CN112351367B - 用于调节由扬声器阵列发出的声音的方法、系统和设备 - Google Patents

用于调节由扬声器阵列发出的声音的方法、系统和设备 Download PDF

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Abstract

本公开涉及用于调节由扬声器阵列发出的声音的方法、系统和设备。本发明描述了一种基于用户/收听者的偏好来调节由一个或多个扬声器阵列发出的一个或多个波束方向图的音频系统。该音频系统包括音频接收器，该音频接收器包含收听者位置估计器、收听者识别器和语音命令处理器。来自收听者位置估计器、收听者识别器和语音命令处理器的输入被馈送到阵列处理器中。该阵列处理器基于来自这些设备中的每个设备的输入来驱动一个或多个扬声器阵列，以将波束方向图发射到收听区域中。通过检查位置、优选使用设置以及来自收听者的语音命令，所生成的波束方向图被定制为收听者的具有最少指导输入的明确偏好和隐含偏好。还描述了其他实施方案。

Description

用于调节由扬声器阵列发出的声音的方法、系统和设备
本申请是申请号为201811309706.0、申请日为2014年9月25日、发明名称为“免提波束方向图配置”的发明专利申请的分案申请。该申请号为201811309706.0的分案申请是申请号为201480063466.4、申请日为2014年9月25日、发明名称为“免提波束方向图配置”的发明专利申请的分案申请。
本专利申请要求于2013年11月22日提交的美国临时专利申请61/907,946的较早申请日期的权益。
技术领域
本发明描述了一种用于响应于语音命令来配置和调节由扬声器系统输出的波束方向图的系统和方法。还描述了其他实施方案。
背景技术
扬声器阵列可生成使声音聚集在特定方向上的波束方向图。例如，扬声器阵列中的各组换能器可根据不同的参数和设置被逐个并单独地驱动以在收听区域中生成一个或多个波束方向图，该不同的参数和设置包括延迟和能级。波束方向图可将声音聚集在收听区域中的特定对象或个人处。
尽管波束方向图允许声音被聚集于不同方向上和/或特定对象或个人处，但是配置波束方向图通常是复杂并且费力的过程。例如，如上所述，波束方向图的配置可能需要针对扬声器阵列中的每个换能器逐个并单独地调节驱动信号的延迟和能级，以实现期望的结果。
发明内容
本发明的一个实施方案涉及一种音频系统，该音频系统基于用户或收听者的偏好来调节由一个或多个扬声器阵列发出的一个或多个波束方向图。在一个实施方案中，该音频系统包括音频接收器，该音频接收器由收听者位置估计器、收听者识别器和语音命令处理器组成。收听者位置估计器基于从一个或多个麦克风阵列所接收的所感测到的语音命令来估计收听区域中的一个或多个收听者的位置。收听者识别器试图基于语音命令与所存储的语音标记的比较来使一个或多个收听者与用户配置文件相关联。用户配置文件与优选设置相关联，基于音频系统的先前使用针对每个已识别的收听者来对用户配置文件进行个性化。语音命令处理器确定在每个语音命令中由收听者指定的设置。
来自收听者位置估计器、收听者识别器以及语音命令处理器的输入被馈送到阵列处理器中。该阵列处理器基于来自这些设备中的每个设备的输入来驱动一个或多个扬声器阵列，以将波束方向图发射到收听区域中。通过检查位置、历史优选使用设置以及来自收听者的语音命令，所生成的波束方向图被定制为收听者的具有最少指导输入的明确偏好和隐含偏好。
以上概述不包括本发明的所有方面的详尽列表。可预期的是，本发明包括可由上文概述的各个方面以及在下文的具体实施方式中公开并且在随该专利申请提交的权利要求中特别指出的各种方面的所有合适的组合来实施的所有系统和方法。此类组合具有未在上述发明内容中具体阐述的特定优点。
附图说明
本发明的实施方案以举例的方式进行说明，而不仅限于各个附图的图示，在附图中类似的附图标号指示类似的元件。应当指出，本公开中提到本发明的“一个”(“an”或“one”)实施方案未必是同一实施方案，并且它们表示至少一个实施方案。
图1示出了根据本发明的一个实施方案的音频系统的顶视图。
图2A示出了根据一个实施方案的容纳于单个机柜中的扬声器阵列。
图2B示出了根据另一个实施方案的容纳于单个机柜中的扬声器阵列。
图3示出了根据一个实施方案的音频接收器的功能单元框图和一些构成硬件部件。
图4A-4D示出了收听区域中的收听者的所估计的位置。
图5示出了根据一个实施方案的用于调节由扬声器阵列发出的声音的方法。
图6A和6B示出了说出独立语音命令的收听者的示例。
图7A和7B示出了基于示例性语音命令针对收听者所生成的波束方向图。
具体实施方式
现在将解释参考所附附图所述的若干个实施方案。虽然阐述了许多细节，但应当理解，本发明的一些实施方案可在没有这些细节的情况下实施。在其他情况下，未详细示出熟知的电路、结构和技术，以免模糊对该描述的理解。
图1示出了根据本发明的一个实施方案的音频系统1的顶视图。音频系统1可包括外部音频源2、音频接收器3和扬声器阵列4。音频系统1将声音节目内容输出到一个或多个预期的收听者5A和5B所位于的房间或者收听区域6中。收听者5A和5B可能坐在收听区域6中的各个位置处并且音频接收器3可根据收听者5A和5B的命令和偏好来调节由扬声器阵列4所输出的声音，如在下面将更加详细描述的。
外部音频源2可为能够将表示声音节目内容的一个或多个音频流传输到音频接收器3以进行处理的任何设备。例如，图1的系统1中的外部音频源2为膝上型计算机，该膝上型计算机通过有线连接或者无线连接来将表示声音节目内容的一个或多个音频流传输到音频接收器3以进行处理。在其他实施方案中，外部音频源2可相反为台式计算机、膝上型计算机、平板电脑、移动设备(例如，移动电话或者移动音乐播放器)，和远程媒体服务器(例如，互联网流媒体音乐或电影服务)、机顶盒、电视机、游戏系统、个人视频录像机、DVD播放器、蓝光播放器等中的一者或多者。
如图1中所示，音频系统1中的多个部件被分布并被包含在独立单元中。在其他实施方案中，音频接收器3被集成在扬声器阵列4内，以提供独立单元。在该实施方案中，扬声器阵列4通过有线连接或无线连接来直接从外部音频源2接收用于表示声音节目内容的一个或多个音频流。
尽管被描述为从外部音频源2接收音频流，音频接收器3可访问在本地存储介质中所存储的音频流。在该实施方案中，音频接收器3从本地存储介质接收音频流以进行处理，而无需与外部音频源2进行交互。
如将在下面更加详细描述的，音频接收器3可以是用于处理音频流并驱动一个或多个扬声器阵列4的任何类型的设备或者设备组。例如，音频接收器3可以为膝上型计算机、台式计算机、平板电脑、移动设备、家庭影院音频接收器或者能够处理音频信号的一组硬件处理器和逻辑结构。
现在转向扬声器阵列4，图2A示出了具有容纳于单个机柜8中的多个换能器7的一个扬声器阵列4。在该示例中，十个换能器7可在机柜8中排列成单行，以形成声音条样式的扬声器阵列4。在图2B中所示的另一个示例中，扬声器阵列4具有三十二个不同的换能器7，在机柜8内均匀排列成八行四列。在其它实施方案中，可均一或不均一的间距使用不同数量的换能器7。虽然示出为以平面或直线对齐，但换能器7可沿着弧线以弯曲型式对齐。
换能器7可以是全音域驱动器、中音域驱动器、重低音扬声器、低音扬声器、和高音扬声器的任意组合。每个换能器7可使用经由迫使线圈(例如音圈)轴向地移动通过柱形磁隙的柔性悬架连接到刚性盆架或框架的轻质振动膜或锥体。当电音频信号被施加到音圈时，由音圈中的电流形成磁场，从而使其成为可变电磁体。线圈和换能器7的磁性系统进行交互产生磁力，从而导致线圈(从而导致附着的锥体)前后运动，由此在来自源(例如，信号处理器、计算机和音频接收器)的所施加的电子音频信号的控制下再次产生声音。
每个换能器7可逐个并单独地被驱动，以响应于单独且离散的音频信号来产生声音。通过允许根据不同的参数和设置(包括延迟和能级)逐个并单独地驱动扬声器阵列4中的换能器7，扬声器阵列4可产生许多指向性方向图/波束方向图，以模拟或更好地表示根据收听者5的偏好所播放的声音节目内容的相应声道。例如，可由扬声器阵列4发出不同带宽/指向性和角度的波束方向图。
如图1中所示，扬声器阵列4可包括用于连接到音频接收器3的线路或管道。例如，扬声器阵列4可包括多个布线点，并且音频接收器3可包括互补的布线点。布线点可以是分别在扬声器阵列4和音频接收器3后方的接线柱或弹簧夹。导线9单独地缠绕或以其它方式耦接到相应接线点，以将扬声器阵列4电耦接到音频接收器3。
在其他实施方案中，扬声器阵列4可使用无线协议耦接到音频接收器3，使得阵列4和音频接收器3并不物理连接但保持射频连接。例如，扬声器阵列4可包括用于从音频接收器3中的对应WiFi发射器接收音频信号的WiFi接收器。在一些实施方案中，扬声器阵列4可包括用于使用从音频接收器3所接收的无线音频信号来驱动换能器7的集成放大器。如上所述，扬声器阵列4可以是包括根据下述技术用于信号处理并驱动每个换能器7的部件的独立单元。
尽管图1中示出了包括单个扬声器阵列4，但音频系统1可包括通过有线连接或者无线连接耦接到音频接收器3的任何数量的扬声器阵列4。例如，音频系统1可包括六个扬声器阵列4，其分别表示一条声音节目内容的左前方声道、中前方声道、右前方声道、右后方环绕声道、左后方环绕声道和低频声道(例如，重低音扬声器)。在另一个实施方案中，音频系统1可包括表示一条立体声音节目内容的左前方声道和右前方声道的两个扬声器阵列4。
图3示出了根据一个实施方案的功能单元框图和音频接收器3的一些构成硬件部件。图3中所示的部件代表被包括在音频接收器3中的元件，并且不应被解释为排除其他部件。图3中的每个元件在下文中将以举例的方式来描述。
音频接收器3可包括用于使用电信号、无线电信号、或光学信号从一个或多个外部音频源2接收声音节目内容的一个或多个声道的多个输入9。输入9可以是包括位于音频接收器3的暴露表面上的一组物理连接器的一组数字输入9A和9B和模拟输入9C和9D。例如，输入9可包括高清晰度多媒体接口(HDMI)输入、光学数字输入(Toslink)、同轴数字输入和唱机输入。在一个实施方案中，音频接收器3通过与外部音频源2的无线连接来接收音频信号。在该实施方案中，输入9包括用于使用无线协议来与外部音频源2进行通信的无线适配器。例如，无线适配器可能够使用蓝牙、IEEE 802.11x、移动通信的蜂窝全球系统(GSM)、蜂窝码分多址(CDMA)或长期演进(LTE)协议进行通信。
在一个实施方案中，外部音频源2和音频接收器3被集成在一个不可分的单元中。在这个实施方案中，扬声器阵列4也可被集成到同一单元中。例如，外部音频源2和音频接收器3可在一个计算单元中，其中在该单元的左右侧集成有换能器7。
转到音频接收器3，现在将描述来自输入9的通用信号流。首先看数字输入9A和9B，在通过输入9A和/或9B接收到数字音频信号时，音频接收器3使用解码器10A或10B来将电信号、光学信号或音频信号解码成代表声音程序内容的一组音频声道。例如，解码器10A可接收包含六个音频声道的单个信号(例如，5.1信号)并将信号解码成六个音频声道。解码器10A和10B可能够解码使用任何编解码器或技术(包括高级音频编码(AAC)、MPEG音频层II、和MPEG音频层III、和自由无损音频编解码(FLAC))进行编码的音频信号。
转到模拟输入9C和9D，由模拟输入9C和9D所接收的每个模拟信号表示声音节目内容的单个音频声道。因此，可能需要多个模拟输入9C和9D来接收一条声音节目内容的每个声道。音频声道可由相应模数转换器11A和11B数字化，以形成数字音频声道。
来自每个解码器10A和10B和模数转换器11A和11B的数字音频声道被馈送至复用器12。多路复用器12基于控制信号13来选择性地输出一组音频声道。可从音频接收器3中的控制电路或处理器接收或者从外部设备接收控制信号13。例如，控制音频接收器3的操作模式的控制电路可将控制信号13输出到复用器12，以用于选择性地输出一组数字音频声道。
多路复用器12将所选择的数字音频声道馈入到阵列处理器14。由复用器12输出的声道由阵列处理器14来处理，以生成一组经处理的驱动信号。该处理可使用变换诸如快速傅里叶变换(FFT)来在时域和频域两者中操作。阵列处理器14可以是专用处理器诸如专用集成电路(ASIC)、通用微处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号控制器、或一组硬件逻辑结构(例如滤波器、算术逻辑单元、和专用状态机)。阵列处理器14基于来自收听者位置估计器15、收听者识别器16和/或语音命令处理器17的输入来生成用于驱动扬声器阵列4中的换能器7的信号组。
收听者位置估计器15估计收听区域6中的一个或多个人类收听者5的位置。例如，位置估计器15可估计收听区域6中的收听者5的物理坐标或者收听者5相对于扬声器阵列4的角度。图4A示出了收听区域6中的收听者5A的所估计的位置。所估计的位置通过相对于扬声器阵列4的一侧的坐标x,y来定义。尽管图4A中示出为笛卡尔坐标，但是收听者5A的所估计的位置可被表示为相对于扬声器阵列4的角度，如图4B中所示的(例如，收听者5A在扬声器阵列4的纵向轴线的左侧一定α度数)。尽管相对于单个收听者5进行了描述，但位置估计器15可估计收听区域6中的多个收听者5(例如，收听者5A和5B)的位置。
收听者位置估计器15可使用任何设备或算法以用于估计收听者5的位置。在一个实施方案中，一个或多个麦克风18A-18D可以可通信地耦接到收听者位置估计器15，以帮助确定收听区域6中的一个或多个收听者5的位置。在一个实施方案中，麦克风18A-18D直接耦接到音频编解码器19。音频编解码器19可用于编码或者解码从麦克风18A-18D所接收的数据流或信号。在一个实施方案中，除数字音频信号处理之外，音频编解码器19执行由麦克风18A-18D所产生的麦克风信号的模拟域和数字域之间的转换。
在一个实施方案中，麦克风18A-18D被集成在扬声器阵列4中，并且使用一个或多个无线协议(例如，蓝牙和IEEE 802.11x)来将与所感测到的声音对应的麦克风信号传输到音频接收器3。例如，如图1、4A和4B中所示，麦克风18A-18D被集成到扬声器阵列4中。麦克风18A-18D可为任何类型的声电换能器或传感器，包括微机电系统(MEMS)麦克风、压电麦克风、驻极体电容式麦克风或动态麦克风。麦克风18A-18D可提供一系列极性图案，诸如心形、全向形、和8字形。在一个实施方案中，麦克风18A-18D的极性图案可随时间推移而连续改变。
在一个实施方案中，麦克风18A-18D可形成麦克风阵列18。收听者位置估计器15可从麦克风阵列18接收输入并基于这些输入来估计收听者5的位置。在一个实施方案中，麦克风阵列18可感测来自收听区域6中的收听者5的语音命令并基于所感测到的语音命令来估计收听者5的位置。例如，收听者5可通过说出“播放音乐”来命令音频系统1输出声音。响应于由麦克风阵列18感测到该命令，位置估计器15可开始尝试定位收听区域6中的正在讲话的收听者5。在另一个示例中，收听者5可指使位置估计器15通过问候/寻址音频系统1(例如，在音频系统1被称为“系统”的情况下为“你好，系统”)来定位收听区域6中的收听者5。
在一个实施方案中，收听者位置估计器15通过确定所感测到的声音(即，所感测到的语音命令)的到达角来估计收听区域6中的一个或多个收听者5的位置。例如，位置估计器15可通过指向离散数目的角度/方向的多个波束形成器来运行从麦克风阵列18所接收的所感测到的麦克风信号来估计到达角。计算来自每个波束形成器输出的能量输出并且将具有最大能量的方向选择为到达角。尽管相对于收听者5到扬声器阵列4的角度或方向进行了描述，但在一个实施方案中位置估计器15还可基于从麦克风阵列18所接收的所感测到的麦克风信号来估计收听者5到扬声器阵列4的距离。
在一个实施方案中，多个麦克风阵列18可被用于估计收听区域6中的一个或多个收听者5的位置。例如，如图4C中所示，多个扬声器阵列4A和4B可各自包括分别由麦克风18A-18D和18E-18H组成的独立的扬声器阵列18。在知道扬声器阵列4A和4B的相对几何结构的情况下，可使用三角测量来估计一个或多个收听者5的位置。在该示例中，收听者5的所估计的位置可用于针对角度和距离来调节由扬声器阵列4A和4B生成的波束方向图。例如，相比扬声器阵列4B而言距离收听者5B更远的扬声器阵列4A可使其增益增大，使得音频系统1对于收听者5B来说听起来更加均衡。
在另一个实施方案中，多个独立麦克风18A-18C可被用于估计收听区域6中的一个或多个收听者5的位置。例如，如图4D所示，多个扬声器阵列4A-4C可各自包括独立麦克风18A-18C。在知道扬声器阵列4A-4C的相对几何结构的情况下，可使用声音到达每个麦克风18A-18C的时间延迟来估计一个或多个收听者5的位置。例如，如果麦克风18B比麦克风18A晚时间dAB感测到语音命令，则收听者5B位于恒定延迟线AB上。相似地，如果麦克风18B比麦克风18C晚时间dBC感测到语音命令，则收听者5B位于恒定延迟线BC上。延迟线AB和BC的相交点表示对收听者5B的位置的估计。收听者5B的所估计的位置可用于调节由扬声器阵列4A-4C生成的波束方向图。
在一个实施方案中，音频接收器3还可包括收听者识别器16，以用于确定收听区域6中的收听者5的身份。在一个实施方案中，收听者识别器16从麦克风阵列18接收信号。信号可表示由收听者5说出的语音命令或者其他语音。收听者识别器16将这些语音信号与和已知用户/收听者对应的图案进行比较。例如，语音接收器3可包括用于存储已知用户/收听者的语音图案的用户配置文件数据库20。所存储的语音图案可在音频系统1的正常使用期间或者在音频系统1的配置期间被记录。
基于该比较，收听者识别器16使来自收听者5的语音与已知用户配置文件相关联。用户配置文件可包括所识别的收听者5的一个或多个偏好。例如，偏好可包括优选音量设置、优选低音设置、优选高音设置、优选混响设置、优选均衡设置、收听区域6中的常用座位位置和/或其他类似的设置/偏好。在一个实施方案中，在来自收听者5的具有与用户配置文件相关联的所存储的语音图案的语音匹配失败时，收听者识别器16可生成用于新的收听者5的新的用户配置文件。可利用默认设置来初始化新创建的用户配置文件。当新的收听者5随着时间推移使用音频系统1并且基于偏好来改变设置(例如，使用由语音命令处理器17所处理的语音命令)时，用户配置文件设置可自适应匹配这些偏好。
例如，响应于收听者5A的增加音量的请求，收听者5A的用户配置文件可被更新以指示更高音量的偏好。因此，在收听者5A的音频系统1的随后使用期间，由音频接收器3和扬声器阵列4输出的音频的音量可开始于较高的音量。也可基于由收听者5中的每个收听者随着时间推移对音频系统1的使用来对其他用户配置文件进行类似的调节。
在一个实施方案中，用户配置文件设置是基于内容的，使得针对不同的内容类型，收听者5的用户配置文件中的每个设置可具有独立值。例如，音量设置可针对音乐、电影、电视等具有独立优选值。这些内容描述可基于种类而被进一步划分(例如，针对喜剧电影、恐怖电影和戏剧电影的独立音量设置)。
在一个实施方案中，用户配置文件设置可根据一天的时间而被类似地划分。例如，优选音量设置可基于一天的时间使得在上午时间期间优选音量设置在第一个值处(例如，15dB)而在下午时间优选音量设置在第二个值处(例如，20dB)。尽管相对于音量设置进行了描述，但是用于每个收听者5的每个用户配置文件设置可被类似地划分。
在一个实施方案中，音频收听者3还可包括语音命令处理器17。语音命令处理器17或者直接地或者通过音频编解码器19间接地从麦克风阵列18接收信号。麦克风信号可表示由收听者5说出的语音命令。语音命令处理器17处理这些麦克风信号，以确定来自收听者5的预期命令并将对应的控制信号传输到阵列处理器14以执行该命令。例如，麦克风信号可对应于声明“你好，系统！”或者“系统，添加我！”的收听者5A。响应于接收到这些麦克风信号，语音命令处理器17可传输控制信号，以使阵列处理器14生成指在收听者5A处的波束方向图。在该示例中，波束方向图还可基于来自收听者位置估计器15和收听者识别器16的输入来生成，使得波束方向图聚集于收听者5A的当前位置并且符合收听者5A的偏好。
在一个实施方案中，收听者5A可将波束方向图聚集在收听区域6中的预设区域、位置或者地点，而不是聚集在由收听者位置估计器15确定的收听者5的所估计的位置。例如，收听者5A可声明“在地点2处为一半音量。”在该示例中，地点2可被预设为收听者5B所位于的收听区域6中的沙发上的靠右且最靠前的座位。响应于来自收听者5A的该请求，语音命令处理器17传输控制信号，使得阵列处理器14驱动扬声器阵列4以生成在收听区域6中的地点2处具有一半音量的波束方向图。
在一个实施方案中，可基于音频系统1的历史使用来将波束方向图指在所识别的收听者5处。例如，在收听者5A在6:00PM连续使用音频系统1使声束指在预定义地点1和2处若干天之后，收听者5A在6:00PM或大约者6:00PM对音频系统1的随后使用将默认为使声束指在预定义地点1和2处。在一个实施方案中，在收听者位置估计器15不能够估计收听者5的位置时，音频系统1可默认为一个或多个收听者5的上次已知的位置。收听者5的上次已知的位置可连同收听区域6中的常用/优选座位位置一起被存储在用户配置文件数据库20中。
如上所述，语音命令处理器17对语音命令进行分析以确定待执行的操作。语音命令可为预设的操作。例如，收听者5A可声明“针对迷幻音乐进行均衡。”响应于该请求，语音命令处理器17传输使得阵列处理器14基于针对迷幻音乐的预设的均衡设置来对输入音频进行均衡的控制信号。在另一个示例中，收听者5A可声明“系统，淹没房间！”响应于该请求，语音命令处理器17传输使得阵列处理器14驱动扬声器阵列4以生成覆盖整个收听区域6的宽波束方向图的控制信号。
如上所述，基于来自收听者位置估计器15、收听者识别器16和/或语音命令处理器17的输入，一条声音节目内容的一个或多个音频声道被阵列处理器14修改以根据收听者5的偏好来生成波束方向图。声音节目内容的经处理的片段从阵列处理器14传送至一个或多个数模转换器21，以产生一个或多个不同的模拟信号。将由数模转换器21产生的模拟信号被馈送到功率放大器22，以驱动扬声器阵列4的所选择的换能器7，从而产生期望的波束方向图。
现转向图5，其将描述一种用于调节由扬声器阵列4发出的声音的方法30。方法30的操作可由音频接收器3、扬声器阵列4和音频系统1的其他设备中的一个或多个部件来执行。
在一个实施方案中，方法30开始于操作31，其中收听者5说出语音命令。语音命令可指示收听者5想要使声束聚集于他/她或者聚集于收听区域6中的指定位置，调节由扬声器阵列4所发出的声音(例如，音量、均衡和混响)，和/或其他类似的修改。图6A和图6B示出了说出独立语音命令的收听者5A的示例。
在收听者发出语音命令之后，操作32使用一个或多个麦克风阵列18来感测语音命令。麦克风阵列18可被分别结合到一个或多个扬声器阵列4中，或者直接耦接到音频接收器3。与所感测到的语音命令对应的麦克风信号可被传送到音频接收器3以用于进一步的处理，这将在下面更加详细地描述。
在操作33处，麦克风信号与和用户配置文件相关联的语音模式/标记进行比较，以识别正在讲话的收听者5。该比较可使用用于执行语音识别使得正在讲话的收听者5被识别的任何已知的技术。在一个实施方案中，在来自收听者5的具有与用户配置文件相关联的所存储的语音模式/标记的语音匹配失败时，操作33可生成用于新的收听者5的新的用户配置文件。新创建的用户配置文件可利用默认设置来初始化。当新的收听者5随着时间推移使用音频系统1并基于偏好(例如，语音命令)改变设置时，用户配置文件设置可自适应匹配这些偏好。
在操作34处，方法30确定待应用于将由音频接收器3和扬声器阵列4生成的波束方向图的设置。该设置可基于所感测到的语音命令中的指示、正在讲话/所识别的收听者5的所估计的位置和/或存储在与正在讲话/所识别的收听者5相关联的用户配置文件中的偏好。例如，操作35可使用如上所述的收听者位置估计器15来确定正在讲话/已识别的收听者5的所估计的位置。使用该所估计的位置，操作35可确定方向设置以指引波束方向图。在另一个示例中，所感测到的语音命令可声明“降低声音到一半音量。”响应于该语音命令，操作35可确定用于该波束方向图的音量设置。又如，操作35可基于在相关联的用户配置文件中所存储的偏好来确定用于通过波束方向图发出的音频的均衡设置。
基于图6A中的示例性语音命令，操作34可确定指向地点1的第一波束方向图具有一半音量以及指向地点2的第二波束方向图具有全音量的设置。其他设置可基于收听者5A和5B的身份、一天的时间、音频内容等来确定。基于图6A中的示例性语音命令，操作34可确定指在收听者5A的所估计的位置处的第一波束方向图和指在收听者5B的所估计的位置处的第二波束方向图的设置。其他设置可基于收听者5A和5B的身份、一天的时间、音频内容等来确定。
在操作35处，方法30应用所确定的设置来在没有显著的开销和与收听者5A和5B的交互的情况下生成定制的波束方向图。具体地，所生成的波束方向图被定制为具有来自收听者5A和5B的最少输入的收听者5A和/或5B的明确偏好和隐含偏好。图7A和7B示出了分别基于图6A和6B中的语音命令来针对收听者5A和5B生成的波束方向图。在一个实施方案中，方法30被继续执行以当收听者5的偏好和位置随着时间改变时修改针对收听者5的波束方向图。在一个实施方案中，操作35基于当前使用的设置来更新被存储在用户配置文件数据库20中的相应的用户配置文件的偏好。该调节确保收听者设置是最新的并反映每个收听者5的当前偏好。
如上文阐述，本发明的实施方案可为制品，其中在机器可读介质(诸如微电子存储器)上存储有指令，该指令对一个或多个数据处理部件(本文中一般被称为“处理器”)进行编程以执行上述操作。在其他实施方案中，可通过包含硬连线逻辑部件(例如，专用数字滤波器块和状态机)的特定硬件部件来执行这些操作中的一些操作。可替代地，可通过所编程的数据处理部件和固定硬连线电路部件的任何组合来执行那些操作。
虽然已描述并且在附图中示出了某些实施方案，但应当理解，此类实施方案仅用于说明广义的发明而非对其进行限制，并且本发明并不限于所示和所述的特定构造和布置，因为对于本领域的普通技术人员而言可想到各种其它修改。因此，要将描述视为示例性的而非限制性的。

Claims (18)

1.一种用于调节由一个或多个扬声器阵列发出的声音的音频系统，包括：
多个麦克风，用于感测来自收听者的语音命令，其中收听者与用户配置文件相关联；
处理器，用于：
至少部分地基于用户配置文件确定收听者的身份；
至少部分地基于所感测到的语音命令来确定是否能够检测到所述收听者的当前位置；
如果能够检测到所述收听者的当前位置，基于所述收听者的当前位置和所述收听者的身份确定应用于由所述一个或多个扬声器阵列中的一个所发出的波束方向图的设置；以及
如果不能检测到所述收听者的当前位置，基于与所述收听者的身份相关联的优选位置或者与所述收听者的身份相关联的先前位置，确定应用于由所述一个或多个扬声器阵列中的一个所发出的波束方向图的设置。
2.根据权利要求1所述的音频系统，其中用户配置文件包括来自以下中的一个或多个收听偏好：音量设置、低音设置、高音设置、混响设置、均衡设置、收听区域中的常用座位位置。
3.根据权利要求2所述的音频系统，其中，如果不能确定收听者的身份，处理器生成用于该收听者的包含默认设置的新用户配置文件，并且在收听者随着时间推移使用音频系统时改变所述新用户配置文件中的一个或多个设置以匹配收听者的偏好。
4.根据权利要求3所述的音频系统，其中，处理器使用来自收听者的语音命令改变所述新用户配置文件中的一个或多个设置。
5.根据权利要求1所述的音频系统，其中，如果不能确定收听者的身份，处理器生成用于该收听者的包含默认设置的新用户配置文件，并且在收听者随着时间推移使用音频系统时改变所述新用户配置文件中的一个或多个设置以匹配收听者的偏好。
6.根据权利要求5所述的音频系统，其中，处理器使用来自收听者的语音命令改变所述新用户配置文件中的一个或多个设置。
7.根据权利要求5所述的音频系统，其中，处理器更新所述新用户配置文件以指示更高音量的偏好，并且在收听者的音频系统的随后使用期间，扬声器阵列输出的音频的音量开始于高的音量。
8.根据权利要求1所述的音频系统，其中，用户配置文件具有根据一天的时间而被划分的设置，从而该设置具有在一天中的一个时间的第一值以及在一天中的另一时间的不同值。
9.根据权利要求1所述的音频系统，其中，当能够检测到收听者的当前位置时，所述一个或多个扬声器阵列中的一个所发出的波束方向图聚集于收听者的当前位置并符合收听者的偏好。
10.一种用于调节由一个或多个扬声器阵列发出的声音的方法，包括：
使用多个麦克风感测来自收听者的语音命令，其中收听者与用户配置文件相关联；
至少部分地基于用户配置文件确定收听者的身份；
至少部分地基于所感测到的语音命令来确定是否能够检测到所述收听者的当前位置；
如果能够检测到所述收听者的当前位置，基于所述收听者的当前位置和所述收听者的身份确定应用于由所述一个或多个扬声器阵列中的一个所发出的波束方向图的设置；以及
如果不能检测到所述收听者的当前位置，基于与所述收听者的身份相关联的优选位置或者与所述收听者的身份相关联的先前位置，确定应用于由所述一个或多个扬声器阵列中的一个所发出的波束方向图的设置。
11.根据权利要求10所述的方法，其中用户配置文件包括来自以下中的一个或多个收听偏好：音量设置、低音设置、高音设置、混响设置、均衡设置、收听区域中的常用座位位置。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，如果不能确定收听者的身份，则生成用于该收听者的包含默认设置的新用户配置文件，并且在收听者随着时间推移使用音频系统时改变所述新用户配置文件中的一个或多个设置以匹配收听者的偏好。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，改变所述新用户配置文件中的一个或多个设置包括使用来自收听者的语音命令。
14.根据权利要求10所述的方法，其中，如果不能确定收听者的身份，则生成用于该收听者的包含默认设置的新用户配置文件，并且在收听者随着时间推移使用音频系统时改变所述新用户配置文件中的一个或多个设置以匹配收听者的偏好。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，改变所述新用户配置文件中的一个或多个设置包括使用来自收听者的语音命令。
16.根据权利要求14所述的方法，进一步包括更新所述新用户配置文件以指示更高音量的偏好，
其中，在收听者的音频系统的随后使用期间，扬声器阵列输出的音频的音量开始于高的音量。
17.根据权利要求10所述的方法，其中，用户配置文件具有根据一天的时间而被划分的设置，从而该设置具有在一天中的一个时间的第一值以及在一天中的另一时间的不同值。
18.根据权利要求10所述的方法，其中，当能够检测到收听者的当前位置时，所述一个或多个扬声器阵列中的一个所发出的波束方向图聚集于收听者的当前位置并且符合根据收听者的偏好。
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