美國專利和商標管理局（USPTO）周四公布了一份蘋果專利申請，似乎與蘋果即將推出的HomePod智能音箱有關。這項專利特別提到了一種通過使用麥克風、數字信號處理器和高級計算算法來平衡和優化音箱輸出音頻的方法。
這項專利的名稱為"揚聲器均衡器"，蘋果在專利申請中提到將揚聲器放置在特定房間中可以對揚聲器輸出的音頻造成巨大的影響。例如，將揚聲器放置在房間的角落裏可能會增加低頻聲的輻射聲功率，從而發出低沉的聲音。
同樣，用戶與揚聲器的相對位置也許會對該用戶感知到的音頻效果產生負麵的影響。
為了補償失真和其他效果，音頻設備製造商一直通過數字均衡技術來優化音頻輸出。
例如，像環繞立體聲家庭娛樂係統這樣的產品可以在設置時利用不同位置的遠程麥克風來測量輻射到房間不同位置的聲音功率。其他的係統則利用內置麥克風來檢測聲音輸出，並推斷出一種全局反應或輻射到某房間的總聲音功率。
麥克風獲得的數據會被傳輸到一個類似於處理器和DSP的內部電路中，然後這個電路對音頻信號進行過濾或優化，再傳輸給揚聲器驅動程序。
蘋果的解決方案建立在之前的全局均衡解決方案之上，該解決方案需要在一個密封的揚聲器外殼內部和外部安裝多個麥克風。在某些情況下，內置麥克風位於揚聲器外殼的後部，或者放在低頻驅動器下的空腔內。第二個麥克風或多個麥克風位於揚聲器外殼的外部，用於測量驅動器附近的聲壓。
這個係統利用片上處理係統來確定基於輻射阻抗的均衡濾波器，這需要通過內部壓力水平、揚聲器位移數據、外部壓力和麥克風整列提供的其他檢測數據計算得出。這個濾波器隨後會被發送到DSP以實現音頻信號。
通過對比內部和外部麥克風的數據，蘋果的揚聲器係統能夠動態地對周圍環境作出反應。更重要地是，輻射阻抗可以通過一係列頻率實時計算，從而讓整個係統在沒有預先校準的情況下進行持續的聲音優化。
其他的應用實例包括用兩個或更多揚聲器來協作監控聲音輸出。例如，可以通過給在特定頻率上顯示出較高輻射阻抗的揚聲器分配更多的功率來提高整個係統的效率。
或者，係統也許可以應用自適應均衡濾波器，這樣兩個或更多的揚聲器就能產生相同的聲功率。當某個揚聲器在特定頻率上的輻射阻抗相對較高時，它的功率就會超過第二個或第三個揚聲器，在這種情況下，第二種應用方案就更加可取。
目前還不清楚蘋果是否會將這項專利技術應用到即將推出的智能音箱HomePod中，但是它上個月展示該設備時提到了類似的技術。
具體而言，HomePod配備了A8處理器和用於聲學建模的至少6個外部麥克風、帶有音頻波束成型和多頻道回聲消除功能的7個波束成型高頻揚聲器和1個中央4英寸低音揚聲器。據蘋果稱，該設備可以自動檢測周圍的環境，然後調整音頻輸出來進行匹配。此外，如果將兩台HomePod連接在一起，它們會自動協同工作，將聲音填滿整個房間。
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