用于经由头戴式面向外部的扬声器生成空间声音的技术制造技术

一个或多个实施方案包括用于为收听者佩戴的扬声器系统生成音频的技术。所述扬声器系统分析音频输入信号以确定音频输入信号的声音分量具有距收听者一定垂直距离的视在位置。所述扬声器系统基于距所述收听者的所述垂直距离来选择所述扬声器系统中包括的面向外部的扬声器，所述面向外部的扬声器至少部分地面向上或至少部分地面向下。所述扬声器系统将所述声音分量传输到所述面向外部的扬声器。述声音分量传输到所述面向外部的扬声器。述声音分量传输到所述面向外部的扬声器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于经由头戴式面向外部的扬声器生成空间声音的技术
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年7月6日提交且序列号为16/921,835的标题为“TECHNIQUES FOR GENERATING SPATIAL SOUND VIA HEAD
‑
MOUNTED EXTERNAL FACING SPEAKERS”的美国非临时专利申请的优先权权益。此相关申请的主题特此以引用方式并入本文。
[0003]本公开的实施方案总体上涉及音频处理系统，并且更具体地涉及用于经由头戴式面向外部的扬声器生成空间声音的技术。


[0004]本公开的实施方案总体上涉及音频处理系统，并且更具体地涉及用于经由头戴式面向外部的扬声器生成空间声音的技术。

技术介绍

[0005]娱乐系统(诸如在电影院、高级家庭影院、音乐场所等中实施的音频/视频系统)不断提供包括高分辨率视频和多声道音频原声带的日益沉浸式体验。例如，商业电影院系统通常启用多个不同的音频通道，这些音频通道被传输到放置在收听者前方、后方和两侧的单独扬声器。此类音频/视频系统还可包括音频通道，这些音频通道被传输到放置在收听者上方和下方的单独扬声器。因此，收听者体验到全方位环绕收听者的全三维(3D)声场。
[0006]收听者还期望在经由耳机收听音频或佩戴被设计成生成音频/视频增强现实(AR)和/或虚拟现实(VR)环境的头戴式耳机时体验沉浸式3D声场。此类耳机和头戴式耳机在本文统称为“头戴式扬声器系统”。典型地，此类头戴式扬声器系统包括放置在收听者左耳附近的一个或多个第一扬声器和放置在收听者右耳附近的一个或多个第二扬声器，由此为收听者生成立体声音频。更先进的头戴式扬声器系统实施通用的和/或特定于收听者的头部相关传递函数(HRTF)，所述HRTF再现收听者解释为位于包括收听者耳朵的二维(2D)平面中的特定位置的声音。因此，HRTF和其他类似技术提供了相对于立体声头戴式扬声器系统更沉浸式的收听体验。
[0007]上述技术的一个潜在缺点是，HRTF和类似技术通常无法再现收听者将解释为位于收听者上方的声音(诸如飞机在头顶飞行)或位于收听者下方的声音(诸如犬吠或猫叫)。相反，所有声音似乎都在收听者耳朵的同一平面上。因此，与商业电影院系统和高级家庭影院系统相比，使用头戴式扬声器系统的收听者的音频体验不那么沉浸式。
[0008]如前所述，用于为头戴式扬声器系统生成音频的改进技术将是有用的。

技术实现思路

[0009]本公开的各种实施方案阐述了一种用于为收听者佩戴的扬声器系统生成音频的计算机实施的方法。所述方法包括分析音频输入信号以确定音频输入信号的声音分量具有距收听者一定垂直距离的视在位置(apparent location)。所述方法还包括基于距收听者的所述垂直距离来选择扬声器系统中包括的面向外部的扬声器，所述面向外部的扬声器至
少部分地面向上或至少部分地面向下。所述方法还包括将所述声音分量传输到所述面向外部的扬声器。
[0010]其他实施方案包括但不限于实施所公开技术的一个或多个方面的系统，以及包括用于执行所公开技术的一个或多个方面的指令的一个或多个计算机可读介质。
[0011]所公开的技术相对于现有技术的至少一个技术优点在于，来自头戴式扬声器系统的左扬声器和右扬声器的声音被从收听者上方的表面反射的声音增强，从而给收听者一种声音位于收听者上方的感觉。来自头戴式扬声器系统的左扬声器和右扬声器的声音被从收听者下方的表面反射的声音进一步增强，从而给收听者一种声音位于收听者下方的感觉。因此，相对于现有方法，头戴式扬声器系统生成更沉浸式的声场。这些技术优点表示优于现有技术方法的一个或多个技术改进。
附图说明
[0012]为了能够详细理解以上阐述一个或多个实施方案的引述的特征的方式，可以通过参考某些特定实施方案对上述简要总结的一个或多个实施方案进行更具体的描述，其中一些实施方案在附图中示出。然而，应当注意的是，附图仅示出了典型的实施方案，且因此不应被认为以任何方式限制其范围，因为本公开的范围也包括其他实施方案。
[0013]图1A至图1C示出了根据各种实施方案的为垂直指向的扬声器生成音频信号的头戴式扬声器系统；
[0014]图2A和图2B示出了根据各种实施方案的可结合图1的头戴式扬声器系统实施的高指向性扬声器；
[0015]图3是根据各种实施方案的可结合图1的头戴式扬声器系统实施或耦合到图1的头戴式扬声器系统的计算装置的框图；
[0016]图4A和图4B示出了根据各种实施方案的收听者在收听环境中经由图1的头戴式扬声器系统收听音频声场；
[0017]图5示出了根据各种实施方案的在多收听者环境中的图1的头戴式扬声器系统；以及
[0018]图6A至图6B阐述了根据各种实施方案的用于为头戴式扬声器系统生成音频的方法步骤的流程图。
具体实施方式
[0019]在以下描述中，阐述了许多具体细节，以提供对某些具体实施方案的更全面的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节中的一个或多个或者具有附加具体细节的情况下实践其他实施方案。
[0020]图1A至图1C示出了根据各种实施方案的为垂直指向的扬声器生成音频信号的头戴式扬声器系统100。如图所示，头戴式扬声器系统100包括安装在收听者耳朵附近的一个或多个扬声器105以及定位成向上或向下投射音频信号的一个或多个高指向性扬声器110。头戴式扬声器系统100还包括计算装置(未示出)，所述计算装置可耦合到扬声器105和高指向性扬声器110和/或与扬声器105和高指向性扬声器110集成。计算装置中包括的处理单元接收音频输入信号并将音频输入信号的各部分传输到各种扬声器105和高指向性扬声器
110。处理单元将音频输入信号的各部分传输到扬声器105(0)和扬声器105(1)，以将音频分别引导到收听者的右耳和左耳中。在一些实施方案中，头戴式扬声器系统100包括开放式扬声器外壳，在本文也称为“背部开放式”扬声器外壳，使得收听者收听到来自扬声器105的直接声音以及来自环境的声音，诸如由高指向性扬声器110传输的从环境内的一个或多个表面反射的声波。在一些实施方案中，头戴式扬声器系统100可包括封闭式扬声器外壳，在本文中也称为“背部封闭式”扬声器外壳，使得收听者主要收听到来自扬声器105的直接声音并且几乎听不到来自环境的声音。在这些后面的实施方案中，头戴式扬声器系统100可经由一个或多个传声器从环境获取声音数据，并将声音数据传输到扬声器105(0)和105(1)，使得声音分别由收听者的右耳和左耳收听到。头戴式扬声器系统100可以是任何技术上可行的配置，包括耳机，AR/VR头戴式耳机、耳塞、骨传导装置、头盔式扬声器系统等。一般来讲，被配置为经由音频信号(包括来自环境的声音)生成被引导到特定收听者的耳朵的个性化声音的任何装置都在本公开的范围内。在这方面，本文公开的技术适用于收听者佩戴的任何扬声器系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于为收听者佩戴的扬声器系统生成音频的计算机实施的方法，所述方法包括：分析音频输入信号以确定所述音频输入信号的第一声音分量具有距收听者一定垂直距离的视在位置；基于距所述收听者的所述垂直距离来选择所述扬声器系统中包括的面向外部的扬声器，所述面向外部的扬声器至少部分地面向上或至少部分地面向下；以及将所述第一声音分量传输到所述面向外部的扬声器。2.如权利要求1所述的计算机实施的方法，其中所述视在位置位于所述收听者上方，所述面向外部的扬声器是面向上的扬声器，并且所述计算机实施的方法还包括：基于所述视在位置确定位于所述收听者上方的表面上的位置；以及将所述面向外部的扬声器配置为将声波朝向所述表面上的所述位置引导。3.如权利要求1所述的计算机实施的方法，其中所述视在位置位于所述收听者下方，所述面向外部的扬声器是面向下的扬声器，并且所述计算机实施的方法还包括：基于所述视在位置确定位于所述收听者下方的表面上的位置；以及将所述面向外部的扬声器配置为将声波朝向所述表面上的所述位置引导。4.如权利要求1所述的计算机实施的方法，其还包括：确定与所述视在位置相关联的第一表面的第一反射率；确定与所述视在位置相关联的第二表面的第二反射率；以及基于所述第一反射率和所述第二反射率，将所述面向外部的扬声器配置为将声波朝向所述第一表面上的位置引导。5.如权利要求1所述的计算机实施的方法，其还包括基于经由波束成形技术或相长/相消干涉技术中的至少一种来在第一方向上操纵由所述面向外部的扬声器传输的声波。6.如权利要求1所述的计算机实施的方法，其中所述音频输入信号包括多个音频通道，并且所述计算机实施的方法还包括：确定所述多个音频通道中包括的第一音频通道包括所述第一声音分量；以及从所述第一音频通道提取所述第一声音分量。7.如权利要求1所述的计算机实施的方法，其中所述音频输入信号包括多个声音分量，所述多个声音分量包括所述第一声音分量，并且其中确定所述音频输入信号的所述第一声音分量具有距收听者一定垂直距离的视在位置包括：基于所述音频输入信号中包括的元数据来确定所述第一声音分量的位置；将所述第一声音分量的所述位置与所述收听者的位置进行比较；以及作为响应，确定所述第一声音分量位于所述收听者上方或下方。8.一种或多种非暂时性计算机可读介质，所述一种或多种非暂时性计算机可读介质存储程序指令，所述程序指令在由一个或多个处理器执行时使所述一个或多个处理器执行以下步骤：分析音频输入信号以确定所述音频输入信号的第一声音分量具有距收听者一定垂直距离的视在位置；基于距所述收听者的所述垂直距离来选择第一扬声器系统中包括的面向外部的扬声器，所述面向外部的扬声器至少部分地面向上或至少部分地面向下；以及
将所述第一声音分量传输到所述面向外部的扬声器。9.如权利要求8所述的一种或多种非暂时性计算机可读介质，其中所述视在位置位于所述收听者上方，所述面向外部的扬声器是面向上的扬声器，并且所述一种或多种非暂时性计算机可读介质还包括：基于所述视在位置确定位于所述收听者上方的表面上的位置；以及将所述面向外部的扬声器配置为将声波朝向所述表面上的所述位置引导。10.如权利要求8所述的一种或多种非暂时性计算机可读介质，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：S马蒂，J弗贝克，
申请(专利权)人：哈曼国际工业有限公司，
类型：发明
国别省市：