[发明专利]一种用于产生声场的装置和方法

权利要求书

1.一种基于输入音频信号产生声场的装置(100)，其特征在于，所述装置(100)包括：

多个换能器(107A至107L)，其中，每个换能器用于被对应的换能器驱动信号q_l驱动，l∈{1，...，L}，l表示第l个换能器；

多个滤波器(105A至105L)，用于为每个换能器生成其换能器驱动信号q_l，其中，每个所述滤波器由滤波器传递函数所定义，所述换能器的换能器驱动信号q_l是基于所述换能器的所述滤波器传递函数以及所述输入音频信号；

控制单元(101)，用于提供或接收维度为L的第一换能器驱动信号矢量q₀，使得J(q；ψ)关于q的梯度在(q₀；ψ₀)中为0，其中，J(q；ψ)是以维度为L的换能器驱动信号矢量q和维度为M×M的权重矩阵ψ为变量的基于加权压力匹配WPM代价函数，ψ₀是维度为M×M的第一权重矩阵；其中

所述控制单元(101)还用于提供维度为L的第二换能器驱动信号矢量使得所述基于WPM代价函数J(q；ψ)关于q的梯度在中为0或接近于0，是维度为M×M的第二权重矩阵，

其中，所述控制单元(101)具体用于基于以下参数提供所述第二驱动信号矢量

所述第一换能器驱动信号矢量q₀；

所述第一权重矩阵Ψ₀；

所述第二权重矩阵其中，所述基于WPM代价函数是每个区域中的平方加权再现误差与阵列成本控制项的和，即：是包括M个控制点的集合的M个目标压力值且维度为M的目标压力矢量，m∈{1，...，M}，p是包括所述M个控制点的集合的M个压力值p_m的且维度为M的压力矢量，m∈{1，...，M}，β是区间[0，∞)内的正则化参数；其中，表示包括第m个控制点的再现误差的WPM权重0≤Ψ_m≤1的平方根的M×M对角矩阵。

2.根据权利要求1所述的装置(100)，其中，所述控制单元(101)用于基于N阶的截短诺依曼级数计算所述第二换能器驱动信号矢量

其中，Z是维度为M×L的转移矩阵，I为维度为K×K的单位矩阵，Δψ表示ψ₀和之间的差，上标^H表示厄米特转置。

3.根据权利要求2所述的装置(100)，其中，所述声场(110)包括声学亮区(110a)、声学暗区(110b)以及声学灰区(110c)，所述代价函数J(q；ψ)由以下等式给出：

其中，在限定条件下，对于每个m∈B，J(q；ψ)关于q的梯度在(q₀；ψ₀)中为0，其中，B是所述亮区中的控制点的索引集合，|p_m，min|²是与所述亮区中的相应控制点上的相应的期望最低声能水平相关联的正实数；

p_B表示所述亮区中的控制点的声压，表示所述亮区中的控制点的期望声压，p_D表示所述暗区中的多个控制点各自的声压，p_G表示所述灰区中多个控制点各自的声压，Z_ml表示所述转移矩阵Z的第m行第l列上的元素，ψ_D表示暗区加权参数，ψ_G表示灰区加权参数，p_B，min表示所述亮区中的控制点的期望最低声能水平。

4.根据权利要求3所述的装置(100)，其中，所述控制单元(101)用于响应于对所述亮区中的控制点的所述期望最低声能水平的调节，提供所述第二换能器驱动信号矢量

5.根据权利要求1所述的装置(100)，其中，所述第一换能器驱动信号矢量q₀是：

其中，Z是维度为M×L的转移矩阵。

6.根据权利要求1或5所述的装置(100)，其中，所述控制单元(101)用于基于标准Tikhonov正则化确定所述正则化参数β。