美国专利和商标管理局（USPTO）周四公布了一份苹果专利申请，似乎与苹果即将推出的HomePod智能音箱有关。这项专利特别提到了一种通过使用麦克风、数字信号处理器和高级计算算法来平衡和优化音箱输出音频的方法。
这项专利的名称为“扬声器均衡器”，苹果在专利申请中提到将扬声器放置在特定房间中可以对扬声器输出的音频造成巨大的影响。例如，将扬声器放置在房间的角落里可能会增加低频声的辐射声功率，从而发出低沉的声音。同样，用户与扬声器的相对位置也许会对该用户感知到的音频效果产生负面的影响。
为了补偿失真和其他效果，音频设备制造商一直通过数字均衡技术来优化音频输出。例如，像环绕立体声家庭娱乐系统这样的产品可以在设置时利用不同位置的远程麦克风来测量辐射到房间不同位置的声音功率。其他的系统则利用内置麦克风来检测声音输出，并推断出一种全局反应或辐射到某房间的总声音功率。
麦克风获得的数据会被传输到一个类似于处理器和DSP的内部电路中，然后这个电路对音频信号进行过滤或优化，再传输给扬声器驱动程序。
苹果的解决方案建立在之前的全局均衡解决方案之上，该解决方案需要在一个密封的扬声器外壳内部和外部安装多个麦克风。在某些情况下，内置麦克风位于扬声器外壳的后部，或者放在低频驱动器下的空腔内。第二个麦克风或多个麦克风位于扬声器外壳的外部，用于测量驱动器附近的声压。
这个系统利用片上处理系统来确定基于辐射阻抗的均衡滤波器，这需要通过内部压力水平、扬声器位移数据、外部压力和麦克风整列提供的其他检测数据计算得出。这个滤波器随后会被发送到DSP以实现音频信号。
通过对比内部和外部麦克风的数据，苹果的扬声器系统能够动态地对周围环境作出反应。更重要地是，辐射阻抗可以通过一系列频率实时计算，从而让整个系统在没有预先校准的情况下进行持续的声音优化。
其他的应用实例包括用两个或更多扬声器来协作监控声音输出。例如，可以通过给在特定频率上显示出较高辐射阻抗的扬声器分配更多的功率来提高整个系统的效率。
或者，系统也许可以应用自适应均衡滤波器，这样两个或更多的扬声器就能产生相同的声功率。当某个扬声器在特定频率上的辐射阻抗相对较高时，它的功率就会超过第二个或第三个扬声器，在这种情况下，第二种应用方案就更加可取。
目前还不清楚苹果是否会将这项专利技术应用到即将推出的智能音箱HomePod中，但是它上个月展示该设备时提到了类似的技术。
具体而言，HomePod配备了A8处理器和用于声学建模的至少6个外部麦克风、带有音频波束成型和多频道回声消除功能的7个波束成型高频扬声器和1个中央4英寸低音扬声器。据苹果称，该设备可以自动检测周围的环境，然后调整音频输出来进行匹配。此外，如果将两台HomePod连接在一起，它们会自动协同工作，将声音填满整个房间。
