[发明专利]可变声学扬声器

说明书

一种M个扬声器元件的第一阵列，其设置在围绕轴的圆柱形配置中并且被配置成以第一频率范围回放音频。一种N个扬声器元件的第二阵列，其设置在围绕所述轴的圆柱形配置中并且被配置成以第二频率范围回放音频。数字信号处理器从用于所述第一频率范围的输入信道生成第一多个输出信道；使用第一旋转矩阵将所述第一多个输出信道应用于扬声器元件的所述第一阵列以生成以目标角度围绕所述轴的音频内容的第一波束；从所述第二频率范围的所述输入信道生成第二多个输出信道；以及使用第二旋转矩阵将所述第二多个输出信道应用于扬声器元件的所述第二阵列以生成所述目标角度的音频内容的第二波束。

技术领域

预期的实施方案总体涉及数字信号处理，并且更具体地，涉及可变声学扬声器，包括与实现与此类技术相关联的所有功能和操作相关的系统、硬件、软件和算法的所有方面。

背景技术

每频带使用单独驱动器(通常为双路，至多五路)的传统扬声器呈现出指向性图案，其随着驱动器尺寸、扬声器外壳深度、挡板宽度和形状以及交叉滤波器设计而不同。一般而言，指向性图案强烈地频率相关并且难以控制。特别地，可能发生竖直波瓣，因为驱动器相对于辐射波长是不一致的，并且指向性显著地朝向中频和低频扩宽，因此如所预期的那样将声能发射到所有室内方向而不是到听众。通常，声学处理对于抑制不需要的反射并确保精确的立体成像是必要的。

发明内容

在一个或多个说明性实施方案中，扬声器元件的第一阵列设置在围绕轴的圆柱形配置中，并配置成以第一频率范围回放音频。扬声器元件的第二阵列设置在围绕所述轴的圆柱形配置中，并配置成以第二频率范围回放音频。数字信号处理器被编程为：从用于所述第一频率范围的输入信道生成第一多个输出信道；使用第一旋转矩阵将所述第一多个输出信道应用于扬声器元件的所述第一阵列以生成以目标角度围绕所述轴的音频内容的第一波束；从用于所述第二频率范围的所述输入信道生成第二多个输出信道；以及使用第二旋转矩阵将所述第二多个输出信道应用于扬声器元件的所述第二阵列以生成以所述目标角度围绕所述轴的音频内容的第二波束。

在一个或多个说明性实施方案中，从第一频率范围的输入信道生成第一多个输出信道。将所述第一多个输出信道应用于M个扬声器元件的第一阵列，所述M个扬声器元件的第一阵列设置在围绕轴的圆柱形配置中并且使用第一旋转矩阵处理第一频率范围以生成以目标角度围绕所述轴的音频内容的第一波束。从所述第二频率范围的所述输入信道生成第二多个输出信道。将所述第二多个输出信道应用于N个扬声器元件的第二阵列，所述N个扬声器元件的第二阵列设置在围绕所述轴的圆柱形配置中并且使用第二旋转矩阵处理第二频率范围以生成以所述目标角度围绕所述轴的音频内容的第二波束。

附图说明

为了可以详细地理解上文阐述的一个或多个实施方案的所述特征的方式，可以通过参考某些特定实施方案来获得以上简要概述的一个或多个实施方案的更具体的描述，这些特定实施方案中的一些在附图中示出。然而，应当注意，附图仅示出典型实施方案，且因此不应被视为以任何方式限制其范围，因为各种实施方案的范围也包括其他实施方案。

图1示出了示例性可变声学扬声器；

图2示出了用于示例性可变声学扬声器的示例性换能器布局；

图3示出了用于示例性可变声学扬声器的系统框图；

图3B示出了用于高频波束成形的四个有限输入响应滤波器的示例；

图3C示出了将四个高频扬声器滤波器的输出路由到十二个高频扬声器信道的示例；

图3D示出了将波束重新定向到目标角度的示例；

图3E示出了用于中频波束成形的五个有限输入响应滤波器的示例；

图3F示出了将五个中频滤波器的输出路由到八个中频扬声器信道的示例；

图3G示出了低频波束成形滤波器的信号流；