Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2016, № 1

 

Литвин С.А., Мохов Г.М., Люкина Е.В., Борисов А.А. «Алгоритм формирования искусственной акустической обстановки» T-Comm: Телекоммуникации и транспорт, № 1, с. 17-21 (2016)

Целью статьи является изложение методов создания искусственной акустической обстановки в неприспособленном объеме (салон автомобиля, жилая комната и т.д.). Показывается как формируется поле мнимых источников звука, представляющих собой имитацию реверберационных сигналов или виртуальных источников при наличии большого количества излучателей звука, а в идеале непрерывной звучащей поверхности. Реализация подобных видов обработки сигнала стала возможной с развитием микропроцессорной техники и разработкой алгоритмов неискажающего регулирования амплитудных, фазовых и временных параметров звукового сигнала. Установлено, что поканальное регулирование вызывает определенные затруднения в части регулирования фазы широкополосного звукового сигнала и его амплитуды без потери динамического диапазона, причем со скоростью регулирования приближенной к скорости следования звуковых объектов в структуре сигнала. Преодолеть эти трудности позволяет комплексное представление звукового сигнала и его регулирование по аналитической огибающей. Показано, что свести ошибку формирования ортогонального сигнала до 10–5 позволяет использование оконной функции Наттолла с минимальным уровнем боковых лепестков. Приводится алгоритм безынерционного регулирования, огибающей, фазы, временной задержки многочисленных субполосных сигналов. Основными стадиями выполнения алгоритма являются: аналого-цифровое преобразование сигнала; предварительная буферизация сигнала для определения пикового значения, среднего значения, пик фактора – для формирования сигнала управления; наложение оконной функции и БПФ преобразование с разделением на субполосные сигналы; формирование ортогонального входному сопряжённого по Гильберту сигнала; наложение оконной функции компенсирующей неравномерность коэффициента передачи; формирование огибающей и мгновенной фазы сигнала; деление огибающей на НЧ- и ВЧ-огибающие; регулирование НЧ-огибающей сигнала и пропорциональное изменение ВЧ-огибающей; восстановление общей огибающей; восстановление отрегулированного сигнала умножением огибающей на косинус мгновенной фазы; введение фиксированной временной задержки и микширование субполосных сигналов; введение пространственных предыскажений; введение временной задержки определяемой имитируемым помещением, комплексное представление для коррекции фазы и ограничение неискажающим пиковым ограничителем перед цифроаналоговым преобразованием. Установлено, что использование нескольких десятков излучателей для воспроизведения обработанных в соответствии с алгоритмом сигналов позволяет имитировать акустическую обстановку эталонного зала.

T-Comm: Телекоммуникации и транспорт, № 1, с. 17-21 (2016) | Рубрика: 10.06