СПОСОБ И СИСТЕМА ПОЛУЧЕНИЯ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ОДНОГО АКУСТИЧЕСКОГО ПАРАМЕТРА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Российский патент 2020 года по МПК G01H7/00 

Уровень техники

Изобретение относится к области техники измерения акустических параметров окружающей среды.

В частности, из документа «Сопоставление различных технологий на основе импульсных характеристик», Stan Guy-Bart, Embrechts Jean-Jacques, Archambeau Dominique, Journal of the Audio Engineering Society, т. 50 №4, стр. 249-262, апрель 2002 г. («Comparison of différent impulse response measurements techniques», Stan Guy-Bart, Embrechts Jean-Jacques, Archambeau Dominique, Journal of the Audio Engineering Society, Volume 50 N°4 pages 249-262, Avril 2002), известны различные технологии измерения импульсных характеристик.

Известным образом, эти технологии позволяют получать импульсную характеристику окружающей среды, исходя из которой можно вывести величины, относящиеся к удобству и к акустическим характеристикам зданий.

К сожалению, эти технологии требуют наличия сложного оборудования и на практике могут быть воплощены только квалифицированным персоналом.

Они также требуют, чтобы устройства, используемые для испускания и приема звукового сигнала, используемого для расчета импульсной характеристики, были синхронизированы между собой.

Целью изобретения является создание способа измерения акустических параметров окружающей среды, которые могут быть воплощены с помощью оборудования широкого применения, без этих сильных ограничений, связанных с синхронизацие.

Задача и сущность изобретения

Для этой цели и согласно первому аспекту изобретение относится к способу получения, по меньшей мере, одного акустического параметра окружающей среды, причем данный способ содержит:

- этап испускания звукового сигнала, испускаемого испускающим устройством;

- этап приема звукового сигнала, принятого, по меньшей мере, одним принимающим устройством;

и для каждого из упомянутых принимающих устройств:

- этап определения импульсной характеристики окружающей среды в положении принимающего устройства; и

- этап получения акустического параметра окружающей среды, исходя из этой импульсной характеристики.

Этот способ содержит, для данного принимающего устройства:

- оценку смещения частоты дискретизации между испускающим устройством и этим принимающим устройством, исходя, по меньшей мере, из одной импульсной характеристики, полученной, исходя, по меньшей мере, из одной части звукового сигнала, принятого этим принимающим устройством, и одной из соответствующих частей испускаемого звукового сигнала;

- оценку временного сдвига между испускающим устройством и этим принимающим устройством, исходя, по меньшей мере, из одной импульсной характеристики, полученной, исходя, по меньшей мере, из одной части звукового сигнала, принятого этим принимающим устройством, и одной из соответствующих частей испускаемого звукового сигнала;

- получение скорректированного принимаемого звукового сигнала, полученного при применении к принимаемому звуковому сигналу этим принимающим устройством корректировки смещения частоты дискретизации и корректировки временного сдвига, исходя из этих оценок;

- определения импульсной характеристики окружающей среды, получаемой, исходя, по меньшей мере, из одной импульсной характеристики, полученной, исходя, по меньшей мере, из одной части скорректированного принимаемого звукового сигнала и одной из соответствующих частей испускаемого звукового сигнала.

Таким образом, и в общем виде, изобретение позволяет избавиться от временного смещения и смещения частоты дискретизации между устройством источника испускаемого звукового сигнала и устройством приемника принимаемого звукового сигнала.

Это временное смещение и это смещение частоты дискретизации оценивают путем расчета импульсной характеристики на частях звукового сигнала, выбранных для этой цели.

В частности, согласно изобретению оценивают абсолютное временное смещение между испускающим устройством и принимающим устройством.

Благодаря этим выгодным характеристикам, способ согласно изобретению может быть реализован с помощью испускающего устройства (например, кожуха, выполненного с возможностью возбуждения воздуха, или преобразователя, выполненного с возможностью возбуждения твердого тела) и принимающего устройства (например, терминала), выбранных независимо друг от друга.

В варианте воплощения изобретения, можно использовать несколько принимающих устройств, расположенных в различных местах окружающей среды, например, в различных местах одной и той же комнаты, с одной и с другой стороны перегородки или стекла, или на различных этажах здания, таким образом, чтобы можно было определить акустические свойства этой окружающей среды в различных местах за один замер.

Таким образом, изобретение может быть в частности воплощено с помощью материала «широкого применения». В частности, испускающее устройство может представлять собой кожух «широкого применения», выполненный с возможностью возбуждения воздуха в окружающей среде или поверхностный преобразователь, выполненный с возможностью возбуждения твердого тела в окружающей среде, в частности, стенки, такой как перегородка, пол, потолок, и т.д. Принимающее устройство может представлять собой терминал «широкого применения», например, компьютер, - перерносной или стационарный, смартфон, планшет.

Таким образом, и согласно второму аспекту изобретение относится к терминалу, содержащему:

- коммуникационный модуль, выполненный с возможностью отправления звукового сигнала на испускающее устройство, выполненное с возможностью воспроизведения этого сигнала в виде звукового сигнала, испускаемого в окружающую среду;

- микрофон, выполненный с возможностью приема принимаемого звукового сигнала;

- модуль обработки, выполненный с возможностью:

- определения импульсной характеристики окружающей среды в месте расположения терминала; и

- получения акустического параметра окружающей среды, исходя из этой импульсной характеристики.

Этот терминал примечателен тем, что модуль обработки выполнен с возможностью:

- оценки смещения частоты дискретизации между испускающим устройством и терминалом, исходя, по меньшей мере, из одной импульсной характеристики, полученной, исходя, по меньшей мере, из одной части принимаемого звукового сигнала и одной из соответствующих частей испускаемого звукового сигнала;

- оценки временного смещения между испускающим устройством и терминалом, исходя, по меньшей мере, из одной импульсной характеристики, полученной, исходя, по меньшей мере, из одной части принимаемого звукового сигнала и одной из соответствующих частей испускаемого звукового сигнала;

- получения скорректированного принимаемого звукового сигнала при применении к принимаемому звуковому сигналу корректировки смещения частоты дискретизации и корректировки временного сдвига, исходя из этих оценок;

- определения импульсной характеристики окружающей среды, исходя, по меньшей мере, из одной импульсной характеристики, полученной, исходя, по меньшей мере, из одной части скорректированного принимаемого звукового сигнала и одной из соответствующих частей испускаемого звукового сигнала.

В варианте воплощения, различные этапы способа получения акустических параметров определяют с помощью инструкций компьютерных программ.

Впоследствии, изобретение также будет нацелено на создание компьютерной программы на носителе данных, причем эта программа предназначена для реализации на терминале, или в общем виде, на компьютере, и эта программа содержит инструкции, адаптированные для реализации этапов способа получения акустических параметров, таких как упомянутые выше.

Эта программа может использовать любой язык программирования и существовать в форме исходного кода, объектного кода или промежуточного кода между исходным кодом и объектным кодом, например, в форме частично компилированной программы.

Изобретение также нацелено на создание машиночитаемого носителя данных, содержащего инструкции компьютерной программы, такой как упомянутая выше.

Носитель данных может представлять собой любой объект или устройство, способное хранить на себе программу. Например, среда может содержать средство для хранения, такое как постоянное запоминающее устройство, перезаписываемая энергонезависимая память, например, флешка USB, карта SD, EEPROM (энергетически стираемое постоянное ПЗУ), или еще магнитное средство записи, например, жесткий диск.

Носитель данных также может представлять собой интегральную схему, в которую встроена программа, причем интегральная схема адаптирована для исполнения или для использования при реализации способа.

Носитель данных может представлять собой передаваемую среду, такую как электрический или оптический сигнал, который может быть направлен по электрическому или оптическому кабелю, по радио или с помощью других средств связи. Программа согласно изобретению может быть, в частности, дистанционно загружена в сеть типа Интернет.

В конкретном варианте воплощения, модуль обработки терминала согласно изобретению содержит компьютерную программу, такую как упомянутая выше, причем эта программа записана на носителе данных, соответствующем изобретению, и образована перезаписываемой энергонезависимой памятью терминала, причем инструкции программы поддаются интерпретации процессором этого терминала.

Терминал, компьютерная программа и носитель данных имеют согласно вариантам воплощения изобретения те же характеристики, что и способ согласно изобретению, и далее будут представлены некоторые из них.

В конкретном варианте воплощения, акустические параметры, полученные способом согласно изобретению, представляют собой параметры, заданные стандартом ISO 3382. Эти параметры могут быть, в частности, выбраны из продолжительности реверберации T, силы звука G, разрешающей способности D50, яркости C80, среднего времени освещения Ts, продолжительности преждевременного затухания сигнала EDT, поперечной энергии LF и LFC, уровня акустического давления SPL, коэффициента интерауреальной корреляции IACC. Акустические параметры, полученные способом согласно изобретению, также могут представлять собой параметры шумоизоляции, такие как заданные стандартом ISO 16283-1 для изоляции воздушных шумов и ISO 16283-2 для изоляции ударных шумов.

В конкретном варианте воплощения испускаемый звуковой сигнал представляет собой звуковой типовой сигнал, выбранный независимо от окружающей среды. Такой звуковой сигнал может позволить осуществлять точные меры для любого типа окружающей среды, но достаточно важным является требуемое по необходимости время обработки.

В качестве варианта, испускаемый звуковой сигнал оптимизирован для заданной окружающей среды. Эта характеристика изобретения позволяет уменьшить время измерения, а следовательно, задержку при получении акустического параметра параметров окружающей среды для каждого из принимающих устройств.

Таким образом, в варианте воплощения, изобретение предлагает выбрать окружающую среду, например, из предварительно заданного перечня, а звуковой сигнал, испускаемый испускающим устройством, выбирают, оптимизируют или генерируют, исходя из этого выбора.

Окружающая среда может быть задана, например, из совокупности обстоятельств, содержащих:

- тип места (закрытая комната, концертный зал, коридор, ансамбль из нескольких отдельных комнат, разделенных перегородками, открытое или полуоткрытое пространство, и т.д.); и

- применение (отдельное техническое обслуживание, групповая работа, однонаправленный курс, проводимый преподавателем с учениками, собрание, устная презентация, осуществляемая человеком перед экраном, и т.д.). В конкретном варианте воплощения, способ согласно изобретению содержит предварительный этап получения, по меньшей мере, одной характеристики окружающей среды, причем эту характеристику учитывают для выбора, оптимизации или генерирования испускаемого звукового сигнала. Этот вариант воплощения позволяет усовершенствовать определение параметров этого сигнала для повышения надежности измерений или снизить их продолжительность, но для пользователя необходимо более сложное определение параметров.

Такие характеристики окружающей среды могут составлять геометрические размеры места измерения (поверхность, объем, и т.д.), расстояние между испускающим устройством и принимающим устройством.

В конкретном варианте воплощения, способ согласно изобретению содержит этап разделения звукового сигнала, принимаемого принимающим устройством, для разделения частей сигнала, используемых для различных видов обработки (оценки смещения частоты дискретизации, оценки временного смещения, расчета импульсной характеристики окружающей среды). Это разделение может быть осуществлено, исходя из соответствующих частей испускаемого звукового сигнала, сохраненного в памяти в библиотеке терминала.

Эта характеристика позволяет повысить качество этих различных видов обработки.

В конкретном варианте воплощения способа согласно изобретению оценка смещения частоты дискретизации между испускающим устройством и принимающим устройством содержит получение первой оценки этого смещения путем максимизации, путем изменения частоты дискретизации принимаемого звукового сигнала, максимальной амплитуды импульсной характеристики, полученной исходя из части испускаемого звукового сигнала, и одной из соответствующих частей принимаемого звукового сигнала.

В конкретном варианте воплощения способа согласно изобретению оценка смещения частоты дискретизации между испускающим устройством и принимающим устройством содержит оптимизацию первой оценки, исходя из сопоставления, для нескольких частей последовательные испускаемого звукового сигнала, между:

- с одной стороны, - положением максимальной амплитуды импульсной характеристики, полученной исходя из части испускаемого звукового сигнала, и одной из соответствующих частей принимаемого звукового сигнала, повторно дискретизированного при частоте дискретизации, соответствующей вышеупомянутой максимизации, и

- с другой стороны, - положением максимальной амплитуды идеальной импульсной характеристики, полученной, исходя из части испускаемого звукового сигнала, и звукового сигнала, принятого теоретически идентичным этой части испускаемого звукового сигнала.

В конкретном варианте воплощения, эту импульсную характеристику в идеале получают путем автокорреляции упомянутой части испускаемого сигнала.

В конкретном варианте воплощения способа согласно изобретению оценку временного смещения между испускающим устройством и принимающим устройством получают, исходя из сопоставления, по меньшей мере, для одной части испускаемого звукового сигнала, между:

- с одной стороны, - положением максимальной амплитуды импульсной характеристики, полученной исходя из части испускаемого звукового сигнала, и одной из соответствующих частей принимаемого звукового сигнала, и

- с другой стороны, - положением максимальной амплитуды идеальной импульсной характеристики, полученной, исходя из части испускаемого звукового сигнала, и звукового сигнала, принятого теоретически идентичным этой части испускаемого звукового сигнала.

В конкретном варианте воплощения способа согласно изобретению оценку временного смещения между испускающим устройством и принимающим устройством получают, исходя из сопоставления, по меньшей мере, для одной части испускаемого звукового сигнала, между:

- с одной стороны, - положением максимальной амплитуды импульсной характеристики, полученной исходя из части испускаемого звукового сигнала, и одной из соответствующих частей принимаемого звукового сигнала, повторно дискретизированного при частоте дискретизации, соответствующей вышеупомянутой максимизации, и

- с другой стороны, - положением максимальной амплитуды идеальной импульсной характеристики, полученной, исходя из части испускаемого звукового сигнала, и звукового сигнала, принятого теоретически идентичным этой части испускаемого звукового сигнала.

В конкретном варианте воплощения способ согласно изобретению содержит этап подавления неправильных последовательностей скорректированного принимаемого звукового сигнала, причем эти неправильные последовательности соответствуют потерям пакетов испускаемого звукового сигнала.

В конкретном варианте воплощения способа согласно изобретению последовательности, рассматриваемые как неправильные, представляют собой последовательности, находящиеся между двумя последовательными предварительно заданными частями скорректированного принимаемого звукового сигнала и разделенными между собой продолжительностью, которая выходит за пределы предусмотренной продолжительности.

В конкретном варианте воплощения способа согласно изобретению испускаемый звуковой сигнал содержит части сигнала, которые образуют временные маяки и идентифицируют неправильные последовательности скорректированного принимаемого звукового сигнала, путем сопоставления:

- продолжительности между двумя последовательными маяками, для импульсной характеристики, полученной, исходя, по меньшей мере, из одной части испускаемого звукового сигнала, содержащей эти два маяка, и одной из соответствующих частей скорректированного принимаемого звукового сигнала, и

- продолжительности между этими двумя последовательными маяками для испускаемого звукового сигнала.

В конкретном варианте воплощения способа согласно изобретению импульсную характеристику окружающей среды рассчитывают, исходя, по меньшей мере, из одной части скорректированного принимаемого звукового сигнала, в которой неправильные последовательности были подавлены, и одной из соответствующих частей испускаемого звукового сигнала, в которой последовательности, соответствующие неправильным последовательностям, были подавлены.

В конкретном варианте воплощения, испускаемый звуковой сигнал содержит, по меньшей мере, одну часть, содержащую повторение, по меньшей мере, одной последовательности, причем упомянутую импульсную характеристику окружающей среды получают путем осуществления:

- расчета импульсной характеристики, исходя из каждой из этих последовательностей и соответствующих последовательностей принимаемого звукового сигнала;

- средней величины из этих импульсных характеристик в рамках каждой из упомянутых частей; а затем

- средней величины из этих средних величин для всех частей.

Эта характеристика позволяет выгодно решить или снизить эффекты от проблем, связанных с нелинейностью.

В конкретном варианте воплощения, части испускаемого звукового сигнала содержат, по меньшей мере, одну последовательность, выбранную из:

- последовательности MLS («Maximum Length Sequence», последовательности максимальной длины);

- последовательности IRS («Inverse Repeated Sequence», последовательности, повторяемой в обратном порядке);

- последовательность TSP («Time-Streched Pulses», последовательности импульсов, растянутых во времени);

- последовательности «Logarithmic SineSweep» (логарифмической синусоидной развертки).

В конкретном варианте воплощения, для получения импульсной характеристики, исходя из части принимаемого звукового сигнала и одной из соответствующих частей испускаемого звукового сигнала, выбирают точный способ свертки по типу последовательности, присутствующей в части испускаемого звукового сигнала. Под «точным способом свертки, адаптированным для типа последовательности», понимают способ, который для рассматриваемого типа последовательности вводит в действие точную обратную математическую операцию, такую как, в частности: круговая взаимная корреляция в случае последовательности MLS или IRS; фильтр сжатия в случае последовательности TSP; обратный фильтр в случае последовательности Logarithmic SineSweep. Выбор точного способа обратной свертки, адаптированный для типа последовательности, имеющейся в части испускаемого звукового сигнала, гарантирует получения точной импульсной характеристики, что не является случаем приближенных способов, таких как итерационные способы пригонки между испускаемым звуковым сигналом и принимаемым звуковым сигналом. В результате, достигается хорошая надежность способа согласно изобретению.

В выгодном варианте воплощения, часть испускаемого звукового сигнала, которую используют для осуществления первой оценки смещения частоты дискретизации и/или первой оценки временного смещения между испускающим устройством и принимающим устройством, содержит, по меньшей мере, одну последовательность, выбранную из последовательности MLS («Maximum Length Sequence», последовательности максимальной длины) и последовательности IRS («Inverse Repeated Sequence», последовательности, повторяемой в обратном порядке). Применение таких последовательностей MLS или IRS обладает преимущество, позволяющим оценивать смещение частоты дискретизации и/или временного смещения, при анализе уникальной последовательности испускаемого звукового сигнала, т.е., без необходимости в усреднении нескольких последовательностей, даже когда уровень звукового сигнала, испускаемого испускающим устройством, ниже уровня фонового шума (выбрана последовательность с достаточной продолжительностью).

Изобретение относится также к системе получения, по меньшей мере, одного акустического параметра окружающей среды, причем эта система содержит:

- испускающее устройство для испускаемого звукового сигнала;

- по меньшей мере, одно принимающее устройство для принимаемого звукового сигнала;

- модуль определения импульсной характеристики окружающей среды; и

- модуль получения акустического параметра окружающей среды, исходя из этой импульсной характеристики.

Система согласно изобретению примечательна тем, что она содержит:

- модуль оценки смещения частоты дискретизации между испускающим устройством и упомянутым принимающим устройством, исходя, по меньшей мере, из одной импульсной характеристики, полученной, исходя, по меньшей мере, из одной части принимаемого звукового сигнала и одной из соответствующих частей испускаемого звукового сигнала;

- модуль оценки временного сдвига между испускающим устройством и упомянутым принимающим устройством, исходя, по меньшей мере, из одной импульсной характеристики, полученной, исходя, по меньшей мере, из одной части принимаемого звукового сигнала и одной из соответствующих частей испускаемого звукового сигнала;

- модуль получения скорректированного принимаемого звукового сигнала, полученного при применении к принимаемому звуковому сигналу этим принимающим устройством корректировки смещения частоты дискретизации и корректировки временного сдвига, исходя из упомянутых оценок;

причем модуль определения импульсной характеристики окружающей среды выполнен с возможностью определения упомянутой импульсной характеристики окружающей среды, исходя, по меньшей мере, из одной импульсной характеристики, полученной, исходя, по меньшей мере, из одной части скорректированного принимаемого звукового сигнала и одной из соответствующих частей испускаемого звукового сигнала.

Характеристики и конкретные преимущества системы согласно изобретению идентичны или аналогичны характеристикам и преимуществам способа согласно изобретению и далее не будут здесь упомянуты.

В конкретном варианте воплощения различные модули системы встроены в принимающее устройство для принимаемого звукового сигнала.

В качестве варианта, эти модули могут быть реализованы в другом оборудовании, например, в компьютере, подключенном к принимающему устройству через коммуникационную сеть. В этом варианте, принимающее устройство передает принимаемый звуковой сигнал на это удаленное оборудование, которое загружается согласно всем расчетам, необходимым для определения акустических параметров окружающей среды. Для этой цели необходимо, чтобы это оборудование предварительно было снабжено характеристиками испускаемого сигнала, как для этого принимающего устройства, так, например, и для базы данных.

Краткое описание чертежей

Другие характеристики и преимущества настоящего изобретения проистекают из описания, приведенного ниже, со ссылкой на чертежи и на Приложение 1, которые иллюстрируют пример воплощения, лишенный какого-либо ограничительного характера, и в которых:

- Фигура 1 представляет терминал, соответствующий изобретению в конкретном варианте воплощения;

- Фигура 2 схематически представляет первый пример конкретных мер осуществления изобретения в окружающей среде;

- Фигура 3 представляет память терминала, соответствующего конкретному варианту воплощения изобретения;

- Фигура 4 представляет пример звукового сигнала, который может быть использован в конкретном варианте воплощения изобретения;

- Фигура 5 представляет в форме блок-схемы основные этапы способа получения акустических параметров окружающей среды в конкретном варианте воплощения изобретения;

- Фигура 6 схематически представляет второй пример конкретных мер осуществления изобретения в окружающей среде; и

- Приложение 1 представляет пример испускаемого звукового сигнала, который может быть использован в конкретном варианте воплощения изобретения.

Подробное описание первого варианта воплощения

Фигура 1 схематически представляет терминал 10, соответствующий конкретному варианту воплощения изобретения. Этот терминал в данном примере образован в виде смартфона, предоставляющего пользователю усовершенствованные функции телефонии, а в более общем виде, средства связи, доступ к различным приложениям, когда они были установлены на терминале.

С точки зрения аппаратуры, этот терминал содержит в частности процессор 11, постоянное запоминающее устройство типа ROM 12, в котором записаны системные функции, в частности, драйверы и операционная система терминала, микрофон 13, репродуктор 14, монитор 15, звуковую карту 16, или несколько коммуникационных модулей (3G, 4G, Bluetooth, WiFi и т.д.) 17 и перезаписываемую энергонезависимую память 18, содержащую приложения APP и пользовательские данные, не представленные на данной Фигуре, прием эти элементы соединены между собой системой шины.

Известно, что монитор 15 содержит сенсорный интерфейс человек-машина, на котором представлены иконки I1, I2, IT, соответствующие приложениям системы и различным приложениям APP, инсталлированным пользователем терминала.

Среди этих иконок, иконка IT позволяет терминалу действовать на расстояние, через телекоммуникационную сеть, достигая портала приложений, загружаемых дистанционно, совместимых с операционной системой терминала и инсталлировать, по необходимости усредняя оплату и/или подтверждение подлинности, новые приложения APP в перезаписываемой энергонезависимой памяти 18.

В описанном здесь варианте воплощения, компьютерная программа PG, соответствующая изобретению, может быть дистанционно загружена из этого портала приложений, и соответствующая иконка представлена на сенсорном интерфейсе 15.

Что касается Фигуры 2, мы допускаем в данном примере, что пользователь, у которого имеются два терминала RXl, RX2, идентичных или аналогичных терминалу 10 на Фигуре 1 для функциональных частей, общих с этим последним (принимающие устройства в смысле изобретения), желает получить возможность осуществить акустические измерения окружающей среды 100 в двух местах, причем эта окружающая среда в данном примере образована классной комнатой, содержащий сцену и несколько рядов столов, обращенных к сцене.

Если это уже не было сделано, пользователь дистанционно загружает и инсталлирует компьютерную программу PG в энергонезависимую память 18 каждого из терминалов RXl, RX2, размещает эти терминалы в положениях PI, P2 и устанавливает кожух TX (испускающее устройство в смысле изобретения) на уровне сцены.

Этот кожух TX содержит средства коммуникации (не представленные) и совместимые со средствами коммуникации терминалов RXl, RX2, таким образом, чтобы можно было принимать с одного из этих терминалов звуковой сигнал Slk, для воспроизведения в виде звукового сигнала, испускаемого в окружающую среду 100. В этом примере, кожух TX представляет собой автономный кожух, содержащий стандартно репродуктор, батарею, цепь управления мощностью, модуль беспроводной связи, цифро-аналоговый преобразователь, радиоусилитель.

Фигура 3 представляет часть энергонезависимой памяти 18 каждого из терминалов RXl, RX2 после инсталляции компьютерной программы PG. Эта память содержит:

- часть «CODE», соответствующую инструкциям, компилированным или нет, компьютерной программы PG, и поддающимся интерпретации процессором 11, причем эти инструкции позволяют осуществлять этапы E5-E70 способа согласно изобретению, и представлены на Фигуре 5;

- библиотеку «LC» контекстов CT_k, отбираемых пользователем через человеко-машинный интерфейс 15 терминала, причем каждый контекст измерения задан парой (тип окружающей среды/применение); и

- библиотеку «LS» звуковых сигналов Sl_k, предварительно заданных или имеющих изменяемую конфигурацию, связанных с этими контекстами.

В описанном здесь варианте воплощения, обновления компьютерной программы PG могут быть дистанционно загружены из портала и инсталлированы в память 18, например, когда в распоряжении имеются новые контекст CT_k или новые звуковые сигналы Sl_k.

В данном примере мы предполагаем, что компьютерная программа PG дает два рабочих режима, обозначенных, соответственно, как «Master/Slave» («ведущее устройство»/«ведомое устройство»), исполняется терминалами RX1, RX2, и в котором:

- режим «Master» позволяет терминалу RX1 выбирать контекст CT₁ в библиотеке LC через интерфейс 15, определять звуковой сигнал согласно эталонному сигналу Sl₁, связанному с этим контекстом в библиотеке звуков LS, отправлять эталон этого звукового сигнала на терминалы RX2 в режиме «Slave» через средство коммуникации 17, отправлять звуковой сигнал на кожух TX через средство коммуникации 17, для чего упомянутый сигнал восстанавливается в виде звукового сигнала Sl₁, испускаемого в окружающую среду, управляет захватом звукового сигнала S2₁, принятого микрофоном 13 после предварительно заданного времени срабатывания, записывать этот принимаемый звуковой сигнал S2₁¹ в энергонезависимую память 18 посредством звуковой карты 16, определять акустические параметры CA^P1 окружающей среды в положении P1 терминала RX1, исходя из испускаемого звукового сигнала S1₁, посредством кожуха TX, и принимаемого звукового сигнала, и предоставлять пользователю терминала информационное сообщение MSG, генерированное исходя из эти параметров;

- режим «Slave» позволяет терминалу RX2 принимать исходящий из терминала «Master» RX1 эталон звукового сигнала Sl₁ с помощью средства коммуникации 17, управлять захватом звукового сигнала, принятого S2₁² микрофоном 13, после предварительно заданной выдержки во времени, записывать этот принимаемый звуковой сигнал S2₁² в энергонезависимую память 18 посредством звуковой карты 16, определять акустические параметры CA^P2 окружающей среды в положении P2 терминала RX2, исходя из испускаемого звукового сигнала S1₁, испускаемого кожухом TX и принимаемого звукового сигнала S2₁², и предоставлять пользователю терминала информационное сообщение MSG, генерированное исходя из этих параметров.

В общем виде, является предпочтительным, чтобы испускаемые звуковые сигналы Sl_k представляли собой звуковые сигналы, обладающие спектральной плотностью, не пренебрежимой для всех частот, составляющих 10-22050 Гц, и демонстрирующие хорошие свойства автокорреляции. В частности, испускаемые звуковые сигналы Sl_k представляют собой шумы, такие как белые шумы или розовые шумы.

В качестве примера, можно считать, что:

- звуковой сигнал демонстрирует спектральную плотность, не пренебрежимую для всех частот, составляющих 10-22050 Гц, когда каждая частота в этом диапазоне демонстрирует спектральную плотность, превышающую 10% от максимальной спектральной плотности; и

- звуковой сигнал демонстрирует хорошие свойства автокорреляции, когда он демонстрирует очень выраженный пик автокорреляции, в частности, значение автокорреляции в течение времени, превышающее 0,1 с, составляющее менее 2%, предпочтительно, менее 1%, а еще более предпочтительно, менее 0,5% от величины автокорреляции при 0 с.

В описанном здесь варианте воплощения, и как описано применительно к Фигуре 4, испускаемый звуковой сигнал Sl₁ содержит, после бита заполнения P0, первую часть Pl₁¹, а затем третьи части P1₁³ⁿ, находящиеся в рамках вторых частей или «маяков» P1₁².

Каждую из этих частей P1₁¹, P1₁², P1₁³ⁿ необходимо выбрать, чтобы их продолжительность была достаточно большой по отношению ко времени предусмотренной реверберации звукового сигнала в окружающей среде 100.

Первую часть P1₁¹ в данном примере используют для осуществления:

- первой оценки DH₁* смещения частоты дискретизации DH₁; и

- оценки временного смещения DT₁,

между испускающим устройством TX и каждым из принимающих устройств RX₁.

Эта первая часть Pl₁¹ является более длительной, чем оцениваемое временное смещение между испускающим устройством TX и каждым из принимающих устройств RX₁, обычно порядка 2 секунд.

Вторые части или маяки P1₁² испускаемого звукового сигнала S1₁ в данном варианте воплощения позволяют:

- уточнять оценку DH₁* смещения частоты дискретизации DH₁; и

- выявлять возможные потери пакетов, которые могут ухудшить импульсные характеристики, которые будут получены, исходя из третьих частей P1₁³ⁿ.

Вторые части P1₁² представляют собой ансамбль последовательностей MLS с более короткой продолжительностью.

В описанном здесь варианте воплощения, каждая третья часть P1₁³ⁿ состоит из повтора, по меньшей мере, одной последовательности P1₁^3nm, для решения или ослабления эффектов, вызванных проблемами, связанными с нелинейностью. Продолжительность каждой из третьих частей P1₁³ⁿ должна быть намного больше времени реверберации в окружающей среде 100, для чего измерения должны быт точными.

Что касается Фигуры 5, далее мы опишем способ, воплощаемый каждым из терминалов RXl, RX2 в данном конкретном варианте воплощения.

В описанном далее режиме, компьютерная программа PG содержит два процесса, где процесс PM, соответствующий режиму «Master», исполняется терминалом RXl, а процесс PE, соответствующий режиму «Slave», исполняется терминалом RX2.

На этапе E5, пользователь выбирает в человеко-машинном интерфейсе 15 терминала RXl контекст CT₁ «Классная комната» в библиотеке контекстов LC этого терминала.

На этапе E10, процессор 11 терминала RXl определяет звуковой сигнал Sl₁, связанный с этим контекстом в библиотеке LS звуковых сигналов.

На этапе E15, терминал RXl отправляет, с помощью беспроводных средств связи 17, эталон звукового сигнала S1₁ на терминал RX2. Терминал RX2 принимает этот эталон на этапе F15.

На этапе E20, терминал «Master» RXl отправляет звуковой сигнал S1₁ на кожух TX, для чего его восстанавливают в виде звукового сигнала S1₁, испускаемого в окружающую среду 100.

В описанном здесь варианте воплощения, способ, реализуемый терминалами «Master» RXl и «Slave» RX2 (далее RX_j) теперь являются идентичными.

На этапе E25, терминалы RX_j, перед началом записи принимаемого звукового сигнала S2₁^j, достигают заданной продолжительности. Эта продолжительность позволяет, в частности, осуществлять на этапе F15 обработку с помощью терминала RX2 и конфигурации микрофона 13 и звуковой карты 16, в ходе приема сигнала для каждого из терминалов. Продолжительность бита заполнения P0 испускаемого звукового сигнала Sl₁ выбирают таким образом, чтобы терминалы RX_j начинали эффективно записывать принимаемый звуковой сигнал S2₁^j перед тем, как кожух TX восстановит первую часть испускаемого звукового сигнала P1₁¹.

В описанном здесь варианте воплощения, частота дискретизации f™ испускающего устройства TX составляет 44100 Гц.

На практике, и как хорошо известно специалистам в данной области техники, аналоговый испускаемый звуковой сигнал обрабатывается процессором или компонентом испускающего устройства TX, для получения таблицы значений, шаг которой соответствует этой частоте f_Tx, и которая для каждого момента времени t задает целочисленную величину, соответствующую дискретизированную амплитуду A, перед отправкой сигнала в момент времени t на репродуктор устройства TX, для получения колебаний.

Каждый из терминалов RX_j сохраняет принимаемый звуковой сигнал S2₁^j, который он принимает на этапе E30, в своей перезаписываемой энергонезависимой памяти 18.

При затребовании fRx_j частоты дискретизации принимающего устройства RX_j, процессор 11 или звуковая карта 16 этого устройства конструирует таблицу значений, шаг которой соответствует этой частоте f_RXj, и которая для каждого момента времени t задает целочисленную величину, соответствующую дискретизированной амплитуде A(t) принимаемого звукового сигнала S2₁^j, посредством устройства микрофона RX_j в момент времени t.

В описанном здесь варианте воплощения, на этапе E35, принимаемый звуковой сигнал S2₁^j разделяют на части P2₁^jl, P2₁^j2, P2₁^j3n, соответствующие частям P1₁¹, P1₁², P1₁³ⁿ испускаемого звукового сигнала S1₁.

На этапе E40, процессор 11 терминала RXj осуществляет первую оценку DHj* смещения частоты дискретизации DHj между испускающим устройством TX и принимающим устройством RXj.

Этот этап состоит, в частности, в максимизации изменения частоты дискретизации принимаемого звукового сигнала (например, в диапазоне 44000-44100Гц), максимальной амплитуды импульсной характеристики, полученной исходя из первой части P1₁¹ испускаемого звукового сигнала S1₁ и из соответствующей первой части P2₁^jl принимаемого звукового сигнала S2₁^j.

Частоту дискретизации принимаемого звукового сигнала S2₁^j, позволяющую получать эту максимальную амплитуду, которая соответствует первой оценке DHj* смещения частоты дискретизации DHj, сохраняют в памяти в ходе этого этапа E40.

Эта первая оценка DHj* смещения частоты дискретизации позволяет получить, путем повторной дискретизации принимаемого звукового сигнала, новую таблицу значений T2_j^*, например, путем линейной интерполяции значений из таблицы значений T2_j^*.

На этапе E45, процессор 11 терминала RXj оценивает временное смещение DTj между испускающим устройством TX и принимающим устройством RXj.

Этот этап оценки временного смещения DTj состоит, в частности, в данном варианте воплощения, в сопоставлении:

- с одной стороны, - положения максимальной амплитуды импульсной характеристики, полученной исходя из первой части P1₁¹ испускаемого звукового сигнала S1₁, и соответствующей первой части P2₁^jl* принимаемого звукового сигнала S2₁^j, повторно дискретизированной при частоте дискретизации, сохраненной в памяти на этапе E40, и

- с другой стороны, - положения максимальной амплитуды идеальной импульсной характеристики, полученной, исходя из первой части P1₁¹ испускаемого звукового сигнала S1₁ и звукового сигнала, принятого теоретически идентичным этой первой части P1₁¹.

Временной промежуток между этими двумя положениями, которые соответствуют оценке временного смещения DTj, сохраняют в памяти в ходе этого этапа E45.

На этапе E50, процессор 11 терминала RXj уточняет первую оценку DHj* смещения частоты дискретизации DHj между испускающим устройством TX и принимающим устройством RXj.

Этот этап E50 выгодно осуществлять после получения скорректированного временного смещения DTj, сохраненного в памяти на этапе E45, т.е., после получения временного смещения ансамбля принятого сигнала S2₁^j, для введения максимальной амплитуды импульсной характеристики, полученной исходя из первой части P1₁¹ испускаемого звукового сигнала S1₁ и соответствующей первой части P2₁^jl* принимаемого звукового сигнала S2₁^j, в соответствии с положением максимальной амплитуды идеальной импульсной характеристики, полученной, исходя из первой части P1₁¹ испускаемого звукового сигнала S1₁ и звукового сигнала, принятого теоретически идентичным этой первой части P1₁¹.

Итак, в данном варианте воплощения этап E50 состоит, в частности, в сопоставлении для различных вторых частей или последовательных маяков P1₁² испускаемого звукового сигнала S1₁:

- с одной стороны, - положения максимальной амплитуды импульсной характеристики, полученной исходя из второй части P1₁² испускаемого звукового сигнала S1₁ и из соответствующей второй части P2₁^j2* принимаемого звукового сигнала S2₁^j, повторно дискретизированной при частоте дискретизации, сохраненной в памяти на этапе E40, и

- с другой стороны, - положением максимальной амплитуды идеальной импульсной характеристики, полученной, исходя из второй части P1₁² испускаемого звукового сигнала S1₁ и звукового сигнала, принятого теоретически идентичным этой второй части P1₁².

Если временной промежуток между этими двумя положениями распространить на различные вторые части или последовательные маяки P1₁² испускаемого звукового сигнала S1₁, то оценку смещения частоты дискретизации DHj можно уточнить при определении частоты дискретизации, для которой между упомянутыми двумя положениями для всех вторых частей или последовательных маяков P1₁² испускаемого звукового сигнала S1₁ получают равномерный временной промежуток.

Частоту дискретизации принимаемого звукового сигнала S2₁^j, позволяющую получать этот равномерный временной промежуток для всех вторых частей или последовательных маяков P1₁², который соответствует уточненной оценке смещения частоты дискретизации DHj, сохраняют в памяти в ходе этого этапа E50.

В ходе этого этапа E50, как только вышеупомянутый временной промежуток становится равномерным для всех вторые частей или последовательных маяков P1₁², также становится возможным уточнить оценку временного смещения DTj между испускающим устройством TX и принимающим устройством RXj, при осуществлении временного смещения ансамбля принятого сигнала S2₁^j, для введения максимальной амплитуды импульсной характеристики, полученной исходя из каждой второй части P1₁² испускаемого звукового сигнала S1₁ и из соответствующей второй части P2₁^j2* принимаемого звукового сигнала S2₁^j в соответствии с положением максимальной амплитуды идеальной импульсной характеристики, полученной, исходя из каждой второй части P1₁² испускаемого звукового сигнала S1₁ и звукового сигнала, принятого теоретически идентичным этой второй части P1₁².

На этапе E52, корректировку смещения частоты дискретизации и корректировку временного сдвига применяют к принимаемому звуковому сигналу S2₁^j, исходя из оценки смещения частоты дискретизации DHj и временного смещения DTj, полученных ранее, с получением скорректированного принимаемого звукового сигнала S3₁^j* в смысле изобретения.

В описанном здесь варианте воплощения, способ согласно изобретению содержит также этап E55 подавления неправильных последовательностей скорректированного принимаемого звукового сигнала S3₁^j*, причем эти неправильные последовательности соответствуют потерям пакетов испускаемого звукового сигнала SU.

В описанном здесь варианте воплощения это детектирование осуществляют, проверяя, чтобы продолжительность между двумя последовательными маяками, для импульсной характеристики, полученной, исходя, по меньшей мере, из одной части испускаемого звукового сигнала Sl₁, содержащий эти два маяка, и одной из соответствующих частей скорректированного принимаемого звукового сигнала S3, была по существу равна продолжительности между двумя соответствующими маяками Pl₁² для испускаемого звукового сигнала S1₁.

Когда продолжительность между двумя последовательными маяками для импульсной характеристики отлична от продолжительности между двумя соответствующими маяками P1₁² для испускаемого звукового сигнала S1₁ за пределами заданных границ, считается, что пакеты между этими маяками были утеряны; третьи части испускаемого звукового сигнала P1₁³ⁿ и соответствующего P2₁^j3n, содержащиеся между этими маяками, устраняются сразу в испускаемом звуковом сигнале S1₁ и в скорректированном принимаемом звуковом сигнале S3₁^j*.

Скорректированный принимаемый звуковой сигнал S3₁^j* очищен от этих утерянных пакетов.

Следует напомнить, что в этом примере третья часть P1₁³ⁿ испускаемого звукового сигнала S1₁, содержащаяся между двумя маяками P1₁², образована повторением, по меньшей мере, одной последовательности MLS P1₁^3nm.

В описанном здесь варианте воплощения, на этапе E60 рассчитывают импульсную характеристику, исходя из каждой из этих последовательностей Pl₁^3nm, P2₁^j3nm, осуществляют для всех значений m среднюю величину этих импульсных характеристик в рамках третьей части P1₁³ⁿ, а затем, наконец, среднюю величину из этих средних величин для всех значений n, иначе говоря, для ансамбля третьих частей P1₁³ⁿ, P2₁^j3n звуковых сигналов S1₁, S3₁^j.

Таким образом, получают импульсную характеристику RI^Pj окружающей среды 100 в положении принимающего устройства RXj (RI^P1, RI^P2 в данном примере).

Эта импульсная характеристика позволяет рассчитывать на этапе E65 один или несколько параметров CA^Pj окружающей среды, например, акустические параметры, заданные стандартом ISO 3382, такие как упомянутые ранее.

В конкретном описанном здесь варианте воплощения, способ согласно изобретению содержит экспертную систему, выполненную с возможностью получения, исходя из этого или этих акустических параметров, информационного сообщения, относящегося к комфортной акустике, причем это сообщение понятно для пользователя, не являющегося специалистом в акустике. Это сообщение может, например, информировать пользователя о состоянии комфорта окружающей среды в определенных условиях (чувствительности к шуму от автомобильного движения, к шумам от соседних предприятий, и т.д.).

На этапе, E70 это сообщение восстанавливается человеко-машинным интерфейсом 15 из терминала.

Способ и система согласно изобретению также могут выгодным образом содержать модуль, выполненный с возможностью предоставления пользователю собранные базы данных об окружающей среде и об акустических параметрах окружающей среды, определенных согласно изобретению, имитационное моделирование акустического комфорта, модифицированное после изменения локализации окружающей среды, в частности после ее модернизации.

Второй вариант воплощения

В первом варианте воплощения, описанном выше, испускающее устройство представляет собой кожух TX, выполненный с возможностью возбуждения воздуха в окружающей среде 100. Точнее говоря, испускаемый звуковой сигнал S1₁ генерируется в воздухе за счет мембраны кожуха и распространяется в первый момент в воздухе, а затем по необходимости в определенных твердых средах окружающей среды (стенках, настилах, и т.д.), до достижения принимающих устройств RX1, RX2.

В качестве варианта, во втором варианте воплощения, представленном на Фигуре 6, испускающее устройство представляет собой поверхностный преобразователь TD, выполненный с возможностью возбуждения твердого тела, к которому он прикреплен в окружающей среде 100. В частности, в примере, представленном на Фигуре 6, преобразователь TD закреплен на полу первой комнаты в окружающей среде 100. Испускаемый сигнал, генерируемый преобразователем TD в твердом теле, с которым он связан (в данном случае, полом), представляет собой звуковой сигнал в смысле изобретения. Этот испускаемый звуковой сигнал SU распространяется в первый момент в твердом теле (в поле), а затем в воздухе, а затем по необходимости в других твердых телах окружающей среды, до достижения одного или нескольких принимающих устройств.

В примере по Фигуре 6, звуковой сигнал распространяется в частности до достижения принимающего устройства RX1, расположенного в местоположении PI во второй комнате в окружающей среде 100, расположенной под полом, возбужденным преобразователем TD. Такое взаимное расположение может позволить оценить передачу шумов по твердому телу через стенку (пол в примере по Фигуре 6), и, таким образом, определять свойства этой стенки для изоляции ударных шумов.

В примере по Фигуре 6, преобразователь TD принимает звуковой сигнал, испускаемый из терминала T, расположенного в первой комнате, где преобразователь TD установлен на полу этой первой комнаты. Преобразователь TD содержит средства связи, не представленные и совместимые со средствами связи терминала T, в частности беспроводные средства связи, таким образом, чтобы можно было принимать от этого терминала звуковой сигнал, для его воспроизведения в виде звукового сигнала S1₁, испускаемого в окружающую среду 100. В этом примере, преобразователь TD представляет собой автономное устройство, содержащее, как правило, вибропреобразователь, батарею, цепь управления мощностью, модуль беспроводной связи, цифро-аналоговый преобразователь, аудиоусилитель. Кроме того, терминал T, расположенный в первой комнате, и принимающее устройство RX1, расположенное во второй комнате, каждый идентичен или аналогичен терминалу 10 по Фигуре 1, для функциональных деталей, работающих совместно с последним.

На этапе, аналогичном этапу E5 по Фигуре 5, пользователь выбирает с помощью человеко-машинного интерфейса 15 терминала T, расположенного в первой комнате, контекст «Комнаты, разделенные полом», в библиотеке контекстов LC этого терминала, а на этапе, аналогичном этапу E10 по Фигуре 5, процессор 11 терминала T определяет звуковой сигнал, связанный с этим контекстом в библиотеке LS звуковых сигналов. На этапе, аналогичном этапу E15, терминал T затем отправляет по беспроводным средствам связи 17 эталон звукового сигнала S1₁ на терминал RX1. Терминал RX1 принимает этот эталон на этапе, аналогичном этапу F15. Затем, на этапе, аналогичном этапу E20 по Фигуре 5, терминал T отправляет звуковой сигнал на преобразователь TD, для чего его восстанавливают в виде звукового сигнала S1₁, испускаемого в пол первой комнаты. Следующие этапы способа, осуществляемые терминалом RX1 для приема принимаемого звукового сигнала S2₁, расположенным во второй комнате, находящейся под полом, идентичны этапам, подробно описанным ранее применительно к Фигуре 5, содержащей этапы E25-E70.

Третий вариант воплощения

В вариантах воплощения, описанных выше, пользователь выбирает контекст измерения в заданном перечне человеко-машинного интерфейса 15.

В качестве варианта, в третьем варианте воплощения, человеко-машинный интерфейс может продемонстрировать более расширенное меню, например, в режиме «эксперт», позволяющему пользователю определить параметры окружающей среды, например, относящиеся к геометрии (поверхность, объем) окружающей среды, к ее структуре (типам материалов), или к расстоянию между испускающим устройством TX, TD и или принимающим устройствам RX.

В этом третьем варианте воплощения, испускаемый звуковой сигнал Sl_k оптимизируется в зависимости от этих параметров окружающей среды.

Четвертый вариант воплощения

В четвертом варианте воплощения способ содержит этап фильтрации испускаемого звукового сигнала Sl_k и этап, соответствующий фильтрации скорректированного принимаемого звукового сигнала S3_k^j.

Эти этапы, соответственно могут быть воплощены после этапов E10 и E55 способа по Фигуре 5. При осуществлении этого этапа фильтрации, терминал «Master» информирует терминал «Slave» в сообщении, отправленном на этапе E15.

Эта фильтрация, в частности, может позволить, при исключении определенных частот, оптимизировать продолжительность измерения и отдачи испускания звукового сигнала Sl_k, более приемлемого для пользователя, при исключении частот, неприятных для человека.

Пятый вариант воплощения

В пятом варианте воплощения, способ отличается от способа по первому варианту воплощения тем, что этап E50 оптимизации первой оценки DHj* смещения частоты дискретизации DHj между испускающим устройством TX и принимающим устройством RXj осуществляют непосредственно после первой оценки DHj* смещения частоты дискретизации, без прохождения этапа оценки временного смещения DTj. Иначе говоря, этап E50 оптимизации первой оценки DHj* смещения частоты дискретизации осуществляют без предварительной корректировки временного смещения DTj.

Однако, этот пятый вариант воплощения предполагает, что вторые части или последовательные маяки P1₁² испускаемого звукового сигнала S1₁ являются более длительными, чем временное смещение DTj, так, чтобы существовало перекрывание между каждой второй частью P1₁² испускаемого звукового сигнала Sl₁ и соответствующей второй частью P2₁^j2* принимаемого звукового сигнала S2₁^j, повторно дискретизированной при частоте дискретизации, сохраненной в память на этапе E40.

Изобретение не ограничено описанными и представленными примерами. В частности, в первом варианте воплощения предусмотрены два принимающих устройства RXl и RX2, для определения акустических параметров окружающей среды в двух различных местоположениях. В качестве варианта, способ и система согласно изобретению могут задействовать прием звукового сигнала, принятого одним принимающим устройством, в частности, одним терминалом, который исполняет этапы процесса PM, соответствующие режиму «Master», такому как был описан ранее, за исключением этапа E15 передачи эталона звукового сигнала S1₁ другому принимающему устройству, поскольку в этом случае имеется только одно принимающее устройство.

Более того, в первом варианте воплощения, описанного применительно к Фигурам 2, испускающее устройство TX представляет собой автономный кожух. В качестве варианта, испускающее устройство TX может представлять собой терминал, идентичный или аналогичный терминалу 10 по Фигуре 1, для функциональных деталей, общих с этим последним, который испускает сигнал S1₁, испускаемый посредством его репродуктора 14.

Кроме того, в случае, где предусмотрено несколько принимающих устройств RXj, для определения акустических параметров окружающей среды в различных положениях Pj, способ и система согласно изобретению могут быть выполнены с возможностью предоставления пользователю на центральном терминале (например, на терминале «Master» в первом варианте воплощения) уникального сообщения, которое может содержать по необходимости ансамбль локальных параметров CA^Pj окружающей среды или несколько глобальных параметров характеристики окружающей среды, а по необходимости, - информационное сообщение, относящегося к акустическому комфорту, такое как было упомянуто ранее.

Наконец, способ и система согласно изобретению могут быть реализованы для получения, по меньшей мере, одного акустического параметра в различных типах окружающей среды, например, в здании или в транспортном средстве.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Это Приложение представляет характеристики испускаемого сигнала SU, которые могут быть использованы в конкретном варианте воплощения изобретения.

В этом примере, каждая часть P1₁^k испускаемого звукового сигнала SU состоит из одной или нескольких последовательностей максимальных длительностей записи данных смещения, для линейного регистра сдвига с обратными связями максимальной длительности, также называемого последовательностью максимальной длины (Maximum Length Sequence, MLS).

Для описания свойств этих последовательностей, так же как для способа генерирования, специалисты в данной области техники могут обратиться к документу «Shift register séquences» («Последовательности регистра сдвига»), Solomon Wolf Golomb, Holden-Day, 1967.

Эти последовательности характеризуются многочленом, называемом «характеристикой», знание которой позволяет создать уникальную последовательность. Впоследствии, каждый многочлен будет охарактеризован перечнем этих степеней, отличных от нулевого.

Например, многочлен x⁵+x⁴+x²+l будет представлен как [5, 4, 2, 0].

Для последовательности для степени n (характеристика максимальной степени многочлена), его длина будет составлять 2ⁿ-l. Таким образом, последовательность будет состоять из ряда размера 2ⁿ-l, равного 0 и 1.

Для генерирования звукового сигнала, является предпочтительным (но не обязательным) умножать все элементы этой последовательности на 2 и вычитать из них 1, для получения ряда -1 и 1.

Пример типичной последовательности, используемой для определения средних акустических характеристик для комнаты, например, на столе, состоит из следующих последовательных частей сигнала:

Часть P0: пустая

Часть P1₁¹: ряд из 2 последовательностей MLS, помеченных как [15, 14, 0]. В этом конкретном случае, каждый бит последовательности повторяется 4 раза: 001011 -> 0000 0000 1111 0000 1111 1111

Часть P1₁²: ряд из 5 последовательностей MLS, помеченных как [13, 12, 11, 8, 0].

Часть P1₁³¹: ряд из 5 последовательностей MLS, таких как:

Часть P1₁³¹¹: 1 последовательность MLS, помеченная как [16, 15, 13, 4, 0].

Часть P1₁³¹²: 1 последовательность MLS, помеченная как [16, 15, 12, 10, 0].

Часть P1₁³¹³: 1 последовательность MLS, помеченная как [16, 15, 12, 1, 0].

Часть P1₁³¹⁴: 1 последовательность MLS, помеченная как [16, 15, 10, 4, 0].

Часть P1₁³¹⁵: 1 последовательность MLS, помеченная как [16, 15, 9, 6, 0].

Часть P1₁²: ряд из 5 последовательностей MLS, помеченных как [13, 12, 11, 8, 0].

Часть P1₁³²: ряд из 5 последовательностей MLS, таких как:

Часть P1₁³²¹: 1 последовательность MLS, помеченная как [16, 15, 9, 4, 0].

Часть P1₁³²²: 1 последовательность MLS, помеченная как [16, 15, 7, 2, 0].

Часть P1₁³²³: 1 последовательность MLS, помеченная как [16, 15, 4, 2, 0].

Часть P1₁³²⁴: 1 последовательность MLS, помеченная как [16, 11, 13, 11, 0].

Часть P1₁³²⁵: 1 последовательность MLS, помеченная как [16, 14, 13, 5, 0].

Часть P1₁²: ряд из 5 последовательностей MLS, помеченных как [13, 12, 11, 8, 0].

Часть P1₁³³: ряд из 5 последовательностей MLS, таких как:

Часть P1₁³³¹: 1 последовательность MLS, помеченная как [16, 14, 12, 7, 0].

Часть P1₁³³²: 1 последовательность MLS, помеченная как [16, 14, 11, 7, 0].

Часть P1₁³³³: 1 последовательность MLS, помеченная как [16, 14, 9, 7, 0].

Часть P1₁³³⁴: 1 последовательность MLS, помеченная как [16, 14, 9, 4, 0].

Часть P1₁³³⁵: 1 последовательность MLS, помеченная как [16, 14, 8, 3, 0].

Часть P1₁²: ряд из 5 последовательностей MLS, помеченных как [13, 12, 11, 8, 0].

Часть P1₁: ряд из 5 последовательностей MLS, таких как:

Часть P1₁³⁴¹: 1 последовательность MLS, помеченная как [16, 13, 12, 11, 0].

Часть P1₁³⁴²: 1 последовательность MLS, помеченная как [16, 13, 12, 7, 0].

Часть P1₁³⁴³: 1 последовательность MLS, помеченная как [16, 13, 11, 6, 0].

Часть P1₁³⁴⁴: 1 последовательность MLS, помеченная как [16, 13, 9, 6, 0].

Часть P1₁³⁴⁵: 1 последовательность MLS, помеченная как [16, 13, 6, 4, 0].

Часть P1₁²: ряд из 5 последовательностей MLS, помеченных как [13, 12, 11, 8, 0].

Изобретение относится к акустике. Способ оценки акустического параметра окружающей среды содержит: этап излучения звукового сигнала, этап приема звукового сигнала, этап определения импульсной характеристики окружающей среды, этап вычисления акустического параметра окружающей среды на основе импульсной характеристики. Также выполняют оценку смещения частоты дискретизации между излучающим устройством и принимающим устройством. Оценка выполняется на основе импульсной характеристики. Корректируют принимаемый звуковой сигнал путем смещения частоты дискретизации и корректировки временного сдвига исходя из упомянутых оценок. Определяют импульсную характеристику окружающей среды исходя из импульсной характеристики, полученной исходя из по меньшей мере одной части скорректированного принимаемого звукового сигнала и одной из соответствующих частей испускаемого звукового сигнала. Технический результат – оценка импульсной характеристики в условиях, когда синхронизация между передатчиком и приемником невозможна. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ получения по меньшей мере одного акустического параметра (CA^Pj) окружающей среды (100), содержащий:

этап (E20) испускания звукового сигнала, испускаемого (Sl₁) испускающим устройством (TX; TD);

этап (E30) приема звукового сигнала, принятого (S2₁^j) по меньшей мере одним принимающим устройством (RXj); и

для каждого из упомянутых принимающих устройств (RX_j):

этап (E60) определения импульсной характеристики (RI^Pj) окружающей среды (100) в положении (P_j) упомянутого принимающего устройства (RX_j); и

этап (E65) получения акустического параметра (CA^Pj) окружающей среды (100) исходя из этой импульсной характеристики (RI^Pj);

причем упомянутый способ отличается тем, что содержит:

оценку (E40, E50) смещения частоты дискретизации (DHj) между испускающим устройством (TX; TD) и упомянутым принимающим устройством (RXj) исходя из по меньшей мере одной импульсной характеристики, полученной исходя из по меньшей мере одной части принимаемого звукового сигнала (P2₁^jl, P2₁^j2*) и одной из соответствующих частей (Pl₁¹, Pl₁²) испускаемого звукового сигнала;

оценку (E45) временного сдвига (DTj) между испускающим устройством (TX; TD) и упомянутым принимающим устройством (RXj) исходя из по меньшей мере одной импульсной характеристики, полученной исходя из по меньшей мере одной части (P2₁^jl) принимаемого звукового сигнала и одной из соответствующих частей (P1₁¹) испускаемого звукового сигнала;

получение скорректированного принимаемого звукового сигнала (S3₁^j), полученного путем применения (E52) к звуковому сигналу, принятому (S2₁^j) этим принимающим устройством (RXj), корректировки смещения частоты дискретизации и корректировки временного сдвига исходя из упомянутых оценок (DHj, DTj);

определение упомянутой импульсной характеристики (RI^Pj) окружающей среды (100), получаемой (E60) исходя из по меньшей мере одной импульсной характеристики, полученной исходя из по меньшей мере одной части (P2₁^j3n) скорректированного принимаемого звукового сигнала (S3₁^j) и одной из соответствующих частей (Pl₁³ⁿ) испускаемого звукового сигнала (Sl₁).

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что содержит предварительный этап получения по меньшей мере одной характеристики окружающей среды (100), причем этот параметр учитывают для определения параметров упомянутого испускаемого звукового сигнала (Sl₁).

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что содержит этап (E35) разделения принимаемого звукового сигнала (S2₁^j) на упомянутые части (P2₁^jl, P2₁^j2, P2₁^j3n) принятого сигнала, причем это разделение осуществляют исходя из соответствующих частей (P1₁¹, P1₁², P1₁³ⁿ) испускаемого звукового сигнала (S1₁).

4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что оценка (E40, E50) смещения частоты дискретизации (DHj) между испускающим устройством (TX; TD) и упомянутым принимающим устройством (RXj) содержит получение (E40) первой оценки (DHj*) этого смещения путем максимизации, изменяя частоту дискретизации принимаемого звукового сигнала (S2₁^j), с максимальной амплитудой импульсной характеристики, полученной исходя из части (Pl₁¹) испускаемого звукового сигнала (Sl₁) и одной из соответствующих частей (P2₁^jl) принимаемого звукового сигнала (S2₁^j).

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что оценка (E40, E50) смещения частоты дискретизации (DHj) между испускающим устройством (TX; TD) и упомянутым принимающим устройством (RXj) содержит оптимизацию (E50) упомянутой первой оценки (DHj*) исходя из сопоставления для нескольких последовательных частей (Pl₁²) испускаемого звукового сигнала (Sl₁) между:

с одной стороны, положением максимальной амплитуды импульсной характеристики, полученной исходя из части (Pl₁²) испускаемого звукового сигнала (Sl₁) и одной из соответствующих частей (P2₁^j2*) принимаемого звукового сигнала (S2₁^j), передискретизированной при частоте дискретизации, соответствующей упомянутой максимизации, и

с другой стороны, положением максимальной амплитуды идеальной импульсной характеристики, полученной исходя из части (P1₁²) испускаемого звукового сигнала (S1₁) и звукового сигнала, принятого теоретически идентичным части (Pl₁²) испускаемого звукового сигнала (Sl₁).

6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что оценку (E45) временного смещения (DTj) между испускающим устройством (TX; TD) и упомянутым принимающим устройством (RXj) получают исходя из сопоставления для по меньшей мере одной части (Pl₁¹) испускаемого звукового сигнала (Sl₁) между:

с одной стороны, положением максимальной амплитуды импульсной характеристики, полученной исходя из части (P1₁¹) испускаемого звукового сигнала (Sl₁) и одной из соответствующих частей (P2₁^jl) принимаемого звукового сигнала (S2₁^j), и

с другой стороны, положением максимальной амплитуды идеальной импульсной характеристики, полученной исходя из части (P1₁¹) испускаемого звукового сигнала (S1₁) и звукового сигнала, принятого теоретически идентичным части (P1₁²) испускаемого звукового сигнала (S1₁).

7. Способ по п. 4 или 5, отличающийся тем, что оценку (E45) временного смещения (DTj) между испускающим устройством (TX; TD) и упомянутым принимающим устройством (RXj) получают исходя из сопоставления для по меньшей мере одной части (P1₁¹) испускаемого звукового сигнала (Sl₁) между:

с одной стороны, положением максимальной амплитуды импульсной характеристики, полученной исходя из части (P1₁¹) испускаемого звукового сигнала, и одной из соответствующих частей (P2₁^j1*) принимаемого звукового сигнала (S2₁^j), передискретизированного при частоте дискретизации, соответствующей упомянутой максимизации, и

с другой стороны, положением максимальной амплитуды идеальной импульсной характеристики, полученной исходя из части (Pl₁¹) испускаемого звукового сигнала (S1₁) и звукового сигнала, принятого теоретически идентичным части (P1₁²) испускаемого звукового сигнала (Sl₁).

8. Способ по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что содержит этап (E55) подавления неправильных последовательностей скорректированного принимаемого звукового сигнала (S3), причем эти неправильные последовательности соответствуют потерям пакетов испускаемого звукового сигнала.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что испускаемый звуковой сигнал (S1₁) содержит временные маяки (Pl₁²), и тем, что идентифицируют неправильные последовательности скорректированного принимаемого звукового сигнала (S3) путем сопоставления:

продолжительности между двумя последовательными маяками для импульсной характеристики, полученной исходя из по меньшей мере одной части испускаемого звукового сигнала (S1₁), содержащего эти два маяка и одной из соответствующих частей скорректированного принимаемого звукового сигнала (S3₁^j*), и

продолжительности между этими двумя маяками для испускаемого звукового сигнала (Sl₁).

10. Способ по п. 8 или 9, отличающийся тем, что упомянутую импульсную характеристику (RI^Pj) окружающей среды (100) рассчитывают исходя из по меньшей мере одной части (P2₁^j3n) скорректированного принимаемого звукового сигнала (S3₁^j), в котором неправильные последовательности были подавлены, и одной соответствующей части (P1₁³ⁿ) испускаемого звукового сигнала (S1₁), в котором были подавлены последовательности, соответствующие неправильным последовательностям.

11. Способ по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что испускаемый звуковой сигнал (S1₁) содержит по меньшей мере одну часть (Pl₁³ⁿ), содержащую повторение по меньшей мере одной последовательности (P1₁^3nm), причем упомянутую импульсную характеристику окружающей среды (100) получают (E60) путем осуществления:

расчета импульсной характеристики исходя из каждой из этих последовательностей (P1₁^3nm) и из соответствующих последовательностей (P2₁^j3nm) принимаемого звукового сигнала (S2₁^j);

средней величины от этих импульсных характеристик в рамках каждой из упомянутых частей (Pl₁³ⁿ); а затем

средней величины от этих средних величин для всех упомянутых частей (P1₁³ⁿ).

12. Способ по любому из пп. 1-11, отличающийся тем, что части (P_1k¹) испускаемого звукового сигнала (Sl_k) содержат по меньшей мере одну последовательность, выбранную из:

последовательности MLS («Maximum Length Sequence», последовательности максимальной длины);

последовательности IRS («Inverse Repeated Sequence», последовательности, повторяемой в обратном порядке);

последовательности TSP («Time-Streched Pulses», последовательности импульсов, растянутых во времени);

последовательности «Logarithmic SineSweep» (логарифмической синусоидной развертки).

13. Машиночитаемый носитель (18) данных, на котором записана компьютерная программа, содержащая инструкции для исполнения этапов способа получения по меньшей мере одного акустического параметра по любому из пп. 1-12.

14. Пользовательское терминальное устройство, выполненное с возможностью получения по меньшей мере одного акустического параметра окружающей среды, при этом устройство содержит:

коммуникационный модуль (17), выполненный с возможностью отправления звукового сигнала (Sl₁) на испускающее устройство (TX; TD), выполненное с возможностью воспроизведения этого сигнала в форме звука, испускаемого в окружающую среду (100);

микрофон (13), выполненный с возможностью приема принимаемого звукового сигнала (S2₁^j);

модуль обработки (11, 12, 13), выполненный с возможностью:

определять импульсную характеристику (RI^Pj) окружающей среды (100) в положении (Pj) упомянутого пользовательского терминального устройства; и

получать акустический параметр (CA^Pj) окружающей среды (100) исходя из этой импульсной характеристики (RI^Pj);

причем пользовательское терминальное устройство отличается тем, что модуль обработки (11, 12, 13) выполнен с возможностью:

оценки смещения частоты дискретизации (DHj) между испускающим устройством (TX; TD) и упомянутым пользовательским терминальным устройством, исходя из по меньшей мере одной импульсной характеристики, полученной исходя из по меньшей мере одной части принимаемого звукового сигнала (P2₁^jl, P2₁^j2*) и одной соответствующей части (Pl₁¹, Pl₁²) испускаемого звукового сигнала;

оценки временного смещения (DTj) между испускающим устройством (TX; TD) и упомянутым пользовательским терминальным устройством исходя из по меньшей мере одной импульсной характеристики, полученной исходя из по меньшей мере одной части (P2₁^jl) принимаемого звукового сигнала и одной соответствующей части (P1₁¹) испускаемого звукового сигнала;

получения скорректированного принимаемого звукового сигнала (S3₁^j) путем применения к принимаемому звуковому сигналу (S2₁^j) корректировки смещения частоты дискретизации и корректировки временного сдвига исходя из упомянутых оценок (DHj, DTj);

определения упомянутой импульсной характеристики (RI^Pj) окружающей среды (100) исходя из по меньшей мере одной импульсной характеристики, полученной исходя из по меньшей мере одной части (P2₁^j3n) скорректированного принимаемого звукового сигнала (S3₁^j) и одной соответствующей части (P1₁³ⁿ) испускаемого звукового сигнала (Sl₁).

15. Пользовательское терминальное устройство по п. 14, отличающееся тем, что модуль обработки содержит компьютерную программу, содержащую инструкции для выполнения этапов способа получения по меньшей мере одного акустического параметра по любому из пп. 1-12 при исполнении этой программы, при этом упомянутая программа записана на носитель данных, образованный перезаписываемой энергонезависимой памятью (18) пользовательского терминального устройства, причем инструкции упомянутой программы являются интерпретируемыми процессором (11) пользовательского терминального устройства.

16. Система для получения по меньшей мере одного акустического параметра (CA^Pj) окружающей среды (100), содержащая:

устройство (TX; TD) испускания испускаемого звукового сигнала (S1₁);

по меньшей мере одно устройство (RXj) приема принимаемого звукового сигнала (S2₁^j);

модуль определения импульсной характеристики (RI^Pj) окружающей среды (100); и

модуль получения акустического параметра (CA^Pj) окружающей среды (100) исходя из этой импульсной характеристики (RI^Pj);

причем упомянутая система отличается тем, что содержит:

модуль оценки смещения частоты дискретизации (DHj) между испускающим устройством (TX; TD) и упомянутым принимающим устройством (RXj) исходя из по меньшей мере одной импульсной характеристики, полученной исходя из по меньшей мере одной части принимаемого звукового сигнала (P2₁^jl, P2₁^j2*) и одной соответствующей части (Pl₁¹, Pl₁²) испускаемого звукового сигнала;

модуль оценки временного сдвига (DTj) между испускающим устройством (TX; TD) и упомянутым принимающим устройством (RXj), исходя из по меньшей мере одной импульсной характеристики, полученной исходя из по меньшей мере одной части (P2₁^jl) принимаемого звукового сигнала и одной соответствующей части (Pl₁¹) испускаемого звукового сигнала;

модуль получения скорректированного принимаемого звукового сигнала (S3₁^j), полученного при применении (E52) к звуковому сигналу, принятому (S2₁^j) этим принимающим устройством (RXj), корректировки смещения частоты дискретизации и корректировки временного сдвига исходя из упомянутых оценок (DHj, DTj);

причем модуль определения импульсной характеристики (RI^Pj) окружающей среды (100) выполнен с возможностью определения упомянутой импульсной характеристики (RI^Pj) окружающей среды (100) исходя из по меньшей мере одной импульсной характеристики, полученной исходя из по меньшей мере одной части (P2₁^j3n) скорректированного принимаемого звукового сигнала (S3₁j) и одной соответствующей части (P1₁³ⁿ) испускаемого звукового сигнала (S1₁).