声音成像。 此外，在多路有源或无源扬声器系统（具有多个驱动器）中，极性反转会影响驱动 器中的仅一个驱动器。当在低音驱动器中发生错误极性时，如心理声学文献中众所周知的， 可以如同在全部扬声器极性系统被反转时一样严重地危害声音成像。因此，重要的是不仅 确保跨声道的正确的极性匹配而且确保跨单个声道中的不同驱动器的正确的极性匹配。 重要的是，将扬声器极性检测实现为自动的并且避免花费额外时间。专利技术人已经 认识到，为了实现快速和自动的扬声器极性检测，应当避免使用声脉冲群（toneburst)或 非对称信号（如在1991年10月4日至8日在纽约举办的第91届音频工程协会会议上 D.B.Keen,Jr?提出的论文"MeasurementofPolarityBand-LimitedSystems(极性带限 系统的测量）"）。 随着被安装在典型的播放场所中的声道数量的预期增大，错误极性问题的可能性 相应地增大。不幸地，建立许多声道扬声器系统所需要的时间会较长。因此，预期的是，许 多声道系统安装者检查和校正错误极性问题的时间通常将较少。因此，会期望提供以下方 法：一方面，该方法自动执行这种检测，并且另一方面，该方法不对建立所需要的时间具有 显著的影响。后一限制喜好以下方法：不要求针对极性分析具体定制的另外信号的发出和 捕获，而是能够重新使用在新安装的扬声器阵列的常规的初始校准或对准（有时称作均衡 或剧院均衡）期间正常执行的测量。 最终，期望用于确定扬声器极性的自动方法对于测量麦克风在播放场所中的类型 和位置的选择是鲁棒的，以及对于由于在场所中存在不同的扬声器模型以及扬声器在场所 中的位置的差异导致的相位响应的细节中的自然差异是鲁棒的。不幸地，延迟、混响和噪声 使常规的极性检查方法不准确和/或具有其他问题。 在2006年3月9日公开的美国专利申请公开第2006/0050891号中描述了用于自 动确定扬声器相位的常规方法。该方法包括以下步骤：用脉冲驱动扬声器，使用麦克风捕获 所产生的发出的声音，根据捕获的音频确定脉冲响应（从扬声器至麦克风），并且通过确定 脉冲响应的第一峰（第一峰的幅度的绝对值超过预定阈值）的符号来确定扬声器的极性。 如果第一峰的幅度的符号为正，则该方法确定扬声器具有正极性。然而，该方法受制于如 下限制：该方法不确定测量的脉冲响应的质量，并且从而会不期望地根据错误测量的响应 (例如，仅指示噪声的响应）来确定扬声器极性。
技术实现思路
在典型的实施方式中，本专利技术是用于自动检测音频播放系统的扬声器（例如，安 装在影院环境中的扬声器）的相对极性的方法。本专利技术的方法的典型实施方式可以在家庭 环境以及影院环境中执行，例如，其中麦克风输出信号的所需要的信号处理在家庭剧院设 备（例如，具有用于执行该方法的麦克风的被运送至用户的AVR或蓝光播放器）中被执行。 在第一类实施方式中，本专利技术是用于使用播放环境中的一组M个麦克风来确定播 放环境中的（例如，许多声道播放系统或其他多声道播放系统的）一组N个扬声器的相对 极性的方法，其中，M是正整数（例如，M= 1或2)并且N是大于1的整数。该方法通常检 测声道间的极性反转，其中每个声道包括扬声器（例如，包括一个或更多个驱动器的全范 围扬声器），并且还可以检测至少一个声道中的特定驱动器间（即，单个多驱动器扬声器的 驱动器间）的极性反转。在第一类的典型实施方式中，该方法包括以下步骤： (a)测量脉冲响应，包括每个扬声器麦克风对的脉冲响应。通常，这通过以下操作 来进行：用宽带激励（例如，如果使用脉冲确定算法，脉冲或噪声信号或正弦波扫描）驱动 每个扬声器，获得指示在从每个被驱动的扬声器发出声音期间由每个麦克风捕获的声音的 音频数据，并且通过对音频数据进行处理来确定脉冲响应； (b)将扬声器聚类成组的集合（一个组或多个组），该集合中的每个组包括在至少 一个方面彼此相似的至少两个扬声器；以及 (c)针对每个所述组，确定该组中的扬声器的脉冲响应对的互相关，并且根据互相 关来确定所述组中的扬声器的相对极性。 由于各自具有域的两个脉冲响应的互相关是具有相同域的函数，所以在本文中可 相互交换地使用术语"互相关"和"互相关函数"。如果与所比较的脉冲响应对相对应的扬 声器（扬声器或驱动器）同相，则响应的互相关函数的峰值为范围在0与1.0之间的正值 (这假定其正值在指出的范围内的归一化的互相关函数。应当假定本文中提及的互相关函 数是这样被归一化的）。如果与所比较的脉冲响应对相对应的扬声器180°异相，则响应的 互相关函数的峰值是范围在〇与-1.0之间的负值。在典型实施方式中，步骤（c)包括以 下步骤：（针对每个组）确定与该组中的两个扬声器对应的每对脉冲响应的互相关的峰值， 当确定该峰值为正并且超过预定正阈值（通常正阈值的范围为从〇. 3至0. 5)时确定这两 个扬声器同相，而当确定该峰值为负并且其绝对值超过预定正阈值时确定这两个扬声器异 相。 通常本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用播放环境中的一组M个麦克风来确定所述播放环境中的一组N个扬声器的相对极性的方法，其中，M是正整数，并且N是大于1的整数，所述方法包括以下步骤：(a)测量脉冲响应，包括每个扬声器麦克风对的脉冲响应；(b)将所述扬声器聚类成组的集合，所述集合中的每个组包括在至少一个方面彼此相似的至少两个扬声器；以及(c)针对每个所述组，确定所述组中的扬声器的脉冲响应对的互相关，并且根据所述互相关确定所述组中的扬声器的相对极性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克·F·戴维斯，路易·D·菲尔德，安东尼奥·马特奥斯·舒莱，朱利奥·琴加莱，苏尼尔·巴里特卡，
申请(专利权)人：杜比实验室特许公司，杜比国际公司，
类型：发明
国别省市：美国;US