[发明专利]使用扬声器作为麦克风的位置感知

说明书

技术领域

本发明涉及使用扬声器产生声音输出的音频系统，其中该扬声器还可以被用作麦克风以检测声音输入。 

背景技术

使用消费者电子设备的一个明显趋势是试图简化用户界面。希望在所有可能的地方都能够实现“建立”和“操作调整”类型任务的自动性能，这在其他情况下是需要用户人工干预的。这在该调整任务较复杂或困难的情况下或者该调整的性能会影响该设备正常使用的情况下是特别真实的。这些调整任务的例子是根据音频系统工作的环境来设定音频输出参数例如均衡、音调、音量等。 

在该设备自身通过感知周围环境而确定必要的调整控制参数是可能和可行的情况下，可以自动或半自动地完成一些这种任务。 

在这方面，现有技术已经认识到，扬声器是双向声-电传感器，即它们也能够作为麦克风工作，虽然灵敏度相对较低。这样，在理论上，扬声器也可以用于接收口头指令和命令以便能够控制该设备。 

例如，US 5255326描述了一种音频系统，其中用户可以对音频输出进行调整并通过发出话语命令来控制该音频系统的其他功能。该话语命令可以被该系统使用扬声器作为麦克风接收。US 5255326还提出了使用一对红外传感器检测主要收听者的位置和使用该位置信息自动调节音频输出的左右均衡以获得最佳立体声效果。 

EP 1443804 A2描述了一种多通道音频系统，该系统使用连接到其的多个扬声器也作为麦克风以自动确定工作区域内该扬声器的相对位置。在使用前，通过连续的多个扬声器为确定每个扬声器相对位置的自动建立过程生成测试音，并使用该信息根据多个可能的预编程收听者位置中的一个来调节音频输出以获得最佳环绕声。 

发明内容

本发明涉及一种音频系统，其中该扬声器可用于在二维或三维中 检测该系统或其他声音生成物体的一个或多个用户的动态位置，并据此而调节该系统的输出参数。 

根据一个方面，本发明提供了一种音频输出设备，包括： 

用于耦合到一个或多个音频源并从其接收音频信号的输入端； 

音频处理模块，用于生成多个音频驱动信号，和在用于连接到相应的多个扬声器的各个输出端提供所述音频驱动信号； 

感知模块，具有连接到该音频处理模块的各个输出端的输入端，用于接收与由该扬声器感知的声音对应的信号，该感知模块包括辨别器，用于在对应于该音频驱动信号的信号和来自该扬声器范围内的独立噪声源的感知信号之间辨别；和 

位置计算模块，用于确定所述独立噪声源相对于该扬声器的二维或三维位置。 

附图说明

现在将通过示例和参照附图来描述本发明的实施例，其中： 

图1是结合本发明的音频系统的示意性框图； 

图2是用于解释图1的音频系统的工作原理的示意图； 

图3是用于解释图1的音频系统的建立原理的示意图；和 

图4是结合本发明的另一音频系统的示意性框图。 

具体实施方式

在一个方面，一个优选实施例提供了一种自动提供“个人化”和“定位”功能的音频系统或音频设备。 

在“个人化”功能中，采取步骤以识别该设备的单个用户，其对于媒体内容的控制和访问形式有特殊的喜好。“定位”是关于识别用户位于装有该设备的房间中的哪个位置，或者是它们是否存在。在具有该关于谁在哪儿(个体或群体)的信息的基础上，该设备能够建立满足用户需求的最佳工作方式，而对它们部分产生很小影响或者没有影响。 

与个人一样，可以希望知道便携式设备可能在家里的哪个位置。 

音频技术提供一种通过简单测量声音在一条或多条路径上传播所用的时间而获得定位的可能的廉价方法。然而，很明显，需要声音 传感器来实现这种系统，其通常意味着额外的麦克风或超声换能器。这是不方便建立的，并且具有进一步的缺点，即需要额外的通信链接或连接导线以便与整个系统对接。本发明的优选实施例消除或减少了对于额外硬件的需求，并且使得终端用户毫不费力就能实现定位。 

从实用的观点看，许多起居室已经装配了适于被定位以给出可接受的立体声效果或环绕声效果的多个扬声器。这些扬声器被用作个人或设备的本地定位系统的部件，而不需要用户为额外的麦克风、照相机等费心。该扬声器被作为它们的正常功能用作声音生成器，并且作为麦克风用于感知房间中的其他声音。