CN205992982U - 人机交互式音响系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种人机交互式音响系统，该系统包括与目标音响连接的设备补偿器；该设备补偿器包括：补充参数设置电路和预补偿调节器；该预补偿调节器与补充参数设置电路和目标音响分别连接；补充参数设置电路通过外部设置，输出与目标音响匹配的补偿参数；预补偿调节器接收补充参数设置电路输出的补偿参数，按照补偿参数对目标音响的各个频率的声压参数进行预补偿和调节，以改善目标音响输出的声音效果。本系统通过目标音响连接的设备补偿器，能够对目标音响的各个频率的声压参数进行预补偿和调节，而不仅仅是对目标音响的电信号的均衡调节，因此还音的频率响应更加均衡，更加靠近于“理想化”的声音效果。

Description

人机交互式音响系统

技术领域

本实用新型涉及音响领域，具体而言，涉及一种人机交互式音响系统。

背景技术

音响设备在我们的日常生活中经常使用，音响设备通常包括音频信号接收器、处理设备、信号放大器和音箱等。声音由前置放大器收集，之后进入处理设备进行处理，然后通过音频放大器进行功放，从而使声音能够在大范围内播放。其中，在音响技术中最重要的一个考量标准就是还原能力，也就是希望音箱能够最大限度的将原声进行播放。

但是，音响系统中存在各种各样人为造成的失真，例如：等响度、重低音、各种回响回声的声场效果等等。在音响系统的实际应用中，这些人为造成的失真现象能够更提升音响的声音效果，然而通常人为制造的这种失真效果是千篇一律的，无法满足用户差异化的收听意愿，导致用户使用音响的体验度不高，针对这一问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种人机交互式音响系统，以提升音响的声效和用户的使用体验度。

本实用新型实施例提供了一种人机交互式音响系统，包括与目标音响连接的设备补偿器；该设备补偿器包括：补充参数设置电路和预补偿调节器；该预补偿调节器与补充参数设置电路和目标音响分别连接；补充参数设置电路通过外部设置，输出与所述目标音响匹配的补偿参数；预补偿调节器接收补充参数设置电路输出的所述补偿参数，按照补偿参数对目标音响的各个频率的声压参数进行预补偿和调节，以改善目标音响输出的声音效果。

本实用新型实施例提供了第一种可能的实施方式，上述设备补偿器设置于目标音响的音源接收器与后级处理器之间，作为目标音响的前级处理器或者替代目标音响原来的前级处理器。

本实用新型实施例提供了第二种可能的实施方式，上述设备补偿器通过有线的模拟接口和/或数字接口与目标音响连接。

本实用新型实施例提供了第三种可能的实施方式，上述系统还配套有下述器件：电声检测器，用于采集目标音响的声压特性参数和录制目标音响实际播放的音频，并对采集的声压特性参数和音频进行标准化补偿；与电声检测器连接的分析器，用于分析补偿后的目标音响的声压特性参数和录制的音频，确定目标音响的补偿参数，将补偿参数设置于设备补偿器内。

结合第三种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第四种可能的实施方式，上述电声检测器包括：音频扫频仪，用于采集目标音响处的声音信号或等幅音频扫频信号的标准音源光盘，对声音信号进行等幅频谱扫描，输出声音信号的声压特性参数。

本实用新型实施例提供了第五种可能的实施方式，上述补充参数设置电路包括：模拟补偿单元，用于按照与目标音响模拟的乐器设置对应的补偿参数；和/或，非模拟补偿单元，用于按照使目标音响还原出声源音设置对应的补偿参数。

本实用新型实施例提供了第六种可能的实施方式，上述设备补偿器为可编程逻辑器件。

本实用新型实施例提供了第七种可能的实施方式，上述设备补偿器为图形开发芯片。

本实用新型实施例提供了第八种可能的实施方式，上述设备补偿器设置有与终端设备连接的数据接口，用于接收升级信息，进行升级操作；目标音响包括USB接口、蓝牙接口、无线网络接口或有线网络接口中的一种或多种。

本实用新型实施例提供了第九种可能的实施方式，上述设备补偿器还连接有指令存储卡，指令存储卡内存储有已加密的补偿指令，该补偿指令包括与目标音响匹配的补偿参数；上述设备补偿器包括：对已加密的补偿指令进行解密的解密单元。

上述系统通过目标音响连接的设备补偿器，能够对目标音响各个频率的声压参数进行预补偿和调节，而不仅仅是对目标音响的电信号的均衡调节，这种补偿调节方式能够使目标音响的声音能量(简称为声压)达到均衡，同时在对目标音响进行预补偿和调节时，采用的补偿参数是与目标音响匹配的，因此还音的频率响应更加均衡，更加靠近于“理想化”的声音效果(例如比较纯粹的原音或者比较接近高端音响的模拟音)。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例所提供的一种人机交互式音响系统的结构框图；

图2示出了本实用新型实施例所提供的目标音响的结构框图；

图3示出了本实用新型实施例所提供的音响的频率-声压曲线示意图；

图4示出了本实用新型实施例所提供的图3的频率-声压曲线对应的频率-放大比率曲线示意图。

图示说明：

10-目标音响、11-音源、12-设备补偿器、121-补充参数设置电路、122-预补偿调节器、13-后级处理器和14-音箱。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前音响通常采用基于电信号的调节与补偿方式，声音效果不理想，基于此，本申请提供的一种人机交互式音响系统，可以对目标音响(也可以称为音响或目标音响设备)的各个频率的声压参数进行预补偿和调节，达到期望的声压效果，下面通过实施例进行描述。

如图1所示本实用新型实施例提供的人机交互式音响系统的结构框图，该系统包括与目标音响10连接的设备补偿器12；该设备补偿器12包括：补充参数设置电路121和预补偿调节器122；

预补偿调节器122与补充参数设置电路121和目标音响10分别连接；

补充参数设置电路121通过外部设置，输出与目标音响10匹配的补偿参数；

预补偿调节器122接收补充参数设置电路输出的补偿参数，按照该补偿参数对目标音响10的各个频率的声压参数进行预补偿和调节，以改善目标音响输出的声音效果。

本实施例的系统通过目标音响连接的设备补偿器，能够按照与目标音响10匹配的补偿参数对目标音响的各个频率的声压参数进行预补偿和调节，而不仅仅是对目标音响的电信号的均衡调节，这种补偿调节方式能够使目标音响的声音能量(简称为声压)达到均衡，同时在对目标音响进行预补偿和调节时，采用的补偿参数是与目标音响匹配的，因此还音的频率响应更加均衡，更加靠近于“理想化”的声音效果(例如比较纯粹的原音或者比较接近高端音响的模拟音)。

其中，上述设备补偿器12可以设置于目标音响10的音源接收器(也可以称为音源)与后级处理器(也可以称为音频放大器或功放)之间，作为目标音响10的前级处理器或者替代目标音响原来的前级处理器。基于此，如图2所示的目标音响的结构框图，该目标音响具体包括依次连接的音源11、设备补偿器12、后级处理器13和音箱14。

其中，上述音源11可以包括硬盘或存储卡等音频存储设备，也可以包括CD或DVD等其它音频存储设备，或者为其它音频采集器等。音箱14可以包括主音箱和辅助音箱(例如环绕音箱等)。

本实施例中的设备补偿器12接收来自音源11的音源信号，进行频率的预补偿和调节后发送给后级处理器13进行音频的功率放大，最后通过音箱14播放处理后的音源信号。

图2所示的系统中，将设备补偿器12作为了音响的一部分，即前级处理器的形式，更加直观地示意出设备补偿器所处的位置。而用户使用的实际音响，可能仅包括音源11、后级处理器13和音箱14，此时用户仅需要配置一个设备补偿器12，将其与该音响的接口连接，即可对该音响进行声音补偿。由此可以看出，对于音响生产商，可以将设备补偿器作为音响的一个内部组成部件进行音响的设计与生产，而对于已经购置音响的用户来说，可以将设备补偿器作为额外配置的部件，连接于该音响上，进行音效补偿，或者，使用本实用新型实施例提供的设备补偿器替代该音响原来的前级处理器。这种方式，可以使用户在不抛弃已购音响的前提下，对其音响进行更好地声效提升。

随着集成电路技术的发展，现在编、码解码电路已经可以集成在一个模块，甚至单芯片内。这一类的芯片市面上已经不少，而且有的还提供了可供控制工作参数的数据入口。如SC6138A，VS1005就是这一类拥有这样功能的单芯片，设备补偿器12可以通过类似的芯片实现，基于此，设备补偿器12可以为可编程逻辑器件，例如为图形开发芯片。

鉴于目前的音响通常设置有模拟接口或者数字接口，因此上述设备补偿器12也可以通过有线的模拟接口和/或数字接口与目标音响10连接，这种连接方式灵活，适合推广应用。

考虑到有的音响自身设置有前级处理器进行电信号补偿的情况，本实施例的设备补偿器可以设置在该前级处理器内，或者与该前级处理器通过接口连接，无论哪种方式，只要本实施例的设备补偿器能够对目标音响的频率进行预补偿和调节，改善目标音响输出的声音效果即在本实用新型的保护范围内。

为了能够得到更适合目标音响的补偿参数，可以通过采集目标音响输出的声音信号，针对其声音信号给出补偿参数，基于此，本实施例的上述系统还可以配套有下述器件：电声检测器(也可以称为拾音器)和与该电声检测器连接的分析器。其中，电声检测器用于采集目标音响10的声压特性参数和录制目标音响实际播放的音频，并对采集的声压特性参数和音频进行标准化补偿；分析器用于分析补偿后的目标音响的声压特性参数和录制的音频，确定目标音响10的补偿参数，将补偿参数设置于设备补偿器12内。

上述电声检测器可以包括：音频扫频仪或等幅音频扫频信号的标准音源光盘，用于采集所述目标音响处的声音信号，对声音信号进行等幅频谱扫描，输出声音信号的声压特性参数。

通过应用上述电声检测器和分析器，可以很方便地检测到目标音响的声音特性，进而为其配置个性化的补偿参数，实现个性化的服务。考虑到成本问题，上述电声检测器和分析器不需要每个音响都单独配置，音响客户可以在需要时，单独要求服务提供商上门服务，通过电声检测器采集音响的声压特性参数和录制其音频文件，将这些信息(包括上述声压特性参数和音频文件)统一保存，通过服务提供商专门的分析器对这些信息进行分析，确定出该音响的补偿参数，该补偿参数可以通过代码指令的形式保存。

通常相关技术中采用回响、混响，高音激励等凭空添加的成分提高音响的堂音效果，但这种添加成分没有一个“度”的标准，“众口难调”，难以把握到恰到好处。而频率响应有一个“金标准”，那就是声音的频率曲线均衡平直，没有引入其它的失真。这样才能保证还音“原汁原味”。有了这样的标准做参照，才能发展其它的个性化的等响度：“古典”、“流行”等等各种各样的风格。每个人的喜好各自有所不同，但保持跟音源“原汁原味”才能适合更广泛的需求，基于此，本实施例中，采用了对目标音响的各个频率的声压参数进行预补偿和调节，以提升音响的声效。

基于上述电声检测器和分析器的引入，本实施例可以参考下述过程实现目标音响预补偿和调节过程：

步骤(1)：通过电声检测器测试目标音响的电-声(频率响应)特性；

由厂家派出专业人员用进行不同频点的等幅信号，或扫频信号输入音响设备，检测出这个状态下各段频率的实际声压输出(响度)，录制成无损格式的音频文件。

步骤(2)：通过分析器描绘出频率-声压特性图；

把步骤(1)所采集的结果以无损格式的音频文件返还厂家，运用专用软件分析出这套音响的频率-声压曲线(特性图)例如图3所示的音响的频率-声压曲线示意图。

步骤(3)：根据上述音响的频率-声压曲线，分析器定制编码各频段不同放大比率的指令(频率-放大比率曲线)，例如图4所示的图3的频率-声压曲线对应的频率-放大比率曲线示意图。

厂家根据上述音响的频率-声压曲线分析结果，作出特定的补偿方案，定制成专用编码指令，可以通过存储卡，提供给用户侧的设备补偿器。

步骤(4)：用户可以将存储卡内的专用编码指令，输入设备补偿器，这时虽然用户的音响输出的可能是频响“不均衡”的音频电信号，但最终系统能还原出频响“均衡”的声音信号。

上述方式中，根据分析目标音响所得的频率-声压曲线，作出一个各频段的预补偿方案(各频段的具体放大系数的指令设定)，该补偿方案对应的频率-放大比率曲线如果刚好与所测出的分析出来的频率-声压曲线的镜像互补吻合，则最终目标音响经补偿后出来的声音的频率响应是平直的。

通过上述测试也能测出目标音响，在音质不发生明显劣化(失真)的情况下各频段的最大承受功率(它往往比额定功率小)。

就像对大多数人而言，素颜并不是最好看的模样，通常需要化妆一下才达到各自有特性的美，音响也是如此。大多数能放出悦耳动听的音乐的名器(音箱)，都有它特定的个性。因此上述补偿方式还可以进一步改进补偿参数，通过对目标音响的预补偿和调节，能够使目标音响播放出音响名器的声音效果，该声音效果可以业界公认的好音质的成名音响的频响特性，将该频响特性作为参考基准，进行目标音响补偿参数的设置。该功能可作为厂家的付费服务备选项目。

上述人机交互式音响系统除了可以还原出音源的原音效果外，还可以通过设置设备补偿器12的补偿参数，模拟出其它高端音响的音效，可以丰俭由人，灵活设置，既可以采用后续能够继续“升级”的曲线图形——特性分析这种比较完善架构的标准方案，也可以采用“典型频率点——声压计采样”这样的固化频率均衡的简化方案。用材方面选择的(价格)余地更大。比如，还可以允许后续加入高音的“相位校正”、“名器模仿”等等的功能。

具体地，上述补充参数设置电路包括：模拟补偿单元，用于按照与目标音响模拟的乐器设置对应的补偿参数；和/或，非模拟补偿单元，用于按照使目标音响还原出声源音设置对应的补偿参数。通过模拟补偿单元和非模拟补偿单元，可以满足目标音响的多样化应用需求，扩展了音响的使用场景和节约了设备的成本。

上述人机交互式音响系统通过为音响配置设备补偿器12，结构简单，造价相对较低，兼容性比较强，能够跟各种各样的，素质比较高的原有音响设备兼容，并且起到提升它们的音质档次的效果。

针对上述系统，为了使现场的音响效果达到最好，在实际应用中，音响厂家可以派专业技术人员亲临音响所在位置的现场，针对音响系统所处的特定环境调试设备补偿器，也可以利用电声检测器对声音信号进行等幅频谱扫描，以得到频率响应参数、各频段的微失真承受功率等多个参数，准确的了解电声特性，然后，把测得的结果以音频文件的格式返还给音响厂家，由厂家分析得到特定的补偿方案，进而，根据该补偿方案设置设备补偿器的调节参数，通过设备补偿器对音响的声音信号进行预处理和调节，提升音响的声效。

为了降低设备的升级成本，本实施例中的设备补偿器设置有与终端设备(例如，计算机等)连接的数据接口(如USB接口、读卡器接口等)，用于接收升级信息，进行升级操作；目标音响包括USB接口、蓝牙接口、无线网络接口或有线网络接口中的一种或多种。

为了提升设备的安全性，上述设备补偿器12还连接有指令存储卡，该指令存储卡内存储有已加密的补偿指令，该补偿指令包括与目标音响匹配的补偿参数；上述设备补偿器12包括：对已加密的补偿指令进行解密的解密单元。通过这种安全机制，未经设备商授权的用户无法盗取到补偿参数，增强了设备使用的安全性。

上述设备补偿器12为主动式音响设备补偿器，可以在完成音频信号采样和量化实现将模拟信号转变为数字信号以后，也就是“时域音频数字信号”和“频域音频数字信号”阶段进行预补偿和调节，以调节后面各频段的放大参数，提升音响的声音效果。

以上系统通过目标音响连接的设备补偿器，能够对目标音响的各个频率的声压参数进行预补偿和调节，而不仅仅是对目标音响的电信号的均衡调节，这种补偿调节方式能够使目标音响的声音能量(简称为声压)达到均衡，同时在对目标音响进行预补偿和调节时，采用的补偿参数是与目标音响匹配的，因此还因的频率响应更加均衡，更加靠近于“理想化”的声音效果(例如比较纯粹的原音或者比较接近高端音响的模拟音)。这种方式不需要消费者抛弃原来自己使用的产品，仅需要为原有音响配置一个设备补偿器，就可以实现个性化的音效补偿效果，节约了器材，更容易被消费者接受，具有广阔的市场前景。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种人机交互式音响系统，其特征在于，包括与目标音响连接的设备补偿器；

所述设备补偿器包括：补充参数设置电路和预补偿调节器；

所述预补偿调节器与所述补充参数设置电路和所述目标音响分别连接；

所述补充参数设置电路通过外部设置，输出与所述目标音响匹配的补偿参数；

所述预补偿调节器接收所述补充参数设置电路输出的所述补偿参数，按照所述补偿参数对所述目标音响的各个频率的声压参数进行预补偿和调节，以改善所述目标音响输出的声音效果。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述设备补偿器设置于所述目标音响的音源接收器与后级处理器之间，作为所述目标音响的前级处理器或者替代所述目标音响原来的前级处理器。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述设备补偿器通过有线的模拟接口和/或数字接口与所述目标音响连接。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还配套有下述器件：

电声检测器，用于采集所述目标音响的声压特性参数和录制所述目标音响实际播放的音频，并对采集的所述声压特性参数和音频进行标准化补偿；

与所述电声检测器连接的分析器，用于分析补偿后的所述目标音响的声压特性参数和录制的音频，确定所述目标音响的补偿参数，将所述补偿参数设置于所述设备补偿器内。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述电声检测器包括：音频扫频仪，用于采集所述目标音响处的声音信号或等幅音频扫频信号的标准音源光盘，对所述声音信号进行等幅频谱扫描，输出所述声音信号的声压特性参数。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述补充参数设置电路包括：模拟补偿单元，用于按照与所述目标音响模拟的乐器设置对应的补偿参数；和/或，

非模拟补偿单元，用于按照使所述目标音响还原出声源音设置对应的补偿参数。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述设备补偿器为可编程逻辑器件。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述设备补偿器为图形开发芯片。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述设备补偿器设置有与终端设备连接的数据接口，用于接收升级信息，进行升级操作；

所述目标音响包括USB接口、蓝牙接口、无线网络接口或有线网络接口中的一种或多种。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述设备补偿器还连接有指令存储卡，所述指令存储卡内存储有已加密的补偿指令，所述补偿指令包括与所述目标音响匹配的补偿参数；所述设备补偿器包括：对所述已加密的补偿指令进行解密的解密单元。