On the feasibility of personal audio systems over a network of distributed loudspeakers

Los sistemas de reproducción de audio personal se ocupan de la creación de zonas sonoras personales dentro de una habitación sin necesidad de utilizar auriculares. Estos sistemas utilizan un conjunto de altavoces y diseñan los filtros necesarios en cada altavoz con el fin de que la señal de audio deseada llegue a cada persona en la sala lo más libre de interferencias posible. Existen propuestas muy interesantes en la literatura que hacen uso de arrays circulares o lineales, pero en este trabajo estudiamos el problema considerando una red de altavoces distribuidos controlados por un conjunto de nodos acústicos, que pueden intercambiar información a través de una red. Enunciamos el modelo de un sistema distribuido de este tipo considerando los caminos electroacústicos entre los altavoces y cada micrófono, y tratamos de proporcionar una relación mínima de señal a interferencia-ruido (SINR) a cada zona, pero limitando la potencia emitida por los altavoces a un valor máximo (evitando los molestos efectos de retroalimentación). Para ello, utilizamos técnicas de optimización para decidir si, dada una distribución de los altavoces y una ubicación de las zonas de sonido personales dentro la sala, el sistema será viable. Se realizan simulaciones para para apoyar el uso de las técnicas de optimización propuestas.TEC2015-67387-C4-1-RPROMETEOII/ 2014/003Personal audio reproduction systems deal with the creation of personal sound zones within a room without the necessity of using headphones. These systems use an array of loudspeakers and design the required filters at each loudspeaker in order to render the desired audio signal to each person in the room as free of interferences as possible. There are very interesting proposals in the literature that make use of circular or linear arrays, but in this paper we study the problem considering a network of distributed loudspeakers controlled by a set of acoustic nodes, which can exchange information through a network. We state the model of such a distributed system by considering the electro-acoustic paths between the loudspeakers and each microphone, and try to provide a minimum signal-to-interference-and-noise ratio (SINR) to each zone, but constraining the emitted power of the loudspeakers to a maximum value (avoiding annoying feedback effects). We make use of optimization techniques to decide if, given a distribution of the loudspeakers and a location of the personal sound zones within the room, the system will be feasible. Simulations are done to support the use of the proposed optimization techniques