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专利号: 2023117801379
申请人: 深圳市润东来科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
专利领域: 乐器;声学
更新日期:2025-03-17
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种音频信号处理方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤S1:获取场地平面图数据;对场地平面图数据进行数字化处理,生成场地栅格数据;根据场地栅格数据进行声学仿真,生成传播仿真结果数据;根据传播仿真结果数据进行拓扑图创建,生成声学拓扑图数据;

步骤S2:根据声学拓扑图数据进行传感器布置,并进行声音信号采集,生成多方位音频数据;根据多方位音频数据进行传感器优化布置,并进行信号再采集,生成优化采集特征数据;对优化采集特征数据进行量化处理,生成频谱梯度矩阵数据;

步骤S3:对频谱梯度矩阵数据进行信息熵评估,生成信息熵评估数据;根据信息熵评估数据进行高熵数据选取,生成关键特征数据;基于关键特征数据对预设的音频重构模型进行模型调优,生成空间音频重构模型;步骤S3包括以下步骤:步骤S31:对频谱梯度矩阵数据进行特征标注,生成标注矩阵数据;基于标注矩阵数据进行归一化处理,生成归一化矩阵数据;

步骤S32:对归一化矩阵数据进行数据关联分析,生成关联分析结果数据;根据关联分析结果数据进行信息熵评估,生成信息熵评估数据;

步骤S33:根据信息熵评估数据对归一化矩阵数据进行高熵数据选取,生成关键特征数据;将关键特征数据进行编码映射转换,生成特征编码数据;

步骤S34:基于特征编码数据对预设的音频重构模型进行模型调优,生成空间音频重构模型;

步骤S4:获取场地动态变化参数;根据场地动态变化参数进行影响力评估,生成因素影响程度数据;根据因素影响程度数据进行动态变化模拟,生成动态仿真结果数据;根据动态仿真结果数据进行反射网络构建,生成动态反射网络数据;

步骤S5:基于动态反射网络数据进行优化目标设定,生成优化目标信息数据;利用优化目标信息数据对空间音频重构模型进行迭代优化,生成动态音频重构模型;步骤S5包括以下步骤:步骤S51:基于动态反射网络数据进行声音传播特性分析,生成反射特性数据;根据反射特性数据进行优化目标设定,生成优化目标信息数据;

步骤S52:利用声压变化评估公式对多环境参数数据进行接收点声压变化计算,生成多声压变化数据;

步骤S53:利用多声压变化数据对优化目标信息数据进行关联目标修正,生成优化目标修正数据;

步骤S54:根据优化目标修正数据对空间音频重构模型进行模型参数调整,生成参数调整模型;

步骤S55:利用多环境参数数据对参数调整模型进行迭代优化评估,生成动态音频重构模型;步骤S52中的声压变化评估公式如下所示:;

式中,为接收点的声压级,为声源的数量,为声源的索引值,为声源的初始声压级,为声音传播介质的衰减系数,为声源到接收点的距离,为声源的平均距离,为声压衰减系数,为声源到接收点的声音传播路径长度,为声源的平均路径长度,为环境因素常数,为声源的表面积,为声音传播路径的有效截面积,为接收点的声压级的偏差修正值;

步骤S6:利用传感器设备进行反馈数据采集,生成实时反馈数据,其中包括实时音频反馈数据与实时环境影响数据;利用动态音频重构模型,并根据实时音频反馈数据与实时环境影响数据进行反馈控制,生成声音传播优化数据。

2.根据权利要求1所述的音频信号处理方法,其特征在于,步骤S1包括以下步骤:步骤S11:获取场地平面图数据;对场地平面图数据进行数字化处理,生成场地栅格数据;

步骤S12:基于声学传播原理对场地栅格数据进行扩音设备位置预设,生成设备方位预设数据;

步骤S13:根据设备方位预设数据对场地栅格数据进行设备信息标注,生成方位预设栅格数据;

步骤S14:基于场地平面图数据进行设施材料参数制定,生成材料参数数据;

步骤S15:通过材料参数数据对方位预设栅格数据进行声学仿真,生成传播仿真结果数据;

步骤S16:根据传播仿真结果数据进行最优结果选取,生成最优仿真结果数据;

步骤S17:根据最优仿真结果数据进行多维声学特性分析,生成传播声学特性数据;

步骤S18:根据传播声学特性数据进行拓扑图创建,生成声学拓扑图数据。

3.根据权利要求1所述的音频信号处理方法,其特征在于,步骤S2包括以下步骤:步骤S21:根据声学拓扑图数据进行传播关键区域分析,生成传播关键区域数据;基于传播关键区域数据进行实际布置分析,生成传感器位置数据;

步骤S22:利用采样频率评估公式对传感器位置数据进行频率权重计算,生成采样权重频率数据;

步骤S23:根据采样权重频率数据对传感器位置数据进行位置与采样频率修正,生成位置信息修正数据;基于位置信息修正数据进行传感器布置,并进行声音信号采集,生成多方位音频数据;

步骤S24:对多方位音频数据进行频谱时域分析,生成采集声学特征数据;

步骤S25:利用传播声学特征数据对采集声学特征数据进行特征误差评估,生成实际采样误差数据;根据实际采样误差数据进行误差原因分析,生成误差调整数据;

步骤S26:根据误差调整数据进行传感器优化布置,并进行再采集分析评估,从而生成优化采集特征数据;

步骤S27:基于声学拓扑图数据对优化采集特征数据进行量化处理,生成频谱梯度矩阵数据。

4.根据权利要求3所述的音频信号处理方法,其特征在于,步骤S22中的采样频率评估公式如下所示:;

式中,为采样频率权重因子,为传感器的灵敏度,为传感器的灵敏度,为传感器和之间的最大距离,为所有传感器中灵敏度最大值,为所有传感器之间的最大距离,为所有传感器之间的平均距离,为传感器的横轴,为传感器的横轴,为传感器和之间的欧氏距离。

5.根据权利要求1所述的音频信号处理方法,其特征在于,步骤S4包括以下步骤:步骤S41:获取场地动态变化参数;

步骤S42:根据场地动态变化参数进行影响力评估,生成因素影响程度数据;

步骤S43:根据因素影响程度数据进行环境模拟参数制定,生成多环境参数数据;

步骤S44:利用多环境参数数据,并基于方位预设栅格数据进行动态变化模拟,生成动态仿真结果数据;

步骤S45:根据动态仿真结果数据进行反射网络构建,生成动态反射网络数据。

6.根据权利要求1所述的音频信号处理方法,其特征在于,步骤S6包括以下步骤:步骤S61:利用传感器设备进行实时音频信号采集,生成实时音频反馈数据;

步骤S62:利用传感器设备进行环境变化数据采集,生成环境变化数据;根据因素影响程度数据对环境变化数据进行数据筛选,生成实时环境影响数据;

步骤S63:基于实时音频特征数据与实时环境影响数据进行重构参数制定,生成设备重构参数数据;

步骤S64:利用动态音频重构模型,并基于设备重构参数数据进行反馈控制,并进行音频信号输送,生成声音传播优化数据。

7.一种音频信号处理系统,其特征在于,用于执行如权利要求1所述的音频信号处理方法,该音频信号处理系统包括:声场拓扑构建模块,用于获取场地平面图数据;对场地平面图数据进行数字化处理,生成场地栅格数据;根据场地栅格数据进行声学仿真,生成传播仿真结果数据;根据传播仿真结果数据进行拓扑图创建,生成声学拓扑图数据;

声场特征分析模块,用于根据声学拓扑图数据进行传感器布置,并进行声音信号采集,生成多方位音频数据;根据多方位音频数据进行传感器优化布置,并进行信号再采集,生成优化采集特征数据;对优化采集特征数据进行量化处理,生成频谱梯度矩阵数据;

数据编码优化模块,用于对频谱梯度矩阵数据进行信息熵评估,生成信息熵评估数据;根据信息熵评估数据进行高熵数据选取,生成关键特征数据;基于关键特征数据对预设的音频重构模型进行模型调优,生成空间音频重构模型;

环境变化模拟模块,用于获取场地动态变化参数;根据场地动态变化参数进行影响力评估,生成因素影响程度数据;根据因素影响程度数据进行动态变化模拟,生成动态仿真结果数据;根据动态仿真结果数据进行反射网络构建,生成动态反射网络数据;

模型重建增强模块,用于基于动态反射网络数据进行优化目标设定,生成优化目标信息数据;利用优化目标信息数据对空间音频重构模型进行迭代优化,生成动态音频重构模型;

声音动态调节模块,用于利用传感器设备进行反馈数据采集,生成实时反馈数据,其中包括实时音频反馈数据与实时环境影响数据;利用动态音频重构模型,并根据实时音频反馈数据与实时环境影响数据进行反馈控制,生成声音传播优化数据。