阅读说明：本技术 声学阵列系统 (Acoustic array system ) 是由 林总一郎 持丸彰 M·潘扎内拉 于 2018-04-27 设计创作，主要内容包括：一种声学阵列系统包括声场控制器和声换能器阵列。声场控制器提供第一处理信号和第二处理信号。第一处理信号与第一声辐射图案相关联,并且第二处理信号与第二声辐射图案相关联。换能器阵列从声场控制器接收第一处理信号和第二处理信号,并且产生用于换能器中的每一个换能器的第一驱动信号和第二驱动信号。第一驱动信号基于第一处理信号,并且第二驱动信号基于第二处理信号。换能器阵列将换能器中的每一个换能器的第一驱动信号和第二驱动信号组合,以产生多个组合的驱动信号,针对换能器中的每一个换能器有一个组合的驱动信号,并且将组合的驱动信号提供给换能器。(An acoustic array system includes a sound field controller and an acoustic transducer array. The sound field controller provides a first processed signal and a second processed signal. The first processed signal is associated with a first acoustic radiation pattern and the second processed signal is associated with a second acoustic radiation pattern. The transducer array receives the first and second processed signals from the acoustic field controller and generates first and second drive signals for each of the transducers. The first drive signal is based on the first processed signal and the second drive signal is based on the second processed signal. The transducer array combines the first drive signal and the second drive signal for each of the transducers to produce a plurality of combined drive signals, one for each of the transducers, and provides the combined drive signals to the transducers.)

声学阵列系统

技术领域

本公开的方面和示例整体涉及音频系统，并且在一些示例中，更具体地涉及用于将声束转向音频提供给听众的音频系统。

背景技术

声束转向音频阵列系统包括多个扬声器驱动器并且控制发送到驱动器的信号的增益和延迟，使得它们的组合的效果为引导声能，使得其偏向特定方向，诸如朝向听众的中央部分，并且使得其提供某些所需的覆盖，使得例如所有观众都接收到可接受的音频体验。传统阵列系统可通过细分阵列中的驱动器来生成两个声束，使用一些驱动器来形成第一声束并且使用其他驱动器来形成第二声束，使得每个声束比使用整组驱动器的效率低。另外，传统阵列系统可包括改变或适配阵列的声束转向或其他声学特性的复杂或用户不友好的方法，并且可包括不同尺寸的驱动器，从而以附加成本和降低可靠性的复杂度处理频谱的不同部分。

发明内容

各方面和示例涉及阵列系统和方法以及信号处理系统和方法，这些系统和方法以低于常规阵列系统的成本提供改善的声学特性，包括声束转向和覆盖，并且允许创建多个转向声束，每个声束由阵列中的全组驱动器生成，从而允许更精确的声束成形。

根据一个方面，声学阵列系统包括声场控制器，该声场控制器具有至少一个信号处理器，该信号处理器被配置为处理音频信号以提供与第一声辐射图案相关联的第一处理信号并且提供与第二声辐射图案相关联的第二处理信号，以及声换能器阵列，该声换能器阵列包括至少一个信号处理器和多个声换能器，该声换能器被配置为接收来自声场控制器的第一处理信号和第二处理信号，并且基于第一处理信号产生用于声换能器中的每一个声换能器的第一驱动信号，基于第二处理信号产生用于声换能器中的每一个声换能器的第二驱动信号，并且将多个声换能器中的每一个声换能器的第一驱动信号和第二驱动信号组合以产生多个组合的驱动信号，针对声换能器中的每一个声换能器有一个组合的驱动信号，并且将至少一个组合的驱动信号提供给声换能器中的每一个声换能器。

在一些示例中，声换能器阵列被配置为至少部分地基于与所述第一声辐射图案相关联的参数来产生针对声换能器中的每一个声换能器的第一驱动信号。该参数可包括增益，振幅，时间延迟，相位延迟，有限脉冲响应和/或均衡。声场控制器可存储参数并向声换能器阵列提供参数。

在某些示例中，声场控制器被配置为选择多个声换能器中的每一个声换能器的振幅和延迟，以使声换能器阵列生成第一声辐射图案。声场控制器可将多个声换能器中的每一个声换能器的振幅和延迟提供至声换能器阵列，并且声换能器阵列可将振幅和延迟施加到多个声换能器中的每一个声换能器。

在一些示例中，阵列系统包括被配置为接收来自第一声换能器阵列的第一处理信号和第二处理信号的第二声换能器阵列。

根据另一个方面，声学阵列系统包括被配置为处理音频信号以提供与第一声辐射图案相关联的第一声束信号和与第二声辐射图案相关联的第二声束信号的第一信号处理器，被配置为接收第一声束信号和处理第一声束信号以提供第一多个换能器信号的第一多个信号处理通道，被配置为接收第二声束信号和处理第二声束信号以提供第二多个换能器信号的第二多个信号处理器通道，多个组合器，每个组合器被配置为将第一多个换能器信号中的一个换能器信号与第二多个换能器信号中的一个换能器信号组合以提供组合的换能器信号，以及多个声换能器，声换能器中的每一个声换能器被配置为接收多个组合的换能器信号中的一个组合的换能器信号并且将组合的换能器信号转化为声波。

在一些示例中，第一多个信号处理器通道被配置为至少部分地基于与第一声辐射图案相关联的参数来提供第一多个换能器信号。该参数可包括增益，振幅，时间延迟，相位延迟，有限脉冲响应和/或均衡。阵列系统可包括存储器以存储参数并向第一多个信号处理器通道提供参数。

一些示例包括控制器，该控制器被配置为选择多个声换能器中的每一个声换能器的振幅和延迟，以使声换能器阵列生成第一声辐射图案。控制器可向第一多个信号处理器通道提供多个声换能器中的每一个声换能器的振幅和延迟，并且第一多个信号处理器通道可将振幅和延迟施加至第一声束信号以提供第一多个换能器信号。

在某些示例中，阵列系统包括被配置为接收第一处理信号和第二处理信号的第二多个声换能器。

根据另一个方面，提供了一种产生声学声场的方法，该方法包括接收音频信号，根据第一辐射图案处理音频信号以提供第一声束信号，根据第二辐射图案处理音频信号以提供第二声束信号，处理第一声束信号以提供第一多个换能器信号，处理第二声束信号以提供第二多个换能器信号，将第一多个换能器信号中的每个相应的换能器信号与第二多个换能器信号中的相应的换能器信号组合，以提供多个组合的换能器信号，以及将多个组合的换能器信号提供给多个换能器。

在一些示例中，处理第一声束信号以提供第一多个换能器信号至少部分地基于与第一辐射图案相关的参数。该参数可包括增益，振幅，时间延迟，相位延迟，有限脉冲响应和/或均衡。该方法可包括存储参数并将该参数提供给信号处理器，该信号处理器执行对第一声束信号的处理以提供第一多个换能器信号。

一些示例包括针对第一多个换能器信号中的每一个换能器信号，选择应用于处理第一声束信号施加的一组振幅和延迟参数，以使多个换能器生成第一辐射图案。另外的示例包括将一组振幅和延迟参数传送至信号处理器，该信号处理器执行对第一声束信号的处理以提供第一多个换能器信号。

以下仍然详细讨论了这些示例性方面和示例的其他方面、示例和优点。本文所公开的示例可以与本文所公开的至少一个原理一致的任何方式与其他示例组合，并且对“示例”、“一些示例”、“另选的示例”、“各种示例”、“一个示例”等的引用不一定互相排斥，并且旨在指示所述的特定特征、结构或特性可包括在至少一个示例中。本文中此类术语的出现未必全都指代相同的示例。

附图说明

下面参考附图讨论至少一个示例的各个方面，这些附图并非旨在按比例绘制。包括附图以提供对各个方面和示例的例证和进一步理解，并且附图并入本说明书且构成本说明书的一部分，但并非旨在作为本发明的限制的定义。在附图中，在各种图中示出的相同或几乎相同的部件可以类似的数字表示。为清楚起见，并不是在每个图中给每个部件都注上标记。在附图中：

图1为阵列系统的示例的框图；

图2为扬声器阵列的示例的框图；

图3为堆叠阵列的示例的框图；

图4为阵列系统的另一个示例的框图；并且

图5为阵列系统的另一个示例的框图。

具体实施方式

本公开的各方面涉及声学阵列系统和方法，该系统和方法通过分别处理每个驱动器的每个声束信号并在向每个驱动器提供组合的放大信号之前叠加(例如，添加)声束信号来产生包括多个声辐射图案(诸如两个或更多个声束)的复杂声场。在大多数情况下，声音阵列通过将单个信号提供给阵列中的每个驱动器来产生特定的辐射图案，其中单个信号按延迟，振幅，相位偏移等中的一者或多者变化。传统上，计算和应用每个驱动器的单个信号处理以形成多个声束需要每个驱动器的阵列参数(延迟，振幅等)，阵列参数结合所有声束，使得在不影响其他声束的情况下难以对一个声束做出调整，或者需要重新计算和重新传递广泛的一组阵列系数，或者否则需要一组驱动器形成的第一声束和第二组驱动器形成的第二声束，以此类推，从而与使用阵列仅产生一个声束时相比减小了用于产生每个声束的驱动器总数。

在一些示例中，本文所公开的声学阵列系统可包括耦合到声场控制器以产生具有多个声束的声学声场的扬声器阵列。声场控制器可包括针对两个声束的所有驱动器并对其施加通用的信号处理，并且还可例如通过两个通道(针对每个声束有一个通道)基于每个声束施加对所有驱动器通用的专用声束处理。扬声器阵列可从声场控制器接收两个信号，针对每个声束有一个信号，并且可针对每个驱动器分别处理每个接收的信号，以生成每个驱动器的多个声束信号，即，对于两个声束，总共有2N个信号，其中N是扬声器阵列中的驱动器的数量。因此，对于每个驱动器，存在至少一对声束信号。扬声器阵列进一步处理信号以组合每个驱动器的所有声束信号，并且将每个组合的信号提供给相应的驱动器。

本文所公开的示例可以与本文所公开的至少一个原理一致的任何方式与其他示例组合，并且对“示例”、“一些示例”、“另选的示例”、“各种示例”、“一个示例”等的引用不一定互相排斥，并且旨在指示所述的特定特征、结构或特性可包括在至少一个示例中。本文中此类术语的出现未必全都指代相同的示例。

应当理解，本文讨论的方法和装置的示例不限于应用到以下描述中列出的或附图中示出的构造细节和部件布置。这些方法和装置能够在其他示例中实施，并且能够以各种方式操作或执行。本文提供的具体实施的示例仅出于进行示意性的目的，并非旨在进行限制。此外，本文所用的措辞和术语是出于描述的目的，而不应被视为限制。本文使用“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、“涉及”及其变型形式旨在涵盖其后列出的项目及其等同物以及附加的项目。对“或”的引用可以被理解为是包含性的，使得使用“或”描述的任何术语可以指示所述术语中的单个、多于一个和全部中的任何一种。对前和后、左和右、顶部和底部、上部和下部以及垂直和水平的任何引用是为了便于描述，而不是为了将本系统和方法或它们的部件限制成任何一个位置或空间取向。

图1示出了音频系统100的一个示例，该音频系统包括以菊花链布置方式互连的三个扬声器阵列110、通过网络130与扬声器阵列110通信的声场控制器120、以及用户界面140，用户142可通过用户界面操作和控制扬声器阵列110的各种设置和参数以确定由扬声器阵列110产生的声学声场的特性。尽管示出了三个扬声器阵列110，但可支持任何数量的扬声器阵列110，包括附加的扬声器阵列110或单个扬声器阵列110。声场控制器120可通过任何合适的通信网络130与扬声器阵列110通信，该通信网络可包括经由无线或有线互连的直接接口或包括一个或多个路由器、交换机等的网络基础结构。在某个示例中，声场控制器120通过数字音频网络接口(诸如Audinate公司的

)使用因特网协议(IP)在任何合适的物理层(例如，光学，双绞线，无线等)上与扬声器阵列110通信。

扬声器阵列110各自包括多个驱动器，这些驱动器是电声换能器，其将电音频信号转换成声学信号，例如，声压波。每个驱动器的声压波与其他驱动器的声压波同步，以与扬声器阵列110不同的距离和角度进行建设性的和破坏性的干扰，以在房间内的每个位置处形成一定的声学响应，并且在房间内的每个观众位置处具有特别兴趣。在房间中的每个位置处的声音的强度以及不同频率的强度变化(例如，声音的音调或平衡)在本文中被全面地称为声场、音场或声学声场。

声场控制器120可从音频源150接收声场控制器120处理并传递到扬声器阵列110的音频信号152。声场控制器存储用于处理音频信号152的系统参数，诸如系统增益，系统均衡器和系统延迟设置，并且存储扬声器阵列110中的驱动器中的每一个驱动器的声束设置，诸如增益和延迟参数。声场控制器120通过通信网络130经由一条或多条控制消息向扬声器阵列110传送延迟和增益参数。对于扬声器阵列110中的每个驱动器，施加到音频信号的延迟和增益使得驱动器以正确的时间和正确的强度产生声压，以引起声压波之间的正确交互，从而形成预期的声场。

此外，声场控制器120可存储每个驱动器的有限脉冲响应(FIR)参数。FIR参数可以有限脉冲响应波形的形式存储，或者可以是FIR滤波器系数的形式，当应用于FIR滤波器时，其产生对滤波后的音频信号的相关响应。有限脉冲响应参数可为不同频率提供期望的相位延迟，使得典型的时间延迟(同样地应用于所有频率)无法提供，但并非在所有情况下都必须提供。另外，根据需要，有限脉冲响应参数可结合所有频率通用的时间延迟中的每一个时间延迟、所有频率通用的增益以及均衡。然而，在某些示例中，扬声器阵列110中的每个驱动器的延迟、增益和均衡由单独的参数来管理，并且使用FIR参数来微调声束转向和传播，并对其进行频率特定调节。在某些示例中，FIR参数是可选的或未包括的。

此外，声场控制器120可存储每个驱动器的均衡参数。每个驱动器的均衡参数可包括基于部件测试来补偿每个驱动器的本机频率响应的均衡参数、或与扬声器阵列110中的外壳和驱动器的安装件相结合的每个驱动器的频率响应、或每个扬声器阵列110中的所有驱动器组再次与扬声器阵列110中的外壳和驱动器的安装件相结合的频率响应。在后一种情况下，由声场控制器120存储的均衡参数对于单个扬声器阵列110内的驱动器中的每一个驱动器或对于所有扬声器阵列110中的所有驱动器可相同。

在一些示例中，扬声器阵列110可以不同方式接收阵列参数和/或均衡。例如，在一些示例中，声场控制器120可不存储参数，或者扬声器阵列110可不使用由声场控制器120存储的参数或均衡，并且可使用从其他位置接收的参数和/或均衡，诸如来自配置工具，或用作存储在与扬声器阵列110相关联的存储器中的先前预先加载的均衡和/或阵列参数。

声场控制器120具有或可与用户界面140通信，该用户界面可包括例如一个或多个用户输入设备诸如键盘，鼠标，触敏屏幕等等，并且可包括一个或多个用户输出设备，诸如屏幕，监视器，灯，蜂鸣器和其他指示器等等。用户界面140可与声场控制器120集成，或者可经由直接连接144或通过网络130或其他合适的通信接口经由网络连接146远离声场控制器120。例如，用户界面140可包括专有或非专有的远程计算机、工作站或设备，诸如膝上型计算机、台式计算机、平板电脑、智能电话等，并且此类计算机、工作站或设备可具有显示用户信息和选项并与声场控制器120通信的专用软件，或者可具有(经由例如由声场控制器120托管的web服务器)与声场控制器120通信的通用软件(诸如web浏览器)。

用户界面140可允许用户142从多个预先加载的声场中选择声场。另外，与用户界面140耦接的声场控制器120可允许通过计算新的阵列参数来创建新的声场。通常，下文各自更详细地讨论的声场控制器120和扬声器阵列110的信号处理通道使用阵列参数来处理信号以创建期望的声场，该阵列参数可包括振幅，增益，时间延迟，相位延迟，均衡，有限脉冲响应以及其他适用于某个期望的声场的参数。在某个示例中，所施加的阵列参数包括振幅和时间延迟。在另一个示例中，所施加的阵列参数还包括FIR系数。

此类阵列参数可能是系统(例如音频系统100)所必需的，但通常不是“用户友好的”，因为它们不容易被用户142选择或修改。因此，期望用户142可使用限定期望的声场或声束特性(诸如声束方向，传播，色调平衡等)的用户友好参数来工作。因此，声场工具可结合到声场控制器120中，以允许根据用户指定的声场参数计算阵列参数。另选地，声场工具可与声场控制器120和音频系统100分开存在，并且可提供可加载，编程，存储或以其他方式与音频系统100一起使用的一组或多组阵列参数。在某些示例中，声场控制器120可包括存储器或用于存储此类阵列参数的其他存储能力。

音频信号152在上文中被描述为来自音频源150并由声场控制器120处理。除此之外或另选地，声场控制器120可存储要提供给扬声器阵列110的音频信号152的一个或多个部分或全部。在其他示例中，音频信号152可通过不同的机构(诸如，直接到与扬声器阵列110中的一个扬声器阵列相关联的音频输入)提供给扬声器阵列110。

图2示出了扬声器阵列110的示例，该扬声器阵列包括具有放大器210阵列和数字信号处理器(DSP)230组的多个驱动器210。信号路由器240将在数字接口242或模拟接口244中的一者处接收的音频信号250路由至DSP组230，该DSP组分别针对每个驱动器210处理音频信号250并且向放大器220提供经处理的信号252(针对每个驱动器有一个信号)。放大器220向驱动器210中的每一个驱动器提供放大的处理信号222。扬声器阵列110可具有任何数量的驱动器210、放大器220和DSP 230。

在一个具体示例中，扬声器阵列110具有十二个驱动器210、十二个放大器220和三个DSP 230，每个DSP具有四个DSP通道，总共十二个DSP通道。因此，每个驱动器210具有至少一个DSP通道和至少一个放大器通道，使得每个驱动器210可接收由所接收的音频信号产生的唯一的放大处理信号222。每个DSP 230通道根据从声场控制器120传送的延迟参数对所接收的音频信号250施加延迟以提供经处理的信号252。每个DSP 230通道还可根据从声场控制器120接收的均衡参数来施加均衡，并且可附加地或另选地根据预先存储的均衡参数来施加预先存储的均衡。每个DSP 230通道还可根据从声场控制器120接收的增益参数来施加增益，并且可根据从声场控制器120接收的FIR参数来施加FIR滤波器。在某些示例中，从声场控制器120接收的增益参数由放大器220代替DSP 230通道或除DSP 230通道之外来施加。

在某些示例中，由DSP 230通道施加的均衡补偿扬声器阵列110的频率响应，如上所述。在某些示例中，声场控制器120可对与各种频率响应相关联的音频信号152施加均衡，诸如，例如，以补偿在操作扬声器阵列110的房间的频率响应，以补偿由声束形成过程(例如，增益，延迟，FIR滤波器)预期或产生的色调平衡或频率着色，并且/或者施加用户期望的均衡、色彩调节或颜色。

仍然参见图2，扬声器阵列110可包括控制器260，该控制器与扬声器阵列110的各种部件通信并控制扬声器阵列的各种部件。例如，控制器260可以是与声场控制器120(例如，经由数字接口242)通信以接收各种阵列参数的处理器。控制器260可将参数(例如，增益，延迟，FIR)加载或建立到DSP 230通道和放大器220中。控制器260还可控制信号路由器240以选择在其上接收音频信号250(例如数字242或模拟244)的接口，并且可经由菊花链输入/输出接口270从另一个(例如，上游)扬声器阵列110接收音频信号250并且/或者将音频信号250提供给另一个(例如，下游)扬声器阵列110。

此外，控制器260可检测上游或下游扬声器阵列110的存在，可从上游或下游扬声器阵列110接收声束形成，或者将阵列参数提供给上游或下游扬声器阵列110，可与声场控制器120传输关于上游或下游扬声器阵列110的存在，可接收上游或下游扬声器阵列110的阵列参数或其他通信并将参数传送至上游或下游扬声器阵列110，并且可从声场控制器120的上游或下游扬声器阵列110接收通信并将其传送至声场控制器120。在某些示例中，控制器260可为集成部件，其包括信号路由器240和/或接口242、244、270，并且可包括或结合在DSP 230中的一个DSP或多个DSP中。具有合适编程的任何合适的处理器或合适的逻辑(诸如专用集成电路(ASIC)，或可编程门阵列)例如可用作控制器260或其一部分。

图3示出了堆叠阵列300，其为菊花链的一组扬声器阵列110。单个扬声器阵列110可单独使用，但如本文所公开的扬声器阵列系统的某些示例允许菊花地链接两个或更多个扬声器阵列110，以提供具有更多驱动器210的较大阵列，这允许由堆叠阵列300产生的声场比由单个扬声器阵列110可实现的声场具有更广泛的控制和定制。应当指出的是，在所有应用下或在所有情况下，可能不需要形成堆叠阵列300。形成堆叠阵列300的能力可提供增大的柔韧性以适应变化的要求或特定应用。例如，一定的房间尺寸或形状可得益于堆叠阵列300以提供更详细的声束形成，而对于较小的房间或不同形状，单个扬声器阵列110可能已足够。

图3中的堆叠阵列300包括第一扬声器阵列110a、第二扬声器阵列110b和第三扬声器阵列110c。堆叠阵列的另外的示例可仅包括两个扬声器阵列110或可包括四个或更多个扬声器阵列110。在图3所示的示例中，第一扬声器阵列110a接收音频和控制信号350，例如可从如上所述的声场控制器120(参见图1)接收到的音频和控制信号。第一扬声器阵列110a经由菊花链连接352与第二扬声器阵列110b通信，以将音频和控制信号350的相关部分传递至第二扬声器阵列110b。同样，第二扬声器阵列110b经由菊花链连接354与第三扬声器阵列110c通信，以将音频和控制信号350的相关部分传递至第三扬声器阵列110c。

扬声器阵列110中的每一个扬声器阵列可经由菊花链连接352、354彼此通信，并且第一扬声器阵列110a可与音频源(例如，图1，音频源150)或控制器(例如，图1，声场控制器120)通信。在某些示例中，扬声器阵列110中的每一个扬声器阵列可具有十二个驱动器210，并且堆叠阵列300可因此包括36个驱动器。声场控制器120可为堆叠阵列300中的每个驱动器210存储和传送阵列参数，例如延迟，增益，FIR，均衡等，以(例如，由用户142)产生所选择的声学声场。

扬声器阵列110中的任一个扬声器阵列可与声场控制器120或音频源150直接通信，并且术语第一、第二和第三是针对扬声器阵列110任意使用的。例如，第二扬声器阵列110b可与声场控制器120通信并且为堆叠阵列300中的每个驱动器210接收阵列参数，例如延迟，增益，FIR，均衡等，并且根据需要将相关参数传递至第一扬声器阵列110a和第三扬声器阵列110c。类似地，堆叠阵列300可被配置为使得三个扬声器阵列110中的任一个扬声器阵列可接收音频信号并将音频信号传递至其他扬声器阵列110，或者扬声器阵列110中的每一个扬声器阵列可直接从音频源接收音频信号。在某些示例中，堆叠阵列300的物理配置和通信连接可由用户142在用户界面140处选择，或者可由各种系统(例如，扬声器阵列110和声场控制器120)或它们的任何组合自动发现。

图4示出了包括至少一个扬声器阵列110的音频系统400的示例，该扬声器阵列通过通信通道(诸如可通过网络130提供)与声场控制器120通信。声场控制器120存储扬声器阵列110的阵列参数410，并通过一条或多条控制消息412将其传送至扬声器阵列110。阵列参数410可包括作为扬声器阵列110的一部分的驱动器210中的每一个驱动器的增益，延迟，FIR，均衡和其他参数。应当指出的是，阵列参数410可包括与作为堆叠阵列(例如，图3的堆叠阵列300)的一部分的附加扬声器阵列110相关联的驱动器210的参数，并且扬声器阵列110中的一个扬声器阵列或多个扬声器阵列可通过如上所述的菊花链通信来传送阵列参数410。

阵列参数410可包括用于声束控制(例如转向，方向，传播等)的参数，作为用户所选择的声场的一部分，并且通常可被称为声束参数，尽管此类参数可实现除声束之外的声场创建的其他方面。另外，阵列参数410可包括与特定声束配置无关的其他参数，诸如补偿安装在扬声器阵列110中的驱动器210的频率响应的均衡参数。

在某些示例中，声场控制器120传送扬声器阵列110应用于所有驱动器210的一组均衡参数，诸如补偿扬声器阵列110的频率响应的固定扬声器均衡，其可取决于扬声器阵列110的型号或类型。在其他示例中，声场控制器120可以为不同驱动器210传送不同的均衡参数。例如，扬声器阵列110中不同位置处的驱动器210可表现出不同频率响应并且可得益于与扬声器阵列110中的其他驱动器210不同的均衡。另外，不同用户选择的声学声场可得益于扬声器阵列110中的不同均衡。均衡参数也可与声束控制相关联，因为声束图案可产生声学声场的着色，即频率响应的移位，其可至少部分地通过均衡来补偿。

声场控制器120可向音频信号152施加处理以产生经处理的音频信号452，声场控制器120将该音频信号传递到一个或多个扬声器阵列110(例如，直接地或经由菊花链)。例如，声场控制器120可提供系统处理420，该系统处理可包括影响由音频系统400产生的所有声音的增益、延迟、均衡等。例如，系统增益和延迟可有利于调整总体声音水平和定时以匹配房间中的其他扬声器。例如，音频系统400可在室内的一组扬声器中处理并生成用于后通道的声场，并且可能需要调整定时和水平以匹配前通道，或反之亦然，或者用于左右通道对等等。

驱动器210中的每一个驱动器的阵列参数(诸如单独的增益，延迟，FIR和均衡参数)可通过结合诸如形状，尺寸，材料，听众取向等的房间特性的声场设计工具来选择。此类房间特性可对由声学阵列系统(例如，音频系统400)产生的声场着色，即改变其频率响应。声场控制器120可应用处理430来调节音频信号152的房间特性、声束特性或阵列特性，这些特性可至少部分地由公共处理430补偿，而不考虑单个驱动器210。例如，由于房间特性而改变的频率响应可至少部分地通过在处理430中施加的房间均衡来补偿。声场的另外的着色可为阵列配置的副产物，例如作为堆叠阵列300的一个或多个扬声器阵列100或配置的模型或期望的声束特性的副产物，并且这可至少部分地通过处理430中的阵列和/或声束均衡或其他调节来补偿。另外，基于用户偏好，声场控制器120可针对音频信号提供用户可选择的选项或调节，诸如均衡，音调，平衡，延迟，增益等，并且此类调节可应用于处理430中的音频信号152。应当理解，不需要在一个驱动器210处与另一个驱动器210分开地进行单独调整的音频信号152的任何特性、调节或处理，可在处理430或系统处理420中的任一者处应用于声场控制器120中。通常应用于所有驱动器210的此类处理可统称为公共处理或系统处理。

图5示出了包括至少一个扬声器阵列110的音频系统500的示例，该扬声器阵列与被配置为产生具有两个声束的声学声场的声场控制器120通信。支持两个声束的常规阵列系统将驱动器的数量分成两组，并且从每个组产生一个声束。在包括不止一个扬声器阵列的一些常规系统中，各种扬声器阵列中的驱动器也被分成两组，并且每组用于提供一个声束。与仅产生一个声束的情况相比，该常规方法使用一半数量的驱动器来产生每个声束，从而产生具有较少期望特性的声束，诸如在期望或预期声束图案(例如，方向，传播，侧边带等)中的精确度较低。另选的常规方法包括针对阵列中的每个驱动器计算更精确的响应，以允许对所产生的声场进行广泛控制。此类方法在计算上具有挑战性，需要大量的计算资源，并且可能需要具有显著增大的处理能力的扬声器阵列来实现每个驱动器所需的精确响应。然而，音频系统500包括产生两个声束的解决方案，每个声束具有使用阵列中的所有驱动器的精度，同时比常规的、计算范围广泛的方法更便宜、更简单并且更容易调节。

在音频系统500中，声场控制器120通过两个声束处理器430a430b来处理音频信号152，以提供两个经处理的音频信号452a、452b，针对每个声束有一个音频信号。扬声器阵列110包括每个驱动器210的两个信号处理器通道230a、230b，针对每个声束有一个信号处理器通道，该两个信号处理器通道进一步处理经处理的音频信号452a、452b以提供专用声束驱动信号254a、254b。每个专用声束驱动信号254a、254b由一组组合器232针对每个驱动器添加在一起，以向放大器220提供组合的处理信号252，放大器220随后向驱动器210中的每一个驱动器提供单个放大信号222。应当理解，组合器232对专用声束驱动信号254a、254b的添加可在实现处理器通道230中的任一处理器通道的一个或多个DSP内执行。

根据情况，根据具体情况的需要每个声束针对每个驱动器210具有其自身的一组专用声束参数，例如增益，延迟，FIR，均衡等。与扬声器阵列110相关联的声束处理器230中的每一个声束处理器通过针对每个驱动器210施加相应的专用声束参数来处理声束中的一个声束。因此，声场控制器120向扬声器阵列110提供两组阵列参数410，一组阵列参数用于第一声束(其被施加到第一组处理器通道230a)并且另一组阵列参数用于第二声束(其被施加到第二组处理器通道230b)。从上述讨论中应当理解，根据该示例的扬声器阵列110针对每个驱动器210具有两个DSP通道，或者换句话讲，每个驱动器210具有两个DSP通道，驱动器210将为每个声束贡献一个DSP通道。将由两个DSP通道产生的一对信号组合在一起，并且在提供给驱动器210之前放大组合的信号。

这样，扬声器阵列110的驱动器210中的每一个驱动器将产生与所有其他驱动器210的声波组合的声波，以产生具有两个声束的声学声场。每个声束将具有由阵列的所有驱动器210而不是仅由驱动器210的子集产生的精度或质量。

示例音频系统500的一个有益效果是，每个声束可单独地在声场控制器120(由处理器430a、430b)或扬声器阵列110(由处理器230a、230b)内调节。例如，如果用户142想要调节声束中的一个声束的均衡或增益而不影响另一个声束，则这可应用于声场控制器120的处理器430中的一个处理器中。在常规系统中，对单个声束的单独调节要么需要每个声束仅由驱动器的子集产生，要么需要对每个驱动器的阵列参数进行复杂的重新计算。例如，在使用所有可用驱动器产生多个声束的常规系统中，产生每个声束所需的信息混合在专用驱动器阵列参数内且不可分离，因此当需要对仅一个声束进行改变时，需要重新计算参数以产生所有声束。这需要扬声器阵列具有增大的资源来执行广泛的计算，或者需要在其他地方计算和传输参数，这需要大量的数据传输以应用新计算出的参数。

应当理解，示例音频系统500为两个声束处理信号并产生两个声束，但可扩展至适应变化的操作要求或应用期望的任何数量的声束。例如，声场控制器120可包括附加的处理430通道，例如，声束1处理430a，声束2处理430b，声束3处理等，直到声束M处理，以提供M数量的经处理的音频信号452，针对每个声束有一个音频信号。扬声器阵列110可包括MxN个DSP 230通道以处理N个驱动器210和M个组合器232中的每一者的M个声束信号，以将M个专用声束驱动信号254相加在一起，以提供N个组合的信号252，针对每个驱动器210有一个信号。

在上面讨论的各种示例中，有时参考一个或多个信号处理通道。应当理解，各种信号处理通道在本质上可以是数字的或模拟的，并且数字信号处理通道的具体示例可因此具有被替代的模拟对应物，并且模拟信号处理可因此具有替代的数字对应物。应当理解，信号从数字转换为模拟，并且反之亦然，在本领域是众所周知的，并且此类转换可分别包括一个或多个数模转换器(DAC)和/或模数转换器(ADC)。在上面讨论的示例中，可包括这种转换，尽管可不讨论或未示出该转换。本领域的技术人员将理解如何根据需要进行此类转换以实现所讨论的示例。具体地讲，应当理解，声场控制器120以及扬声器阵列110的一个或多个DSP 230通道中的处理可在数字域中发生，而提供给放大器或驱动器的信号(被处理、组合、放大等)可为模拟的。因此，可在例如DSP 230和放大器220之间提供DAC，以将经处理的数字信号转换为待放大的模拟信号。

已经在上文描述了至少一个示例的若干方面，应当理解，本领域技术人员将容易想到各种改变、修改和改进。此类改变、修改和改进旨在成为本公开的一部分，并且旨在落入本发明的范围内。因此，上述说明书和附图仅是示例性的，并且本发明的范围应由所附权利要求书的适当构造及其等同内容来确定。