CN110673751A - 用于使音频均衡以便在电子设备上播放的系统和方法 - Google Patents

用于使音频均衡以便在电子设备上播放的系统和方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及用于使音频均衡以便在电子设备上播放的系统和方法。针对基于电子设备的局部位置或者定向来使用于由电子设备的扬声器输出的音频数据均衡，提供了实施例。根据某些方面，电子设备可以基于各种传感器数据来确定(858，868)其局部位置，并且识别(870，872)适当的均衡设置。在一些情况下，电子设备可以基于声学和/或光学数据来修改(876，880)均衡设置。电子设备可以将修改过的或者未修改过的均衡设置应用(882)于音频信号并且使扬声器以所应用的均衡设置输出(886)音频信号。

Description

用于使音频均衡以便在电子设备上播放的系统和方法
分案说明
本申请属于申请日为2015年8月20日的中国发明专利申请No.201580035579.8的分案申请。
技术领域
本申请大体上涉及改进在电子设备上的音频播放(playback)。具体地，本申请涉及基于电子设备的有源扬声器相对于表面的位置或者定向来将均衡设置应用于要由电子设备输出的音频数据的平台和技术。
背景技术
电子设备诸如智能电话支持用于音频播放的各种声道和部件。例如，电子设备的用户可以通过经由电子设备的“听筒”或者“免提”扬声器进行收听来进行电话呼叫。进一步地，电子设备可以经由一个或者多个内置扬声器来输出音乐。另外，用户可以利用连接至电子设备的外部扬声器来增加或者增强音频播放。
存在用于处理经由电子设备的扬声器部件输出的音频数据的各种现有技术。在一些现有装置中，处理逻辑基于音量设置、频率响应反馈、压力反馈、或者阻抗反馈经由各种音频信号处理技术来修改进入扬声器的传入信号。在其它设备中，连接至装置的外设耳机的定向用于映射提供至该耳机的声音信号。
存在以下机会：使用来自电子设备的一个或者多个传感器的数据来处理要由该电子设备输出的音频数据。
发明内容
本公开的一个方面涉及一种方法，其包括：接收在电子设备的第一扬声器和第二扬声器处输出音频的请求；确定所述电子设备以纵向定向还是横向定向被定向；基于所确定的定向，识别用于所述第一扬声器的第一均衡设置和用于所述第二扬声器的第二均衡设置；提供具有所述第一均衡设置的第一音频信号以供在所述第一扬声器处输出；以及提供具有所述第二均衡设置的第二音频信号以供在所述第二扬声器处输出。
本公开的其他方面还涉及用于上述方法的电子设备以及计算机可读存储介质。
附图说明
附图连同下面的详细描述并入本说明书中并且形成本说明书的一部分，并且用于进一步图示构思的实施例(包括所要求的实施例)和解释那些实施例的各种原理和优点，在附图中，贯穿单独的视图，类似的附图标记表示相同的或者功能类似的元件。
图1和图2描绘了根据一些实施例的能够促进对音频均衡设置的选择和修改的示例电子设备。
图3至图5描绘了根据一些实施例的电子设备的局部位置(local position)或者定向的示例表示。
图6和图7描绘了根据一些实施例的用户与电子设备交互的示例表示。
图8A和图8B描绘了根据一些实施例的与获取传感器数据并且处理与电子设备相关联的音频数据相关联的信号图。
图9描绘了根据一些实施例的获取传感器数据并且处理与电子设备相关联的音频数据的流程图。
图10是根据一些实施例的电子设备的框图。
图11至图13描绘了根据一些实施例的示例频率响应曲线图。
具体实施方式
音频均衡是一种用于改变音频数据的频率和/或相位和/或时间响应(诸如，经由模拟或者数字滤波器的应用)的技术。例如，可以将滤波器应用于音频数据以调整存在于输出的音频中的低音和高音音调。现有电子设备支持利用扬声器部件来输出音频的各种应用，诸如，电话应用、音乐应用、视频会议应用、视频播放器、社交媒体应用、导航应用等。用于使在这些各种应用的操作期间输出的音频数据均衡的技术可以产生改进的用户体验。
此处描述的实施例处理来自电子设备的各个内置传感器的数据，以确定该电子设备(具体地，有源扬声器和扬声器格栅)相对于支撑表面或者附近表面并且可选地相对于收听者的总体环境和定向。通常，电子设备的定向(包括有源扬声器及其输出格栅的定向)对输出的音频的整体质量和声音有影响。例如，如果电子设备的内置扬声器格栅定向为平放在表面上，那么从扬声器输出的音频可能不会具有预期的低音音调、高音音调、谐振、和/或其它音频特性。典型的电子设备配备有各种传感器，该各种传感器的数据可以指示电子设备的定向和位置。具体地，传感器可以包括：成像传感器(例如，摄像头)、接近传感器、加速度计、陀螺仪、定位模块、超声波传感器、红外传感器等。
电子设备可以存储并且适应与电子设备的各种局部位置、定向、或者总体环境对应的均衡设置，借此，各种均衡设置合并了滤波器，该滤波器配置为针对电子设备相对于支撑表面(并且，在一些情况下，相对于收听者)的特定局部位置改进或者优化音频输出。例如，电子设备在其(多个)内置扬声器格栅被定位成抵靠表面平放(尽管也可能凹入)的情况下可以是稳定的并且静止的。又如，电子设备在其(多个)内置扬声器暴露出来但是远离用户定向的情况下可以是稳定的并且静止的。进一步地，例如，当电子设备在车辆中行进并且被固定在支架或者安装部中时，电子设备可以是稳定的但不是静止的。通常，当电子设备相对于支撑表面移动很少或者不移动时，可以认为电子设备是“稳定的”。进一步地，当电子设备未移动时，可以认为电子设备是“静止的”。因此，当(1)电子设备本身不移动(即，静止的)并且(2)电子设备相对于(多个)表面移动很少或者不移动时，电子设备可以具有绝对稳定性；或者当(1)电子设备正在移动(即，不是静止的)并且(2)电子设备相对于(多个)表面移动很少或者不移动时(即，如果电子设备被安装至车辆中的安装部)，电子设备可以具有相对稳定性。
根据实施例，电子设备可以从各个传感器采集数据并且对该数据进行分析以确定电子设备的局部位置。进一步地，电子设备可以识别存储的与电子设备的确定的局部位置对应的均衡设置。在一些可选实施例中，电子设备可以基于各种因素(诸如，声学输入数据(例如，由麦克风生成的音频数据)、光学数据(例如，指示用户是否面向扬声器的数据)、红外数据、超声波数据、或者其它数据)来修改均衡设置。电子设备然后可以将修改过的或者未修改的均衡设置应用于音频数据，并且经由一个或者多个扬声器来输出均衡后的音频数据。在一些情况下，不同的扬声器可以具有不同的均衡设置。本文讨论的实施例通过提供改进的音频播放体验来向电子设备的用户提供益处。随着电子设备变得更加先进并且更多地融入到日常使用中，该益处尤为重要。
图1描绘了配置为促进音频均衡处理和音频输出的示例电子设备105的前视图。电子设备105可以是任何类型的便携式电子设备，例如，笔记本计算机、移动电话、个人数字助理(PDA)、智能电话、平板计算机、多媒体播放器、MP3或者MP4播放器、数字或者模拟广播接收器、遥控器、或者任何其它电子设备。应该了解，电子设备105的前侧可以是各种形状和大小。例如，电子设备105的前侧可以是平直的、弯曲的、成角度的、柔性的等。
电子设备105可以包括音频部件，诸如，具有格栅102的扬声器118和具有孔口130的麦克风110。扬声器118配置为基于电音频信号来输出音频，并且麦克风110配置为将检测到的声音转换成电信号。如在图1中图示的，扬声器118是在电话呼叫或者类似应用期间用户普遍利用的“听筒”扬声器。应该了解，扬声器118、扬声器格栅102、麦克风110、和麦克风孔口130的类型、大小、和位置仅仅是示例，并且可设想到其它类型、大小、和位置。
电子设备105还可以包括各种传感器，该各种传感器配置为检测接近物体、收听者、定向、位置、定位、和与电子设备105相关联的其它总体环境数据。相对于电子设备105的有源扬声器的位置和定向来固定这些传感器的位置、定向和范围。具体地，电子设备105可以包括接近传感器106(例如，电容式、电感式、红外等)，该接近传感器106配置为检测附近的物体或者与电子设备105接触的物体的存在，并且生成最终接近数据。该接近数据还可以反映有关附近物体相对于电子设备105的扬声器或者扬声器格栅的信息。电子设备105可以进一步包括成像传感器108，该成像传感器108配置为捕获光学图像并且生成最终光学数据(例如，数字图像)。该光学数据还可以反映有关物体相对于电子设备105的扬声器或者扬声器格栅的信息。应该了解，可设想到接近传感器106和成像传感器108的各种位置、类型、大小和倍数。虽然在图1中未描绘，但是应该了解，电子设备105可以进一步包括一个或者多个超声波传感器和/或一个或者多个红外传感器。
此外，电子设备105可以包括：加速度计116，该加速度计116配置为测量电子设备105的加速度、或者总体定向或者移动，并且生成最终加速度数据；以及陀螺仪114，该陀螺仪114配置为测量电子设备105的定向或者位置并且生成最终定向数据。例如，陀螺仪114可以是三轴陀螺仪，该三轴陀螺仪配置为测量电子设备106的俯仰、滚动和偏航。进一步地，加速度计116可以是三轴加速度计，该三轴加速度计与三轴陀螺仪共同提供六轴能力。电子设备105还可以包括定位模块112，该定位模块112配置为检测电子设备105的位置。例如，定位模块112可以包括全球定位系统(GPS)模块。注意，将笛卡尔坐标轴X-Y-Z锚定至电子设备105而不是环境。
现在转向图2，图2图示了示例计算装置205的后视图(诸如，针对图1讨论的电子设备105的后视图)。再次，由于电子设备205相对于图1中的描绘旋转的事实，将笛卡尔坐标轴X-Y-Z锚定至电子设备，并且因此，使其相对于图1中的轴线旋转。电子设备205可以包括：成像传感器207，该成像传感器207配置为捕获光学图像并且生成最终光学数据(例如，数字图像)；以及闪光部件209，该闪光部件209用于协助捕获光学图像。电子设备205可以进一步包括具有格栅238的至少一个扬声器218，该至少一个扬声器218配置为基于电音频信号来输出音频。如在图1中图示的，扬声器218是通常在应用(诸如，音乐播放、免提、和/或其它类似应用(该应用可以与图1的“听筒”扬声器118使用的应用相同或者不同))的操作期间用来输出音频的“内置”扬声器。如常规实施的，可以将扬声器218凹入电子设备205内，借此，格栅238保护扬声器218并且将扬声器218的至少一部分暴露于电子设备205的外部。进一步地，应该理解，电子设备205的部件的定位和位置仅仅是示例，并且可设想到部件的其它定位和位置。
应该了解，电子设备205的后侧可以是各种形状和大小。例如，电子设备205的后侧可以是平直的、弯曲的、成角度的、柔性的等。因此，在后侧弯曲或者成角度的情况下，例如，扬声器格栅238可以不与电子设备205的后侧(的一部分)所搁置的表面直接接触。当然，如果后侧是平直的并且后侧与表面直接接触，那么扬声器格栅238也可以与表面直接接触，除非格栅是凹陷的。
虽然图2描绘了单个扬声器218，但是应该了解，可设想到在电子设备205的相同侧上有多个扬声器218，诸如，两个扬声器布置为左右立体声扬声器、两个扬声器在电子设备205的相对侧、或者两个扬声器通过端口露出电子设备205的侧面。进一步地，应该了解，可以将扬声器218设置或者定位在电子设备205的另一表面或者另一侧，诸如，电子设备205的底表面。应该进一步了解，可以将电子设备105、205的各种传感器和重复音频部件倍增地定位在电子设备105、205的多个侧面上或者定位在电子设备105、205的在图1和图2中未描绘的一侧上。例如，电子设备105的前侧可以包括接近传感器106，并且电子设备205的后侧也可以包括接近传感器。又如，可以替换地将扬声器218定位在电子设备105的前侧的底部或者顶部(y方向)上。
返回图1，电子设备105进一步包括触摸屏120和处理器122。触摸屏120配置为显示视觉内容并且检测来自电子设备105的用户的触摸输入。在实施例中，电子设备105的用户界面可以包括可以供用户进行选择的触摸屏120，并且通常可以促进电子设备105以及音频和触觉部件的功能。处理器122可以是单个硬件部件或者可以包括三个单独的处理器：用于管理电子设备105的应用和用户界面120的应用处理器；用于管理传感器数据的传感器处理器或者传感器集线器；以及用于处理音频数据的音频处理器。处理器122配置为处理与各种音频部件和传感器(例如，102、110、106、108、112、114、116、207、218)相关联的数据，并且促进如本文讨论的音频处理和输出功能。具体地，处理器122与音频部件和传感器进行交互以检测电子设备105、205的各个局部位置或者定向，以及电子设备105、205是否是稳定的。通常，当电子设备105、205稳定时，其可能经历相对于支撑表面的很少移动或者不移动。基于稳定性和局部位置或者定向，处理器122可以识别用于待输出的音频数据的对应均衡设置。根据实施例，电子设备105、205配置为存储均衡设置。
进一步地，在一些实施例中，均衡设置可以是由两组或者更多组电阻器-电感器-电容器(RLC)部件(通常：放大器电路)实施的模拟均衡数据，其中，可通过开关(例如，机械按压开关)来选择模拟均衡数据。在这些实施例中，开关可以检测与表面的接触，并且可以通过对应的放大器电路来相应地修改音频信号的路径，借此，放大器电路与模拟均衡设置对应。
在实施例中，处理器122可以基于各种因素或者数据(诸如，由成像传感器108、207生成的光学数据、由麦克风110生成的输入数据、接近数据、和/或加速度计数据)来修改识别到的均衡设置。处理器122可以将任何修改过的或者未修改的均衡设置应用于音频信号，并且使扬声器218输出该音频信号，从而使得将根据电子设备105、205及其有源扬声器和扬声器格栅的稳定性、位置、和/或定向来对该音频信号进行均衡。在一些实施方式中，可以由模拟均衡部件和/或数字逻辑来执行音频均衡功能。
图3图示了电子设备的示例局部位置311、313或者定向。出于解释图3的目的，可以假设电子设备的内置媒体或者“主”扬声器(例如，扬声器218)可以使其格栅位于电子设备的后侧或者以其他方式与触摸屏相对。然而，一般而言，应该了解，可以将内置有源扬声器定位在电子设备的前方、顶部、底部、或者其它侧。进一步地，在一些实施例中，代替后侧内置扬声器或者除了后侧内置扬声器之外，位于电子设备的前侧的听筒扬声器(例如，扬声器118)可以构成有源扬声器，经由该有源扬声器，可以输出音频。此外，电子设备可以包括位于电子设备的各侧或者侧的组合的多个内置扬声器。
处于局部位置311的电子设备向上面向地放在表面321(诸如，桌子、书桌、柜台、或者能够支撑电子设备的任何其它表面)上，其中，其扬声器格栅或者覆盖物向下面向地放在表面321上。类似地，处于局部位置313的电子设备向下面向地放在表面321上，其中，其扬声器格栅向上面向。在电子设备处于局部位置311向上面向的实施例中，陀螺仪(例如，陀螺仪114)和加速度计(例如，加速度计116)检测到主扬声器218相对于重力沿向下方向定向并且是稳定的，并且接近传感器(例如，接近传感器106)感测不到与任何表面的接近接触。然后，处理器(例如，处理器122或者其它逻辑电路系统)可以确定电子设备向上面向并且是稳定的，并且推断其相对于表面321被支撑。因此，处理器可以识别与局部位置311对应的“稳定，向上面向”均衡设置。具体地，该“稳定，向上面向”均衡设置可以考虑扬声器的向下定向(即，扬声器格栅朝向表面321定向)。应该了解，处理器可以通过使用传感器的其它组合来确定“稳定，向上面向”配置。如本文讨论的，如果扬声器格栅朝向表面321定向，那么扬声器格栅可以或者可以不与表面321直接接触。
在电子设备处于局部位置313的实施例中，陀螺仪和加速度计检测到扬声器相对于重力沿向上方向定向并且是稳定的，并且接近传感器(例如，接近传感器106)感测与表面321的接近接触。在这种情况下，处理器可以推断电子设备向下面向并且是稳定的。因此，处理器可以识别与局部位置313对应的“稳定，向下面向”均衡设置。具体地，该“稳定，向下面向”均衡设置可以考虑扬声器的向上定向(即，扬声器格栅不朝向表面321定向)。
在一些实施例中，电子设备可以另外地或者可替代地从一个或者多个成像传感器获取数据(例如，成像传感器108、209)以帮助确定局部位置。例如，如果后置成像传感器(例如，成像传感器207)检测到黑暗的局部环境并且前置成像传感器(例如，成像传感器108)检测到明亮的局部环境，那么处理器可以确定电子设备向上面向(并且对于向下面向确定，反之亦然)。进一步地，如下面更详细描述的，可以将一个或者多个成像传感器配置为对收听者的图像数据进行分析以确定电子设备相对于收听者的角度。
可能存在以下情况：存在与电子设备的稳定性和/或定向有关的冲突的传感器数据。例如，接近传感器和超声波传感器可能会感测到冲突的表面接近数据。在这些情况下，电子设备可以支持指示使用哪些传感器数据和忽略哪些传感器数据的层级或者优先级。应该了解，该层级或者优先级可以按照任何顺序来对电子设备的各个传感器进行排序，并且可以是默认设置和/或可由用户配置。
图4图示了电子设备的示例局部位置417或者定向。具体地，处于局部位置417的电子设备具有由水平表面421支撑的一个边缘和由竖直表面423支撑的另一边缘，从而使得电子设备的前侧和后侧都不与支撑表面421、423中的一个直接接触。应该了解，可设想到其它定向，在该定向中，多个表面间接地支撑电子设备。
在电子设备处于局部位置417的一些实施例中，陀螺仪(例如，陀螺仪114)和加速度计(例如，加速度计116)检测到扬声器格栅418是稳定的并且至少部分地朝向支撑表面421、423定向，并且接近传感器(例如，接近传感器106或者接近传感器209)未感测到与表面421、423中的任何一个的直接接触或者接近接触。然后，处理器(例如，处理器122)可以确定电子设备向上面向，是稳定的，并且被间接地支撑。因此，处理器可以识别与局部位置417对应的“稳定，向上面向，间接支撑”均衡设置。具体地，该“稳定，向上面向，间接支撑”均衡设置可以考虑扬声器格栅418朝向支撑表面412、423定向但不与支撑表面412、423直接接触或者接近接触。在实施例中，可以将接近传感器定位在扬声器格栅418旁边或者接近扬声器格栅418以感测或者检测扬声器格栅418的覆盖物何时与支撑表面421、423中的任意一个紧密接触。
图5图示了电子设备的示例局部位置525或者定向。具体地，处于局部位置525的电子设备由示例安装部526、支架、或者固定架支撑。例如，安装部526可以是当在车辆中行进时为电子设备提供支撑的车辆挡风玻璃安装部。如在图5中图示的，安装部526将电子设备支撑在其底部和侧面上并且允许暴露出扬声器格栅518和对应的扬声器(但是背朝收听者诸如车辆驾驶者或者乘客定向)。在一些实施例中，电子设备可以感测到：电子设备由安装部526经由霍尔效应磁铁或者配置为检测电子设备何时连接至或者固定至安装部526的其它类型的传感器或者部件(例如，USB、NFC、超声波、自定义连接器等)支撑。在其它实施例中，电子设备可以通过陀螺仪定向数据和/或加速度计加速度数据来确定其由安装部526支撑。例如，如果定向数据指示电子设备的“x”或者“y”维度为“向上”(即，电子设备垂直于或者接近垂直于重力)，具有较小量的“倾斜”，那么电子设备可以断定其由安装部526支撑。在实施例中，电子设备可以确定不同的定向，诸如，如果安装部526能够同时实现纵向定向和横向定向。
在电子设备处于局部位置525的一些实施例中，陀螺仪(例如，陀螺仪114)和加速度计(例如，加速度计116)检测到电子设备是稳定的或者被支撑的，并且定位模块(例如，定位模块112)检测到电子设备处于运动中。然后，处理器(例如，处理器122)可以确定电子设备是稳定的并且由安装部526支撑。在一些情况下，来自加速度计的加速度数据可以暗示电子设备是稳定的并且电子设备处于运动中(即，不是静止的)，例如，在车辆中。因此，处理器可以识别与局部位置525对应的“稳定接触/已安装”均衡设置。具体地，该“稳定接触/已安装”均衡设置可以考虑扬声器格栅518背朝用户或者人定向，借此，电子设备的“x”或者“y”维度相对于重力是“向上”或者接近“向上”的。应该了解，根据安装部526的类型，可以存在不同的均衡设置，以考虑扬声器格栅518如何定向、安装部526是否阻挡到扬声器格栅518、或者其它考虑。
虽然在附图中未示出，但是应该了解，电子设备可以使用来自其它传感器的其它类型的数据来确定其局部位置、定向、或者环境。例如，来自定位模块(诸如，GPS模块)的定位数据可以指示电子设备在室内、室外、在汽车中或者在另一环境中。又如，如果电子设备连接至无线局域网(WLAN)，那么电子设备可以假定其在室内环境中。此外，如果电子设备检测到其正在充电(例如，经由USB线)，那么电子设备可以推断出其在一段时间内可能会保持在相同的位置或者定位。进一步地，电子设备可以考虑对电子设备充电的辅助电池组。此外，电子设备可以检查来自(多个)成像传感器的光学数据以推断电子设备是否处于室内或者室外环境中。根据实施例，电子设备可以存储或者维持与这些或者其它环境或者局部位置对应的均衡设置。
在一些实施例中，电子设备可以考虑从其输出音频数据的多个扬声器。在电子设备具有多个内部或者内置扬声器的情况下，各个内部扬声器可以具有单独的均衡设置。进一步地，除了电子设备的一个或者多个内置扬声器以外，电子设备可以连接至辅助扬声器(例如，经由有线或者无线连接)以输出音频。因此，该一个或者多个内置扬声器可以输出根据电子设备的确定的局部位置(以及(多个)相应均衡设置)进行了处理的音频数据，并且电子设备可以进一步将默认均衡应用于该音频数据并且将该音频数据提供至辅助扬声器以便输出。在一些情况下，电子设备可以将相同的均衡设置应用于各个内置扬声器以及任何(多个)辅助扬声器。在其它情况下，电子设备可以将不同的均衡设置应用于待由多个扬声器输出的相应音频数据，诸如，在多个扬声器针对用户不同地定向的情况下、当通过相邻表面或者无表面对多个扬声器进行不同地加载时、或者在各个扬声器与不同频率对应的情况下(例如，一个内置扬声器用作高频扬声器，另一内置扬声器用作中频扬声器，并且辅助扬声器用作低频扬声器)。在一些实施例中，应用于(多个)辅助扬声器的任何(多个)均衡可以将(多个)扬声器的(多次)输出与任何(多个)收听者对准，借此，(多个)辅助扬声器可以具有配置为检测(多个)收听者的相对位置的(多个)成像传感器，从而使得电子设备可以向时间对准的(多个)扬声器发送信号以供收听者选择。
图6描绘了用户650位于电子设备605附近的示例表示600。可以通过如在图6中图示的安装部来支撑电子设备605。如本文讨论的，电子设备605可以包括一个或者多个成像传感器，该一个或者多个成像传感器配置为生成与该(多个)成像传感器的视野对应的光学数据。例如，电子设备可以包括共同实现“360度”视野的前置成像传感器(例如，成像传感器108)和后置成像传感器(例如，成像传感器209)。电子设备605可以对光学数据进行分析以检测用户650的存在以及确定用户650相对于电子设备605的位置。例如，如果来自前置成像传感器的光学数据检测到用户650，那么电子设备605可以确定用户650至少位于电子设备605的前方。
为了识别在电子设备605(有源扬声器格栅)相对于其周围环境的局部定向给定的情况下要应用于音频数据的适当的均衡设置，电子设备605可以使用户650的确定位置同与电子设备605的一个或者多个扬声器对应的定位或者定位数据一致。例如，如果扬声器位于电子设备605的后侧，并且来自前置摄像头的光学数据指示用户650位于电子设备605的前方，那么电子设备605可以识别与背朝用户650定向的扬声器对应的均衡设置。类似地，针对位于电子设备605的后侧的相同扬声器，如果来自后置摄像头的光学数据指示用户650位于电子设备605的后侧，那么电子设备605可以识别与扬声器呈直线的用户650对应的均衡设置。光学数据还可以指示接近电子设备605的多个收听者(包括用户650)。在这种情况下，可以将电子设备605配置为执行各种面部识别或者机器学习技术以识别“主要”收听者(例如，电子设备605的所有者)并且可以相应地识别/应用均衡设置。在一些实施例中，如果光学数据指示多个收听者，那么电子设备可以选择或者恢复到优选或者默认均衡设置(例如，与在稳定的电子设备前方的单个用户对应的均衡设置)。
用户650还可以相对于电子设备605改变他的或者她的位置，这可以影响用户650所体验的音频的音调或者质量。具体地，随着如在图7中描绘的用户750在扬声器的轴线上移动或者移离扬声器的轴线，用户所体验的音频可以发生变化。图7描绘了用户相对于电子设备705的移动(例如，沿着x和/或y方向)的示例表示700。示例电子设备705包括前置成像传感器708和后置扬声器751，借此，将用户定位成面向电子设备705的前侧。
由成像传感器708生成的光学数据可以指示用户750的位置变化，例如，作为用户750相对于电子设备705移动他的或者她的头部的结果。在任何情况下，用户750可以相对于成像传感器708和扬声器751在多种方向(753、755)上改变他的或者她的位置。随着用户750改变他的或者她的位置，用户750可以体验到变化的音频播放。例如，用户750在刚好垂直于扬声器751的轴线时听到的音频可以不同于用户750在与扬声器751的轴线成70°角时听到的音频。基于在光学数据中指示的位置变化，电子设备705可以动态地修改待应用于音频信号的均衡设置，并且可以输出均衡后的音频数据以考虑用户750的新位置。在一些实施例中，电子设备705可以维持与角度(例如，以θ和φ维度或者其笛卡尔等效物计)匹配的均衡设置的查找表以考虑用户750相对于扬声器输出轴线的位置。
图8A和图8B描绘了由电子设备促进并且与根据电子设备的局部位置或者定向来处理音频数据相关联的示例信号传递示意图800。电子设备可以包括：处理器822(诸如，针对图1讨论的处理器122)、传感器集线器820、扬声器818(诸如，针对图2讨论的扬声器218)、陀螺仪814(诸如，针对图1讨论的陀螺仪114)、加速度计816(诸如，针对图1讨论的加速度计116)、接近传感器806(诸如，针对图1讨论的接近传感器106)、成像传感器808(诸如，针对图1讨论的成像传感器108)、和麦克风810(诸如，针对图1讨论的麦克风110)。在另一实施例中，简单的数字逻辑可以用于实施信号传递示意图800的功能。
如在图8中图示的，陀螺仪814可以周期性地、间歇地、或者连续地向传感器集线器820传输(854)定向数据，并且加速度计816可以周期性地、间歇地、或者连续地向传感器集线器820传输(856)加速度数据。在实施例中，传感器集线器820可以分别向陀螺仪814和加速度计816请求定向数据和加速度数据。处理器822可以周期性地、间歇地、或者连续地向传感器集线器820请求(855)电子设备的传感器导出状态，其中，可以通过最新的定向数据和加速度数据来识别该传感器导出状态。
该功能可以继续：电子设备的用户850请求(852)音频播放。例如，用户850可以与音乐流应用进行交互并且请求发起播放列表或者歌曲的播放。处理器822可以检查在855中获取到的电子设备的传感器导出状态以确定(858)电子设备是否是稳定的。在一些情况下，如果定向数据和加速度数据指示电子设备未移动，那么处理器822可以推断电子设备是稳定的。在其它情况下，如果定向数据和加速度数据指示电子设备处于运动中但是受到支撑(例如，如果电子设备被固定在车辆中的安装部中)，那么处理器822可以推断电子设备是稳定的。
如果处理器822确定(858)电子设备不是稳定的(“否”)，例如，如果用户850正拿着电子设备，那么处理器822可以将默认均衡设置(或者，在一些情况下，手持均衡设置)应用(860)于音频信号并且将该具有应用的默认均衡设置的音频信号提供(862)至扬声器818。该扬声器818可以输出(864)该具有应用的默认均衡设置的音频信号。如果处理器822确定电子设备是稳定的(“是”)，那么处理器822可以从接近传感器806获取(866)接近数据。基于该接近数据，处理器822可以确定(868)电子设备的一部分(或者更具体地，接近传感器806)是否感测到与外部物体或者表面的接近。如果处理器822确定(868)接近传感器806感测到与表面的接近(“是”，例如，在图3中图示的局部位置313)，那么处理器822可以识别(870)“稳定直接接触”均衡设置。相反，如果处理器822确定接近传感器806未感测到与表面的接近(“否”，例如，在图3和图4中图示的局部位置313和415)，那么处理器822可以识别(872)“稳定间接接触”均衡设置。在可选实施例中，接近传感器806(或者，在一些情况下，超声波传感器或者另一传感器)可以检测从电子设备的扬声器格栅(诸如，扬声器格栅238)到表面的距离。在该实施方式中，处理器822可以识别另外还基于从电子设备到表面的距离的均衡设置(该均衡设置可以与在872中识别的“稳定间接接触”均衡设置相同或者不同)。
在可选实施例中，处理器822可以获取(874)来自麦克风810的音频输入数据。在一些实施例中，该音频输入数据可以包括存在于各种环境(例如，室内、室外等)的麦克风反馈。可选地，处理器822可以基于音频输入数据来修改均衡设置(876)。在另一可选实施例中，处理器822可以获取(878)来自成像传感器808(并且可选地，来自另外的成像传感器)的光学数据。该光学数据可以检测用户850的存在，并且可以指示用户850相对于扬声器818所在位置的位置(例如，用户850是否面向电子设备的前侧并且扬声器818是否在电子设备的相对侧)。进一步地，光学数据可以指示用户850相对于扬声器818的轴线(即，竖直方向)的位置变化。用户850的位置变化还可以由用户850相对于电子设备扬声器的(多条)轴线的(多个)角度来表征，借此，电子设备可以基于该(多个)角度来维持/访问存储各种均衡设置的查找表。根据实施例，随着用户850“移离”扬声器818的轴线或者在扬声器818的轴线“上”移动，用户850可以体验到不同的音频音调。可选地，处理器822可以基于光学数据来修改(880)均衡设置。
处理器822可以将修改过的或者未修改的均衡设置应用(882)于音频信号。进一步地，处理器822可以向扬声器818提供(884)具有应用的均衡设置的音频信号，并且扬声器818可以输出(886)具有应用的均衡设置的音频信号。在实施例中，电子设备的局部位置可以发生变化，并且处理器822可以基于该局部位置变化来动态地识别其它各种均衡设置。进一步地，处理器822可以基于局部位置的变化来执行均衡设置修改、音频数据应用、和音频输出功能。
图9是供电子设备(诸如，电子设备105)处理各种传感器数据并且基于该传感器数据来促进音频均衡技术的方法900的流程图。图9所描绘的流程图的步骤的顺序可以不同于所示出的版本，并且根据实施方式，可以取消某些步骤和/或可以添加某些步骤。方法900开始于电子设备接收957经由扬声器输出音频的请求。可以经由用户选择从用户接收该请求，或者可以经由另一类型的触发物(例如，语音命令、NFC检测、预定触发等)来自动检测该请求。
电子设备通过检查来自加速度计的加速度数据和/或来自陀螺仪的定向数据来确定959电子设备是否是稳定的。在另一实施例中，电子设备可以从传感器集线器获取电子设备的传感器导出状态。如果电子设备不是稳定的(“否”)，那么电子设备识别默认均衡设置，并且将该默认均衡设置应用961于音频信号。默认均衡设置可以是在例如电子设备的局部位置不确定时使用的标准均衡设置或者通用均衡设置。电子设备还经由扬声器来根据默认均衡设置输出963音频信号。然后，处理可以返回到959或者进入其它功能。
如果电子设备是稳定的(“是”)，那么电子设备通过检查来自接近传感器(或者经由其它传感器，诸如超声波传感器、红外传感器等)的接近数据来确定其扬声器格栅是否正接触或者接近表面。如果接近数据未指示接触或者接近(“否”；例如，如果电子设备靠在表面上并且扬声器格栅未受到该表面支撑)，那么电子设备识别969为稳定间接接触均衡设置。在一些情况下，扬声器格栅可以背朝支撑表面定向，借此，电子设备可以识别为背离定向均衡设置。如果接近数据确实指示接触或者接近(“是”；例如，如果电子设备平放在表面上并且扬声器格栅面向表面)，那么电子设备识别967为稳定接触均衡设置。在实施例中，电子设备还可以基于扬声器的定向来识别均衡设置(例如，扬声器(以及对应的扬声器格栅)是向上面向还是向下面向)。在一些情况下，电子设备可能无法确定其是否是稳定的，在这种情况下，电子设备可以估计其与表面的距离(例如，经由接近数据)并且相应地应用均衡数据。
在可选实施例中，电子设备获取来自例如麦克风的音频输入数据，并且基于该音频输入数据来修改971识别到的均衡设置。例如，如果麦克风检测到背景噪音，那么电子设备可以修改均衡设置以考虑背景噪声。电子设备进一步确定973是否存在任何光学数据，诸如，成像传感器是否检测到相对于扬声器定位的用户的存在。如果光学数据不可用或者未在光学数据中找到用户(“否”)，那么电子设备将识别到的均衡设置应用975于音频信号。如果存在光学数据并且在光学数据中找到了用户(“是”)，那么电子设备基于该光学数据来修改977识别到的均衡设置。例如，光学数据可以指示用户位于电子设备与扬声器相对的一侧。又如，光学数据可以指示用户位于相对于扬声器的轴线的某个角度处。电子设备将修改过的均衡设置应用979于音频信号。
在应用均衡设置之后，电子设备经由扬声器根据应用的均衡设置输出981音频信号。电子设备还确定983是否存在光学或者稳定性数据的变化，诸如用户是否相对于扬声器调整他的或者她的位置。在这种情况下，成像传感器生成与用户的位置变化对应的更新的光学数据。如果只存在光学数据变化(“是”)(985)，那么处理可以返回到977，在977中，电子设备基于更新的光学数据来修改均衡设置。如果存在除了光学数据以外的数据变化(诸如，稳定性数据变化)(“否”)，那么处理可以回到959。可以周期性地或者在被光学或者稳定性输入变化触发时重复983和985的确定。如果在983中不存在光学或者稳定性数据变化(“否”)，那么处理可以结束或者进入其它功能。在一些实施例中，电子设备可以基于GPS定位和/或声负载来进一步修改均衡设置。
图10图示了示例电子设备1005(诸如，针对图1讨论的电子设备105、或者其它设备)，在该示例电子设备1005中，可以实施所讨论的功能。电子设备1005可以包括处理器1097或者其它类似类型的控制器模块或者微控制器、以及存储器1098。处理器1097可以包括单个处理器或者可以包括一个以上的单独的处理器，诸如：用于管理电子设备1005的应用1087和用户界面1091的应用处理器、用于管理传感器1096数据的传感器处理器、和用于处理音频1094数据的音频处理器。存储器1098可以存储能够促进所讨论的功能的操作系统1099。处理器1097可以与存储器1098进行接口连接以执行操作系统1099和应用集合1087。该应用集合1087(存储器1098也可以储存该组应用1087)可以包括配置为根据所讨论的技术来处理音频数据的音频均衡应用1088。应用集合1087还可以包括一个或者多个其它应用1089，诸如，例如音乐和娱乐应用、电话应用、消息应用、日历应用、社交网络应用、实用程序、生产力应用、游戏、旅行应用、通信应用、购物应用、金融应用、体育应用、摄影应用、映射应用、天气应用、用于连接至在线市场的应用、和/或其它应用。
存储器1098可以进一步存储与电子设备1005的各种局部位置或者定向对应的一组均衡设置1001。根据实施例，音频均衡应用1088可以与均衡设置1001接口连接以获取待应用于音频数据的适当的均衡设置。通常，存储器1098可以包括一种或者多种形式的易失性和/或非易失性、固定的和/或可移动的存储器，诸如，只读存储器(ROM)、电可编程只读存储器(EPROM)、随机存取存储器(RAM)、可擦除电可编程只读存储器(EEPROM)、和/或其它硬盘驱动器、闪速存储器、MicroSD卡等。
电子设备1005可以进一步包括通信模块1095，该通信模块1095配置为与一个或者多个外部端口1090接口连接以经由一个或者多个有线或者无线网络1085来传送数据。例如，通信模块1095可以利用外部端口1090来建立用于将电子设备1005连接至其它部件(诸如，远程数据服务器)的广域网。根据一些实施例，通信模块1095可以包括根据IEEE标准、3GPP标准、或者其它标准运行并且配置为经由一个或者多个外部端口1090来接收和传输数据的一个或者多个收发器。更具体地，通信模块1095可以包括配置为将电子设备1005连接至广域网(例如，以接收可以针对电子设备1005而预均衡的流音乐)、局域网、和/或个人区域网络的一个或者更多WWAN、WLAN、和/或WPAN收发器。电子设备1005可以进一步使用其中一个外部端口1090来连接至外围部件或者辅助部件，诸如辅助扬声器。
电子设备1005可以进一步包括一个或者多个传感器1096，诸如，一个或者多个加速度计1016、陀螺仪1014、成像传感器1008、接近传感器1006、存在传感器(在图10中未示出)、一个或者多个超声波传感器(在图10中未示出)和定位模块1003。传感器1096还可以包括其它类型的传感器，诸如，光传感器、红外传感器、触摸传感器、NFC部件、和其它传感器。电子设备1005可以进一步包括配置为向用户呈现信息和/或从用户接收输入的用户界面1091。如在图10中图示的，用户界面1091包括显示屏1093和I/O部件1092(例如，电容式或者电阻式触敏输入面板、按键、按钮、灯、LED、光标控制装置、触觉装置等)。在实施例中，显示屏1093是使用单种显示技术或者显示技术的组合的触摸屏显示器，并且可以包括叠置在用户可看到的显示部分上的薄的、透明的触摸传感器部件。例如，这种显示器包括电容式显示器、电阻式显示器、表面声波(SAW)显示器、光学成像显示器等。用户界面1091可以进一步包括音频模块1094，该音频模块1094包括硬件部件，诸如，用于输出音频数据的一个或者多个扬声器1018和用于检测或者接收音频的一个或者多个麦克风1010。
通常，根据实施例的计算机程序产品包括其中嵌入有计算机可读程序代码的计算机可用存储介质(例如，标准随机存取存储器(RAM)、光盘、通用串行总线(USB)驱动器等)，其中，计算机可读程序代码适合于由处理器1097来执行(例如，结合操作系统1099工作)以促进如本文描述的功能。在这方面，可以按照任何期望的语言来实施程序代码，并且可以将其实施为机器代码、汇编代码、字节代码、可解释源代码等(例如，经由C、C++、Java、Actionscript、Objective-C、Javascript、CSS、XML、和/或其它)。
通常，与输入信号相比，频率响应是根据频率对扬声器的音频输出的衡量。扬声器的制造商可能希望以少量的失真或者无失真来再现输入信号。然而，当装置(和装置的(多个)扬声器)处于不同位置或者定向时，来自电子设备的输出音频的收听者可能会体验到不同的频率响应。如本文讨论的，当电子设备处于不同位置或者定向时，该系统和方法将不同的均衡设置应用于输入信号，以图准确地再现要听到的输入音频信号。
图11至图13图示了在各个局部位置从电子设备输出的音频的示例频率响应曲线图。具体地，该频率响应曲线图与由相对于电子设备的扬声器位于各个位置处的麦克风检测到的音频对应。根据实施例，系统和方法存储可以与频率响应曲线图对应的各种均衡设置。进一步地，该系统和方法确定电子设备的局部位置，识别对应的均衡设置，并且将该均衡设置应用于音频信号以更准确地再现音频信号。
图11图示了与示例电子设备的桌面局部位置对应的四(4)个示例频率响应曲线图。“D”频率响应曲线图与位于桌子上的、其扬声器在桌子上向上面向的电子设备对应；“E”频率响应曲线图与位于桌子上的、其扬声器在桌子上向上面向并且与桌子倾斜2cm的电子设备对应；“F”频率响应曲线图与位于桌子上的、其扬声器在桌子上向下面向的电子设备对应；并且“G”频率响应曲线图与位于桌子上的、其扬声器在桌子上向下面向并且与桌子倾斜2cm的电子设备对应。如在图11中描绘的，在大约2500Hz处测得的信号幅度对于“G”频率响应曲线图比对于“E”频率响应曲线图大约高+11dB(SPL)；然而，在大约10000Hz处检测到的信号幅度对于“E”频率响应曲线图比对于“G”频率响应曲线图大约高+8dB(SPL)。可以相应地生成与“D”、“E”、“F”、和“G”频率响应曲线图对应的均衡设置以将未改变的测量到的响应曲线与期望的响应曲线匹配。
图12图示了与示例电子设备的稳定局部位置对应的三(3)个示例频率响应曲线图。“A”频率响应曲线图与用户拿着电子设备、扬声器面向用户对应；“B”频率响应曲线图与拿着电子设备、扬声器与用户成90度定向(即，扬声器垂直于用户)对应；并且“C”频率响应曲线图与用户在扬声器与用户成180度定向(即，扬声器背朝用户)时拿着电子设备对应。如在图12中描绘的，由麦克风在一些较高(高音)频率上检测到的信号幅度对于“A”频率响应曲线图比对于“B”和“C”频率响应曲线图大。因此，相较于用于其中扬声器背朝用户定向的局部位置的均衡设置，用于“扬声器面向用户”局部位置的均衡设置可以更多地降低高音增益。
图13图示了与参照图11和图12讨论的“A”至“G”局部位置对应的装置响应曲线。具体地，图13图示了当收听者和装置处于指示位置时收听者“听到”的声压。可以基于对应响应曲线和期望响应曲线之间的差异来导出针对对应局部位置的均衡设置。
因此，从前述的公开应该清楚，该系统和方法提供了改进的音频输出质量。具体地，实施例利用来自多个传感器和部件的数据来识别用于电子设备的适当均衡设置以应用于音频信号。因此，实施例有利于为电子设备的用户实现改进的音频收听体验。
本公开旨在解释如何根据该技术来形成和使用各种实施例，而不是限制其真实的、预期的、和合理的范围和精神。前面的描述不旨在是详尽的或者受限于所公开的精确形式。鉴于上面的教导，修改或者变型是可能的。选择并且描述实施方式是为了提供对描述的技术的原理及其实际应用的最佳解释，并且使本领域的技术人员能够在各种实施例中及结合如适于所设想的特定用途的各种修改利用本技术。所有这种修改和变型是在由所附权利要求(这些权利要求在本专利申请的未结案期内可能修改)以及所有根据它们被合理、合法和公正授权的范围来解释的等同物所确定的发明范围之内。

Claims (15)

1.一种方法，包括：
接收在电子设备的扬声器处输出音频的请求；
确定所述电子设备的所述扬声器是否基本上朝向或背对支撑表面；
基于所述电子设备的所述扬声器是否基本上朝向或背对所述支撑表面，识别均衡设置；以及
提供具有所述均衡设置的音频信号以供在所述电子设备的所述扬声器处输出。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述均衡设置包括第一均衡设置，其中所述音频信号包括第一音频信号，并且其中所述方法进一步包括：
基于来自所述电子设备的传感器的数据，确定用户相对于所述电子设备的所述扬声器的位置；
在识别了所述第一均衡设置后，基于所述用户相对于所述扬声器的位置，修改所述第一均衡设置以生成第二均衡设置；以及
提供具有所述第二均衡设置的第二音频信号以供在所述电子设备的所述扬声器处输出。
3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：
基于来自所述传感器的更新数据，确定所述用户相对于所述扬声器的位置的改变；
基于所述用户相对于所述扬声器的位置的改变，修改所述第二均衡设置以生成第三均衡设置；以及
提供具有所述第三均衡设置的第三音频信号以供在所述电子设备的所述扬声器处输出。
4.根据权利要求2所述的方法，
其中，确定所述用户相对于所述扬声器的位置包括：基于来自所述传感器的数据确定所述用户相对于所述扬声器的位置倾斜，
其中，修改所述第一均衡设置包括：基于所述用户相对于所述扬声器的位置倾斜修改所述第一均衡设置以生成所述第二均衡设置。
5.根据权利要求4所述的方法，
基于来自所述传感器的数据，确定所述用户相对于所述扬声器的位置倾斜的改变；
基于所述用户相对于所述扬声器的位置倾斜的改变，修改所述第二均衡设置以生成第三均衡设置；以及
提供具有所述第三均衡设置的第三音频信号以供在所述电子设备的所述扬声器处输出。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，确定所述电子设备的所述扬声器是否基本上朝向或背对所述支撑表面包括：确定所述扬声器的扬声器格栅基本上朝向或背对所述支撑表面。
7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括：基于来自接近传感器的接近数据，确定所述扬声器的所述扬声器格栅与所述支撑表面直接接触或者与之接近。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，确定所述扬声器的所述扬声器格栅基本上朝向或背对所述支撑表面包括：基于来自加速度计的加速度数据和来自陀螺仪的定向数据中的至少一项，确定所述扬声器的所述扬声器格栅基本上朝向或背对所述支撑表面。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，进一步包括确定所述电子设备相对于所述支撑表面的移动量；以及
其中，识别所述均衡设置进一步地基于确定所述电子设备相对于所述支撑表面基本上无移动。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，确定所述电子设备相对于所述支撑表面基本上无移动包括：基于来自加速度计的第一加速度数据和来自陀螺仪的第一定向数据中的至少一项，确定所述电子设备相对于所述支撑表面基本上无移动。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，所述均衡设置包括频率函数，并且识别所述均衡设置进一步包括：根据所述电子设备的所述扬声器是否基本上朝向或背对所述支撑表面的确定，来调整所述频率函数。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述扬声器包括中频扬声器。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述扬声器包括高频扬声器。
14.一种系统，包括
至少一个处理器；
存储指令的计算机可读存储介质，所述指令在由所述至少一个处理器执行时使得所述至少一个处理器实施根据权利要求1-10中任一项所述的方法。
15.一种存储指令的计算机可用存储介质，所述指令在由至少一个处理器执行时使得所述至少一个处理器执行根据权利要求1至10中的任一项所述的方法。
CN201910853087.XA 2014-08-21 2015-08-20 用于使音频均衡以便在电子设备上播放的系统和方法 Pending CN110673751A (zh)

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