CN101999067A - 增强现实改善音频 - Google Patents

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Abstract

用于提供增强现实改善音频的设备和方法。该设备(200)是便携式的，并且可以包括能够接收位置信息且确定设备在环境中的位置的位置处理模块(202)、能够判断设备在该位置的取向的取向处理模块(203)、能够基于设备在环境中的位置以及设备在该位置的取向修改音频内容的处理器(201)以及能够输出经修改的音频内容的音频输出设备(205)。设备的取向包括设备的方位和高度。

Description

增强现实改善音频
技术领域
本发明涉及电话学，尤其涉及增强现实改善电话学。
背景技术
增强现实包括使用虚拟视频或音频改善真实世界。真实世界中的人不仅可以看见真实世界对象，而且还可以看见产生的虚拟对象，如同在真实世界中存在一样。而且，声音也可以添加到真实世界的环境中以进一步改善人们在环境中的体验。当前，人们在增强现实(AR)环境中听见的声音并不基于人们在环境中的位置而变化。
发明内容
根据本发明的一个方面，一种用于增强现实改善音频的方法包括：通过设备获得音频内容；通过该设备修改音频内容，所述音频内容基于该设备在环境中的位置以及该设备在该位置的取向修改；以及该设备输出修改的音频内容。
根据本发明的另一方面，一种用于增强现实改善音频的设备包括：位置处理模块，该位置处理模块能够接收位置信息且判断该设备在环境中的位置；取向处理模块，该取向处理模块能够判断该设备在该位置的取向；处理器，该处理器能够基于该设备在环境中的位置以及设备在该位置的取向修改音频内容；以及音频输出设备，该音频输出设备能够输出修改后的音频内容。
附图说明
在下面参照示出的多个附图的详细描述中，通过本发明的实施方式的非限制性示例进一步描述本发明，其中，在多个附图中，相同的参考标号表示相似的部件，且其中：
图1是根据本发明的示例性实施方式的用于增强现实改善音频的处理；
图2是根据本发明的示例性实施方式用于增强现实改善音频的设备的示图；
图3是说明根据本发明的示例性实施方式的环境中的AR设备的操作的示图；
图4是根据本发明的示例性实施方式用于接收位置信息的系统；以及
图5是说明根据本发明的示例性实施方式增强现实音频内容从一个环境到另一环境的映射的示图。
具体实施方式
如本领域技术人员所意识到的，本发明可以实施为方法、系统、计算机程序产品或其组合。因此，本发明可以具有完全硬件实施方式、完全软件实施方式(包括固件、驻留软件、微代码等)或者组合软件和硬件方面的实施方式(此处一般可以称为“系统”)的形式。而且，本发明可以具有计算机可用存储介质上计算机程序产品的形式，该计算机可用存储介质上具有计算机可用程序代码。
可以使用任意合适的计算机可用或计算机可读介质。计算机可用或计算机可读介质例如可以是但不限于电子的、磁的、光学的、电磁的、红外的或半导体系统、装置、设备或传播介质。计算机可读介质的更具体的示例(非排他性列表)将包括：具有一个或更多布线的电连接；诸如便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光盘只读存储器(CD-ROM)的有形介质或者其他有形光学或磁存储设备。注意，计算机可用或计算机可读介质甚至可以是其上打印有程序的纸张或其他合适的介质，因为在必要时程序可例如经由纸张或其它介质的光学扫描电学获取，然后编译、解释、或以合适的方式处理，且然后存储在计算机存储器中。
在该文档的上下文中，计算机可用或计算机可读介质可以是能包括、存储、通信、传播或传递被指令执行系统、平台、装置或设备所用或者与之结合使用的程序的任意介质。
用于实施本发明的操作的计算机程序代码可以以诸如Java、Perl、Smalltalk、C++等面向对象的脚本或非脚本编程语言编写。然而，用于实施本发明的操作的计算机程序代码还可以以诸如“C”编程语言或类似编程语言的常规过程编程语言编写。
下面参照根据本发明的实施方式的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述本发明。应当理解，流程图和/或框图中的各方框以及流程图和/或框图中的方框的组合可以通过计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可以提供给通用目的计算机、专用目的计算机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一机器，使得经由计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令创建用于实现流程图和/或框图方框中指定的功能/行为的工具。
这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读存储器中，这些计算机可读存储器可以命令计算机或其他可编程数据处理装置以特定方式工作，使得存储在计算机可读存储器中的指令产生制品，该制品包括实现流程图说明和/或框图方框中指定的功能/行为的指令工具。
计算机程序指令还可以装载到计算机或其他可编程数据处理装置中以在计算机或其他可编程数据处理装置上执行一系列操作以产生计算机实现的处理，使得在计算机或其他可编程数据装置上执行的指令提供用于实现流程图说明和/或框图方框中指定的功能/行为的步骤。另选地，计算机程序实现的步骤或行为可以与操作员或人类实现的步骤或行为相组合以实施本发明的实施方式。
根据本发明的实施方式，通过考虑用户的特定位置、靠近声源的程度以及相对于声源的取向/方向来改善用户的增强现实(AR)体验的音频方面。在修改用户可以听见的声音特性(响度、环绕立体声等)时可以考虑这些参数。
根据本发明的实施方式，AR渲染设备可以使用声源的位置、声压级(SPL)(例如声源发出的声音的响度)、持有AR渲染设备的用户相对于声音的位置来调节AR渲染设备输出且被用户听见的来自声源的声音。例如，可以基于用户靠近声源的程度调节响度且可以基于AR渲染设备面对的取向/方向调节左/右(L/R)平衡或环绕声“平衡”。因此，根据本发明的实施方式，取决于用户AR渲染设备在环境中的位置和取向，声音可以被修改为向用户指明发出声音的声源的方向以及用户与声源的距离。
用户携带便携式AR渲染设备，该便携式AR渲染设备能够输出被用户聆听的音频并基于设备(即用户)相对于声源的位置处理包括音频的音频内容。AR渲染设备具有增强现实产生能力、判断物理位置以及与指定位置的距离的能力以及判断取向/方向(即设备面对哪个方向)的能力。而且，AR渲染设备可以具有针对源位置/声级描述符分析增强现实提供的音频且如果可用，还具有评估声源位置和方向附近的当前环境的能力。AR渲染设备可以使用靠近程度和取向信息调节音频内容的呈现，且使用户聆听经修改的音频内容。
而且，用户可以使用便携式AR渲染设备在用户所处的环境播放可用的音频内容。例如，用户可以进入博物馆或历史战场，当用户在博物馆中穿行时，博物馆或历史战场在用户的AR渲染设备上提供供用户聆听的增强现实音频内容。就这方面而言，音频内容可以流传输到用户设备或者用户可以装载或下载与博物馆相关的音频内容。当用户携带AR渲染设备经过博物馆时，该设备可以基于用户在博物馆中的位置以及设备在该位置的取向处理音频内容。设备的取向可以涉及设备的方位、高度和倾斜(或者在飞机的情况中，涉及摇摆、倾斜和偏航)。
取决于用户和AR渲染设备距离声源的相对位置，可以在响度和方向方面修改来自增强现实的声音。而且，在根据本发明的实施方式中，用户可被允许通过添加或删除声源、编辑声源的位置、编辑声源的响度等修改与环境相关的声音内容。音频内容可以包括声音和声音的最大响度。音频内容可以以可装载到用户的AR渲染设备中的便携式存储介质(例如，磁盘、CD等)的形式存在。而且，在根据本发明的实施方式中，AR音频内容可以预存储在用户的AR渲染设备上，在这种情况下，基于用户选择或者取决于AR渲染设备在环境中的位置播放AR音频内容。
另外，根据本发明的实施方式，当用户的AR设备位于新环境中时，与特定环境相关的声音和声源可以自动调整至新环境。AR设备可以执行调整或者可以在AR设备外部执行调整。例如，如果AR内容与AR设备当前所处的上演战场环境相关，在AR设备移动到不同的环境(例如，杂货店)的情况下，与战场相关定义的声源及它们彼此的相对位置可以自动调整为杂货店环境。就这方面而言，声源及其它们彼此的相对位置、战场环境的大小以及杂货店环境的大小可用于执行调整。
而且，根据本发明的实施方式，AR设备可以以很多不同的方式中任意一种方式接收或获得音频内容，例如，从AR设备上的存储器、从发送到AR设备的流音频内容、从支付或下载的内容、通过空气从服务器发送的音频内容等接收或获得音频内容。而且，根据本发明的实施方式的AR设备可以从GPS系统、定位系统、三角测量系统、位于设备所处位置的系统等接收位置信息。
而且，根据本发明的实施方式，声源图可以与现有环境相交叠。当进入该环境中，AR设备可以播放从声源发出的声音的增强现实版本。如前所述，AR设备可以接收音频内容，该音频内容包括声音、声音的响度，且还可以包括声源、声源在环境中的位置或环境的物理大小。例如，用户可以“绘制出”自己环境中声音路线/声音效果，使得用户经过其自己的环境时，其音频体验改善。
图1示出了根据本发明的示例性实施方式用于增强现实改善音频的处理。在处理100中，在方框101，可以在设备处获得音频内容，所述音频内容包括声音和声音的响度。音频内容可以包括多于一个的声音及相关的响度。在方框102，可以确定设备的位置。在方框103，可以确定设备的取向。在方框104，可以确定所述声音的源与设备的相对位置。在方框105，可以基于设备的位置和取向以及所述声音的源的相对位置修改音频内容。在方框106，设备可以输出经修改的音频内容(即，增强现实改善音频)。
图2示出了根据本发明的示例性实施方式的用于增强现实改善音频的设备的示图。设备200可以包括处理器201，该处理器201可以互连到位置处理模块202、取向处理模块203、输入接口204、音频输出设备205和存储设备206。位置处理模块202能够接收位置信息并判断设备200在环境中的位置。取向处理模块203能够判断设备200在环境中该位置处的取向。音频输出设备205能够输出被设备200的用户聆听的经处理器201修改的音频。输入接口204能够接收包括一个或更多声音以及与每个或更多声音相关的SPL数据的音频内容。存储设备206能够存储音频内容。处理器201能够基于设备200在环境中的位置、声源在环境中的相对位置以及设备200在该位置的取向修改音频内容。
设备200可以是任意类型的便携式设备，例如是移动电话、计算机、个人数字助理(PDA)、电子游戏机、音频设备等。音频输出设备205可以是任意类型的音频输出设备，例如是头戴式耳机、耳塞、一个或更多扬声器等。位置处理模块202可以接收任意类型的位置信息，例如来自GPS系统的设备200的位置的GPS坐标、设备200与环境中各声源的距离、来自定位系统的设备200的位置信息、来自三角测量系统的设备200的三角测量信息等。位置处理模块202和取向处理模块203可以是存储在存储设备206或处理器201中的软件形式。此外，位置处理模块202和取向处理模块203可以是硬件功能或软件和硬件的混合。另外，软件、硬件或其组合可用于实现与取向处理模块203集成的位置处理模块202。
图3示出了说明根据本发明的示例性实施方式的环境中的AR设备的操作的示图。示出了环境301，其中，该示例性实施方式中的环境301可以是真实世界的一部分(例如一个房间)。该示例性实施方式中的环境301包括通过环境301的路径302。真实环境301可以包括多个真实世界对象303-309，真实世界对象303-309可以是真实世界中存在的任意类型的对象、人、物品等，例如家具、固定设备、树、建筑、车辆、器具、家庭用品等。为了帮助说明本发明的实施方式，这些真实世界对象303-309被示为具有斜线的简单形状。真实世界对象303-309可以是静止的对象、可移动对象或移动中的对象。例如，声音体验可以在用户进入环境时开始，且声源可以随时间“移动”。用户可以在环境中静止且声音明显地移动到用户的耳朵。
用户可以携带便携式增强现实(AR)渲染设备进入环境301。当用户进入环境301时，用户可以携带AR设备沿着路径302行走，其中当用户沿着路径302行走时，AR设备可以通过不同位置并且取向316-320也不同。而且，环境301可以与显得位于环境301中的不同位置的一个或更多虚拟声源310-315相交叠。每个虚拟声源310-315可以具有包括声音和相关响度的相关声音内容。如本示例实施方式所示，声源(例如声源3(312)可以与真实对象(例如对象305)相交叠，其中来自声源的声音似乎从真实世界对象305发出。
为了帮助说明根据本发明的实施方式，示出了AR设备，其中箭头表示设备的取向。AR设备的取向可以包括方位、高度和倾斜。在该图中，此处仅示出了取向的方位部分。当AR设备处于第一位置/取向位置316时，AR设备可以从声源1(310)和声源2(311)接收音频内容。AR设备可以接收表示AR设备处于环境301中何处的位置信息。第一位置/取向位置316处的AR设备可以使用该位置信息和AR设备的取向来修改从声源1(310)和声源2(311)接收的音频内容。基于AR设备的第一位置/取向位置316，来自声源1(310)的音频内容可以被修改为反映较低的音量和似乎来自AR设备的右侧的声音。而且，可以修改来自声源2(311)的音频内容，使得声音的音量是中等水平且使得来自声源2(311)的声源的方向似乎来自AR设备的第一位置/取向位置的正面且到达其左侧。
类似地，当AR设备处于第二位置/取向位置317时，声源1(310)显得微弱且显得来自于AR设备的后面，而声源2(311)可以是响亮的声源且显得位于AR设备的正面。而且，当AR设备处于第三位置/取向位置318时，声源2(311)显得微弱且显得来自于AR设备的后面，声音3(312)似乎是更强的音量且来自AR设备的右侧，且声源4(313)可以具有比其他两个声源更响的音量且显得来自于AR设备的正面。当AR设备处于第四位置/取向位置319时，声源4(313)显得极其响亮且显得来自于AR设备的左后侧，而声源3(312)显得微弱且来自于AR设备的右侧。当AR设备处于第五位置/取向位置320时，声源5(314)显得相当响亮且来自于AR设备的正面中的方向，而声源6(315)显得微弱且来自AR设备的背面。因此，根据本发明的实施方式，AR设备可以修改接收的与环境中的一个或更多声源相关的音频内容，其中该音频内容可以基于AR设备相对于环境中的各声源的位置/取向而修改。本示例性实施方式中示出的声源的数目和AR设备的位置/取向用于说明目的且不限制根据本发明的实施方式的范围。
图4示出了根据本发明的示例性实施方式的用于接收位置信息的系统。在系统400中，真实世界中的环境301包括环境中301的特定位置/取向位置317处的AR设备。位置/取向位置317处的AR设备可以从各种源或以各种方式接收位置信息。例如，AR设备可以从GPS系统401、定位系统402或三角测量系统403接收位置信息。另外，音频内容可以从音频内容店铺404购买或获得且在AR设备中保存和处理。而且，根据本发明的实施方式，AR设备可以从各独立的音频内容源310-315接收音频内容，或者可以从中央源405接收音频内容，该中央源405向环境301中的所有音频源提供音频内容。另外，与环境301中的音频内容源310-315相关的音频内容可以预存储或另外存储在AR设备中。
图5示出了说明根据本发明的示例性实施方式增强现实音频内容从一个环境到另一环境的映射的示图。第一环境501可以具有位于第一环境501中的各个位置的一个或更多相关虚拟声源502-505。AR设备506可以基于AR设备506在第一环境501中的位置修改与虚拟声源502-505中每一个相关的音频内容。AR设备行进到新的第二环境510时，AR设备506可以执行将各个虚拟声源502-505的音频内容映射到新第二环境510的大小的处理。就这方面而言，AR设备506可以接收关于第一环境501的大小和布局和以及虚拟声源502-505中的每一个在第一环境501中的相对位置的信息。AR设备506还可以获得有关于新第二环境510的大小和布局的知识且处理所有这些信息以执行虚拟声源502-505到第二环境510的映射。因此，根据本发明的实施方式，当增强现实设备移动到第二环境中时，与第一环境相关的声源可以映射到第二环境。
而且，根据本发明的实施方式，AR设备的用户可以向新环境中的位置分配AR设备获得的音频内容中的声音。例如，在用户进入新环境且向新环境中的位置分配声源的情况，声音可以与另一环境中的位置相关联。另选地，声音可以与任意环境不关联且用户进入环境且向环境中的位置分配AR设备获得的音频内容中的声音。这允许AR设备的用户定义用于音频内容中的声源的位置。
附图中的流程图和框图说明了根据本发明的各个实施方式的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的架构、功能性和操作。就这方面而言，流程图或框图中的各方框可以代表包括用于实现(多个)指定逻辑功能的一个或更多可执行指令的模块、片段或代码部分。还应当注意，在一些另选实施方式中，方框中指明的功能可以不以附图中指明的顺序发生。例如，取决于涉及的功能性，连续示出的两个方框实际上可以基本同时执行或者方框有时可以以相反的顺序执行。还应当注意，框图和/或流程图说明的各方框以及框图和/或流程图说明中方框的组合可以通过执行指定功能和行为的基于专用目的硬件的系统或者专用目的硬件和计算机指令的组合实现。
本文使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的且并不旨在对本发明进行限制。当在本文使用时，除非上下文明确指明，“一”、“一个”和“该”也包括复数形式。应当理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”及“包括”指明陈述的特征、要件、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但是不排除一个或更多其他特征、要件、步骤、操作、元素和/或组件的存在或添加。
尽管本文已经说明和描述了特定实施方式，但本领域技术人员将意识到适于实现相同目的的任意布置可以代替示出的特定实施方式且本发明具有其他环境中的其他应用。本申请旨在覆盖本发明的任意修改和变型。下面的权利要求绝不旨在将本发明的范围限制为本文描述的特定实施方式。

Claims (20)

1.一种用于增强现实改善音频的设备(200)，所述设备包括：
位置处理模块(202)，所述位置处理模块(202)能够接收位置信息并确定所述设备(200)在环境中的位置；
取向处理模块(203)，所述取向处理模块(203)能够确定所述设备(200)在所述位置的取向；
处理器(201)，所述处理器(201)能够基于所述设备(200)在所述环境中的位置以及所述设备(200)在所述位置的取向修改音频内容；以及
音频输出设备(205)，所述音频输出设备(205)能够输出经修改的音频内容。
2.根据权利要求1所述的设备，所述设备还包括输入接口(204)，所述输入接口(204)能够接收音频内容。
3.根据权利要求1所述的设备，所述设备还包括存储设备(206)，所述存储设备(206)能够存储音频内容。
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备(200)包括移动电话、计算机、个人数字助(PDA)、电子游戏设备或音频设备其中之一。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述位置信息包括所述设备的位置的GPS坐标、所述设备与所述环境中的声源的距离、所述设备的位置信息或所述设备的三角测量信息中的至少之一。
6.根据权利要求1所述的设备，其中判断所述设备在所述位置的取向包括判断所述设备的方位、高度和倾斜。
7.根据权利要求1所述的设备，其中所述音频输出设备包括头戴式耳机、耳塞或至少一个扬声器中的至少之一。
8.一种用于增强现实改善音频的方法，所述方法包括：
设备获得音频内容(101)；
所述设备修改所述音频内容，基于所述设备在环境中的位置以及所述设备在所述位置的取向修改所述音频内容(105)；以及
所述设备输出经修改的音频内容(106)。
9.根据权利要求8所述的方法，所述方法还包括将所述设备从所述位置移动到所述环境中的不同位置(316-320)；
响应于所述设备向不同位置的移动以及所述设备在所述不同位置的取向修改获得的音频内容(105)；以及
所述设备输出经修改的音频内容(106)。
10.根据权利要求8所述的方法，所述方法还包括从所述设备中的源之一或至少一个外部源(405)获得音频内容(101)。
11.根据权利要求10所述的方法，所述方法还包括从位于所述环境内或环境外的至少一个外部源(405，404)获得音频内容。
12.根据权利要求8所述的方法，其中所述设备的取向还包括所述设备的方位、所述设备的高度或所述设备的倾斜中的至少之一。
13.根据权利要求8所述的方法，所述方法还包括音频内容，所述音频内容包括声音和所述声音的响度。
14.根据权利要求13所述的方法，所述方法还包括基于所述设备在所述环境中的位置以及所述设备在所述位置(316-320)的取向改变所述声音的响度。
15.根据权利要求13所述的方法，所述方法还包括：所述声音的响度基于所述声音的源(310-315)在所述环境(301)中的位置与所述设备在所述环境(301)内的位置(316-320)的相对关系。
16.根据权利要求8所述的方法，所述方法还包括在所述设备处接收音频内容、关于音频内容中至少一个声音的源的信息以及所述至少一个声音的所述源在所述环境中的位置。
17.根据权利要求8所述的方法，其中所述设备的用户判断所述音频内容的声音、所述音频内容中的声音的源或声音的源在所述环境中的位置其中至少之一。
18.根据权利要求8所述的方法，所述方法还包括当所述设备处于第二环境(510)时将与第一环境(501)相关的音频内容调整至所述第二环境(510)。
19.根据权利要求8所述的方法，所述方法还包括在所述设备进入所述环境时在所述设备处接收所述音频内容。
20.根据权利要求8所述的方法，所述方法还包括：所述设备的用户向新环境中的位置分配所述设备获得的音频内容中的声源。
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