一种封闭空间自动调音系统技术方案

本发明专利技术涉及音频处理技术领域，尤其涉及一种封闭空间自动调音系统。包括空间采集单元，通过确定空间体积初步确定启用音频采集单元的数量；音频输出单元的功放控制扬声器输出功率以驱动产生音频；音频采集单元通过噪声采集模块和测试音频采集模块来采集环境噪声信号和各个扬声器输出的测试音频，并记录其频响曲线和采集时间；音频分析单元则通过对测试音频采集模块采集到的测试音频进行分析，得出其频响曲线的复杂度，并根据复杂度来调整测试音频采集模块的数量；自动调音单元包括用于降噪的降噪模块、消除延时的自适应消延模块、精细控制不同频段的增益的均衡器和自适应调音模块，从而实现高质量的自动调音效果。从而实现高质量的自动调音效果。从而实现高质量的自动调音效果。

【技术实现步骤摘要】
一种封闭空间自动调音系统


[0001]本专利技术涉及音频处理
，尤其涉及一种封闭空间自动调音系统。

技术介绍

[0002]在不同的封闭空间环境下，人们往往需要调整音频输出以达到最佳听觉效果。然而，手动调整音量和其他参数是一项繁琐的任务，并且需要专业知识和经验。
[0003]中国专利公开号：CN113747336B公开了一种基于音频处理器在不同空间中调音适配声场的方法；其特征在于，按下一键调音键使音频处理器的调音程序启动后，自动执行以下步骤实现调音以适配声场：S1.音频处理器控制所有扬声器同时播放白噪声信号，由麦克风采集白噪声信号，根据每一路通道的麦克风采集的信号振幅判断是否接入麦克风、接入的麦克风类型，给不同麦克风赋予不同的硬件增益；S2.音频处理器根据输出通道序号，使每一个输出通道扬声器逐次播放预定频率的正弦信号，再用所有接入的麦克风采集信号，根据所有接入的麦克风所采集信号的最大振幅和谐波失真率,确定每个输出通道是否接入扬声器，确定音频处理器接入的扬声器的通道数量；S3.判断出接入的麦克风数量以及扬声器数量基础上，音频处理器使每一个接入的扬声器逐次播放白噪声信号，由所有接入的麦克风采集白噪声信号，根据所有麦克风采集的最大信号振幅，跟扬声器单步调试阈值进行对比，得出实际采集振幅跟扬声器单步调试阈值的差值，使用该差值逐次调整对应的扬声器的硬件增益；S4.控制所有检测到的扬声器同时播放白噪声信号，根据检测到的麦克风所采集的信号振幅，对比全部扬声器调试阈值，重新同步调整所有扬声器的硬件增益；S5.进入复检程序，控制所有扬声器同时播放白噪声信号，根据每一个麦克风采集到声音的幅度对比麦克风复检阈值，对应调整麦克风增益；S6.控制所有扬声器再次同时播放白噪声信号，由麦克风采集白噪声信号，根据所有麦克风采集信号的下混音信号的每一帧振幅的变化，设置声音延时，根据振幅的变化率，设置滤波器长度，利用回声消除算法进行回声消除；S7.确定一键调音键按下时间，根据按下时间确定对应的调音场景，根据确定出的调音场景确定对应的调音步骤是否终结，终结调音或继续调音。
[0004]由此可见，所述一种基于音频处理器在不同空间中调音适配声场的方法存在以下问题：空间感知不精确，频响曲线复杂度高，由于环境噪声、音频采集不准确等因素影响，频响曲线往往非常复杂，难以有效控制，并且由于各个扬声器之间存在延时差异，容易导致听觉效果不好，噪声干扰。

技术实现思路

[0005]为此，本专利技术提供一种封闭空间自动调音系统，用以克服现有技术中空间感知不精确，频响曲线复杂度高难以有效控制，各个扬声器之间存在延时差异，听觉效果不好，噪声干扰的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供一种封闭空间自动调音系统，其特征在于，包括：
[0007]音频输出单元，用以输出音频，该音频输出单元包括功放和扬声器；
[0008]空间采集单元，用以确定封闭空间的体积以确定音频采集单元的数量；
[0009]音频采集单元，其分别与所述音频输出单元和空间采集单元相连，所述音频采集单元包括用以在扬声器输出测试音频前采集环境噪声信号并判断是否发送给降噪模块的噪声采集模块和用以采集各个扬声器输出的测试音频并记录频响曲线和采集时间的测试音频采集模块；
[0010]音频分析单元，其与所述音频采集单元相连，用以通过对所述测试音频采集模块采集的测试音频进行分析以确定频响曲线的复杂度，并根据该复杂度来调整测试音频采集模块的数量；
[0011]自动调音单元，其与所述音频分析单元相连，该自动调音单元包括用以对接收到的环境噪声信号进行降噪的降噪模块；用以消除各个扬声器之间的延时情况的自适应消延模块；用以分析频响曲线各个频段振幅均衡器和用以判断频响曲线不同频段是否需要继续增益的自适应调音模块。
[0012]进一步的，所述空间采集单元根据采集到的空间体积与预设空间体积标准的比对结果初步确定启用音频采集单元的数量。
[0013]进一步的，所述噪声采集模块根据采集到的环境噪声信号频率与环境噪声信号频率阈值的比对结果确定是否将环境噪声信号发送给降噪模块；
[0014]若环境噪声信号频率超出环境噪声信号频率阈值，则所述音频采集模块将不发送环境噪声信号给降噪模块，同时所述音频分析单元对所述测试音频采集模块采集的测试音频进行分析；
[0015]若环境噪声信号频率未超出环境噪声信号频率阈值，则所述音频采集模块将环境噪声信号发送给降噪模块。
[0016]进一步的，所述降噪模块根据环境噪声信号频率与环境噪声信号频率阈值的频率差值
△
Z确定所述降噪模块的降噪方式，所述降噪方式包括第一降噪方式和第二降噪方式，其中，第一降噪方式为白噪音遮盖法，第二噪方式为反相干涉法。
[0017]进一步的，所述音频分析单元根据测试音频采集模块采集到的测试音频的频响曲线的平均复杂度确定是否增加测试音频采集模块的数量；
[0018]其中，频响曲线的复杂度F可以通过计算频响曲线的频率分布得到，设定F＝(fn
‑
f1)/(N
‑
1)，其中fn为单个测试音频采集模块采集的测试音频的最高频率，f1为单个测试音频采集模块采集的测试音频的最低频率，N为采样频率；
[0019]其中，所述音频分析单元根据测试音频频响曲线的平均复杂度与平均复杂度标准的差值确定增加测试音频采集模块的数量。
[0020]进一步的，所述自适应消延模块根据测试音频采集模块采集各个扬声器输出测试音频的时间差确定对所述测试音频的消除延时方式，消除延时方式包括第一消除延时方式和第二消除延时方式，其中第一消除延时方式为使用数字信号处理器，通过自适应滤波算法补偿延迟效果以消除延时；第二消除延时方式为调整扬声器位置以消除延时。
[0021]进一步的，所述均衡器根据测试音频频响曲线的复杂度方差与标准复杂度方差的比对结果确定测试音频采集模块的合格率从而确定均衡器的频率范围，设定
[0022]D(F)＝E{∑[F
‑
E(F)]2}(1)
[0023]其中，D(F)为复杂度方差，D(F0)为标准复杂度方差，E(F)为复杂度的期望；
[0024]若D(F)≤D(F0)，所述音频分析单元确定测试音频采集模块的合格率为第一合格率，则对应所述均衡器的频率范围取第一频率范围；
[0025]若D(F)＞D(F0)，所述音频分析单元确定测试音频采集模块的合格率为第二合格率，则对应所述均衡器的频率范围取第二频率范围。
[0026]进一步的，所述均衡器根据频响曲线的低音频段振幅确定低音频段的增益值，所述均衡器根据频响曲线的中音频段振幅确定中音频段增益值，所述均衡器根据频响曲线的高音频段振幅确定高音频段增益值。
[0027]进一步的，所述自适应调音模块根据频响曲线的低音频段振幅与低音频段标准振幅的差值确定是否对低音频段继续增益；所述自适应调音模块根据频响曲线的中音频段振幅与中音频段标准振幅的差值确定是否对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种封闭空间自动调音系统，其特征在于，包括：音频输出单元，用以输出音频，该音频输出单元包括功放和扬声器；空间采集单元，用以确定封闭空间的体积以确定音频采集单元的数量；音频采集单元，其分别与所述音频输出单元和空间采集单元相连，所述音频采集单元包括用以在扬声器输出测试音频前采集环境噪声信号并判断是否发送给降噪模块的噪声采集模块和用以采集各个扬声器输出的测试音频并记录频响曲线和采集时间的测试音频采集模块；音频分析单元，其与所述音频采集单元相连，用以通过对所述测试音频采集模块采集的测试音频进行分析以确定频响曲线的复杂度，并根据该复杂度来调整测试音频采集模块的数量；自动调音单元，其与所述音频分析单元相连，该自动调音单元包括用以对接收到的环境噪声信号进行降噪的降噪模块；用以消除各个扬声器之间的延时情况的自适应消延模块；用以分析频响曲线各个频段振幅均衡器和用以判断频响曲线不同频段是否需要继续增益的自适应调音模块。2.根据权利要求1所述的封闭空间自动调音系统，其特征在于，所述空间采集单元根据采集到的空间体积与预设空间体积标准的比对结果初步确定启用音频采集单元的数量。3.根据权利要求2所述的封闭空间自动调音系统，其特征在于，所述噪声采集模块根据采集到的环境噪声信号频率与环境噪声信号频率阈值的比对结果确定是否将环境噪声信号发送给降噪模块；若环境噪声信号频率超出环境噪声信号频率阈值，则所述音频采集模块将不发送环境噪声信号给降噪模块，同时所述音频分析单元对所述测试音频采集模块采集的测试音频进行分析；若环境噪声信号频率未超出环境噪声信号频率阈值，则所述音频采集模块将环境噪声信号发送给降噪模块。4.根据权利要求3所述的封闭空间自动调音系统，其特征在于，所述降噪模块根据环境噪声信号频率与环境噪声信号频率阈值的频率差值确定所述降噪模块的降噪方式，所述降噪方式包括第一降噪方式和第二降噪方式，其中，第一降噪方式为白噪音遮盖法，第二噪方式为反相干涉法。5.根据权利要求4所述的封闭空间自动调音系统，其特征在于，所述音频分析单元根据测试音频采集模块采集到的测试音频的频响曲线的平均复杂度确定是否增加测试音频采集模块的数量；其中，频响曲线的复杂度F可以通过计算频响曲线的频率分布得到，设定F＝(fn
‑
f1)/(N
...

【专利技术属性】
技术研发人员：段晓东，刘兴杰，蔡利辉，
申请(专利权)人：松川国际电子广东有限公司，
类型：发明
国别省市：