[发明专利]对收听者进行位置跟踪的扬声器

说明书

本发明涉及用于提供更好的声重放——特别是立体声或环绕声重放——的音频设备和方法，而优选地不需要耳机。

‘2D’（二维）以及最近的‘3D’（三维）视觉显示器在本领域中是已知的，且现在后者的版本（一些版本需要特殊的眼镜来观看）在许多制造商的电视机和计算机视觉显示器出售物中变得普通。特别地，本发明可以与3D显示器一起使用来帮助增强3D效果，但也可与所有类型的2D和3D视觉显示器一起使用。

阵列扬声器例如数字投音机（DSoP）在本领域中是已知的（例如，参见专利EP 1,224,037和US 7,577,260）。这些阵列扬声器通常包括扬声器换能器的阵列，每一个扬声器换能器使用不同的音频信号来驱动。阵列被配置成以类似于相控阵列的方式工作，其中阵列中的不同的换能器的输出互相干扰。如果发送到每个换能器的音频信号被适当地控制，那么使用扬声器阵列来产生多个窄的声音波束是可能的。

波束可在家庭影院布置中使用的一种方式是使声音从房间的各种表面反弹，以便不同的声音通道从不同的方向到达用户，从而提供真正的环绕声体验。单独的波束可用于通过使声音从墙壁、地板和天花板或其它声音反射表面或物体反弹来从不同的方向使声音指向用户。

在用于创建环绕声感觉的DSoP的正常使用中，前通道信号直接指向收听区域（收听者在该区域中），波束焦距被设置到选定的固定距离以优化那个通道的声音在收听者当中的均匀分布（通常这最好设置在负焦距处，即，给处于位于换能器阵列后面的虚焦点）；前左和前右通道信号通常（分别）经由左和右壁反弹被定向到收听区域，因此来自这些通道的占优势的声音从墙壁的方向到达收听者，大大增强了左通道和右通道的分离的感觉，并提供了广阔的空间收听体验；左后和右后通道通常从侧壁（且其中DSoP也允许从天花板的垂直的波束转向以及水平的波束转向）且随后从后壁被反弹，以最终从与DSoP相反的方向（即，从收听者后面）到达收听区域，以给出“环绕声”的强烈的感觉。在所有这些情况下，通常一旦被设置，所有通道声音波束的方向、增益、频率响应和焦距在收听期的持续时间内就是固定的，除非用户主动介入以手动修改它们（例如通过远程控制）。

可以认识到，对于产生有效的环绕声的DSoP的使用（这需要从房间的墙壁反弹声音波束），知道房间的尺寸以及DSoP和用户的相对位置是非常合乎需要的。目前，这可通过用户或安装者手动调整波束的方向和聚焦波束以达到期望的效果来实现。一种可选方案是当声音波束在房间周围扫过时使用位于房间中的麦克风并测量由麦克风接收到的声音。来自这样的测量的信息允许房间几何结构和角度的估计用于最佳音频体验。这个过程可被称为“基于麦克风的自动设置”（MBAS），且在欧洲专利No.1,584,217中被公开。

波束的另一种用途是在家庭影院设置中将单独的声音波束直接投射到每个用户。这可以与分割显示屏以放映两个或多个单独的节目相结合。以这种方式，单独的用户可以观看和收听不同的媒体。窄的声音波束意味着有很少串音，所以可以使播送到一个用户的声音对另一个用户实质上是听不见的。该功能可称为“向我播送（beam-to-me）”。

图像分析和分割以及物体识别过程在本领域中也是已知的，其在应用于代表真实的（或虚拟的）2D或3D场景的视频信号时能够或多或少实时地提取关于在场景中的正被观看的一个或多个物体的图像特征。现今，这些图像特征例如在视频摄像机中被找到，视频摄像机能够识别场景中的一个或多个人（或也许仅仅人的脸部），识别那些人的位置（例如通过在摄像机的显示屏上显示包围框），以及甚至在一些情况下确定图像中的哪些人正在笑。