羅納德·阿爾茨

羅納德·阿爾茨
出生	1956年  阿姆斯特丹
母校	代爾夫特理工大學
職業	研究者
雇主	Philips Research Report 埃因霍溫理工大學

羅納德·M·阿爾茨（荷蘭語：Ronald M. Aarts，1956年—），又譯羅納德·M·阿爾特斯，生於荷蘭阿姆斯特丹，荷蘭電氣工程師和物理學家，電聲學和生物醫學信號處理技術領域的發明家、科學家和教授。

傳記

羅納德·M·阿爾茨於1977年獲得電氣工程學士學位，1995年獲得荷蘭代爾夫特理工大學的物理學博士學位。他於1977年加入位於荷蘭埃因霍溫的飛利浦研究院（前身為飛利浦物理實驗室Natlab）。他的早期科學研究包括視頻長播放和激光唱片播放器的伺服系統和信號處理。1984年，他加入飛利浦公司的聲學研究組，從事揚聲器系統的計算機輔助設計（CAD）工具和信號處理的開發工作。1994年，他成為飛利浦公司數字信號處理（DSP）研究組的成員，並主持了多個「利用DSP和心理聲學現象改善聲音再現」的項目。

2003年，阿爾茨成為飛利浦研究院院士，並將他的研究興趣從在工程學擴展到生物與醫學領域，特別是用於可移動監測、睡眠、心臟病學、圍產醫學、藥物反應監測（DRM）系統和癲癇檢測等應用領域的傳感器及其信號處理。他已發表450多篇論文，申請250多項專利，包括175多項美國專利申請（其中100多項獲得授權）。由於他在飛利浦公司的創造性貢獻，獲得了飛利浦「Gilles Holst」獎（1999 年），飛利浦發明金獎（2012年） 和飛利浦發明鑽石獎 (2018)。

2007年，他成為了美國電氣電子工程師協會會士（IEEE Fellow）。2017年，他獲得「Chester Sall」獎。1998年，他成為國際音頻工程協會會士（AES Fellow），2010年獲得國際音頻工程協會AES銀獎。此外，阿爾茨還曾是多個國際會議的共同組織者和主席。

自2006年起，阿爾茨在荷蘭埃因霍溫理工大學擔任教授，主要負責碩士和博士研究生指導。自1990年以來，他一直擔任Aarts Consultancy諮詢公司總裁。2019年，他從飛利浦退休，目前主要專注於學術和諮詢工作，後者包括技術和知識產權（IP）諮詢。

主要工作與發明

低音增強

阿爾茨參與了低音增強及修復系統的開發、改進和硬件實現，這些系統利用了被稱為「基頻缺失」的自然心理聲學現象 。一般來說，小型揚聲器無法重現低頻音符，但通過利用聽覺幻覺，人們可以利用虛擬音高現象將低頻轉移到揚聲器能夠承受的較高頻段，這有時被稱為超低音（Ultra Bass），或者，將極低頻映射到單個頻率上，此時揚聲器的設計效率很高，這有時被稱為巴里低音 （Bary Bass）。另一方面，如果揚聲器能夠輻射低頻，但如果音樂中不存在低頻，則可使用帶寬擴展方案從音樂中提取這些頻率，這有時被稱為Infra Bass。 最後，可以通過衰減低音信號來改善音頻質量，特別是來自高Q值低頻換能器的音頻質量，從而減少低音的延音或振鈴，這有時被稱為「有衝擊力」的低音（Punchy Bass）。

揚聲器陣列及其輻射

阿爾茨和他的飛利浦同事共同參與了揚聲器輻射的設計和應用。Zernike多項式的擴展版本被稱為ENZ 被用於解決由剛性無限平面（障板）包圍的柔性圓形活塞和剛性球體上的柔性球形蓋的聲輻射正演和反演問題，表明後者與實際揚聲器的聲輻射非常相似 。使用陣列排列的多個揚聲器可實現特殊的輻射特性。例如，在立體聲聆聽過程中，利用耳間時差可以增加甜點區域，這種系統被稱為位置無關立體聲 。另一種應用是在不干擾他人的情況下將聲音傳給聽眾，這被稱為個人音響。另一種應用是使用二次相位陣列設計揚聲器陣列，其輻射效果與單個揚聲器無異， 在揚聲器輻射計算中經常需要Struve函數，對此已經得出了簡單的近似值。

立體聲底座加寬

在小型電視機和便攜式音響設備上，揚聲器之間的距離很近。通過特殊的信號處理，可以產生所謂的幻象或虛擬聲源，使聲音似乎產生於揚聲器之外。飛利浦已將這一原理應用於許多電視和音響設備，並將其命名為 "不可思議的聲音"。

利用揚聲器進行聲學冷卻

在特殊外殼中的小型揚聲器可產生合成射流，與風扇相比具有更高的效率、更大的設計自由度以及更低的噪音和磨損等優點。實驗表明，對於約40cm²的小表面，合成射流的冷卻效果更好，噪音也比風扇小。

用於疾病監測的可穿戴便攜式設備

阿爾茨參與了用於疾病監測的可穿戴便攜式傳感器研發以及其信號處理工作。例如，基於光體積變化描記法（PPG）的傳感器可以在不妨礙病人正常生活的情況下監測諸如癲癇、睡眠和心臟問題（如心房顫動）以及生命功能（如血壓、心率和呼吸頻率），PPG傳感器可以很容易地內置到運動手錶等可穿戴設備中，並帶有加速度計。