基于波场合成的扩声系统应用研究

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波场合成技术是一种新的空间声重放技术,它根据惠更斯-菲涅尔原理,利用扬声器线阵列在广阔的听音区域内重建声场。利用波场合成技术可以产生稳定真实的虚拟声源定位。在利用波场合成技术进行空间声重放时,对扬声器线阵列的每个扬声器加入适当的延迟和衰减权重,就能达到较好的效果。本文设定延迟和衰减时以离虚拟声源最近的扬声器为参考点对每个扬声器进行相对的延迟和衰减。  在重建过程中,扬声器线阵列是离散的,会引起空间混叠效应;扬声器线阵列是有限长的,会引起截断效应;听音区域平面和扬声器线阵列不在同一平面,会造成声像的偏移。空间混叠效应可通过减少重放扬声器间的间距来消减,但也只能对中低频有较好的效果,高频部分很难控制。截断效应根据信号处理的思路,有两种方法可以消减其影响,第一种方法是对其进行加窗处理;第二种方法是在其截断处加过渡点来平滑截断消减其影响。声像偏移现象可以通过至少两列相距一定距离完全相同的扬声器线阵列来进行重放消除。  我们用扬声器线阵来重放的过程中,合成的虚拟声源是整个扬声器线阵后方一定范围的二维平面。已有的方法是用传声器线阵进行记录,然后经过一定的处理,再用给定扬声器线阵进行重放。用传声器线阵进行录制,能很好的记录信号的各种信息,但在实时重放的应用中存在很大的缺陷,现场的噪声会给系统造成严重的影响。我们考虑用一只传声器近距离的对声源直达声信号进行采集,同时获取其位置信息。由声源位置与扬声器线阵位置关系,计算出各扬声器的相对延迟和衰减值,再将采集的信号经处理进行重放,很好的解决实时重放的问题。  在重建波场过程中,截断效应对重放音质的好坏起到了重要的作用。为了减小截断效应对重放音质的影响,在截断处加过渡点来平滑截断消减其影响的思路下。本文尝试着运用其自身的衰减函数及经变换后的自身衰减函数来平滑截断,并通过模拟软件进行验证,较好的克服了截断效应的影响。
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