效率优化的音频系统的制作方法

专利名称：效率优化的音频系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及音频系统，更尤其涉及优化音频系统的效率的系统和方法。
背景技术：
已知例如家庭影院系统、家庭音响系统、车载音频/视频系统的多媒体系统。此系统一般包括包含由放大音频信号驱动扬声器的声处理器的多个组件。多媒体系统可安装在具有多个组件的几乎不限制数量的配置中。另外，此多媒体系统可安装在几乎不受限制的大小、形状和配置的收听空间中。多媒体系统的组件、组件的配置和系统安装在其中的收听空间都可对产生的音频声音有很大影响。一旦安装在收听空间中，可调谐系统以产生空间中的需要的声场。调谐可包括调整均衡、延迟、和/或滤波以补偿设备和/或收听空间。此调谐一般使用从扬声器发出的声音的主观分析手动执行。一旦被调谐，音频系统将具有一定的功率消耗行为。取决于包括进行滤波的特定调谐解决方案，通过以不同的方式使能量分散到系统中存在的多个扬声器上，可使调谐音频系统消耗不同量的功率。功率消耗的结果可由调谐系统的个体和/或被输入自动音频系统调谐软件的参数决定。目前需要这样一种自动调谐系统，在生成调谐设置时把功率消耗计算在内。目前还需要一种向用户提供关于相对于音频系统性能的可选配置的功率消耗的信息的方法。

发明内容
考虑到以上因素，提供了一种用于优化音频系统功率效率的自动音频调谐系统。 示例系统包括安装文件，该安装文件被配置成针对要被调谐的音频系统，存储音频系统特定的配置设置，以在一个或更多功率效率模式下进行操作。处理器被配置成在功率效率模式中的一种模式下，基于与各模式相关联的功率效率加权因子，对该音频系统进行操作。在该系统中包括的一个或更多引擎中的任一个可针对与功率效率加权因子中的每一个关联的音频系统生成操作参数。例如，交叉引擎被配置成，针对功率效率加权因子中的每一个所选的放大信道组，生成至少一种效率优化的交叉设置。当由功率效率加权因子指示时，该交叉设置可被优化成，当在功率效率模式下进行操作时，使功率消耗最小化，但是仍然优化音频系统的声学性能。自动音频调谐系统可将音频系统调谐成对于不同功率效率水平处的声学性能包括不同组操作参数。除对系统进行调谐以包括不同交叉设置外，使用均衡引擎和低音管理引擎调谐以生成操作参数也可针对功率效率加权因子中的每一个被执行。使用扬声器阻抗数据，系统可确定当应用不同的操作参数时，包括在音频系统中的音频放大器的功率消耗。 据此，取决于功率效率加权因子，系统可能生成向优化功率消耗偏置，或向声学性能偏置的操作参数。由于对于许多功率效率加权因子可分别生成任意数量的操作参数组，音频系统可具有许多不同的功率效率模式。在操作过程中，对功率效率加权因子(功率效率模式)的选择可基于用户的选择或操作因子，例如，在混合型车辆中，随着包括在混合型车辆中的电池要被废弃，可能要求功率效率水平逐渐增高。本领域技术人员将体会到，以上提及的以及那些将在以下被解释的特征不仅可被用于各示例组合中，而且可在其它的组合中使用或单独使用，而不离开本发明的范围。对于本领域的技术人员来说，在对附图和详细的说明进行验证后，本发明的其它装置、设备、系统、方法、特征和优点将会或将变得显而易见。所有这样的附加系统、方法、特征和优点都意图被包括在本说明书中，在本发明的范围以内，并且受随附的权利要求书保护。


参考附图和描述能够更好地理解本发明。在图中的组件没有必要依比例描绘，重点放在说明本发明的原理上。图1为包括音频系统的一个实例收听空间的示意图；图2为包括音频源、音频信号处理器、和扬声器的图1的音频系统的一部分的框图；图3为收听空间、图1的音频系统和自动音频调谐系统实例的示意图；图4为自动音频调谐系统的框图；图5为显示出空间平均的脉冲响应示意图；图6为可包括在图4的自动音频调谐系统中的一个实例放大通道均衡引擎的框图；图7为可包括在图4的自动音频调谐系统中的一个实例延迟引擎的框图；图8为显示时间延迟的脉冲响应示意图；图9为可包括在图4中的自动音频调谐系统中的一个实例增益引擎的框图；图10为可包括在图4的自动音频调谐系统中的一个实例交叉引擎的框图；图11为可由图4的自动音频调谐系统生成的一系列参数交叉和陷波滤波器的一个实例的框图；图12为可由图4的自动音频调谐系统生成的多个参数交叉滤波器、和非参数任意滤波器的一个实例的框图；图13为由图4的自动音频调谐系统生成的多个任意滤波器的一个实例的框图；图14为可包括在图4的自动音频调谐系统中的一个实例低音优化引擎的框图；图15为可包括在图4的自动音频调谐系统中的一个实例系统优化引擎的框图；图16为一个实例目标声学响应与原位数据；图17为可包括在图4的自动音频调谐系统中的一个实例非线性优化引擎的框7
图18为显示出图4的自动音频调谐系统的实例操作的处理流程图；图19为图18的处理流程图的第二部分；图20为图18的处理流程图的第三部分；图21为图18的处理流程图的第四部分；图22为扬声器响应曲线的实例；图23为示出可在音频调谐系统中使用的用户界面装置的实例的示意图。
具体实施例方式I.总述可以用与待调谐的音频系统相关的音频系统专用配置信息配置自动音频调谐系统。另外，自动音频调谐系统可包括响应矩阵。包括在音频系统中的多个扬声器的音频响应可由一个或多个传声器捕获，并存储在响应矩阵中。测量的音频响应可为例如来自车辆内部的原位响应，和/或实验室音频响应。测量的音频响应可包括小信号(线性)响应以及大信号(非线性)响应。此外，自动音频调谐系统可包括电阻抗矩阵。包括在音频系统中的多个扬声器的电阻抗，例如制造商提供的阻抗曲线或测量的阻抗值，可被存储在阻抗矩阵中。自动调谐系统可包括一个或多个能够生成在该音频系统中使用的操作参数的引擎。目标声学响应、原位数据和/或音频系统专用配置信息可被用于生成这些操作参数中的至少一些。这些操作参数，例如滤波器参数和均衡设置可被下载到音频系统中以配置音频系统的操作性能。使用自动音频调谐系统生成操作参数可以使用一个或多个均衡引擎、延迟引擎、 增益引擎、交叉引擎、低音优化引擎和系统优化引擎。操作参数组可针对基于各功率效率加权因子的许多功率效率模式中的每一种通过引擎生成。功率效率加权因子可在最小化的功率消耗和最大化的声学性能之间提供平衡。因此，考虑到声学性能执行减少功率消耗可以考虑功率效率加权因子。换句话说，无论不使用功率效率加权因子的功率效率如何，在音频系统内可基于功率效率加权因子的使用减少功率消耗，只要所获得的功率的减少水平没有大规模地危及声学性能。通过基于功率效率加权因子执行声学性能和功率消耗之间的平衡，功率效率可被优化，但是仍保持被优化的音频性能的水平。因此，当归因于功率消耗的减少牺牲的音频性能超过一个确定的门限时，自动音频调谐系统可以在此前进一步减少有利于声学性能的功率消耗。此外或可选地，自动音频调谐系统可执行操作参数中各种改变的多次不同迭代以努力获得功率消耗的减少，同时使任何有害的效果或被减少的音频性能最小化。此外，自动音频调谐系统可包括设置应用模拟器。设置应用模拟器可根据一个或多个操作参数的应用和/或音频系统专用配置信息生成对测量的音频响应和电阻抗的模拟。引擎可使用一个或多个模拟或测量的音频响应、电阻抗和系统专用配置信息针对各自功率效率加权因子中的每一个生成操作参数。均衡引擎可以针对功率效率加权因子中的每一个生成通道均衡设置形式的操作参数。可将通道均衡设置下载并应用到音频系统中的放大音频通道。放大音频通道可每一个驱动具有一个或多个扬声器。通道均衡设置可补偿声学环境中扬声器操作性能中不规则的或不需要的特性。为优化功率效率，通道均衡设置可在需要大量功率以获得可听输出的频率范围内减少向扬声器的音频信号输出。此外，或可选地，通道均衡设置可在各扬声器中出现机械或声学谐振的频率范围内增加向扬声器的音频信号输出。延迟和增益引擎可根据安装和操作音频系统的收听空间中的收听位置针对每一个放大音频通道生成相应的延迟和增益设置。交叉引擎可以针对被配置成驱动工作在不同频率范围中的各扬声器的放大音频通道组确定交叉设置形式的操作参数。由放大音频通道组驱动的各扬声器的组合可听输出可由交叉引擎使用交叉设置优化。交叉引擎还可以改变或调节系统中的一个或多个扬声器的交叉频率，以最小化功率消耗。低音优化引擎可通过针对在重叠频率范围内操作的扬声器组中驱动扬声器的各放大输出通道中的每一个生成提供相位调节的操作参数来优化确定的低频扬声器组的可听输出。低音优化引擎可改变系统中一个或多个扬声器的相位响应调节，以最小化功率消耗。系统优化引擎可针对放大输出通道组生成以组均衡设置形式的操作参数。组均衡设置可被应用于音频系统的一个或多个输入通道，或音频系统的一个或多个空间受控通道以便均衡放大输出通道的组。该组均衡设置可被生成以优化作为效率加权因子的函数的功率耗损和声学性能。非线性优化引擎可确定操作参数，这些操作参数包括非线性设置，以形成由于声学性能、保护、功率减少、失真管理和/或其它原因而被应用于音频系统的限制器、压缩器、 限幅和其它非线性处理。音频系统的大幅度音频信号输出，例如当音量在高等级且音频信号的放大相对较大时，可在非线性优化引擎中被优化以最小化失真。此外，可基于作为效率加权因子的函数优化的功率消耗和声学性能生成非线性设置。在实例音频调谐系统中，可生成提供高声音质量的音频调谐设置并通过功率消耗分级。在优化的声音质量比其它方案显著地消耗了更多功率的情况下，向终端用户继续提供对收听这些结果的选择是可期望的。消耗较少功率但具有较低性能的其它解决方案可作为节省能量(燃料和/或电力)的方法也提供给用户。在本系统中的装置的电阻抗可作为被结合到该音频调谐系统的被储存的实验室声学数据的一部分被包括。包括在音频系统中的音频放大器和扬声器的细节可被用于计算功率消耗的结果，并用于针对功率效率的不同等级的声学性能优化系统的操作参数。可选地，基于测量的参数可确定系统中装置的阻抗。这样的测量参数可包括电压和电流。被结合在该系统中的其它输入参数可包括来自放大器的峰值电压和电流以及放大器可输送的长期功率。电阻抗、电压、电流和功率还可被自动调谐系统连同音频系统调谐参数使用，以针对模仿待调谐的音频系统操作的各次迭代生成电声功率效率的度量标准。迭代结果可按声音质量和效率的顺序分级，并且可与相应的功率效率加权因子相关联。可使用度量标准挑选在最终产品中作为功率效率模式使用的适宜的解决方案。可对自动音频调谐系统进行操作，以在操作音频系统之前生成被下载并存储在该音频系统中的操作参数。可选地，或此外，自动音频调谐系统可与该音频系统的操作协同操作以产生可听的声音。据此，功率效率模式可包括在操作之前被提供给音频系统的静态操作参数，和/或在操作期间被提供给音频系统的动态操作参数。对于在操作期间自动提供的动态操作参数，该自动音频调谐系统可操作以在功率效率模式下通过基于音频系统中的现存条件(例如电流音频系统操作条件)动态调节操作参数来优化功率效率。例如，更新操作参数可在扬声器阻抗改变时(例如由于加热和冷却)、在音频通道改变的放大等级(例如音量等级)改变时或音频系统中的任意其它可改变条件改变时从自动音频调谐系统被提供给音频系统。此外，外部的改变，例如供应给音频系统的电力等级、由该音频系统处理的音频含量的流派、外部背景噪声或涉及音频系统操作的任意其它外部参数可由该自动音频调谐系统权衡以为该音频系统自动生成静态或动态的操作参数。在操作过程中，实时功率消耗计可被添加到用户界面以将关于音频系统的瞬时和长期功率消耗的信息输送给用户。该信息可以瓦特或可选地以车辆的燃料利用度量报告。可添加用户界面以允许用户从例如功率效率模式的许多不同的调谐方案中进行选择。功率效率模式中的每一个可与功率效率加权因子中的一个相对应。每个功率效率加权因子作为音频系统声学性能的函数可具有不同等级的功率消耗。实时电池等级信息可被用于在将能量供应给音频系统的电池、燃料单元或其它功率源下降达到一定的功率等级时，自动地选择较低功率消耗的音频调谐解决方案(另一种功率效率模式)。用户可获得通知并且可选择忽略这种改变或阻止其发生。II.实例音频调谐系统的描述图1显示出在实例收听空间中的实例音频系统100。在图1中，实力收听空间显示为一个房间。在其它实例中，收听空间可在车辆中，或在其中可操作音频系统的任何其它空间中。音频系统100可为任何可提供音频内容的系统。在图1中，音频系统100包括例如光盘、视频盘播放器等的媒体播放器102，然而，音频系统100可包括例如视频系统、收音机、磁带播放器、无线或有线通信装置、导航系统、个人计算机的任何其它形式的音频相关装置，或任何可出现在任何多媒体系统形式中的其它功能设施或装置。音频系统100也包括形成扬声器系统的信号处理器104和多个扬声器106。信号处理器104可为任何可处理音频和/或视频信号的计算装置，例如计算机处理器、数字信号处理器等。信号处理器104可与存储器联合操作以执行存储在存储器中的指令。指令可提供多媒体系统100的功能。存储器可为任何形式的一个或多个数据存储装置，例如易失性存储器、非易失性存储器、电子存储器、磁存储器、光存储器等。扬声器106 可为任何形式的可转换电音频信号到可听声音的装置。在操作过程中，音频信号可由媒体播放器102生成，由信号处理器104处理，并且用于驱动一个或多个扬声器106。扬声器系统可由不同种类的音频传感器集组成。每一个传感器可从信号处理器104接收独立的且可能唯一的放大音频输出信号。因此，音频系统 100可操作以使用任何数量的扬声器106以产生单音、立体声或环绕声音。理想音频传感器可在人的整个听力范围上以相等音量、和升高收听等级上的最小失真再现声音。不利的是，即便不是不可能，也会很困难用单个的传感器满足所有这些标准。因此，一般的扬声器106使用两个或多个传感器，每一个被优化以精确再现特定频率范围中的声音。具有传感器操作范围外的频谱成分的音频信号听起来可能不舒服并且/或者可能损坏传感器。可配置信号处理器104以限制提供在驱动每一个传感器的音频信号中的频谱内容。可限制频谱内容到那些由各放大音频输出信号驱动的扬声器106的最佳重放范围中的频率。有时尽管在扬声器106的最佳重放范围中，传感器再现一定频率声音的功能也会出现不希望的异常情况。因此，信号处理器104的另一个功能可提供特定传感器设计中的频谱异常的补偿。可配置信号处理器104以限制在驱动每个换能器的音频信号中提供的频谱含量。 可限制频谱含量以使将扬声器驱动到特定输出水平和带宽所需要的功率最小化。信号处理器104的其它功能为对为每一个传感器提供的每一个音频信号的重放频谱进行整形。重放频谱可由频谱配置(spectral colorization)来补偿以适应传感器在其中操作的收听空间中的房间音响效果。房间音响效果可受例如反射和/或吸收从每一个传感器发出的声音的墙壁和其它房间表面的影响。墙壁可由具有不同声学特性的材料构成。在一些墙壁中可有门、窗、或开口，但在其它墙壁中则没有。家具和植物也可反射和吸收声音。因此，收听空间结构和收听空间中扬声器106的放置都可影响由音频系统100产生的声音的频谱和时间特性。另外，从传感器到听者的声音路径对于每一个传感器和收听空间中的每一个座位位置会有所不同。多个声音到达时间可阻碍听者准确定位声音的能力，g卩，体会声音发出的准确的单个位置。另外，声音反射可进一步增加声音定位处理的模糊性。信号处理器104也可提供发送到每一个传感器的信号的延迟，使收听空间中听者的声音定位能力有少许下降。图2为显示出音频源202、一个或多个扬声器204、和音频数字处理器206的一个实例框图。音频源202可包括光盘播放器、收音机调谐器、导航系统、移动电话、头戴式部件、或任何可生成表示音频声音的数字或模拟输入音频信号的其它装置。在一个实例中， 音频源202可提供表示左和右音频输入通道上的左和右立体声音频输入信号的数字音频输入信号。在其它实例中，音频输入信号可为任何数量通道的音频输入信号，例如Dolby 6. ITM环绕声音中的六个音频通道。扬声器204可为任何形式的可转换电信号到可听声音的一个或多个传感器。可配置并且定位扬声器204以单独或成组操作且可在任何频率范围中操作。扬声器可由音频信号处理器206提供的放大输出通道、或放大音频通道组合或单独驱动。音频信号处理器206为可执行逻辑以处理从音频源202提供到音频通道上的音频信号的一个或多个装置。此装置可包括数字信号处理器(DSP)、微处理器、场可编程门阵列 (FPGA)、或任何其它可执行指令的装置。另外，音频信号处理器206可包括例如滤波器、模拟到数字转换器(A/D)、数字到模拟(D/A)转换器、信号放大器、解码器、延迟、或任何其它音频处理机制。信号处理组件可为基于硬件、基于软件、或基于其某组合。此外，音频信号处理器206可包括配置以存储指令和/或数据的存储器，例如一个或多个易失性和/或非易失性存储装置。指令可在音频信号处理器206中执行以处理音频信号。数据可为在处理过程中使用/更新的参数、在处理过程中生成/更新的参数、用户输入的变量、和/或任何与处理音频信号有关的其它信息。在图2中，音频信号处理器206可包括全局均衡块210。全局均衡块210包括可用于均衡相应的多个输入音频通道上的输入音频信号的多个滤波器(EQ1-EQj)15滤波器 (EQ1-EQj)的每一个可包括一个滤波器或一个滤波器组，其包括定义各滤波器的操作信号处理功能的设置。滤波器的数目(J)可根据输入音频通道数目而不同。全局均衡块210可用于调整输入音频信号的异常或任何其它属性，作为由音频信号处理器206处理输入音频信号的第一步骤。例如，对输入音频信号的全局频谱改变可由全局均衡块210执行。可选地，在不希望有输入音频信号的此调整时，可省略全局均衡块210。音频信号处理器206也可包括空间处理块212。空间处理块212可接收经全局均衡的、或未经均衡的输入音频信号。空间处理块212可根据指定的扬声器位置提供输入音频信号的处理和/或发送，例如可对均衡的输入音频信号进行矩阵解码。可由空间处理块 212生成各受控通道上的任何数目的空间音频输入信号。因此，空间处理块212可例如从两个到七个通道向上混合(up mix)，或例如从六个通道到五个通道向下混合(down mix)。空间音频输入信号可利用空间处理块212通过音频输入通道的任何组合、变更、减少、和/或复制而混合。一个实例空间处理块212为Lexicon 的Logic7TM系统。可选地，在不希望输入音频信号的空间处理时，可省略空间处理块212。可配置空间处理块212以生成多个受控通道。在Logic7信号处理的实例中，左前通道、右前通道、中间通道、左侧通道、右侧通道、左后通道、和右后通道可组成受控通道，其每个包括相应的空间音频输入信号。在其它实例中，例如Dolby 6.1信号处理，左前通道、 右前通道、中间通道、左后通道、和右后通道可组成产生的受控通道。受控通道也可包括对例如低音扬声器的低频扬声器指定的低频通道。因为受控通道可被混合、滤波、放大等以形成放大的输出通道，所以可以不是放大输出通道。可选地，受控通道可为用于驱动扬声器 204的放大输出通道。经预均衡的、或未经预均衡的、和经空间处理的、或未经空间处理的输入音频信号可由称为受控通道均衡块214的第二均衡模块接收。受控通道均衡块214可包括多个滤波器(EQ1-EQk),用于均衡相应的多个受控通道上的输入音频信号。每一个滤波器(EQ1-EQK) 可包括一个滤波器或滤波器组，其包括定义各滤波器的操作信号处理功能的设置。滤波器的数目可根据输入音频通道的数目、或取决于空间处理块212是否存在的空间音频输入通道的数目而不同。例如，在空间处理块212由Logic 7 信号处理操作时，在七个受控通道上有七个可操作的滤波器(K)，当音频输入信号为左右立体声对，并且省略空间处理块212 时，在两个通道上有两个滤波器(K)。音频信号处理器206也可包括低音管理块216。低音管理块216可管理在各放大输出通道上提供的一个或多个音频输出信号的低频部分。选定音频输出信号的低频部分可被重新路由到其它放大输出通道。音频输出信号低频部分的重新路由可基于对放大输出通道驱动的各扬声器204。以其它方式包括在音频输出信号中的低频能量可由低音管理块 216从放大输出通道重新路由，该放大输出通道包括驱动不是为再现低频可听能量或非常低效率地再现能量设计的扬声器204的音频输出信号。低音管理块216可重新路由此低频能量到可再现低频可听能量的放大输出通道上的输出音频信号。可选地，如果不希望有此低音管理，可省略受控通道均衡块214和低音管理块216。可提供经预均衡、或未经预均衡、经空间处理的、或未经空间处理的、和经低音管理、或未经低音管理的音频信号到包括在音频信号处理器206中的低音管理均衡块218。低音管理均衡块218可包括多个滤波器(EQ1-EQm)，用于对相应的多个放大输出通道上的音频信号进行均衡和/或相位调整，以通过各扬声器204优化可听输出。每一个滤波器(EQ1-EQM) 可包括一个滤波器或滤波器组，其包括定义各滤波器的操作信号处理功能的设置。滤波器数目(M)可根据由低音管理均衡块218接收的音频通道的数目而不同。调谐相位以允许由放大输出通道驱动的一个或多个扬声器204在特定听力环境下与由其它放大输出通道驱动的一个或多个其它扬声器204相互作用，这可由低音管理均衡块218执行。例如，可调谐与驱动表示左前受控通道的一组扬声器的放大输出通道相对应的滤波器(EA-EQm)以及与低音扬声器相对应的滤波器(EQ1-EQm),以调整各音频输出信号的低频成分的相位，使在收听空间中引入左前受控通道可听输出和低音扬声器可听输出，以产生动听和/或悦耳的可听声音。音频信号处理器206也可包括交叉块220。具有组合成组成可听声音的全带宽的多个扬声器204的放大输出通道可包括交叉，以将全带宽音频输出信号分为多个较窄的带宽信号。交叉装置可包括一组滤波器，其在称为交叉频率的分频处，将信号分为一些离散的频率成分，例如高频成分和低频成分。可为每一个选择的一个或多个放大输出通道配置相应的交叉设置，以对每一个选择的通道设置一个或多个交叉频率。在由各放大输出通道上的各输出音频信号驱动扬声器204时，交叉频率可由交叉频率的声学效果来表征。因此，一般不由扬声器204的电响应表征交叉频率。例如，在结果是整个带宽上为平响应的应用中，适当的IkHz声音交叉需要900Hz低通滤波器和1200Hz 高通滤波器。因此，交叉块220包括由滤波器参数配置以获得需要的交叉设置的多个滤波器。因此，交叉块220的输出为已经根据由各音频输出信号驱动的扬声器204可选择地分为两个或多个频率范围的放大输出通道上的音频输出信号。不仅可以将交叉频率优化成最佳的声学结果而且可以优化成最小功率结果。可引入加权因子以指示对声学响应和功率消耗的相对重要性进行计算。通道均衡块222也可包括在音频信号处理模块206中。通道均衡块222可包括多个滤波器(EQ1-EQn),用于均衡从交叉块220作为放大音频通道接收的音频输出信号。每一个滤波器(EQ1-EQn)可包括一个滤波器或滤波器组，其包括定义各滤波器的操作信号处理功能的设置。滤波器数目(N)可根据放大输出通道的数目而不同。可在通道均衡块222中配置滤波器(EQ1-EQn)以调整音频信号以调整不需要的传感器响应特点。因此，通道均衡块222中的滤波器可考虑由放大输出通道驱动的一个或多个扬声器204的操作特点和/或操作参数。在不需要补偿扬声器204的操作特点和/或操作参数时，可省略通道均衡块222。图2中的信号流为可在音频系统中找到什么组件的一个实例。更为简单的或更复杂的变更也是可能的。在此大致实例中，可以有(J)个输入通道源、(K)个处理受控通道、 (M)个低音管理输出和(N)个总放大输出通道。因此，音频信号的均衡调整可在信号链中的每一个步骤执行。因为通常情况下，N > M > K > J，这可以帮助最小化在整个系统中使用的滤波器数目。对整个频谱的全局频谱改变可由全局均衡块210应用。另外，可由受控通道均衡块214应用均衡到受控通道。因此，在全局均衡块210和受控通道均衡块214中的均衡可应用到多组放大音频通道。另一方面，由低音管理均衡块218和通道均衡块222的均衡应用到单个放大音频通道。如果不同均衡应用到任何一个音频输出通道、或任何一组放大输出通道，在空间处理器块212和低音管理器块216前发生的均衡可构成线性相位滤波器。可选地，空间处理器块212和/或低音管理器块216可包括可在各模块中的处理过程中出现的相位更正。音频信号处理器206也可包括延迟块224。延迟块2M可用于延迟通过音频信号处理器206处理音频信号并驱动扬声器204的时间量。可配置延迟块224以对各放大输出通道上的每一个音频输出信号应用延迟变量。延迟块2M可包括与放大输出通道的数量相对应的多个延迟块(T1-Tn)15每一个延迟块(T1-Tn)包括可配置的参数，以选择应用到各放大输出通道的延迟量。在一个实例中，每一个延迟块可为根据以下等式的简单数字打点延迟块 (tap-delay block)y[t] = x[t-n]式 1其中χ为在时间t给延迟块的输入，y为在时间t延迟块的输出，η为延迟采样的数目。参数η为设计参数并且可对放大输出通道上的每一个扬声器204、或每组扬声器204 是唯一的。放大输出通道的延迟可为η和采样周期的乘积。滤波器块可为一个或多个无限脉冲响应(IIR)滤波器、有限脉冲响应滤波器(FIR)、或两者的组合。延迟块224的滤波器处理也可包括以不同采样率处理的多个滤波器组。在不希望延迟时，可省略延迟块224。增益优化块2 也可包括在音频信号处理器206中。增益优化块2 可对每一个相应放大输出通道包括多个增益块(G1-Gn)15可利用应用到每一个相应放大输出通道(数量N)的增益设置配置增益块(G1-Gn)，以调整由各通道驱动的一个或多个扬声器204的可听输出。例如，不同放大输出通道上可听空间中扬声器204的平均输出等级可由增益优化块2 调整，使得从扬声器204发出的可听声音等级对于收听空间中的多个收听位置来说感受几乎相同。在不希望增益优化时，例如在多个收听位置的声音等级不用放大输出通道的单个增益调整时感受也几乎相同的情况下，可省略增益优化块226。音频信号处理器206也可包括非线性处理块228。非线性处理块2 可包括与放大输出通道的数量(N)相对应的多个非线性处理块(NL1-NLn)15可根据扬声器204的操作范围，利用限制设置配置非线性处理块(NL1-NLn)，以管理失真等级、功率消耗、或保证限制放大输出通道上的音频输出信号幅值的任何系统限制。非线性处理块2 的一个功能可限制音频输出信号的输出电压。例如，在不允许音频输出信号超过某个用户定义等级的情况下，非线性处理块2 可提供硬性限制。非线性处理块2 也可限制音频输出信号的输出功率到一定用户定义等级。另外，非线性处理块2 可使用预定规则以动态管理音频输出信号等级。在不希望限制音频输出信号时，可省略非线性处理块228。音频调谐系统可在应该监控功率消耗时在高效模式下操作，或在功率消耗不被考虑时在非高效模式下操作。在一个实例实现中，音频系统可允许用户对系统性能中期望的效率等级进行设置。可将效率设置为高优先权，或设置为期望的功率消耗等级。该系统可向用户提供选择以对相对效率要求、或更直接的需求进行设置。相对效率要求指示音频系统相对于环境限制功率消耗。例如，音频系统可在汽车中操作并且其功率消耗相对于由相同功率源供给的其它系统可被限制。更直接的需求可包括当确定最佳配置设置时，作为音频系统执行的性能优化检查的一部分的功率限制。在另一个实例中，效率优化被自动确定并且功率限制可自动对音频系统施加影响。在图2中，模块可在许多不同功率效率模式下操作并具有相应的操作参数。在音频信号处理器206内可在不同效率模式下操作的模块包括全局均衡块210，转向通道 (steered channel)均衡块214、低音管理块216、低音管理均衡块218、交叉块220、信道均衡块222和增益优化块226。由于这些块中的每一个具有在一个或多个音频通道上影响功率输出量的操作设置，对这些块的各操作参数的调节可改变该音频系统的总的功率需求。因此，这些块中的一个或多个可包括不同的操作参数组以符合期望功率效率和期望音频性能的不同等级。虽然在一些情况下声学性能不受功率消耗的调节的影响(或受到微小影响)，但是在其它情况下在对功率消耗的优化和对声学性能或音频声音质量的优化之间存在折衷。因此，音频系统可配备在功率效率和声学性能之间提供不同平衡的任意数量的功率效率模式。在图2中，音频信号处理器206的模块显示在特定配置中，然而，可在其它实例中使用任何其它配置。例如，可配置通道均衡块222、延迟块224、增益块226、和非线性处理块228中的任何一些以从交叉块220接收输出。尽管未示出，音频信号处理器206也可在处理中放大音频信号，以利用足够功率驱动每一个传感器。另外，尽管各个块作为分离的块示出，在其它实例中所示块的功能可组合成或扩展成多个块。由均衡块，即，全局均衡块210、受控通道均衡块214、低音管理均衡块218、和通道均衡块222的均衡，可使用参量均衡、或非参量均衡产生。将参量均衡参数化成使人可直观地调整包括在均衡块中的结果滤波器的参数。然而，因为参数化的原因，减小了滤波器配置的灵活性。参量均衡为可使用滤波器的系数的指定关系的均衡形式。例如，双二阶(bi-quad)滤波器可为由两个二次多项式的比率实现的滤波器。系数间的指定关系可使用可用系数的数目，例如双二阶滤波器的六个系数以实现预定参数的数目。可在保持预定带外增益，例如一的带外增益的同时实现例如中间频率、带宽和滤波器增益的预定参数。非参量均衡为直接使用数字滤波器系数的计算机生成的滤波器参数。非参量均衡可以至少两种方法，有限脉冲响应(FIR)和无限脉冲响应(IIR)滤波器实现。此数字系数可能不能由人直观地调整，但增加滤波器配置的灵活性，允许有效实现更复杂的滤波器形状。非参量均衡可使用例如双二阶滤波器的六个系数的滤波器系数的完全灵活性，以得到与更正给定频率响应大小或相位异常需要的响应形状最佳匹配的滤波器。如果需要更复杂滤波器形状，可使用更高次多项式比值。在一个实例中，多项式的较高次比值可被随后分解(因式分解)为双二阶滤波器。这些滤波器的非参量设计可由包括以下的一些方法实现=Prony方法、Steiglitz-MeBride迭代法、本征滤波器方法或任何其它对任意频率响应产生最佳匹配滤波器系数的方法(传递函数)。这些滤波器可包括仅更改相位而幅值在所有频率上一致的全通特性。图3显示出包括在收听空间306中的一个实例音频系统302和自动音频调谐系统 304。尽管显示的收听空间为房间，收听空间可为车辆、室外区域、或任何安装并且操作音频系统的其它位置。自动音频调谐系统304可用于自动确定设计参数以调谐音频系统的一定实现。因此，自动音频调谐系统304包括自动机制以设置音频系统302中的设计参数。自动音频调谐系统304还可包括调谐或配置系统304的操作模式，以依照操作状况进行操作。操作状况可涉及对于在收听区域内不同位置上的收听者的收听环境，或者涉及用户可能想要控制的操作的任何方面。在实例的实现中，自动音频系统304包括至少一个效率模式，在该模式下对音频系统302的功率消耗进行监控并且还可被调谐到最小功率消耗。该自动音频调谐系统304可使用信号处理器312实现在不同模式下的操作。自动音频系统304可包括配置成执行不具体需要信号处理功能的通用处理器，其包括设置系统模式以及依照该模式的控制操作。
音频系统302可包括任何数目的扬声器、信号处理器、音频源，等以产生任何形式的音频、视频，或包括生成任何其它类型可听声音的多媒体系统。另外，也可以任何需要的配置建立或安装音频系统302，图3中的配置仅为许多可能配置中的一个。在图3中，为了用来说明，音频系统302通常显示为包括信号生成器310、信号处理器312、和扬声器314，然而，任何数目的信号生成装置和信号处理装置，以及任何其它相关装置可包括在音频系统 302中和/或与音频系统302连接。自动音频调谐系统304可为分离独立系统，或可作为音频系统302的一部分被包括。自动音频调谐系统304可为任何形式的逻辑装置，例如处理器，可执行指令，接收输入和提供用户界面。在一个实例中，自动音频调谐系统304可实现为计算机，例如配置以与音频系统302通信的个人计算机。自动音频调谐系统304可包括配置以存储指令和/或数据的存储器，例如一个或多个易失性和/或非易失性存储装置。指令可在自动音频调谐系统 304中执行以执行音频系统的自动调谐。可执行码也可提供自动音频调谐系统304的功能、 用户界面等。数据可为在处理过程中使用/更新的参数、在处理过程中生成/更新的参数， 用户输入变量、和/或任何与处理音频信号相关的其它信息。自动音频调谐系统304可允许在定制音频系统302中使用的设计参数的自动产生、处理和存储。另外，可以自动形式由自动音频调谐系统304产生、处理和存储音频系统 302的客户化配置。此外，设计参数的手动处理和音频系统302的配置也可由自动音频调谐系统304的用户执行。自动音频调谐系统304也可包括输入/输出(I/O)功能。I/O功能可包括以任何模拟或数字通信协议形式的有线和/或无线数据串行或并行通信。I/O功能可包括在自动音频调谐系统304和信号处理器312间传输设计参数和配置的参数通信接口 316。参数通信接口 316可允许下载设计参数和配置到信号处理器312。另外，也可通过参数通信接口 316将当前由信号处理器使用的设计参数和配置上传到自动音频调谐系统304。自动音频调谐系统304的I/O功能也可包括至少一个音频传感器接口 318，其每一个连接到音频传感器320，例如传声器。另外，自动调谐系统304的I/O功能可包括波形生成数据接口 322和参考信号接口 324。音频传感器接口 318可提供自动音频调谐系统304 接收一个或多个在收听空间306中传感的音频输入信号作为输入信号的功能。在图3中， 自动音频调谐系统304从收听空间中的五个不同收听位置接收五个音频信号。在其它实例中，可使用更少或更多数目的音频信号和/或收听位置。例如，在车辆的情况下，可有四个收听位置，并且可在每一个收听位置使用四个音频传感器320。可选地，可使用单个音频传感器320，并在所有收听位置中移动。自动音频调谐系统304可使用音频信号以测量在每一个收听位置出现的实际或原位声音。自动音频调谐系统304可直接生成测试信号、从存储装置提取测试信号、或控制外部信号生成器以产生测试波形。在图3中，自动音频调谐系统304可在波形生成数据接口 322上传输波形控制信号到信号生成器310。根据波形控制信号，信号生成器310可输出测试波形到信号处理器312作为音频输出信号。由信号生成器310产生的测试波形参考信号也可经由参考信号接口 3M被输出到自动音频调谐系统304。测试波形可为一个或多个具有幅值和带宽以完全运用和/或测试音频系统302操作的频率。在其它实例中，音频系统302可从光盘、存储器、或任何其它存储介质生成测试波形。在这些实例中，测试波形可
16通过波形生成接口 322提供到自动音频调谐系统304。在一个实例中，自动音频调谐系统304可启动或指示启动参考波形。可由信号处理器312处理参考波形作为音频输入信号，并作为音频输出信号输出到放大输出通道上以驱动扬声器314。扬声器314可输出表示参考波形的可听声音。可由音频传感器320传感可听声音，并且可听声音提供到自动音频调谐系统304作为音频传感器接口 318上的输入音频信号。可驱动每一个驱动扬声器314的放大输出通道，并且被驱动的扬声器314生成的可听声音由音频传感器320传感。在一个实例中，自动音频调谐系统304在包括声卡的个人计算机(PC)中实现。声卡可用为自动音频调谐系统304的I/O功能的一部分，以从音频传感器接口 318上的音频传感器320接收输入音频信号。另外，声卡可作为信号生成器操作，以生成传输到信号处理器312的测试波形作为波形生成接口 322上的音频输入信号。因此，可省略信号生成器 310。声卡也可接收测试波形作为参考信号接口 3M上的参考信号。声卡可由PC控制，并且提供所有输入信息到自动音频调谐系统304。根据从声卡接收/发送的1/0，自动音频调谐系统304可在参数接口 316上下载/上传设计参数到/从信号处理器312。使用音频输入信号和参考信号，自动音频调谐系统304可自动确定要在信号处理器312中实现的设计参数。自动音频调谐系统304也可包括允许查看、处理和编辑设计参数的用户界面。用户界面可包括显示器和例如键盘、鼠标或触摸屏的输入装置。另外，基于逻辑的规则和其它设计控制可由自动音频调谐系统304的用户界面实现和/或改变。自动音频调谐系统304可包括一个或多个图形用户界面屏幕，或其它允许查看、处理和改变设计参数和配置的显示形式。通常，由自动音频调谐系统304进行的实例自动操作以确定安装在收听空间中的指定音频系统的设计参数可由将感兴趣的音频系统的配置和设计参数输入自动音频调谐系统304而执行。在输入配置信息和设计参数后，自动音频调谐系统304可下载配置信息到信号处理器312。自动音频调谐系统304随后可按照如以下说明的一系列自动步骤执行自动调谐以确定设计参数。图4为实例自动音频调谐系统400的框图。自动音频调谐系统400可包括设置文件402、测试接口 404、传递函数矩阵406、空间平均引擎408、放大通道均衡引擎410、延迟引擎412、增益引擎414、交叉引擎416、低音优化引擎418、系统优化引擎420、设置应用模拟器 422和实验室数据4M和非线性优化引擎430。在其它实例中，可使用较少或附加块以说明自动音频调谐系统400的功能。设置文件402可为存储在存储器中的文件。可选地，或附加的，设置文件402可在图形用户界面中实现作为由音频系统设计者输入的信息的接收器。可由音频系统设计者为设置文件402配置指定待调谐的特定音频系统的配置信息和与自动调谐处理相关的设计参数。自动音频调谐系统400确定安装在收听空间中指定音频系统的设计参数的自动操作可由将感兴趣的音频系统的配置输入进设置文件402来进行。配置信息和设置例如可包括传感器的数目、传感器的阻抗曲线、收听位置的数目、输入音频信号的数目、输出音频信号的数目、以从输入音频信号获得输出音频信号的处理(例如立体声信号到环绕信号)， 和/或任何可用于执行设计参数的自动配置的其它音频系统指定信息。另外，在设置文件402中的配置信息可包括由音频系统设计者确定的设计参数，例如限制、加权因数、自动调谐参数、确定的变量等。在一个实例的实现中，设置文件402包括高效模式参数值，这些值包括除为高效模式操作配置的任意参数以外为非高效模式操作配置的参数中的一些或所有值。例如，可对安装的音频系统为每一个收听位置确定加权因数。可由音频系统设计者根据每一个收听位置的相关重要性确定加权因数。例如，在车辆中，驾驶员收听位置可具有最高的加权因数。前乘客收听位置可具有下一最高加权因数，后乘客可具有较低加权因数。加权因数可使用用户界面被输入进入包括在设置文件402中的加权矩阵。此外，实例配置信息可包括输入限制器和增益块的信息，或任何其它与音频系统的自动调谐的任何方面相关的信息。实例设置文件的配置信息列表的一个实例包括在附录A中。在其它实例中， 设置文件可包括附加的或较少的配置信息。除了音频系统结构的定义和设计参数的配置之外，可由设置文件402执行输入通道、受控通道、和放大输出通道的通道映射。另外，如之前和随后所述，任何其它配置信息可提供在设置文件402中。在通过参数接口 316(图幻下载安装信息到待调谐的音频系统中后，可对待调谐音频系统的可听声音输出执行由音频传感器320(图幻进行的安装、校准和测量。测量接口 404可接收和/或处理从调谐的音频系统提供的输入音频信号。测量接口 404可从音频传感器接收信号，参考图3之前说明的参考信号和波形生成数据。接收的表示扬声器的响应数据的信号可存储在传递函数矩阵406中。传递函数矩阵406可为包括响应相关信息的多维响应矩阵。在一个实例中，传递函数矩阵406、或响应矩阵可为三维响应矩阵，其包括音频传感器的数目、放大输出通道的数目、和表述由每一个音频传感器接收的音频系统的输出的传递函数。传递函数可为由音频传感器测量的脉冲响应或复频率响应。实验室数据4M可为待调谐音频系统中的扬声器的测量的扬声器传递函数(扬声器响应数据)。扬声器响应数据已经在作为实验室环境的收听空间(例如消音室)中测量和收集。实验室数据4M可以包括响应相关信息的多维响应矩阵的形式存储。在一个实例中，实验室数据似4可为与传递函数矩阵406类似的三维响应矩阵。可执行空间平均引擎408以通过平均传递函数矩阵406中的一个或多个维度来压缩传递函数矩阵406。例如，在说明的三维响应矩阵中，可执行空间平均引擎408以平均音频传感器并将响应矩阵压缩到二维响应矩阵。图5显示出空间平均的实例，其在一个频率范围上将脉冲响应从六个音频传感器信号502减小为单个的经空间平均后的响应504。由空间平均引擎408进行的空间平均也可包括应用加权因数。可在生成空间平均响应过程中应用加权因数以加权、或加重、根据加权因数识别被空间平均的一些脉冲响应。压缩传递函数矩阵可由空间平均引擎408生成，并存储在设置应用模拟器422的存储器430中。在图4中，可执行放大通道均衡引擎410以生成图2的通道均衡块222的通道均衡设置。由放大通道均衡引擎410生成的通道均衡设置在努力达到目标声学响应的过程中可更正在相同放大输出通道上的一个扬声器或一组扬声器的响应。这些扬声器可为单个的、 无源交叉的、或分离的有源交叉。这些扬声器的未考虑收听空间的响应可能不是最优的，因此可能需要响应校正。
图6为一个实例放大通道均衡引擎410、原位数据602、和实验室数据4M的框图。 放大通道均衡引擎410可包括预测原位模块606、统计校正模块608、参量引擎610、和非参量引擎612。在其它实例中，放大通道均衡引擎410的功能可由较少或附加块说明。原位数据602可表示待调谐音频系统的每一个放大音频通道的复频率响应或脉冲响应形式的实际测量的扬声器传递函数。在音频系统以需要的配置安装在收听空间中时，原位数据602可为来自音频系统的测量的可听输出。使用音频传感器，可获取原位数据并且将其存储在传递函数矩阵406中(图4)。在一个实例中，原位数据602为存储在存储器432中的压缩传递函数矩阵。可选地，如随后说明，原位数据602可为包括表示具有生成的和/或确定的应用于音频系统的设置的响应数据的数据的模拟。实验室数据4M可为在实验室环境中测量的待调谐音频系统中的扬声器的扬声器传递函数(扬声器响应数据)。在努力获得目标声学响应的过程中，使用每一个放大输出通道的放大通道均衡引擎410进行的自动校正可基于原位数据602和/或实验室数据424。因此，可由音频系统设计者在设置文件402中配置放大通道均衡引擎410使用原位数据602、实验室数据4M或原位数据602和实验室数据4M两者的某种组合(图4)。将扬声器响应向目标声学响应校正的通道均衡设置的生成可由参量引擎610或非参量引擎612、或参量引擎610和非参量引擎612两者的组合执行。可在设置文件402中使用一种设置来指定(图4)通道均衡设置是否应该由参量引擎610、非参量引擎612、或参量引擎610和非参量引擎612的某种组合生成。例如，设置文件402(图幻可指定要包括在通道均衡块222中的参量滤波器的数目、和非参量滤波器的数目(图2)。包括扬声器的系统可仅执行组成系统的扬声器。放大通道均衡引擎410可使用与原位扬声器、或实验室环境下的扬声器的性能有关的信息，以鉴于目标声学响应，校正或最小化扬声器响应中的不规则的效果。根据实验室数据似4生成的通道均衡设置可包括由预测原位模块606的处理。因为基于实验室的扬声器性能不是来自于其中可操作扬声器的原位收听空间，预测原位模块 606可生成预测原位响应。预测原位响应可基于在设置文件402中预先定义的参数。例如， 使用者或设计者可产生期望环境或收听空间中的扬声器的计算机模型。可使用计算机模型以预测可在每一个传感器位置测量的频率响应。此计算机模型可包括设计音频系统的重要方面。在一个实例中，认为不重要的那些方面可被省略。每一个扬声器的预测频率响应信息可在预测原位模块606中的所有传感器上进行空间平均，作为在收听环境中期望的响应的估计。计算机模型可使用有限元法、边界元法、光线跟踪或任何其它模拟环境中的一个扬声器或一组扬声器的声音性能的模拟方法。根据预测原位响应，参量引擎610和/或非参量引擎612可生成通道均衡设置，以基于目标声学响应补偿扬声器中的可校正不规则情况。因为原位响应可模糊扬声器的实际响应，所以可以不使用实际测量的原位响应。预测原位响应可仅包括由在声音辐射阻抗中引入改变更改扬声器性能的因数。例如，在扬声器靠近边界放置的情况下，可在原位响应中包括一个或多个因数。为了利用由参量引擎610和/或非参量引擎612生成的预测原位响应获得满意的结果，扬声器将被设计为在位于收听空间中以前给出最优消声性能。在一些收听空间中，扬声器的最优性能不需要补偿，并且不必生成通道均衡设置。由参量引擎610和/或非参量引擎612生成的通道均衡设置可在通道均衡块222中应用(图幻。因此，由于通道均衡设置的信号变更可影响单个扬声器或(无源或有源)扬声器的滤波器阵列。另外，可由统计校正模块608根据对实验室数据424(图4)和/或任何包括在设置文件402(图4)中的其它信息的分析对预测原位响应应用统计校正。统计校正模块608 可使用存储在与音频系统中使用的扬声器相关的设置文件402中的数据在统计基础上生成原位预定响应的校正。例如，由于扬声器中振膜的破坏带来的谐振会依赖于振膜的特定材料属性和此材料属性中的变化。另外，扬声器中的其它元件和胶粘剂的制造变更，和制造过程中的设计和处理容许量的变更都可影响性能。从单个扬声器的质量测试/检查获得的统计信息可存储在实验室数据4M中(图4)。由统计校正模块608使用此信息以进一步根据组件和制造处理中的这些已知变更校正扬声器的响应。目标响应校正可实现扬声器响应的校正，以适应对扬声器的设计和/或制造处理做出的改变。在其它实例中，扬声器预测原位响应的统计校正也可由统计校正模块608根据扬声器的组装线测试的结果执行。在一些实例中，例如车辆的收听空间中的音频系统可在调谐时间由收听空间中的给定最优扬声器组、或由未知扬声器组调谐。由于在扬声器中的统计变量，可对特定收听空间优化此调谐，但不能对相同收听空间中的相同模型的其它扬声器优化。例如，在车辆中的特定扬声器组中，谐振可出现在IkHz处，幅值和滤波器带宽(Q) 为三和6dB的峰值。在相同模型的其它扬声器中，谐振的出现可改变1/3倍频(octave)，Q 可从2. 5改变到3. 5，并且峰值可从4改变到8dB。可将发生谐振的这种变化作为信息提供到实验室数据424(图4)中，以便由放大通道均衡引擎410使用来适当地校正扬声器的预测原位响应。预测原位响应数据或原位数据602可由参量引擎610或非参量引擎612使用。可执行参量引擎610以从存储在传递函数矩阵406中的响应数据获得感兴趣的带宽(图4)。 在感兴趣带宽中，参量引擎610可扫描频率响应的峰值。参量引擎610可识别具有最大幅值的峰值，并且计算关于此峰值的参量均衡的最佳匹配参数(例如中间频率、幅值和Q)。最佳匹配滤波器可应用到模拟中的响应，并且可由参量引擎610重复处理直到没有峰值大于指定的最小峰值，例如2dB，或使用指定最大数目的滤波器，例如两个。可由音频系统设计者在设置文件402中指定滤波器的最小峰值和滤波器的最大数目(图4)。参量引擎610可在特定扬声器、或扬声器组的所有音频传感器上使用加权平均， 以利用滤波器例如参数陷波滤波器处理谐振和/或其它响应异常。例如，可生成参数陷波滤波器的中间频率、幅值和滤波器带宽(Q)。陷波滤波器可为设计成通过处理在驱动扬声器时产生的频率响应异常而在收听空间中给出最优响应的最小相位滤波器。非参量引擎612可在特定扬声器、或扬声器组的所有音频传感器上使用加权平均，以利用例如双二阶滤波器的滤波器处理谐振和其它响应异常。可计算双二阶滤波器的系数以提供频率响应异常的最优配合。因为非参量滤波器可包括比传统参数陷波滤波器更复杂的频率响应形状，与参量滤波器比较，非参量导出滤波器可提供在更接近配合的匹配。 这些滤波器的缺点在于因为它们不具有例如中间频率、Q和幅值的参数，所以它们不能直观地调整。参量引擎610和/或非参量引擎612可分析每一个扬声器在原位或实验室响应中的影响，而不是在产生相同频率范围的多个扬声器间的复杂交互。在许多情况下，参量引擎
20610和/或非参量引擎612可确定需要对在扬声器操作带宽外一定程度的响应进行滤波。 例如，如果谐振出现在给定扬声器的指定低通频率的一个半倍程之上，会是这种情况，因为此谐振是可以听到的，并且会产生交叉相加的困难。在另一个实例中，放大通道均衡引擎 410可确定滤波扬声器的指定高通频率以下的一个倍频和扬声器的指定低通频率上的一个倍频可提供比仅滤波到带边界更好的结果。参量引擎610和/或非参量引擎612的滤波选择可由包括在设置文件402中的信息或者基于功率效率加权因子来限制。滤波器优化的参数限制(不仅为频率)在功率消耗、资源分配和系统性能的优化方面对于放大通道均衡引擎410的性能是重要的。允许参量引擎610和/或非参量引擎612选择任何非限制值会使放大通道均衡引擎410生成不希望的滤波器，例如具有导致很大功率消耗以及失真或稳定性问题的可能性的非常高正增益值的滤波器。在一个实例中，设置文件402可包括将由参量引擎610生成的增益限制到例如-12dB和+6dB中的确定范围的信息。在另一个实例中，可基于功率效率加权因子应用增益限制的比例增减。可选地，或者此外设置文件402可包括，或者功率效率加权因子可被实现成调用，确定的范围以限制幅值和滤波器带宽(Q)的生成，例如在例如0.5到大约5的范围中。也可设置滤波器的最小增益为设置文件402中的附加参数。可设置最小增益为确定的值，例如2dB。因此，可去除已经由参量引擎610和/或非参量引擎612计算的增益小于2dB的任何滤波器，且不下载到调谐的音频系统。另外，由参量引擎610和/或非参量引擎612生成最大数目的滤波器可在设置文件402中指定以优化系统性能。在参量引擎610 和/或非参量引擎612生成在设置文件402中指定的最大数目的滤波器并随后根据最小增益设置去除一些生成的滤波器时，最小增益设置可进一步改进系统性能。在考虑去除滤波器时，参量和/或非参量引擎610和612可结合滤波器的Q考虑滤波器的最小增益设置以确定音频系统中的此滤波器的心理声学重要性。滤波器的这种去除考虑可基于预定的阈值， 例如最小增益设置和滤波器的Q的比率、滤波器给定增益设置的Q的可接受值的范围、和/ 或滤波器的给定Q的可接受增益的范围。例如，如果滤波器的Q非常低，例如1，滤波器的 2dB大小的增益可对音频系统的音质带来显著影响，滤波器不应被删除。预定阈值可包括在设置文件402(图4)。可基于目标声学响应使用不同功率效率加权因子产生以通道均衡设置形式的一个或多个操作参数组。通道均衡设置可以是具有滤波设计参数的滤波器形式。该放大信道均衡引擎410可使用来自设置文件402扬声器的阻抗数据以确定通道均衡设置对各扬声器的操作功率消耗的影响。基于被用于产生通道均衡设置的各效率加权因子，放大通道均衡引擎410可针对一个或多个通道调节均衡设置。因此，如果功率效率加权因子正被使用促使功率消耗的最小化，例如增益值的信道均衡设置可在一些频率上减少而在另一些频率上增加以便最小化功率消耗，同时仍从该音频系统获得目标声学响应。在其它实例中，Q，被均衡的频率范围，或涉及均衡的任意其它操作参数可作为功率效率加权参数的函数通过放大通道均衡引擎410被调节。该放大通道均衡引擎410可对音频系统的期望声学性能进行平衡，利用放大器消耗的功率的期望限制，基于功率效率加权因子驱动扬声器，以获得目标声学响应。例如，如果功率效率加权因子是在1至10之间的值，且10为最大功率效率，当值为1时，放大通道均衡引擎410可忽略功率消耗并生成信道均衡设置以优化扬声器的声学性能。另一方面，当功率效率加权因子为10时，对于优化声学性能的信道均衡设置进行显著改变，以便最小化功率消耗，同时仍提供可接受的音频系统性能的等级。类似地，当功率效率加权因子为5时放大通道均衡引擎可在功率消耗和声学性能之间折衷。在驱动扬声器时，扬声器的能量消耗的等级以及功率效率可通过放大通道均衡引擎410基于扬声器的阻抗确定。在其它实例中，在音频系统中可考虑任意其它的功率损失。 扬声器的阻抗数据可通过放大通道均衡引擎410从各扬声器中的每一个的阻抗曲线中获得。该阻抗曲线可被存储在设置文件402中。可选地，或额外地，放大通道均衡引擎410可计算扬声器的阻抗数据。可基于例如所供应或投影到被供应给扬声器的电流和电压的幅值的实际测量值计算阻抗数据(V = R*I)。基于包括在驱动一个或多个各自的扬声器的音频信号中的电压和电流，以及该一个或多个扬声器的阻抗数据，放大信道均衡引擎410可通过一个或多个扬声器调节均衡设置并确定功率损耗中相应的改变。使用这些技术，放大的通道均衡引擎410可迭代地调节均衡设置以适合功率消耗的期望等级，同时仍根据目标声学响应对音频性能进行优化，并适合功率效率加权因子施加的限制。在图4中，可提供由放大通道均衡引擎410生成的通道均衡设置到设置应用模拟器422。设置应用模拟器422可包括其中可存储均衡设置的存储器432。设置应用模拟器 422也可被执行以应用通道均衡设置到包括在传递函数矩阵406中的响应数据。已经由通道均衡设置均衡的响应数据也可存储在存储器432作为均衡通道响应数据的模拟。另外， 由自动音频调谐系统400生成的任何其它设置可被应用到响应数据，以模拟应用了生成的通道均衡设置的音频系统的操作。此外，包括在设置文件402中的设置可根据模拟调度应用到响应数据以生成通道均衡模拟。模拟调度可包括在设置文件402中。模拟调度指定生成的和预定的设置，以便通过设置应用模拟器422生成特定模拟。因为由自动音频调谐系统400中的引擎生成设置， 设置应用模拟器422可生成在模拟调度中识别的模拟。例如，模拟调度可从传递函数矩阵 406中指示应用了期望均衡设置的响应数据的模拟。因此，在接收均衡设置时，设置应用模拟器422可应用均衡设置到响应数据并且在存储器432中存储结果模拟。均衡响应数据的模拟可对在自动音频调谐系统400中的其它设置的生成中使用。 这样的均衡响应数据的模拟还可针对与效率加权因子中的每一个相关联的操作参数执行。 在此点上，设置文件402也可包括次序表，指定由自动音频调谐系统400生成不同设置的次序、或顺序。在次序表中可指定生成顺序。可指定顺序使得由设置应用模拟器422生成和存储在模拟中使用的生成设置，其中期望以模拟为基础生成另一组生成设置。换言之，次序表可指定生成设置和相应模拟的次序，使得可获得基于其它生成设置的模拟的生成设置。例如，可提供均衡通道响应数据的模拟到延迟引擎412。可选地，在不希望通道均衡设置时，可提供响应数据而不调整延迟引擎412。在另一个实例中，由音频系统设计者指示的包括生成设置和/或确定设置的任何其它模拟可被提供到延迟引擎412。可执行延迟引擎412以确定和生成选择的扬声器的优选延迟。延迟引擎412可从设置应用模拟器422的存储器432中存储的模拟获得每一个音频输入通道的模拟响应，或可从传递函数矩阵406获得响应数据。通过比较每一个音频输入信号和参考波形，延迟引擎412可确定并生成延迟设置。可选地，在不需要延迟设置时，可省略延迟引擎412。
图7为一个实例延迟引擎412和原位数据702的框图。延迟引擎412包括延迟计算器模块704。延迟值可由延迟计算器模块704根据原位数据702计算和生成。原位数据 702可为包括在传递函数矩阵406中的响应数据。可选地，原位数据702可为存储在存储器 432中的模拟数据(图4)。延迟值可由延迟计算器模块704对选择的一些放大输出通道生成。延迟计算器模块704可定位测量的音频输入信号的前沿和参考波形的前沿。测量的音频输入信号的前沿可为响应超出噪声层的点。根据参考波形的前沿和测量音频输入信号的前沿间的差别，延迟计算器模块704可计算实际延迟。图8为示出测试以确定可听声音到达例如传声器的音频传感装置的到达时间的一个实例脉冲响应。在等于零秒的时间点(tl)802，提供可听信号到音频系统由扬声器输出。在时间延迟过程804中，由音频传感装置接收的音频信号低于噪声层806。噪声层806 可为包括在设置文件402中的确定值(图4)。接收的音频声音在时间点(t2)808从噪声层 806出现。在时间点(tl)802和时间点(t2)808之间的时间由延迟计算器模块704确定作为实际延迟。在图8中，系统的噪声层806为脉冲最大等级以下60dB并且时间延迟大约为 4. 2ms ο实际延迟为音频信号通过所有电子装置、扬声器和空气以到达监测点的时间量。 可使用实际时间延迟以正确排列交叉以及对调谐音频系统产生的音频声音进行最优空间成像。取决于由音频传感装置测量收听空间中的哪一个收听位置，出现不同实际时间延迟。 可由延迟计算器模块704使用单个传感装置以计算实际延迟。可选地，延迟计算器模块704 可平均位于例如听者头部周围的收听空间中不同位置中的两个或多个音频传感装置的实际时间延迟。根据计算机的实际延迟，延迟计算器模块704可根据包括在设置文件402中的加权因数对选择的一些放大输出通道的延迟值分配加权(图4)。由延迟计算器模块704生成的结果延迟设置可为每一个音频传感装置的延迟值的加权平均。因此，延迟计算器模块 704可计算并且生成每一个放大音频通道上的音频输出信号到达相应的一个或多个收听位置的到达延迟。可希望有一些放大输出通道上的附加延迟以提供正确的空间表示。例如， 在具有后环绕声扬声器的多通道音频系统中，可将附加延迟加到驱动前扬声器的放大输出通道，使来自后环绕声扬声器的直接可听声音同时到达靠近前扬声器的听者。在图4中，由延迟引擎412生成的延迟设置可提供到设置应用模拟器422。设置应用模拟器422可在存储器432中存储延迟设置。另外，设置应用模拟器422可根据包括在设置文件402中的模拟调度使用延迟设置生成模拟。例如，模拟调度可指示希望有应用延迟设置到均衡响应数据的延迟模拟。在此实例中，可从存储器432和应用到其上的延迟设置提取均衡响应数据模拟。可选地，在均衡设置没有生成和存储在存储器432中时，可根据在模拟调度中指示的延迟模拟，应用延迟设置到包括在传递函数矩阵406中的响应数据。也可在存储器432中存储延迟模拟由自动音频调谐系统中的其它引擎使用。例如，延迟模拟可被提供到增益引擎414。增益引擎414为可执行的，以生成放大输出通道的增益设置。增益引擎414，如设置文件402中指示，可从存储器432获得模拟，以该模拟为基础生成增益设置。可选地，对每一个设置文件402，增益引擎414可从传递函数矩阵406获得响应以生成增益设置。增益引擎414可分别优化每一个放大输出通道上的输出。可根据设置文件402中指定的加权由增益引擎414可选择地调整放大输出通道的输出。图9为一个实例增益引擎414和原位数据902的框图。原位数据902可为已经由空间平均引擎408空间平均的来自传递函数矩阵406的响应数据。可选地，原位数据902 可为存储在存储器432中的包括应用了生成的或确定设置的空间平均响应数据的模拟。在一个实例中，原位数据902为根据存储在存储器432中的通道均衡设置由设置应用模拟器 422生成的通道均衡模拟。增益引擎414包括等级优化器模块904。等级优化器模块904为可执行的，以根据原位数据902确定并且存储每一个放大输出通道的确定带宽上的平均输出等级。存储的平均输出等级可相互比较，并且可被调整以在每一个放大音频通道上实现音频输出信号的希望等级。等级优化器模块904可生成偏移值使特定放大输出通道具有比其它放大输出通道或多或少的增益。这些值可被输入包括在设置文件402的表中，使增益引擎可直接补偿计算的增益值。例如，因为在路上运行时的车辆的噪声，音频系统设计者希望车辆中具有环绕声音的后扬声器与前扬声器相比信号等级增加。因此，音频系统设计者可为相应放大输出通道在表中输入确定值，例如+3dB。作为响应，在生成那些放大输出通道的增益设置时， 等级优化器模块904给生成的值加上3dB的附加增益。增益引擎414还可基于不同功率效率加权因子的应用推导出不同的增益值。例如，对于指示进一步强调功率消耗最小化的功率效率加权因子可相应地减少由增益引擎 414生成和应用的增益。该增益引擎414可利用扬声器的扬声器阻抗数据以探知施加到放大输出通道的增益减少对功率消耗的影响，以便基于目标声学响应和功率消耗平衡声学性能。因此，包括在设置文件402的表中生成和输入的例如增益值组的操作参数可与不同功率效率加权因子相关联。在图4中，由增益引擎414生成的增益设置可被提供到设置应用模拟器422。设置应用模拟器422可将增益设置存储在存储器432。另外，例如，设置应用模拟器422可应用增益设置到经均衡的或未经均衡的、经延迟的或未经延迟的响应数据以生成增益模拟。在其它实例增益模拟中，由自动音频调谐系统400生成的或在设置文件402中表示的任何其它设置，可应用在响应数据以利用应用到其上的增益设置模拟音频系统的操作。由应用到其上的均衡的和/或延迟的响应数据(如果存在的话)、或任何其它设置的表示响应数据的模拟，可从存储器432和应用的增益设置中提取。这样的模拟还可针对与效率加权因子中的每一个相关联的操作参数被执行。可选地，当没有生成均衡设置并将其存储在存储器 432中时，可应用增益设置到包括在传递函数矩阵406中的响应数据，以生成增益模拟。增益模拟也可被存储在存储器432。交叉引擎416可与自动音频调谐系统10中的一个或多个其它引擎联合操作。可选地，交叉引擎416可为独立自动调谐系统，或仅与选择的一些其它引擎，例如放大通道均衡引擎410和/或延迟引擎412 —起操作。交叉引擎416为可执行的，以可选择地生成选择的放大输出通道的交叉设置。交叉设置可包括选择应用到至少两个放大输出通道的高通和低通滤波器的最优斜率和交叉频率。交叉引擎416可生成放大音频通道组的交叉设置， 该放大音频通道组最大化由可在组中的各放大输出通道上操作的扬声器的组合输出产生的总能量。扬声器可在至少部分不同的频率范围中操作。交叉引擎416还可生成交叉设置，这些设置通过组合扬声器输出使总能量输出最大化，同时使电功率最小化，使得音频放大器必须输送以获得目标声学输出。交叉引擎416包括交叉优化器，该交叉优化器基于通过功率消耗等级限制限定的目标声学性能，确定获得最高声学性能等级的交叉参数形式的任意数量的操作参数组。取决于有效的功率效率加权因子，操作参数组可以是提供优化声学性能的交叉参数组(不考虑来自扬声器总和的最大总能量)或者可以是提供从放大器获得目标声学响应需要的最低总功率的交叉参数组。例如，可由交叉引擎416对驱动例如高音用扬声器的相对高频率扬声器的第一放大输出通道，和驱动例如低音用相对低频率扬声器的第二放大输出通道生成交叉设置。在此实例中，交叉引擎416可确定最大化两个扬声器的组合的总响应的交叉点。因此，交叉引擎416可基于从两个扬声器的组合生成的优化总能量生成交叉设置，使得对第一放大输出通道应用最优高通过率器，对第二放大输出通道应用最优低通过率器的应用程序。当期望优化效率时，交叉设置可调节最佳高通滤波器和最佳低通滤波器以限制总功率输入。在其它实例中，交叉引擎416可生成任何数目的放大输出通道上和不同频率范围的相应扬声器的交叉。在其它实例中，在交叉引擎416可作为独立音频调谐系统操作时，可省略例如原位和实验室响应矩阵的响应矩阵。相反，交叉引擎416可由设置文件402、信号生成器 310(图3)和音频传感器320(图3)操作。在此实例中，可由信号生成器310生成参考波形，以驱动驱动例如高音扬声器的相对高频扬声器的第一放大输出通道，和例如低音扬声器的相对低频扬声器的第二放大输出通道。可由音频传感器320接收扬声器的操作组合的响应。交叉引擎416可根据传感响应生成交叉设置。交叉设置可被应用到第一和第二放大输出通道。此处理可被重复并且交叉点(交叉设置)移动，直到由音频传感器320感应到两个扬声器的最大总能量为止。交叉引擎416可根据在设置文件402中输入的初始值确定交叉设置。带限滤波器的初始值可为提供扬声器保护的大约值，例如一个放大输出通道的高音扬声器高通滤波器值和另一个放大输出通道的次低音扬声器低通滤波器值。另外，可在设置文件402中指定不能超过的限制值，例如在自动优化过程中由交叉引擎416使用的一些频率和斜率(例如， 五个频率，和三个斜率)。此外，可在设置文件402中指定给定设计参数允许的改变量限制。 可使用设置文件402中的响应数据和信息执行交叉引擎416生成交叉设置。图10为交叉引擎416、实验室数据424(图4)、和原位数据1004的一个实例的框图。实验室数据4M可为对待调谐音频系统中的扬声器在实验室环境中测量和收集的测量的扬声器传递函数(扬声器响应数据)。在其它实例中，可省略实验室数据424。原位数据 1004可为例如存储在传递函数矩阵406中的响应数据的测量响应数据(图4)。可选地，原位数据1004可为由设置应用模拟器422生成的和存储在存储器432中的模拟。在一个实例中，应用延迟设置的模拟作为原位数据1004。因为响应数据的相位可用于确定交叉设置， 响应数据可以不是空间平均的。交叉引擎416可包括参量引擎1008和非参量引擎1010。因此，交叉引擎416可由参量引擎1008或非参量引擎1010、或参量引擎1008和非参量引擎1010两者的组合可选择地生成放大输出通道的交叉设置。在其它实例中，交叉引擎416可仅包括参量引擎1008、
25或非参量引擎1010。音频系统设计者可在设置文件402(图4)中指定交叉设置是否应该由参量引擎1008、非参量引擎1010、或其一定组合生成。例如，音频系统设计者可在设置文件402(图4)中指定包括在交叉块220(图幻中的参量滤波器的数目、和非参量滤波器的数目。参量引擎1008或非参量引擎1010可使用实验室数据424、和/或原位数据1004 以生成交叉设置。实验室数据似4或原位数据1004的使用由音频系统设计者在设置文件 402(图4)中指定。在输入带限滤波器的初始值(在需要时)和用户指定限制后，可执行交叉引擎416进行自动处理。初始值和限制可在收集响应数据前输入设置文件402，并且下载到信号处理器。交叉引擎416也可包括迭代优化引擎1012和直接优化引擎1014。在其它实例中，交叉引擎416可仅包括迭代优化引擎1012或直接优化引擎1014。可执行迭代优化引擎1012或直接优化引擎1014以确定并且生成至少两个放大输出通道的一个或多个最优交叉。指定将使用哪一个优化引擎可由音频系统设计者用设置文件中的优化引擎设置来设置。最优交叉是其中进行交叉的两个或多个放大输出通道上的扬声器的组合响应在交叉频率上为_6dB且每一个扬声器的相位在此频率大约相等的交叉。此类型交叉装置可被称为 Linkwit-Riley滤波器。交叉的优化可要求涉及的每一个扬声器的相位响应具有一定相位特点。换言之，低通扬声器的相位和高通扬声器的相位可充分相等以提供总和。使用交叉在两个或多个不同放大音频通道上的不同扬声器的相位对准可以多种方式由交叉引擎416实现。生成希望交叉的实例方法可包括迭代交叉优化和直接交叉优化。由迭代优化引擎1012进行的迭代交叉优化可包括使用数字优化器，以操作如在由音频系统设计者在设置文件402中指定的限制范围上的加权声音测量的模拟中应用的一定高通和低通滤波器。最优响应可为由迭代优化引擎1012确定的作为具有最好总和的响应。最优响应的特点在于以下方法驱动在至少两个不同放大输出通道上操作的至少两个扬声器的输入音频信号(时域)的值的和等于复数和(频域)，指示扬声器响应的相位在交叉范围上充分最优化。可由迭代优化引擎1012对具有形成交叉的适合高通/低通滤波器的任何数目的放大音频通道的总和计算复数结果。迭代优化引擎1012可对整体输出的结果、放大输出通道总和质量、以及不同音频传感装置之间的变化进行评分。“最佳”的分数可在交叉频率产生6dB响应总和，同时保持所有音频传感位置的重叠区域外的单个通道的输出等级。可由包括在设置文件402(图4)中的加权因数加权整组分数。另外，一组分数可由输出、总和、 变化的线性组合进行排序。为了执行迭代分析，迭代优化引擎1012可生成第一组滤波器参数或交叉设置。生成的交叉设置可提供到设置应用模拟器422。设置应用模拟器422可模拟应用交叉设置到由迭代优化引擎1012之前使用的以生成设置的模拟的两个或多个相应音频输出通道上的两个或多个扬声器。应用了交叉设置的相应扬声器的组合总响应的模拟可提供回到迭代优化引擎1012，以生成交叉设置的下一迭代。此处理可反复迭代直至得到与复数和最接近的输入音频信号的值的和。迭代优化引擎1012也可返回滤波器参数的排序列表。默认情况下，最高排序交叉设置组可用于两个或多个相应放大音频通道中的每一个。可在设置文件402中保持并且存储排序列表(图4)。在最高排序交叉设置根据主观听力测试不为最优的情况下，可替换较低排序的交叉设置。如果不用交叉设置完成滤波参数的排序列表以平滑每一个单个放大输出通道的响应，可应用滤波器的附加设计参数到所涉及的所有放大输出通道以保持相位关系。可选地，迭代优化引擎1012可应用迭代引擎1012确定的交叉设置之后的进一步优化交叉设置的迭代处理，从而进一步细调滤波器。使用迭代交叉优化，迭代优化引擎1012可操作由参量引擎1008生成的高通和低通滤波器的截止频率、斜率和Q。另外，如果需要，迭代优化引擎1012可使用延迟更改器以轻微更改交叉的一个或多个扬声器的延迟，以实现最优相位对准。如之前说明，由参量引擎 1008提供的滤波器参数可由设置文件402 (图4)中确定的值限制，使迭代优化引擎1012操作指定范围中的值。这些限制可能是必须的，以确保对一些扬声器的保护，例如需要生成高通频率和斜率以防止扬声器机械损坏的小扬声器。例如，对于IkHz的希望交叉装置，限制可为此点上或下的1/3倍频。斜率可被限制为12dB/倍频到24dB/倍频，Q可被限制为0. 5到1. 0。 其它限制参数和/或范围也可根据调谐的系统指定。在另一个实例中，需要在IKHz处Q = 0.7的MdB/倍频滤波器以适当保护高音扬声器。并且，可由音频系统设计者指定限制以允许迭代优化引擎1012仅增加或减少参数，例如限制以从由参量引擎1008生成的值中增加频率、增加斜率、或减小Q以保证保护扬声器。交叉优化的更直接方法为由直接优化引擎1014直接计算两个或多个放大输出通道的每一个的滤波器的传递函数以优化地滤波扬声器从而获得“理想”的交叉。由直接优化引擎1014生成的传递函数可使用之前说明的类似于放大通道均衡引擎410(图4)的非参量引擎612(图6)的非参量引擎1010合成。可选地，直接优化引擎1014可使用参量引擎1008生成最优传递函数。产生的传递函数可包括正确的值和相位响应以优化地匹配 Linkwitz-Riley, Butterworth或其它希望的滤波器类型。交叉引擎416还可包括交叉效率优化模块1015。该交叉效率优化模块1015可确定结果交叉设置是否超过或符合任意的功率限制，例如，依照功率效率加权因子设置的任意的功率限制。交叉效率优化模块1015可从直接优化引擎1014或迭代优化引擎1012接收优化性能的交叉设置。此外，该交叉效率模块1015可获得或确定例如存储的预定阻抗曲线的扬声器阻抗数据，或实际的电压幅值和电流幅值信息。由于扬声器功率消耗在谐振处被最小化，用于产生交叉设置的操作参数的调节可改变所消耗的功率量。交叉效率优化模块 1015可通过调节高通和低通滤波器的操作参数或滤波器设计参数来调节交叉频率，以基于扬声器阻抗数据识别不同交叉频率位置的功率消耗。由于一些扬声器比其它扬声器更加高效，例如次低音扬声器典型地比中频扬声器更高效，通过简单地调节交叉频率、放大器的功率消耗可被最小化。基于识别出的交叉频率，以及目标声学响应，交叉效率优化模块1015可选择作为功率效率加权因子的函数的不同的交叉频率设置点，以获得目标声学性能。据此，可生成一组交叉设置，各自与一功率效率加权因子相关联，以获得在功率消耗和声学性能之间平衡的比例增减。此外，或可选地，交叉效率优化模块1015可在所使用的参数中加入限制，或者对于若干生成的交叉设置确定功率消耗的估算。例如，交叉效率优化模块1015可将功率的量度提供给分级滤波器参数的每一个，并通知用户分级列表，以使用户能够选择一套分级的滤波器参数。该功率量度可对应于功率效率加权因子中的一个，使得一套效率优化交叉设置可按效率和/或性能的顺序被分级。图11为可由在音频系统中实现的自动音频调谐系统生成的滤波器块的一个实例。滤波器块可作为第一滤波器组IlOOa由包括高通滤波器110h、N个陷波滤波器1104a、 和低通滤波器1106a的处理链实现。该滤波器块还可包括具有包括第二高通滤波器1102b、 N个陷波滤波器1104b、和低通滤波器1106b的处理链的第二滤波器组1100b。可生成第二滤波器组IlOOb以在预定功率限制内优化音频系统。第二滤波器组IlOOb可以是被生成以向用户提供从具有不同功率效率设置(效率加权因子)选出的不同配置的一组效率优化滤波器组中的一个。滤波器可根据原位数据、或实验室数据424(图4)由自动音频调谐系统生成。在实例的实现中，仅可生成高通和低通滤波器1102和1106。在图11中，高通和低通滤波器110h、b和1106a、b的滤波器设计参数包括每一个滤波器的截止频率(fc)和阶次(或斜率)。由包括在交叉引擎416中的参量引擎1008和迭代优化引擎1012(图10)可生成高通滤波器1102aU102b和低通滤波器1106a、1106b。 当音频系统在功率效率模式下操作时，高通滤波器和低通滤波器可使用以上参考图10描述的交叉效率优化模块1015，依照由功率效率模式设置的功率限制被调整。高通滤波器 1102a、1102b和低通滤波器1106a、1106b可在调谐的音频系统的第一和第二音频输出通道上的交叉块220(图2)中实现。高通和低通滤波器1102a、1102b和1106a、1106b可限制第一和第二输出通道上的相应音频信号以确定频率范围，例如之前说明的由相应放大输出通道驱动的相应扬声器的最优频率范围。陷波滤波器ll(Ma、1104b可在确定频率范围上衰减音频输入信号。陷波滤波器 1104的滤波器设计参数每一个可包括衰减增益(增益)、中间频率(f0)、和质量因数⑴)。 N个陷波滤波器1104a、1104b可为由放大通道均衡引擎410的参量引擎610(图6)生成的通道均衡滤波器。陷波滤波器1104a、1104b可在音频系统的通道均衡块222(图幻中实现。 陷波滤波器ll(Ma、1104b可用于补偿扬声器中的不完善并如上所述补偿房间音响效果。所有图11的滤波器可按照音频系统设计者的请求由设置文件402(图4)中的自动参量均衡生成。因此，图11中显示的滤波器表示经完全参量优化设置的滤波器信号链。 因此，滤波器设计参数可在生成后由音频系统设计者直观地调整。此外，可生成任意数量的不同的滤波器组以与不同的效率加权因子向对应。图12为在音频系统中由自动音频调谐系统生成实现的另一个实例滤波器块。图 12的滤波器块可提供更多灵活设计的滤波器处理链。在图12中，滤波器块包括具有高通滤波器1202a、低通滤波器120 和在高通滤波器120 和低通滤波器120 之间的多个(N) 任意滤波器1206a的第一滤波器链1200a。滤波器块还包括具有高通滤波器1202b、低通滤波器1204b和在高通滤波器120 与低通滤波器1204b之间的多个(N)任意滤波器120 的第二滤波器链1200b。该第二滤波器链1200b可被生成以在预定功率限制内优化音频系统。可将高通滤波器1202a、120 和低通滤波器1204a、1204b配置为跨接或交叉设置，以为相应扬声器将相应放大输出通道上的音频信号限制到最优范围，该相应扬声器是由其上提供相应音频信号的相应放大音频通道驱动。在此实例中，高通滤波器1202a、1202b和低
28通滤波器1204a、1204b由参量引擎1008(图10)生成，以包括截止频率(fc)和次序(或斜率)的滤波器设计参数。因此，交叉设置的滤波器设计参数可由音频系统设计者直观地调整。任意滤波器1206a、1206b可为任何形式的滤波器，例如双二阶滤波器或二阶数字 IIR滤波器。可使用二阶IIR滤波器的级联以补偿扬声器中的不完善且补偿房间的音响效果，如之前说明。任意滤波器1206a、1206b的滤波器设计参数可由非参量滤波器612使用原位数据602或实验室数据424(图4)生成，作为对滤波器进行整形提供更多灵活度的任意值，但不是作为由音频系统设计者直观调整的值。图13为在音频系统中实现的可由自动音频调谐系统生成的另一个实例滤波器块。在图13中，显示出包括高通滤波器1302、低通滤波器1304和多个通道均衡滤波器1306 的任意滤波器的级联。高通滤波器1302和低通滤波器1304可由非参量引擎1010(图10) 生成并用在音频系统的交叉块220(图幻中。通道均衡滤波器1306可由非参量引擎612(图 6)生成并用在音频系统的通道均衡块222(图幻中。因为滤波器设计参数为任意的，音频系统设计者对滤波器的调整不是直观的。然而，对于调谐的特定音频系统可更好地定制滤波器的形状，以满足目标声学响应，同时仍然在由功率效率加权因子规定的功率效率要求以内。在图4中，可执行低音优化引擎418以优化收听空间中的可听低频声波的和。在设置文件402中指定为“产生低音”的低频扬声器的包括扬声器的所有放大输出通道，可在相同时间由低音优化引擎418调谐，以保证它们之间以最优的相位关系操作。低频产生扬声器可为在400Hz以下操作的扬声器。可选地，低频产生扬声器可为在150Hz以下、或OHz 与150Hz之间操作的扬声器。低音优化引擎418可为包括例如传递函数矩阵406和/或实验室数据424的设置文件402和响应矩阵的独立自动音频系统调谐系统。可选地，低音优化引擎418可与一个或多个其它引擎共同操作，例如延迟引擎412和/或交叉引擎416。低音优化引擎418生成产生各相位更改滤波器的至少两个选择的放大音频通道的滤波器设计参数。可设计相位更改滤波器以提供与在相同频率范围中操作的扬声器间的相位差相等的相位偏移量。相位更改滤波器可分别在两个或多个不同的选定放大输出通道上的低音管理均衡块218(图幻中实现。相位更改滤波器根据希望的相位更改大小，对不同的选定放大输出通道会有所不同。因此，在一个选定放大输出通道上实现的相位更改滤波器可提供比在另一个选定放大输出通道上实现的相位更改滤波器更大的相位更改。低音优化引擎418还可在优化处理过程中对相位调整滤波器计算功率消耗。功率消耗的计算可以基于由受到相位调整滤波器相位调整的音频信号驱动的扬声器的阻抗数据和与性能相关的数据，例如实际或模拟的扬声器复数响应曲线。该优化可基于不同的功率效率加权因子被加权，以计算操作参数，例如任意数量的不同相位调整滤波器组的滤波器设计参数。例如，第一相位调整滤波器组可具有有利于最低功率消耗解决方案的滤波器设计参数，第二相位调整滤波器组可具有在一个或更多收听位置处有利于可听低音的最佳相位和的滤波器设计参数，并且任意数量的其它相位调整滤波器组可具有有利于中间状态的滤波器设计参数。即使例如使用全通滤波器的相位偏移不直接消耗功率，多扬声器发出的可听声音的相长合并导致在收听空间中的声压级(SPL)增加。另一方面，来自各不同扬声器的异相位可听声音可导致一些由多扬声器发出的可听声音的破坏性合并(消除)量。因此，取决于音频信号的相对相位，在收听位置处的SPL可能较高或较低。如果将消除最小化，驱动扬声器以便获得SPL期望水平的放大器的功率输出可能较低。但是，对消除的最小化可能不导致关于目标声音响应的声音性能优化。因此，低音优化引擎418可生成与各功率效率加权因子相关联的相位调整滤波器组，以产生满足目标声学响应的声学性能和功率效率之间的平衡。图14为包括低音优化引擎418和原位数据1402的框图。原位数据1402可包括从传递函数矩阵406来的响应数据。可选地，原位数据1402可为包括来自应用了生成设置或确定设置的传递函数矩阵406的响应数据的模拟。如之前说明，模拟可根据模拟调度由设置应用模拟器422生成，并且存储在存储器432 (图4)中。低音优化引擎418可包括参量引擎1404和非参量引擎1406。在其它实例中，低音优化引擎可仅包括参量引擎1404或非参量引擎1406。可选择地由参量引擎1404或非参量引擎1406、或参量引擎1404和非参量引擎1406两者的组合生成放大输出通道的低音优化设置。由参量引擎1404生成的低音优化设置的形式可以是合成每一个选择的放大输出通道的参量全通滤波器的滤波器设计参数。另一方面，由非参量引擎1406生成的低音优化设置的形式可以是合成任意全通滤波器的滤波器设计参数，例如每一个选择的放大输出通道的UR或HR全通滤波器。低音优化引擎418也可包括迭代低音优化引擎1408、直接低音优化引擎1410和低音效率优化器1412。在其它实例中，低音优化引擎可仅包括迭代低音优化引擎1408或直接低音优化引擎1410以及低音效率优化器1412。可执行迭代低音优化引擎1408，以在每一次迭代计算指定低音装置的总和的所有音频传感装置的加权空间平均。由于参数可迭代地更改，可改变每个相应选定放大输出通道上的单个扬声器或扬声器对的相关值和相位响应，从而产生复数和的改变。由低音优化引擎418进行优化的目标可为实现在来自不同扬声器的可听信号重叠的频率范围中的从不同扬声器来的低频可听信号的最大总和。此目标可为优化所涉及的每一个扬声器的值(时域)的和。测试函数可为根据包括来自传递函数矩阵406(图4)的响应数据的模拟的从相同扬声器来的可听信号的复数和。因此，可迭代地提供低音优化设置到设置应用模拟器422(图4)，用于对放大音频输出通道的选定组和相应扬声器的迭代模拟应用。应用了低音优化设置的结果模拟可由低音优化引擎418使用，以确定低音优化设置的下一迭代。也可由直接低音优化引擎1410对模拟应用加权因数，以确定收听空间中的一个或多个收听位置的优先权。因为模拟测试数据接近目标，所以该和是最优的。低音优化可由在设置文件402(图4)中指定的限制中的最好可能方法而终止。可选地，可执行直接低音优化引擎1410以计算和生成低音优化设置。直接低音优化引擎1410可直接计算并且生成提供在从设置文件402中指示的音频系统中的多个低音产生装置来的可听低频信号的最优总和的滤波器的传递函数。生成的滤波器可设计成具有全通幅值响应特点，并提供可在所有音频传感器位置上提供平均最大能量的各放大输出通道上的音频信号的相移。加权因数也可由直接低音优化引擎1410应用到音频传感器位置， 以对收听空间中的一个或多个收听位置应用优先权。当音频系统在高效模式下操作时，由系统确定的优化设置可被加权成相对于最佳声学性能具有较低功率消耗的解决方案。该配置可仍包括参量和/或非参量全通滤波器 (相位调整滤波器)。但是，当考虑优化的效率时，那些滤波器的具体设计可以不同。低音效率优化器1412接收来自原位数据1402的声学和电响应，并对由参量引擎1404和非参量引擎1406生成的滤波器设计参数进行调节，以产生包括在音频系统中的一个或更多低音产生装置(低音扬声器)的效率和声学性能的最佳平衡。产生最大声学性能的滤波器可以不具有最低的功率消耗，并且一个解决方案可以是，仅具有略微较差的声学性能，但功率消耗明显很低(更高的效率)。此外或可选地，低音效率优化器1412可调节迭代优化引擎1408，使得优化的目标可以是在从不同扬声器获得低频率可听信号的最大和与优化功率消耗之间的平衡。该低音效率优化器1412还可以提供对生成滤波器转换函数的直接优化引擎的调节，以提供功率消耗和来自音频系统中不同低音产生装置的可听低频率信号的最佳总和之间的平衡。在图4中，可指定由低音优化引擎418生成的最优低音优化设置到设置应用模拟器422。因为设置应用模拟器422可在存储器432中存储所有低音优化设置的迭代，则可在存储器432中指示最优设置。另外，设置应用模拟器422可生成一个或多个模拟，其包括将低音优化设置、由存储在设置文件402中的模拟调度指示的其它生成设置和/或确定设置应用到响应数据。低音优化模拟可存储在存储器432中，并可例如提供到系统优化引擎 420。系统优化引擎420可使用包括在设置文件402中的响应数据、一个或多个生成设置、和/或确定设置的模拟，以生成组均衡设置来优化放大输出通道的组。由系统优化引擎 420生成的组优化设置可用于配置全局均衡块210和/或受控通道均衡块214(图幻中的滤波器。图15为一个实例系统优化引擎420、原位数据1502、和目标数据1504的框图。原位数据1502可为从传递函数矩阵406来的响应数据。可选地，原位数据1502为包括来自传递函数矩阵406的应用了生成或确定设置的响应数据的一个或多个模拟。如之前说明， 模拟可根据模拟调度由设置应用模拟器422生成，并存储在存储器432(图4)中。目标数据1504可为希望具有加权空间平均的特定通道或通道组的频率响应幅值。例如，音频系统中的左前放大输出通道可包含由在左前放大输出通道上提供的共用音频输出信号驱动的三个或多个扬声器。共用音频输出信号可为频率带限音频输出信号。在输入音频信号应用到音频系统中时，即激活左前放大输出通道时，生成一些声音输出。根据声音输出，可由例如传声器的音频传感器测量听力环境中的一个或多个位置的传递函数。 测量的传递函数是经空间平均和加权的。目标数据1504或此测量的传递函数的期望响应可包括目标曲线、或目标函数。音频系统可具有一个或许多目标曲线，例如对系统中的每个主扬声器组都有一个。例如，在车辆音频环绕声音系统中，具有目标函数的通道组可包括左前、中间、右前、左侧、右侧、左环绕和右环绕。如果音频系统包括例如后中心扬声器的专用扬声器，这也可具有目标函数。可选地，音频系统中的所有目标函数相同。目标函数可为存储在设置文件402中作为目标数据1504的预定曲线。目标函数可根据实验室信息、原位信息、统计分析、手动绘制、或任何其它提供多放大音频通道的直接响应的机制生成。取决于许多因素，组成目标函数曲线的参数可有所不同。例如，音频系统设计者可需要或希望不同听力环境中的附加的低音量。在一些应用中，目标函数每部分倍频的加重可能并不相同，也可具有其它曲线形状。图16示出了一个以目标功能曲线1602对实际原位响应曲线1604形式的实例目标声学响应。该目标功能曲线1602为在收听位置上的期望响应。该实际原位响应曲线1604 可表示在该收听位置上的实际测量的响应或模拟响应。换句话说，目标功能曲线1602表示由位于收听位置上的收听者收到的期望的可听声音，而实际原位响应表示由收听位置上的收听者收到的实际可听声音。期望的和实际的可听声音之间的差异可通过系统调节以优化声音质量和功率消耗。例如，在图16中，放大的通道均衡引擎410可如前面讨论的那样使用滤波器消弱或增强音频信号。消弱或增强调节可基于实际的原位响应曲线1604并被应用于独立的频率或频率范围，以更好地匹配目标功能曲线1602。例如，在图16中，箭头1606表示可向目标功能曲线1604增强的频率范围。在另一个实例中，箭头1608表示可向目标频率曲线1604 消弱的频率范围。类似地，增益引擎414可将实际原位响应曲线1604的总增益增加到更靠近地与目标功能曲线1602对准。形成目标函数曲线的参数可参量地或非参量地生成。参量实现允许音频系统设计者或自动工具调整例如频率和斜率的参数。非参量实现允许音频系统设计者或自动工具“绘出”任意曲线形状。系统优化弓丨擎420可比较在设置文件402 (图4)中由一个或多个目标函数指示的模拟部分。系统优化引擎420可从模拟中指定有代表性的放大输出通道组以与各目标函数比较。根据模拟和目标函数间的复频率响应、或幅值的差别，系统优化引擎可为全局均衡设置和/或受控通道均衡设置(图2中的210和214)生成组均衡设置。在图15中，系统优化引擎420可包括参量引擎1506和非参量引擎1508。可选择地由参量引擎1506或非参量引擎1508、或参量引擎1506或非参量引擎1508两者的组合对受控通道的输入音频信号分别生成全局均衡设置和/或受控通道均衡设置。由参量引擎1506生成的全局均衡设置和/或受控通道均衡设置可为合成例如陷波滤波器、带通滤波器、和/或全通滤波器的参量滤波器的滤波器设计参数的形式。另一方面，由非参量引擎 1508生成的全局均衡设置和/或受控通道均衡设置可为合成例如陷波、带通、或全通滤波器的任意UR或HR滤波器的滤波器设计参数形式。系统优化引擎420也可包括迭代均衡引擎1510、和直接均衡引擎1512。迭代均衡引擎1510可与参量引擎1506共同执行以迭代地评估并且排序由参量引擎1506生成的滤波器设计参数。从每一次迭代来的滤波器设计可提供到设置应用模拟器422，用于应用到之前提供到系统优化引擎420的模拟。根据由滤波器设计参数更改的模拟与一个或多个包括在目标数据1504中的目标曲线的比较，可生成附加滤波器设计参数。迭代可继续进行到由设置应用模拟器422生成的模拟被识别为最接近匹配目标曲线的系统迭代均衡引擎1510 为止。直接均衡引擎1512可计算对滤波进行模拟以产生目标曲线的传递函数。根据计算的传递函数，可执行参量引擎1506或非参量引擎1508以合成滤波器和滤波器设计参数以提供此滤波。迭代均衡引擎1510的使用或直接均衡引擎1512可由音频系统设计者在设置文件402(图4)中指定。在图4中，系统优化引擎420可使用由原位数据提供的目标曲线和总和响应以考虑音频系统的低频响应。在低频情况下，例如小于400Hz时，收听空间中由一个扬声器激活的模式与由两个或多个接收相同音频输出信号的扬声器激活的模式不同。当考虑总和响应时，与例如左前响应和右前响应的平均的平均响应相比，结果响应非常不同。系统优化引擎 420可通过同时使用一个模拟的多个音频输入信号作为根据两个或多个音频输入信号的和生成滤波器设计参数的基础来处理这样的情况。系统优化引擎420可把分析限制在其中均衡设置可应用到所有收听位置的模态异常的音频输入信号的低频区域。系统优化引擎420也可提供表示空间变化滤波器的滤波器设计参数的自动确定。 表示空间变化滤波器的滤波器设计参数可在受控通道均衡块214中(图幻实现。系统优化引擎420可从已经生成和确定应用设置的模拟中确定滤波器设计参数。例如，模拟可包括存储在设置文件402中的延迟设置、通道均衡设置、交叉设置和/或高空间变化频率设置的应用。当启用时，系统优化引擎420可分析模拟并且计算所有音频传感装置上每一个音频输入通道的频率响应变化。在变化高的频率区域中，系统优化引擎420可生成变化均衡设置以最大化性能，类似于参考图16描述的那样跨越所有通道。根据计算的变化，系统优化引擎420可确定表示一个或多个参量滤波器和/或非参量滤波器的滤波器设计参数。确定的参量滤波器设计参数可与在设置文件402中指示的高空间变化频率的数目的频率和Q 最好地配合。确定的参量滤波器的幅值可通过系统优化引擎420以在此频率处所有音频传感装置的均值作为起始数(seeded)。可在主观听力测试过程中出现对参量陷波滤波器的幅值作进一步调整。系统优化引擎420也可执行滤波器效率优化。在模拟中应用和优化所有滤波器后，滤波器的总数可能较高，并且滤波器可能效率不高和/或过于冗余。系统优化引擎420 可使用滤波器优化技术以减少整体滤波器数。此可包括将两个或多个滤波器配合成较低阶滤波器，并比较两个或多个滤波器与较低阶滤波器的特点的差别。如果差别少于确定的量， 较低次滤波器可被接受并且替换两个或多个滤波器。优化也可包括搜索对整体系统性能具有较少影响的滤波器并且删除这些滤波器。 例如，在包括最小相位双二阶滤波器的级联时，滤波器的级联也可为最小相位。因此，滤波器优化技术可用于最小化使用的滤波器的数目。在其它实例中，系统优化引擎420可运算或计算应用到每一个放大输出通道的整个滤波器链的复频率响应。系统优化引擎420可随后将具有适当频率分辨率的计算的复频率响应传送到滤波器设计软件，例如^R滤波器设计软件。滤波器总数可由配合较低阶滤波器到多个放大输出通道而减小。HR滤波器也可自动转换到UR滤波器以减小滤波器数。较低阶滤波器可由系统均衡引擎420指示在全局均衡块210和/或受控通道均衡块214中应用。系统均衡引擎420也可生成音频系统的最大增益。最大增益可根据在设置文件 402中指定的例如失真等级的参数设置。在指定的参数为失真等级时，失真等级可在音频放大器的模拟的最大输出等级或在模拟的较低等级处测量。失真可在其中应用所有滤波器且调整增益的模拟中测量。可由在测量失真的每一个频率处记录的等级规定失真到一定值， 例如10%THD。最大系统增益可从此信息导出。系统优化模块420也可根据失真信息在非线性处理块228(图2~)中设置或调整限制器设置。系统优化引擎420还可针对任意数量的不同功率效率加权因子生成操作参数组。
33使用扬声器阻抗数据、例如原位数据的性能相关数据、由一个或更多其它引擎生成的操作参数和目标声学响应，系统优化引擎420可生成作为功率效率加权因子中的每一个的函数的操作参数。操作参数组的生成还包括滤波器的排除。在图4中，非线性优化引擎430可使用原位测量和装置特征以对系统的非线性特征设置限制的非线性设置形式的操作参数，例如由于声学性能、保护、功率减少、失真管理和/或其它原因而被应用于音频系统的限制器、压缩器、限幅和其它非线性处理。使用目标声学响应、原位响应和音频系统专用配置信息，非线性优化引擎可生成非线性设置。此外， 使用阻抗数据，非线性优化引擎430可调节非线性设置以优化功率消耗。例如，可以增加限制器的冲击时间以避免大幅度短时期来自扬声器的可听声音的能量密集输出，以便优化能量效率。在其它实例中，压缩器可被禁用以优化能量效率。在每个引擎针对功率效率模式中的每一个产生操作参数以后可进行非线性优化引擎430的操作。可选地，或此外，对非线性优化引擎430的操作可在由所有引擎完成产生功率效率模式之后发生。在这两种情况下，非线性优化引擎430操作以确认针对功率效率模式计算的操作参数不导致失真或其它可由非线性处理引起的有害结果。如果这样的条件被识别，例如通过使用针对功率效率模式计算的操作参数对原位数据和/或模拟数据分析，非线性优化引擎430可计算适当的设置以防止出现这样的条件。此外，或可选地，非线性优化引擎430可提供这样的信息给其它引擎，使得可生成额外/修订的操作参数，以提供在声学性能和功率效率之间的期望平衡，同时也将所识别的条件最小化。非线性优化引擎430可基于功率效率加权因子指示的功率效率考虑因素的优先等级改变非线性设置。该非线性设置可由非线性优化引擎430基于功率消耗的考虑以组生成。功率消耗可由非线性优化引擎430基于扬声器的阻抗数据、由其它引擎的一个或多个生成的操作参数和例如原位数据的性能相关数据，在不同的操作条件下确定。基于总音频系统的功率输出限制可以针对各功率效率加权因子由非线性优化引擎430进行非线性设置。此外，或可选地，这样的限制可基于外部因素设置。在混合型车辆的实例中，外部因素可包括可用电池能量、基于输入到导航系统中的目的地的投影可用电池能量、操作中的其它辅助系统，例如加热器、灯或风档刮水器，或任意其它的功率消耗相关考虑因素。在非车辆应用中，外部因素可简单地包括可用电源、供电质量、额定电压等级以及类似因素。图17是说明非线性优化引擎430的操作的框图。非线性优化引擎430包括参量引擎1704和功率限制器1706。非线性优化引擎430可接收来自原位数据1702的原位测量信息。参量引擎1704可使用测量数据以计算各种性能参数，包括在音频系统中的音频装置或音频装置组的功率消耗。在一个实例中，一组音频装置可以是放大器和一个或多个扬声器。关于功率消耗计算的性能参数被提供给功率限制器1706，其确定通道或通道组是否正在超过预定限制的功率等级上操作。功率限制器1706可确定加权因子或使用一些其它技术来配置滤波器，以调节通道或通道组的功率谱，将各通道或通道组的功率耗损保持在预定限制处或以下。图18为显示出自动音频调谐系统的实例操作的流程图。在以下实例中，调整参数和确定在包括在图2的信号流程图中的块中使用的滤波器类型的自动步骤以具体的顺序说明。然而，如之前说明，对任何特定音频系统，可以不实现图2中说明的一些块。因此，可省略与不实现的块相对应的自动音频调谐系统400的部分。另外，可更改步骤的次序，以便如前所述，由设置应用模拟器422根据次序表和模拟调度生成其它步骤中使用的模拟。因此，自动音频调谐系统的具体配置可基于给定音频系统需要的实现而有所不同。另外，尽管是按照顺序来说明，由自动音频调谐系统执行的自动步骤不必以所说明的次序或任何其它特定次序来执行，除非另有说明。此外，一些自动步骤可以不同顺序并行执行，或可根据调谐的特定音频系统完全略去。在图18中，在框1802处，音频系统设计者可由与待测试音频系统相关的数据生成设置文件。该数据可包括音频系统结构、通道映射、加权因数、实验室数据、限制、次序表、模拟调度、阻抗数据以及类似数据。在框1804，从设置文件来的信息可下载到待测试音频系统以初步配置音频系统。在框1806，从音频系统来的响应数据可作为原位数据被收集并且存储在传递函数矩阵中。响应数据的收集和存储可包括由声音传感器对音频系统中扬声器产生的可听声波进行设置、校准和测量。可听声音可由音频系统根据例如通过音频系统处理的波形生成数据的输入音频信号生成，并且提供作为在放大输出通道上的音频输出信号以驱动扬声器。在框1808，响应数据可被空间平均且存储。在框1810，确定在设置文件中是否指示放大通道均衡。如果需要，放大通道均衡需要在生成增益设置或交叉设置前执行。如果指示放大通道均衡，在框1812，放大通道均衡引擎可使用设置文件和空间平均响应数据以生成通道均衡设置。通道均衡设置可根据原位数据或实验室数据生成。如果使用实验室数据，可应用原位预测和统计校正到实验室数据。滤波器参数数据可根据参量引擎、非参量引擎、或其一定组合生成。通道均衡设置可提供到设置应用模拟器，在框1814，生成通道均衡模拟且存储在存储器中。通道均衡模拟可根据设置文件中的模拟调度和任何其它确定参数由应用通道均衡设置到响应数据而生成。在框1816确定是否在音频系统中针对均衡设置使用效率功率模式。如果不使用，该操作进入框1818，如果在框1816确定将使用效率功率模式，在框1817 处检索功率效率加权因子，并且该操作返回1812以基于检索的功率效率加权因子生成一组均衡设置。在框1812、1814、1816和1817处的操作可针对在音频系统和生成的相应模拟中使用的每个功率效率加权因子被重复。一旦针对音频系统中使用的所有的功率效率加权因子已经生成了均衡设置和相应模拟，该操作进入框1810。在框1814生成通道均衡模拟后，或者，如果在框1810没有在设置文件中指示放大通道均衡，则在框1818处确定是否在设置文件中指示自动生成延迟设置。如果需要，延迟设置在生成交叉设置和/或低音优化设置前需要。如果指示延迟设置，在框1820从存储器获得模拟。模拟可在设置文件中的模拟调度中指示。在一个实例中，获得的模拟可为通道均衡模拟。在框1822，可执行延迟引擎以使用模拟以生成延迟设置。当音频系统包括功率效率加权因子时，可针对与一组均衡设置相对应的模拟中的每一个生成延迟设置。延迟设置可根据可存储在设置文件中的放大输出通道的模拟和加权矩阵生成。如果在加权矩阵中收听空间中一个收听位置优先，并且在设置文件中未指定放大输出通道的附加延迟，可生成延迟设置使所有声音基本同时到达一个收听位置。在框1拟4，延迟设置可提供到设置应用模拟器，可生成应用延迟设置的模拟。延迟模拟可为应用了延迟设置的通道均衡模拟。在图19中，在框1拟4处生成延迟模拟后，或者在框1818如果在设置文件中未指示延迟设置，则确定在框1拟6是否在设置文件中指示自动生成增益设置。如果是，在框 18 从存储器获得模拟。可在设置文件中的模拟调度中指示模拟。在一个实例中，获得的模拟可为延迟模拟。在框1830可执行增益引擎以使用模拟并且生成增益设置。可根据每一个放大输出通道的模拟和加权矩阵生成增益设置。如果在加权矩阵中收听空间中一个收听位置优先，并且未指定附加放大输出通道增益，则可生成增益设置，使在优先收听位置感受的声音大小基本一致。在框1832，增益设置可提供到设置应用模拟器， 并且可生成应用增益设置的模拟。增益模拟可为应用了增益设置的延迟模拟。在框1834确定了是否在音频系统中对于增益设置使用效率功率模式。如果不使用，该操作进入框1836。 如果在框1834确定使用效率功率模式，则在框1835检索功率效率加权因子，并且该操作返回1拟8以检索包含与检索的功率效率加权因子相对应的均衡设置的延迟模拟。在框1828、 1830、1832、1834和1835的操作可针对在音频系统和生成的包含增益的相应模拟中使用的每个功率效率加权因子被重复。一旦对于在音频系统中使用的所有的功率效率加权因子已经生成了增益设置和相应的模拟，该操作进入框1836。在框1834生成增益模拟后，或者在框1拟8如果未在设置文件中指示增益设置，则在框1836确定是否在设置文件中指示自动生成交叉设置。如果是，在框1838，从存储器获得模拟。因为响应数据的相位可包括在模拟中，所以此模拟可不经过空间平均。在框1840， 根据设置文件中的信息确定哪一个放大输出通道适于交叉设置。在框1842，对每一个适用放大输出通道可选择地生成交叉设置。与放大通道均衡类似，可使用原位或实验室数据，并且可生成参量或非参量滤波器设计参数。另外，在生成过程中，可使用来自设置文件的加权矩阵。在框1846，可由仅用非参量引擎操作的直接优化引擎、或可由可用参量或非参量引擎操作的迭代优化引擎，确定优化交叉设置。在决策框1847中，确定系统是否将使用一个或多个功率效率加权因子在高效模式下操作，如果是，功率效率加权因子可在步骤1849被检索并使用。与检索的功率效率加权因子相对应的交叉设置组可在步骤1851被添加到交叉设置的列表中。决策框1853检查以确定是否该列表完成。如果未完成，可在步骤1855获得其它功率效率加权因子并且在步骤1838至1846使用相应的模拟，以计算加权到减少的功率输出的其它交叉设置组。例如， 可使用指示用户为获得较高功率效率而可接受较低性能的程度的效率加权因子，对基于性能生成的交叉设置列表与基于功率效率设置生成的第二交叉设置列表对比。可生成结果列表作为性能和基于效率加权因子的功率之间的折衷。效率加权因子也可以其它方式被使用。如果在决策框1853中完成列表，可生成具有不同功率输出或效率功率等级的交叉设置的列表。该列表可包括任意数量的配置，或简单地包括高音频质量配置和高效率配置。一个或更多交叉模拟可在步骤1848生成。图22是一组低音扬声器和中音扬声器的实例性能曲线。在图22a中，评估阻抗曲线的实例包括在约84欧姆(ohms)阻抗幅值处且在约400Hz发现发生谐振的低音扩音器的第一阻抗曲线2202，和在约45欧姆阻抗幅值处且在约3KHZ发现发生谐振的中音扩音器的第二阻抗曲线2204。在图22b中，用于低音扩音器的第一组原位响应曲线2210和用于中音扩音器的第二组原位响应曲线2212说明了在频率范围内以瓦特(watt)为单位的平均功率。在图22c中，说明了随交叉频率变化对功率消耗的影响的图。在图22b中，在^OHz的第一实例的交叉频率处描绘了低音的第一原位响应曲线2214和中音的第一原位响应曲线2216。在560Hz的第二实例交叉频率处描绘了低音的第二原位响应曲线2218和中音的第二原位响应曲线2220。在840Hz的第三实例交叉频率处描绘了低音的第三原位响应曲线2222和中音的第三原位响应曲线22M。将图2 和图22b 与图22c对比，最佳功率消耗发生在约315Hz处，相对接近低音扬声器的谐振2204。正如在图22c中进一步说明的，在约200Hz以下和约400Hz以上的交叉频率设置在该实例中将导致更高的功率消耗。但是，较高功率消耗的交叉设置可基于目标声学响应表现出最佳声学性能。由于交叉引擎416执行对声学性能的优化和对功率效率的优化之间的平衡，交叉设置可由交叉引擎416作为效率加权因子的函数生成。例如，如果对于最佳声学性能的交叉设置在500Hz处，当效率加权因子对声学性能加大权重时交叉引擎416可生成这种设置，而对能量效率加大权重时则可选择315Hz。类似地，当声学性能和能量效率被基本相似地加权时，则可选择400Hz。在图20中，在框1848生成交叉模拟后，或者如果在框1836在设置文件中未指示交叉设置，则框1852确定在设置文件中是否指示自动生成低音优化设置。如果是，在框 1854，从存储器获得模拟。因为响应数据的相位可包括在模拟中，与交叉引擎类似，该模拟可以不经过空间平均。在框1856，根据设置文件中的信息确定哪一个放大输出通道驱动以较低频率操作的扬声器。在框1858，可对每个识别的放大输出通道选择地生成低音优化设置。可生成低音优化设置，以根据加权矩阵以加权方式校正相位，使所有产生低音的扬声器最优地相加。可使用原位数据生成参量和/或非参量滤波器设计参数。另外，可在生成过程中使用从设置文件来的加权矩阵。在框I860，可由仅用非参量引擎操作的直接优化引擎、或可由用参量或非参量引擎操作的迭代优化引擎确定最优低音设置。在决策框1859确定该系统是否正在高效模式下执行。如果是，功率效率加权因子可在步骤1861被检索并使用。在步骤1863低音设置和相应被检索的功率效率加权因子被添加到低音设置列表。在决策框1865处，检查列表以确定是否完成。如果该列表尚未完成， 可在步骤1867获得另一个功率效率加权因子和相应的模拟，并且在步骤1858确定对于功率效率加权的另一个低音设置组。如果在决策框1865处完成了列表，则在步骤1862生成一个或多个低音模拟。如果没有指定要执行低音优化(决策框1852处的‘NO’路径)，或者如果低音模拟设置已经在步骤1862处生成，则在步骤1871处测量原位数据。在处理开始时对其它系统功能执行一次原位测量。但是，导致非线性数据的大幅度的信号处理，例如低音优化可在对迭代处理中的操作参数做出改变时被重新测量。原位非线性数据的测量可包括在系统对功率效率加权因子中的每一个(如果存在)产生的最高音频输出等级处的声学测量。在决策框1873中，失真、漂移、功率输出和电流输出将对于功率效率加权因子中的每一个(如果存在)针对门限等级被确定和检查。如果等级高于门限(决策框1873以外的‘NO’路径)，则在步骤1875，非线性参数对于功率效率加权因子中的每一个(如果存在)的最佳性能被迭代调节。这样的非线性检查可在引擎中的每一个完成基于功率效率加权因子的声学性能和功率效率平衡优化之后发生。此外，或可选地，当所有的引擎已经完成平衡优化时可执行这样的非线性检查。在框1862生成低音优化后，或者在框1852如果未在设置文件中指示低音优化设置，在图21中的框1866确定是否在设置文件中指示自动系统优化。如果是，在框1868，从存储器中获得模拟。该模拟可被空间平均。在框1870，根据设置文件中的信息确定哪一组放大输出通道可需要进一步均衡。在框1872，可对确定的放大输出通道的组选择性地生成组均衡设置。系统优化可包括实现系统增益和限制器、和/或减少滤波器数目。如果需要，组均衡设置也可校正通道组上由于交叉求和以及低音优化带来的响应异常。在框1874，如先前论述的，可获得跟踪数据以检查过滤器中的变化。在框1876如先前论述的，可发生组均衡设置的优化。在框 1878，可生成组均衡模拟。在框1880确定是否在音频系统中将针对组均衡设置使用高效功率模式。如果不使用，该操作进入框1884。如果在框1880确定将使用高效功率模式，在框 1882检索功率效率加权因子，并且该操作返回框1868以检索与所检索的功率效率加权因子相对应的模拟。在框1868到1182的操作可针对在音频系统和相应的模拟中使用的的每个功率效率加权因子被重复。一旦针对音频系统中使用的所有功率效率加权因子已经生成组均衡设置和相应的模拟，则该操作进入框1884以将操作参数加载到音频系统中，并且该操作在框1886结束。在完成上述操作后，已经优化的音频系统中的每一个通道和/或通道组可包括基于加权矩阵的最优响应特点。可指定最大调谐频率使仅在指定频率下执行原位均衡。此频率可选择为过渡频率，可以是测量的原位响应与预计原位响应基本相同时的频率。在该频率以上，可仅使用预测原位响应校正来校正响应。此外，根据提供作为功率效率加权因子中每一个的函数的更加有效的功率操作可优化通道或通道组。在一些实现中，可向用户提供选择，使用户能够选择在消耗较少功率上设置优先权的操作模式。一个示例音频调谐系统可如上所述生成被分级或生成以提供功率效率操作的一个或多个操作参数组。图23是示出了可被用于音频调谐系统中的用户界面装置的实例的示意图。图23 示出了如上参考图1至图20描述的提供自动调谐的音频系统2300的实例。音频系统2300 可生成包括音频系统2300的效率优化操作设置的一个或多个参数组2302。以最佳功率效率操作的一个组可针对高效模式下的操作生成，或者不同的组可针对在非高效模式下的操作为最佳音频质量操作生成。多参数组2302可根据功率效率生成和分级。例如，在图23 中参数组2302的实例包括以音频质量的顺序分级的配置参数。质量最高的音频参数据推测消耗最多的能量。质量的下一个等级“QTY1”，提供了功率效率的较低等级。音频质量的下一个等级“QTY2”提供了功率效率的下一个等级。音频质量的下一个等级“QIT3”，提供了功率效率的最高等级。使音频系统更加有效率的程度可依据效率模式调节。效率模式可提供相对于最佳性能所需功率消耗的高效率、中等效率或低效率的设置。功率效率的等级可在目标功率数组设置中指示，在附录A中描述对了它的实例。目标功率数组可被用于确定作为选择提供给用户的参数组。分级的参数组2302使用户在选择音频系统生成的声音质量时可以选择把功率效率考虑因素包括在其中。可使用用户界面装置实现用户的选择，其实例在图23中描绘。用户界面可包括输入/输出面板2304、至少一个按钮2306和功率计2308。输入/输出面板2304可包括显示器2304a，例如，LED、IXD或提供文本或图像视觉显示的其它类型的装置。输入/输出面板2304可还包括具有图像按钮的触摸屏，用户可以按动触摸屏和图像按钮以选择功能。输入/输出面板2304还包括滚动输入2304b以使用户能够滚动用户可用的不同选项。例如，滚动输入2304b可以是用户可通过按动将选项列表上下移动的上下箭头按钮。在另一个实例中，也可以使用旋转按钮、滑动按钮或任意其它适宜的输入装置，作为触摸屏上的图像或用户界面上的硬件按钮。在触摸屏上，滚动输入2304b还可以是在用户可以通过触摸进行移动的屏幕上的选项列表。通过对屏幕上的选项可以进行触摸选择，在显示器230 上可以显示选项的列表。显示器230 可示出一组用户可以选择的参数，或通过使用滚动输入2304b来定位光标可以进行选择的若干可选选项。用户可用过按动选择器按钮23(Mc作出选择。至少一个按钮2306可被用于选择在功率效率模式下系统的操作。音频系统2300 可自动地调谐系统，而实现对功率消耗进行限制的配置。功率计2308可指示音频系统的功率使用。该功率计2308可包括功率刻度2310， 其通过消耗指示器2312指示了功率消耗等级。该功率计2308可使用任意类型的计量表实现。功率计3408还可以是在更大系统中指示不同组件功率消耗的计量表的一部分。例如， 当在车辆中实现音频系统2300时，计量表可包括示出由音频系统、空调、灯和任意其他使用大量功率的车辆组件消耗功率的计量表。本领域技术人员可以理解和感受到的是，参考图1-23描述的一个或更多的处理、 子处理或处理步骤可由硬件或软件执行。此外，在此使用的术语“引擎”或“多个引擎”、“模块”或“多个模块”、或“框”或“多个框”可包括一个或更多包括软件、硬件和/或硬件和软件的组合的组件。正如在此描述的，引擎、模块和框被定义成包括通过控制器或处理器可执行的软件模块、硬件模块或它们的某种组合。软件模块可包括在通过控制器或处理器可执行的内存中存储的指令形式的软件。硬件模块可包括通过控制器和处理器可执行的、应用的和/或控制性能的不同装置、组件、电路、门、电路板和类似组件。如果一种处理通过软件执行，该软件可驻留在例如在图1至图23示意性描绘的一个或更多功能组件或模块的适宜的电子处理组件或系统的软件内存中。在软件内存中的软件可包括用于实现逻辑功能的可执行指令的有序列表(也就是“逻辑”可以例如数字电路或源码的数字形式或以例如模拟的电、声或视频信号的例如模拟电路或模拟源的模拟形式实现)，并且可以在用于或关联例如给予计算机系统、包含处理器的系统或可从指令执行系统、设备或装置中选择性地取出执行并执行指令的其他系统的指令执行系统、设备或装置的任意计算机可读媒介中选择性地实施。在本公开的上下文中，“计算机可读媒介”是可包含、存储或传递为了用于或关联指令执行系统、设备或装置的程序的任意器件。计算机可读媒介选择性地可以是，例如，但不限于，电子、磁、光、电磁、红外或半导体系统、设备或装置。计算机可读媒介的更具体的实例，但仍非完全列举，将包括以下装置便携计算机磁盘 (磁)、RAM(电子)、只读存储器“ROM” (电子)、可消除可变成只读存储器(EPR0M或闪存) (电子)和便携袖珍磁盘只读存储器“CDR0M”(光)。注意计算机可读媒介甚至可以是纸或其他适宜的媒介，在这些适宜的媒介上印制了程序，由于该程序可电捕捉，经由例如对纸或其他媒介进行光扫描，然后，如果需要，以适宜方式编辑、翻译或否则处理，并然后存储在计算机存储器中。但是，计算机可读媒介不包括导线或其他信号传输媒介，并且指令不包括信号或信号传输媒介。虽然已经说明了本发明的多个实例实现，对于本技术领域中的普通技术人员来说，在本发明的范围内可以有更多的实例实现。因此，本发明仅由所附权利要求书和其等同物限制。附录A 设置文件配置信息实例系统设置文件参数·测量采样率在测量矩阵中定义数据采样率· DSP采样率定义DSP操作的采样率。 输入通道数目(J)定义系统的输入通道的数目。(例如，对于立体声，J = 2)·空间处理通道数目⑷定义来自空间处理器的输出的数目，K。(例如，对逻辑 7， K = 7) 空间处理通道标签定义每个空间处理输出的标签(例如，左前、中间、右前...) 低音管理通道数目(M):定义来自低音管理器的输出的数目·低音管理器通道标签定义每一个低音管理输出通道的标签。(例如，左前、中间、右前、次低音扬声器1、次低音扬声器2...)·放大通道数目(N)定义系统中放大通道的数目·放大通道标签定义每一个放大通道的标签(例如，左前高、左前中、左前低、中间高、中间中...)·系统通道映射矩阵定义与物理空间处理器输出通道相对应的放大通道。(例如，对于具有2个与其相关的放大通道3和4的物理中间通道，中心=[3,4])·传声器加权矩阵定义每个扬声器或每扬声器组的加权优先。·放大通道成组矩阵定义接收相同滤波器和滤波器参数的放大通道。(例如，左前和右前)·测量矩阵映射定义与响应矩阵相关的通道。放大通道EQ设置参数 参量EQ数目定义应用到每一个放大通道的参量EQ的最大数目。如果参量EQ 不被应用到特定通道，则值为零。·参量EQ阈值根据滤波器Q和/或滤波器增益定义参量EQ的允许参数范围。·参量EQ频率分辨率定义放大通道EQ引擎用于参量EQ计算的频率分辨率(以每倍频的点为单位)。·参量EQ频率平滑定义放大通道EQ引擎使用的用于参量EQ计算的平滑窗口 (以点为单位)·非参量EQ频率分辨率定义放大通道EQ引擎使用的用于非参数EQ计算的频率分辨率(以每倍频的点为单位)。·非参量EQ频率平滑定义放大通道EQ引擎使用的用于非参量EQ计算的平滑窗口(以点为单位) 非参量EQ数目定义放大通道EQ引擎可使用的非参量双二阶滤波器的数目。如果非参量EQ不应用到特定通道，则值为零。·放大通道EQ带宽通过指定低和高频率截断定义每一个放大通道的滤波带宽。·参量EQ限制定义参量EQ滤波器的最大和最小允许的设置。(例如，最大&最小Q、频率和幅值)
·非参量EQ限制定义在指定频率的总的非参量EQ链的最大和最小可允许增益。 (如果在计算中违反限制，重新计算滤波器以符合限制)交叉优化参数·交叉矩阵定义哪一个通道将具有应用到其的高通和/或低通滤波器和会具有适当声音响应的通道。(例如，左前高和左前低)·参量交叉逻辑矩阵定义是否在特定通道上使用参量交叉滤波器·非参量交叉逻辑矩阵定义是否在特定通道上使用非参量交叉滤波器。·非参量交叉最大双二阶滤波器数目定义系统可使用以计算给定通道的最优交叉滤波器的双二阶滤波器的最大数目。·初始交叉参数矩阵定义将用作交叉的高通和低通滤波器的频率和斜率的初始参数·交叉优化频率分辨率定义放大通道均衡引擎使用的用于交叉优化计算的频率分辨率(以每倍频点为单位)·交叉优化频率平滑定义放大通道均衡引擎使用的用于交叉优化计算的平滑窗口(以点为单位)·交叉优化传声器矩阵定义使用哪个传声器用于对应用交叉的每组通道的交叉优化计算。·参量交叉优化限制定义滤波器频率、Q和斜率的最小和最大值。·极性逻辑矢量定义交叉优化器是否允许改变给定通道的极性。(例如，0为不允许，1为允许)·延迟逻辑矢量定义交叉优化器是否允许改变计算最优交叉参数的给定通道的延迟。 延迟限制矩阵定义交叉优化器可使用以计算交叉参数的最优组的延迟变化。仅在延迟逻辑矢量允许时活动。延迟优化参数·放大通道多余延迟定义加到指定放大通道的任何附加(非固有的)延迟(以秒为单位)。·加权矩阵。增益优化参数·放大通道多余增益定义加到指定放大通道的附加增益。·加权矩阵。低音优化参数·低音产生通道矩阵定义哪些通道定义为产生低音且因此应该应用低音优化。·相位滤波器逻辑矢量低音管理器外的定义是否应用相位补偿到此通道的每一个通道的二进制变量。·相位滤波器双二阶滤波器定义如果相位滤波器逻辑矢量允许则应用到每一个通道的相位滤波器的最大数目。·低音优化传声器矩阵定义对每一组低音产生通道使用哪些传声器用于低音优化计算。
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·加权矩阵。非线件优化参数·目标功率数组针对系统中每个放大的通道定义目标最大功率值。·目标失真数组针对系统中每个放大的通道定义最大容许失真。目标函数参数·目标函数定义目标函数的参数或数据点作为应用从空间处理器来的每一个通道。(例如，左前、中间、右前、左后、右后)。设置应用樽拟器·模拟调度提供可选择的信息以包括在每一个模拟中·次序表指定设置生成的次序、或顺序。
权利要求
1.一种自动功率效率音频调谐系统，包括处理器；至少一个使用处理器可执行的引擎，以获得至少两个扬声器的阻抗数据，所述至少两个扬声器被配置成由音频系统驱动以产生可听声音；所述引擎可用所述处理器进一步执行，以获得表示声音系统中用以产生可听声音的所述至少两个扬声器协同运作的性能相关数据；所述引擎可用所述处理器进一步执行，以获得目标声学响应以及表示音频系统中功率效率期望程度的功率效率加权因子；并且所述引擎可用所述处理器进一步执行，以基于目标声学响应、性能相关数据和阻抗数据生成操作参数；由该引擎生成的操作参数基于功率效率加权因子平衡所述至少两个扬声器的优化声学性能和优化功率效率。
2.如权利要求1所述的自动功率效率音频调谐系统，其中所述引擎为均衡引擎，并且所述操作参数包括滤波器设计参数，该滤波器设计参数通过所述均衡引擎设置，以基于所述功率效率加权因子，平衡通过所述至少两个扬声器产生的可听声音的均衡和所述至少两个扬声器的功率消耗。
3.如权利要求1所述的自动功率效率音频调谐系统，其中所述引擎为交叉引擎，且所述操作参数包括滤波器设计参数，该滤波器设计参数为通过所述交叉引擎设置成交叉频率的交叉设置，以基于所述功率效率加权因子平衡所述至少两个扬生器中至少一个的声学性能和所述至少两个扬声器中的所述至少一个的功率消耗。
4.如权利要求1所述的自动功率效率音频调谐系统，其中所述引擎为低音优化引擎， 并且所述操作参数包括提供驱动所述至少两个扬声器的音频信号的相位偏移的滤波器设计参数，通过所述低音优化引擎设置的相位偏移的程度基于所述功率效率加权因子平衡所述至少两个扬声器的协同声学性能和所述至少两个扬声器的功率消耗。
5.如权利要求1所述的自动功率效率音频调谐系统，其中所述引擎为进一步可执行的，以基于被供给所述至少两个扬声器的电流幅值、电压幅值和功率幅值中的至少两个计算所述至少两个扬声器中的每一个的阻抗数据。
6.如权利要求1所述的自动功率效率音频调谐系统，其中所述引擎为进一步可执行的，以访问针对所述至少两个扬声器中的每一个所存储的预定阻抗曲线，获得阻抗数据。
7.如权利要求1所述的自动功率效率音频调谐系统，其中所述性能相关数据包括表示所述至少两个扬声器在收听空间中产生可听声音的实际协同运作的原位数据。
8.如权利要求1所述的自动功率效率音频调谐系统，其中所述性能相关数据包括表示对所述至少两个扬声器在收听空间中产生可听声音的协同运作的模拟的原位数据。
9.一种执行音频系统的自动功率效率调谐的方法，该方法包括使用处理器获得至少两个扬声器的阻抗数据，所述至少两个扬声器被配置成通过音频系统驱动以产生可听声音；使用所述处理器获得性能相关数据，该性能相关数据表示在所述音频系统中用以产生可听声音的所述至少两个扬声器的协同运作；使用所述处理器获得所述音频系统的目标声学响应和表示所述音频系统中所述至少两个扬声器需要的功率效率程度的功率效率加权因子；使用引擎生成在所述音频系统中使用的操作参数，以基于所述目标声学响应和所述性能相关数据优化所述至少两个扬声器的声学性能；以及使用所述引擎通过基于所述阻抗数据和所述功率效率加权因子调节所述操作参数，平衡对声学性能的优化和对功率效率的优化。
10.如权利要求9所述的方法，其中生成操作参数包括对用于滤波音频信号的全通滤波器和陷波滤波器中的至少一个生成滤波器设计参数，所述至少两个扬声器由所述音频信号驱动。
11.如权利要求9所述的方法，其中平衡优化包括调节驱动所述至少两个扬声器的音频信号的交叉设置，以依据所述功率效率加权因子确定所述至少两个扬声器的优化功率消耗和优化声学性能。
12.如权利要求9所述的方法，其中所述至少两个扬声器包括在被第一音频信号驱动时能够生成第一声波的第一扬声器，和在被第二音频信号驱动时能够生成第二声波的第二扬声器，并且其中平衡优化包括通过依据所述功率效率加权因子调节所述第一音频信号相对于所述第二音频信号的相位设置优化收听空间中相应的第一和第二声波的相长添加以使所述第一音频信号和第二音频信号的幅值最小化。
13.如权利要求9所述的方法，其中平衡优化包括生成应用于驱动所述至少两个扬声器的各音频信号的均衡设置，和依据所述功率效率加权因子调节该均衡设置以适当地限制所述至少两个扬声器的功率消耗。
14.如权利要求9所述的方法，其中平衡优化包括生成应用于各自驱动所述至少两个扬声器的音频信号以优化声学性能的增益设置，和依据所述功率效率加权因子减弱所述增益设置。
15.如权利要求9所述的方法，其中平衡优化包括生成应用于驱动所述至少两个扬声器的各音频信号的均衡设置和交叉设置，和依据所述功率效率加权因子首先调节所述均衡设置，然后调节所述交叉设置，以适当地限制所述至少两个扬声器的功率消耗。
16.一种计算机可读的存储介质，用于存储指令形式的可执行代码，该计算机可读存储介质包括通过处理器可执行的指令，以获得至少两个扬声器的阻抗数据，所述至少两个扬声器包括在音频系统中；通过所述处理器可执行的指令，以获得表示在所述音频系统中用以产生可听声音的所述至少两个扬声器的协同运作的性能相关数据；通过所述处理器可执行的指令，以初始化引擎，对于所述音频系统产生操作参数，以基于性能相关数据与目标声学响应的比较，优化所述至少两个扬声器的声学性能；以及平衡所述至少两个扬声器的声学性能优化和功率效率优化的指令，基于功率效率加权因子平衡该优化，该功率效率加权因子表示音频系统功率效率的期望水平。
17.一种自动功率效率音频调谐系统，包括处理器；可由处理器访问的设置文件，该设置文件被配置成存储将被调谐成在功率效率模式下操作的音频系统的音频系统特定配置设置，所存储的音频系统特定配置设置包括指示由该音频系统生成的多个单独的音频信道驱动的多个扬声器的协同运作性能的操作数据；可由处理器执行的引擎，以通过生成在所述音频系统中使用的调节所述音频信道的操作参数基于所述操作数据和一目标声学响应优化所述音频系统的声学性能；进一步可执行的引擎，通过调节所述操作参数产生功率效率模式，以基于一功率效率加权因子和扬声器的阻抗数据平衡音频系统的优化声学性能和优化功率效率，所述功率效率加权因子指示功率效率相对于声学性能的重要性。
18.如权利要求17所述的自动功率效率音频调谐系统，其中所述引擎包括交叉引擎， 其被配置成针对所选择的放大信道组生成至少一个效率优化交叉设置，该交叉设置被优化以在所述功率效率模式下操作所述音频系统时使功率消耗最小化。
19.如权利要求18所述的自动功率效率音频调谐系统，其中所述交叉引擎包括通过所述处理器可执行的交叉效率优化模块，以接收性能优化交叉设置的列表，生成效率优化交叉设置的列表，并从该性能优化交叉设置列表或该效率优化交叉设置列表生成包含交叉设置的交叉设置的加权列表，该交叉设置的加权列表基于所述功率效率加权因子生成。
20.如权利要求18所述的自动功率效率音频调谐系统，其中所述效率优化交叉设置包括多个滤波器参数，以将至少一个效率优化滤波器组配置成包括高通滤波器、N个陷波滤波器和低通滤波器。
21.如权利要求18所述的自动功率效率音频调谐系统，其中所述引擎进一步包括低音优化引擎，其被配置成将两个音频信道的相位对准作为所述功率效率加权因子的函数进行优化，以平衡优化声学性能和优化功率效率。
22.如权利要求21所述的自动功率效率音频调谐系统，其中所述引擎进一步包括非线性优化引擎，其被配置成监控并控制所述音频系统中的功率消耗。
23.如权利要求22所述的自动功率效率音频调谐系统，其中所述非线性优化引擎包括功率限制器，其被配置成确定信道或信道组是否以超过预定限制的功率水平操作，并调节该信道或信道组的功率谱、增益或动态范围。
24.如权利要求17所述的自动功率效率音频调谐系统，进一步包括具有至少一个用户输入装置的用户界面，该用户输入装置被配置成使用户能够选择在所述功率效率模式下操作，并选择效率水平。
25.一种对音频系统执行自动功率效率调谐的方法，该方法包括向要被调谐以在功率效率模式下操作的音频系统提供包含配置设置的设置文件；使用引擎检索包括在所述设置文件中的操作数据，该操作数据指示包括在音频系统中并由多个单独的音频信道驱动的多个扬声器的协同运作性能；通过生成在所述音频系统中使用的调节所述音频信道的操作参数，基于操作数据和一目标声学响应，使用所述引擎优化所述音频系统的声学性能；使用所述引擎产生功率效率模式；以及在产生该功率效率模式期间，使用该引擎基于扬声器的功率效率加权因子和阻抗数据，通过调节操作参数，平衡所述音频系统的优化声学性能和优化功率效率，所述功率效率加权因子指示功率效率相对于声学性能的重要性。
26.如权利要求25所述的方法，其中生成操作参数包括使用所述引擎针对所述放大音频信道中至少两个的每一个生成至少一个交叉设置的步骤，并且平衡优化声学性能和优化功率效率包括使用所述引擎针对所述至少两个交叉设置中的每一个调节功率交叉点，以依据所述功率效率加权因子优化功率消耗的步骤。
27.如权利要求26所述的方法，其中生成操作参数包括使用所述引擎针对所述放大音频信道中的至少一个生成相位调节的步骤，并且平衡优化声学性能和优化功率效率包括使用所述引擎依据所述功率效率加权因子调节相位调节，以优化通过所述扬声器中的至少两个产生的可听声音的相长合并的步骤。
28.如权利要求27所述的方法，进一步包括使用所述引擎对所述音频系统在功率效率模式下的操作设置功率限制，该功率限制调节所选音频信道或音频信道组的功率谱以依据该功率限制对功率消耗进行限制。
全文摘要
一种自动音频调谐系统，可以在执行音频系统的自动调谐时，针对功率效率优化音频系统，以优化声学性能。该系统可建立任意数量的不同的功率效率加权因子，以在操作过程中，在声学性能和功率效率之间提供平衡。该功率效率加权因子可在从表现具有对声学性能的有限优化的优化功率效率到具有最小化功率效率的优化声学性能的范围内变化。对于效率加权因子中的每一个，系统可生成操作参数，例如滤波器参数，以获得目标声学响应，同时保持确定的功率效率等级。
文档编号H04S7/00GK102197662SQ201080003001
公开日2011年9月21日 申请日期2010年5月18日 优先权日2009年5月18日
发明者史蒂文·E·霍肖, 瑞安·J·米赫利奇 申请人:哈曼国际工业有限公司