一种基于房间声学参数的智能音响自动校准方法及系统与流程

本申请涉及智能音响自动校准，特别是指一种基于房间声学参数的智能音响自动校准方法及系统。

背景技术：

1、随着沉浸式音频和智能家庭影院技术的发展，智能音响系统在复杂房间环境中的声学表现成为用户关注的核心。由于房间的物理边界（如墙壁、地板、天花板）会对声波产生反射、折射和衍射，听音位置容易出现频响凹陷、驻波和混响拖尾等声学问题。为改善听感，基于房间声学参数的智能音响自动校准技术得到应用。

2、在实际操作中，有的自动校准方法通过在听音区域放置测量麦克风，控制智能音响播放扫频信号或脉冲信号，利用麦克风采集环境响应信号并借助数字信号处理算法计算房间的频率响应和相位响应，进而生成均衡滤波器参数或延迟参数以补偿房间声学缺陷。然而，智能音响的发声单元在长时间工作后可能出现性能漂移，同时房间内温湿度变化、人员走动及物品摆放等也会引起声学特性的改变。由于测量过程多为被动接收，麦克风采集到的响应信号可能混杂了房间声学反射和音响自身状态变化带来的影响，有的方法在分离这两种影响方面存在困难，使得校准参数可能未能准确反映纯房间声学缺陷，甚至引入过度补偿，影响校准效果的长期稳定性。

技术实现思路

1、本申请提供了一种基于房间声学参数的智能音响自动校准方法及系统，提升了房间声学校准的准确性与稳定性。

2、为解决上述技术问题，本申请的技术方案如下：

3、第一方面，一种基于房间声学参数的智能音响自动校准方法，所述方法包括：

4、根据预设的动态状态调整序列，控制智能音响的发声单元依次切换至不同的物理工作状态，得到激励声输出；

5、在激励声输出驱动发声单元向房间辐射声波的过程中，通过测量麦克风采集听音位置处的声学响应，得到混合响应信号；对混合响应信号进行解耦分离，得到纯房间声学响应信号；

6、根据纯房间声学响应信号估计房间的等效声学边界；将等效声学边界进行围合构建，得到表征听音空间几何特征的空间几何模型；

7、基于空间几何模型和预设的听音子区域数目，确定与听音子区域数目对应的分割曲面集合；通过分割曲面集合将空间几何模型划分成多个沿主分割方向等厚度的听音子区域，得到各听音子区域的空间范围；

8、根据纯房间声学响应信号结合各听音子区域的空间范围，分别提取每个听音子区域对应的混响衰减特性、驻波分布及频响凹陷位置；根据混响衰减特性、驻波分布及频响凹陷位置，得到子房间声学参数；

9、根据子房间声学参数，结合预设的主听音区域权重，综合计算作用于智能音响的均衡滤波器系数与延迟参数；根据均衡滤波器系数与延迟参数，得到自动校准配置。

10、第二方面，一种基于房间声学参数的智能音响自动校准系统，包括：

11、控制模块，用于根据预设的动态状态调整序列，控制智能音响的发声单元依次切换至不同的物理工作状态，得到激励声输出；

12、分离模块，用于在激励声输出驱动发声单元向房间辐射声波的过程中，通过测量麦克风采集听音位置处的声学响应，得到混合响应信号；对混合响应信号进行解耦分离，得到纯房间声学响应信号；

13、构建模块，用于根据纯房间声学响应信号估计房间的等效声学边界；将等效声学边界进行围合构建，得到表征听音空间几何特征的空间几何模型；

14、划分模块，用于基于空间几何模型和预设的听音子区域数目，确定与听音子区域数目对应的分割曲面集合；通过分割曲面集合将空间几何模型划分成多个沿主分割方向等厚度的听音子区域，得到各听音子区域的空间范围；

15、提取模块，用于根据纯房间声学响应信号结合各听音子区域的空间范围，分别提取每个听音子区域对应的混响衰减特性、驻波分布及频响凹陷位置；根据混响衰减特性、驻波分布及频响凹陷位置，得到子房间声学参数；

16、计算模块，用于根据子房间声学参数，结合预设的主听音区域权重，综合计算作用于智能音响的均衡滤波器系数与延迟参数；根据均衡滤波器系数与延迟参数，得到自动校准配置。

17、本申请的上述方案至少包括以下有益效果：

18、通过动态状态调整序列激励和混合响应信号解耦分离，将发声单元自身特性从采集信号中剥离，得到纯房间声学响应信号，避免了音响自身状态变化对房间声学参数估计的干扰，提升了校准的准确性和长期稳定性。

19、基于纯房间声学响应信号估计等效声学边界并围合构建空间几何模型，无需人工测量房间尺寸，即可自动获取听音空间的几何特征。通过沿主分割方向等厚度划分听音子区域，使不同听音位置的声学特性得到独立分析，能够精确提取各子区域的混响衰减特性、驻波分布和频响凹陷位置。结合预设的主听音区域权重综合计算均衡滤波器系数和延迟参数，既兼顾了主要听音区域的优化优先级，又避免了对非重点区域的过度补偿，使校准配置与实际听音需求相匹配，从而改善全场的声场均衡性和听感一致性。

1.一种基于房间声学参数的智能音响自动校准方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的基于房间声学参数的智能音响自动校准方法，其特征在于，在激励声输出驱动发声单元向房间辐射声波的过程中，通过测量麦克风采集听音位置处的声学响应，得到混合响应信号；对混合响应信号进行解耦分离，得到纯房间声学响应信号，包括：

3.根据权利要求2所述的基于房间声学参数的智能音响自动校准方法，其特征在于，根据纯房间声学响应信号估计房间的等效声学边界；将等效声学边界进行围合构建，得到表征听音空间几何特征的空间几何模型，包括：

4.根据权利要求3所述的基于房间声学参数的智能音响自动校准方法，其特征在于，根据声程附加距离、已知的发声单元位置和测量麦克风位置，利用镜像源法反推出各次反射声对应的等效反射面方位参数，包括：

5.根据权利要求4所述的基于房间声学参数的智能音响自动校准方法，其特征在于，基于空间几何模型和预设的听音子区域数目，确定与听音子区域数目对应的分割曲面集合，包括：

6.根据权利要求5所述的基于房间声学参数的智能音响自动校准方法，其特征在于，通过分割曲面集合将空间几何模型划分成多个沿主分割方向等厚度的听音子区域，得到各听音子区域的空间范围，包括：

7.根据权利要求6所述的基于房间声学参数的智能音响自动校准方法，其特征在于，根据分割曲面集合中的分割平面，依次对空间几何模型执行平面剖切操作，将原封闭多面体分离为多个独立的子多面体，包括：

8.根据权利要求7所述的基于房间声学参数的智能音响自动校准方法，其特征在于，根据纯房间声学响应信号结合各听音子区域的空间范围，分别提取每个听音子区域对应的混响衰减特性、驻波分布及频响凹陷位置；根据混响衰减特性、驻波分布及频响凹陷位置，得到子房间声学参数，包括：

9.根据权利要求8所述的基于房间声学参数的智能音响自动校准方法，其特征在于，根据子房间声学参数，结合预设的主听音区域权重，综合计算作用于智能音响的均衡滤波器系数与延迟参数；根据均衡滤波器系数与延迟参数，得到自动校准配置，包括：

10.一种基于房间声学参数的智能音响自动校准系统，该系统实现如权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，包括：