用于確定兩個聲音產生對象之間的距離的組件和方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種確定兩個聲音產生對象之間的距離以隨后為所述對象饋送適配(adapted)音頻信號的方法?？梢允褂眠@種方法例如以便為用戶提供逼真的3D聲音。
【背景技術】
[0002]提供此類聲音的常用方式是基于為特定用戶或距離選擇的頭部相關的傳遞函數(shù)(Head Related Transfer Funct1n)來適配音頻信號。
[0003]關于個性化通用HRTF數(shù)據(jù)的主題的科技文獻很全面。一般來說，可以將該方法劃分為4個子類別:
[0004]I)從有限數(shù)量的角度測量HRTF并將該信息應用于通用HRTF數(shù)據(jù)庫。
[0005]2)測量一些身體屬性如耳朵尺寸和頭部尺寸并將該信息添加至通用HRTF數(shù)據(jù)庫。
[0006]3)拍攝頭部的圖像并將來自該圖像的信息添加至通用HRTF數(shù)據(jù)庫。
[0007]4)基于用戶響應例如聽力測試來調整或選擇HRTF數(shù)據(jù)庫。
[0008]確定HRTF 的不同方式可以參看 US6181800、US6768798、US7840019 和US2013/177166。

【發(fā)明內容】

[0009]在第一方面，本發(fā)明涉及一種確定兩個聲音產生對象之間的距離的方法，所述方法包括步驟:
[0010]將信號提供器定位在從所述信號提供器至第一對象的距離和從所述信號提供器至第二對象的距離不同的位置，
[0011]將第一信號從所述對象的第一個和所述信號提供器中的一個提供至所述對象的所述第一個和所述信號提供器中的另一個，
[0012]將第二信號從所述對象的第二個和所述信號提供器中的一個提供至所述對象的所述第二個和所述信號提供器中的另一個，
[0013]基于所述第一信號和所述第二信號，確定與所述第一對象和所述第二對象之間的距離相關的信息，以及
[0014]所述信號提供器獲取(access)第一音頻信號，向所述對象轉發(fā)第二音頻信號，所述對象輸出基于所確定的信息的聲音。
[0015]在這方面，所述距離可以是對象的任意部件之間的距離，所述對象通常包括聲音產生器，比如一個或多個揚聲器，其可以基于任意技術，比如動線圈、壓電元件等等。
[0016]通常，每個對象還包括外殼，所述聲音產生器定位在外殼中并且所述外殼可以成型為緊靠或嚙合人的耳朵，比如放置在耳朵的上方、放置在耳朵上、放置在耳朵中或放置在耳朵處。
[0017]在一個實施方式中，所述對象是頭戴式耳機的聽筒(ear pieces of a headset)，該頭戴式耳機通常還包括用于使聽筒朝向人的頭部或頭部的部分(比如在耳朵處)偏壓的頭帶O
[0018]在其他實施方式中，所述對象可以是可與耳朵單獨嚙合的助聽器(hearing aid)或聽筒，比如可嚙合在耳垂內，嚙合在耳屏和對耳屏之間或嚙合在耳朵周圍/上方。
[0019]所述信號提供器可以是配置為輸出/接收信號的任意類型的元件。信號提供器獲取音頻信號。該音頻信號可以存儲在所述信號提供器內或可以遠離信號提供器進行存儲并經由網(wǎng)絡或數(shù)據(jù)連接來獲取。音頻文件可以作為一個整體進行檢索、或進行流處理。
[0020]所述信號提供器優(yōu)選是便攜式的，比如移動電話、媒體提供器、平板電腦、便攜式計算機等。在一個實施方式中，所述信號提供器與所述對象無線連接并可選地與其他網(wǎng)絡無線連接(GSM、WiF1、藍牙等)。所述信號提供器可以由內部電池提供電力。
[0021]該位置是從所述信號提供器至所述對象的距離(比如歐幾里德距離(Euclidiandistance))不同的位置。在這方面，距離差優(yōu)選大于2%，比如大于3%，比如大于4%，比如大于5 %，比如大于6 %，比如大于7 %，比如大于8 %，比如大于9 %，比如大于10 %，比如大于15%。
[0022]在一個實施方式中，所述信號提供器定位在至少大體上沿與所述第一對象和所述第二對象相交的線或平面的位置，比如所述對象的中心。在一種情況下，在與所述對象相交的線(比如其中心)和從所述信號提供器至最靠近所述信號提供器的對象的線之間存在一個角度，其中該角度為10°以下，比如5°以下。優(yōu)選該角度為零。
[0023]在一種情況下，用戶可以將信號提供器保持在他的側面并伸直手臂同時目視前方。
[0024]第一和第二信號可以是任意類型的信號，比如聲音、聲信號、電磁信號、無線電波、光學信號等。目前優(yōu)選聲音，因為其速度相當?shù)停@使更容易測量所述距離。
[0025]第一和第二信號可以同一信號，可以是相同類型或可以是不同類型。信號可以具有任意頻率含量和/或強度。在一個實施方式中，信號中的一者或兩者包括隨時間急劇增加或減少，使得可以從其檢測來確定定時(timing)。在另一種情況下，信號中的一者或兩者具有隨時間變化的頻率含量和/或強度。
[0026]在一個實施方式中，所述確定作為第一或第二信號中的一個與信號本身的交叉相關來執(zhí)行。用這種方式，可以確定從信號的傳輸至檢測的延遲(即傳播時間加上例如硬件延遲)。也知道其他信號的延遲、以及信號的類型(聲音以一個速度傳播，電磁波就以另一個速度傳播)，可以確定該距離。硬件延遲可以是已知的或對兩個信號來說可以相同并因此可以抵消。
[0027]在優(yōu)選實施方式中，信號中的一者或兩者是MLS信號，比如偽隨機MLS信號。
[0028]MLS信號可以使用本原多項式或移位寄存器來產生。MLS信號優(yōu)選是相同振幅、相同正負脈沖的隨機分布序列，使得該序列繞O對稱。優(yōu)選地，每個序列存在至少10，000個脈沖并且可以具有2n-l個脈沖，其中，如果使用移位寄存器，η可以是數(shù)個移位寄存器。16個移位寄存器給出65，535個樣本。
[0029]MLS信號可以自相關的以識別所期望的距離信息。
[0030]MLS信號(與自身)的第一自相關可以提供通過周圍環(huán)境的濾波(filter)等而失真的狄拉克信號(Dirac signal)。然而，可以確定狄拉克函數(shù)的峰值并且可以確定傳輸延遲。然而，如果這兩個信號均是MLS信號，則在繼各個信號自相關之后，這兩個信號彼此自相關，由此可以以簡單的方式確定所述距離。
[0031]一般來說，可能期望對所接收的信號進行濾波以便刪除較高的頻率，比如高于5kHz的頻率，比如高于3kHz的頻率，比如高于2kHz的頻率。這些較高的頻率可能會惡化上述相關，因為這些頻率可以源自周圍環(huán)境的影響，比如在傳輸信號之一過程中頭部遮蔽。
[0032]顯然，相同的信號或相同類型的信號可以用于第一和第二信號，但可以使用不同的信號或不同類型的信號。確定距離可以基于檢測信號的不同方式，例如如果對這兩個距離進行確定，則可以基于檢測第一和第二信號的傳播距離的不同方式。
[0033]當然，所述第一對象和所述第二對象可以包括用于輸出信號的合適元件。如果信號是聲音，則可以使用聲音產生器。這些聲音產生器可以是相同的聲音產生器，因為可以用于為人的耳朵提供聲音，或可以是其他聲音產生器。如果信號是RF信號、WiFi信號等，則可以設置合適的天線。如果信號是光信號，則可以設置輻射發(fā)射體。
[0034]確定有關距離的信息可取決于信號的性質。該確定可以基于信號的預定部分或可辨識部分(如頂點)的定時差異(timing difference)來執(zhí)行?；蛘?，可以使用上述自相關或交叉相關。
[0035]該信息可以是量化距離本身?；蛘?，可以確定與所述距離相關的另一數(shù)量或度量?？梢曰谒鲂盘栠M行選擇，其中不同選擇可以取決于不同距離，使得如果所述距離(由信號或確定結果所確定的或指示的)在第一區(qū)間內，則做出一個選擇，如果所述距離在另一個不同的區(qū)間內，則做出第二選擇。
[0036]信號提供器獲取第一音頻信號，向所述對象轉發(fā)第二音頻信號，所述對象輸出基于所確定的信息的聲音。
[0037]在這方面，音頻信號可以是任何類型的信號，比如模擬信號或數(shù)字信號。所述信號可以是文件或流信號，并且可以使用任何格式，比如MPEG、FLAK、AV1、調制后振幅/頻率等。
[0038]在一種情況下，所述信號提供器通過基于所確定的信息