[发明专利]一种车载立体声重放的自适应主动分频方法

说明书

本发明公开了一种车载立体声重放的自适应主动分频方法。所述方法包括以下步骤：设定主动分频网络的类型；采集扬声器的客观参数；根据客观参数，结合主动分频算法，生成适应于二分频或三分频的主动分频网络；对输入信号源进行特征提取和分类，利用分类结果对分频模式进行自适应配型。本发明适应不同节目信号源的声重放，实现节目源特征的自动检测，检测种类限制在三类，从而确保检测结果的准确性；本发明适应于汽车分频扬声器布局和节目源特征的车载立体声主动分频网络能在确保重放声音信号音质的基础上，实现一定的空间声场或虚拟声像效果。

技术领域

本发明涉及汽车声重放领域，具体涉及一种车载立体声重放的自适应主动分频方法。

背景技术

在汽车声学空间进行立体声重放(简称车载立体声重放系统)面临三个方面的困难：(1)汽车声学空间体积小、构造复杂等特点，使得车内的声场条件与传统室内声场相比更为复杂，不利于立体声重放；(2)声重放设计后，在分频点附近存在相位、幅度的衔接问题，特别是对分频点附近的声信号辐射产生较显著的影响，从而影响重放效果(包括对音调和音色的影响)；(3)低、中、高频空间位置的分离(包括方向上和距离上的分离)，对立体声信号和环绕声信号的处理带来进一步的困难。

就汽车声重放系统的分频技术而言，通常存在二分频或者三分频扬声器系统。分频的关键技术主要包括两个方面，其一分频的种类，即主动分频或是被动分频；其二是分频点的选择，即二分频或三分频的分频点所对应的频率大小。

■主动分频与被动分频的区别

被动分频是指声频信号经功放电路放大后再由被动分频器进行分频，然后馈给相应的高频或低频扬声器单元，其原理是由电感电路滤掉高频声信号，剩下的低频声信号馈给低频扬声器单元；由电解电容滤掉低频声信号，剩下的高频声信号馈给高频扬声器单元。总体上，被动分频方式是由可变电阻调整，因而分频点是相对模糊的，且受半导体器件的精度和非线性影响较大。

主动分频是指主机的音频信号在经功放电路放大前在主机中央处理器里进行分频。原理是音频信号到主机中央处理器(CPU),在主机中央处理器里音频信号按照频响范围分为高、中、低频信号，再把分好的信号各自输入到功放单独放大，功放只起到一个放大信号的作用，省去了分频器，减小传输过程中的损耗。其分频方式是数字式的。直接通过数字信号进行分频(电子分频器)要比模拟信号分频损失小得多，更能够再现好的音质。

总体上，被动分频系统比较简单，性价比更高，容易得到更多车主的接受；主动分频系统成本高，技术要求也高，但音质效果更好，更适合于空间声场的重放与再现，音色的细节也更加丰富。

■分频点的选择

关于分频点的选择，在不同品牌和不同车型上均有所差异。分频点的频率，一方面与车载扬声器布局方式和客观参数有关。例如，分频参数等都需要根据车载扬声器布局方式和客观参数来设定，分频网络需要根据不同扬声器单元距离目标听音者位置的方向不对称性、距离差异性等进行延时和衰减等信号处理，重放效果需要基于多次测量结果进行调试。另一方面，分频点的频率还应与信号类别有关，设计为面向不同节目的自适应主动分频，是本发明拟解决的问题之一。一些常见的分频点选择如表1所示，可见即使同为三分频，其分频点的设置也存在明显的差别。需要说明的是，从表1所列数据可间，实际上车载声重放已采用了“准四分频”，也就是一个不考虑声源方向的辅助低音通路，另加三个分频通路。为了统一，通常就统称为三分频。

表1列出部分现有汽车声重放所采用的三分频方式^*

*参考文献：

[1]Cecchi S,Palestini L,Peretti P,et al.Advanced Audio Algorithms fora Real Automotive Digital Audio System[C]//AES 125th Convention,SanFransisco,CA,USA.2012.