CN112399327A - 对波束成形扩音器执行自动最佳听音点校准的系统和方法 - Google Patents

对波束成形扩音器执行自动最佳听音点校准的系统和方法 Download PDF

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Abstract

一种系统，包括音频源，所述音频源被配置成：将第一激励信号传输到第一波束成形扩音器组件和第二波束成形扩音器组件中的一者以回放音频输出；以及从所述第一波束成形扩音器组件和所述第二波束成形扩音器组件中的所述一者接收所述音频输出。所述音频源被配置成：确定在第一波束成形扩音器组件与第二波束成形扩音器组件之间的第一距离；以及确定在所述音频源与所述第一波束成形扩音器组件之间的第二距离。所述音频源被配置成：确定在所述音频源与所述第二波束成形扩音器组件之间的第三距离；以及至少基于所述第一距离、所述第二距离和所述第三距离来确定用于从所述第一波束成形扩音器组件和所述第二波束成形扩音器组件中的每一者传输所述音频输出的位置。

Description

对波束成形扩音器执行自动最佳听音点校准的系统和方法
技术领域
本文公开的各方面总体涉及用于针对波束成形扩音器执行自动最佳听音点校准的系统和方法。本文将更详细地论述这些方面和其他方面。
背景技术
Kriegel等的美国公布号2018/0242097提供了一种音频接收器，所述音频接收器接收表示声音内容的一个或多个信道的一个或多个输入音频信号，并且向所述输入音频信号应用第一波束图以生成第一组波束成形的音频信号。所述音频接收器确定比所述第一波束图具有更小方向性的第二波束图。所述音频接收器确定使用所述第一组波束成形的音频信号来驱动扩音器阵列将导致所述扩音器阵列的一个或多个换能器超出操作阈值而操作。作为响应，所述音频接收器向所述输入音频信号应用所述第二波束图以生成第二组波束成形的音频信号。所述音频接收器使用所述第二组波束成形的音频信号来驱动所述扩音器阵列。
发明内容
在至少一个实施方案中，提供了一种用于确定让波束成形扩音器系统将音频输出传输到的位置的系统。所述系统包括存储器装置和包括所述存储器装置的音频源。所述音频源被配置成：将第一激励信号传输到第一波束成形扩音器组件和第二波束成形扩音器组件中的一者以回放音频输出；以及从所述第一波束成形扩音器组件和所述第二波束成形扩音器组件中的所述一者接收所述音频输出。所述音频源还被配置成：确定在第一波束成形扩音器组件与第二波束成形扩音器组件之间的第一距离；以及确定在所述音频源与所述第一波束成形扩音器组件之间的第二距离。所述音频源还被配置成：确定在所述音频源与所述第二波束成形扩音器组件之间的第三距离；以及至少基于所述第一距离、所述第二距离和所述第三距离来确定用于从所述第一波束成形扩音器组件和所述第二波束成形扩音器组件中的每一者传输所述音频输出的位置。
在至少另一实施方案中，提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品体现于非暂时性计算机可读介质中，所述计算机程序产品被编程为确定让波束成形扩音器系统将音频输出传输到的位置。所述计算机程序产品包括进行以下操作的指令：将第一激励信号传输到第一波束成形扩音器组件和第二波束成形扩音器组件中的一者以回放音频输出；以及从所述第一波束成形扩音器组件和所述第二波束成形扩音器组件中的所述一者接收所述音频输出。所述计算机程序产品包括进行以下操作的指令：确定在第一波束成形扩音器组件与第二波束成形扩音器组件之间的第一距离；以及确定在所述音频源与所述第一波束成形扩音器组件之间的第二距离。所述计算机程序产品包括进行以下操作的指令：确定在所述音频源与所述第二波束成形扩音器组件之间的第三距离；以及至少基于所述第一距离、所述第二距离和所述第三距离来确定用于从所述第一波束成形扩音器组件和所述第二波束成形扩音器组件中的每一者传输所述音频输出的位置。
在至少另一实施方案中，提供了一种用于确定让波束成形扩音器系统将音频输出传输到的位置的方法。所述方法包括从第一波束成形扩音器组件和第二波束成形扩音器组件中的一者接收音频输出。所述方法还包括：确定在第一波束成形扩音器组件与第二波束成形扩音器组件之间的第一距离；以及确定在所述音频源与所述第一波束成形扩音器组件之间的第二距离。所述方法还包括：确定在所述音频源与所述第二波束成形扩音器组件之间的第三距离；以及至少基于所述第一距离、所述第二距离和所述第三距离来确定用于从所述第一波束成形扩音器组件和所述第二波束成形扩音器组件中的每一者传输所述音频输出的位置。所述位置对应于某一方位，在所述方位，听者将来自所述第一波束成形扩音器组件和所述第二波束成形扩音器组件的所述音频输出感知为具有类似的响度和声学延迟。
附图说明
在所附权利要求中具体地指出本公开的实施方案。然而，通过结合附图参考以下详细描述，各种实施方案的其他特征将变得更加显而易见并且将得到最佳理解，附图中：
图1大体上描绘为听者提供最佳听音点收听体验的音频回放系统的一个示例；
图2大体上描绘根据一个实施方案的为听者提供动态最佳听音点收听体验的音频系统的一个示例；
图3大体上描绘用于根据音频源来校准扩音器系统以实现最佳听音点的一个示例；
图4大体上描绘根据一个实施方案的针对波束成形扩音器系统执行最佳听音点校准的音频系统；
图5大体上描绘根据一个实施方案的由音频系统执行以针对波束成形扩音器系统执行最佳听音点校准的第一方面；
图6大体上描绘结合如图5中陈述的第一方面的左波束成形扩音器或右波束成形扩音器的音频输出的信号轮廓；
图7大体上描绘根据一个实施方案的具有与激励信号相关联的对应的系统时延的音频系统；
图8大体上描绘根据一个实施方案的对应的系统时延、在第一扩音器组件与第二扩音器组件之间的距离以及激励信号的飞行时间；
图9大体上描绘根据一个实施方案的由音频系统执行以针对波束成形扩音器系统执行最佳听音点校准的第二方面；
图10大体上描绘根据一个实施方案的关于音频源确定左扩音器组件和右扩音器组件的角度的方式的示例；
图11A至图11B大体上描绘根据一个实施方案的左扩音器组件和右扩音器组件的峰值振幅和其测量结果；
图12大体上描绘根据第三方面的解决音频系统的模糊性的方式和系统确定最佳听音点的方式的一个示例；
图13A至图13B大体上描绘根据一个实施方案的左扩音器组件和右扩音器组件的峰值振幅和其测量结果；
图14大体上描绘结合如图12中陈述的第三方面的左波束成形扩音器组件或右波束成形扩音器组件的输出的信号轮廓；以及
图15大体上描绘根据一个实施方案的针对波束成形扩音器系统执行最佳听音点校准的方法。
具体实施方式
根据需要在本文公开本发明的详细实施方案；然而，将理解，所公开的实施方案仅仅示范了可能以各种和替代性形式体现的本发明。图不一定按比例；一些特征可能经过夸示或缩减到最小以示出特定部件的细节。因此，本文公开的特定结构和功能细节将不被理解为具限制性，而是仅仅理解为用于教导本领域技术人员不同地采用本发明的代表性基础。
应认识到，本文公开的控制器可包括各种微处理器、集成电路、存储器装置(例如，FLASH、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)或其他合适的其变体)和彼此协作以执行本文公开的操作的软件。另外，所公开的此类控制器利用一个或多个微处理器来执行体现于非暂时性计算机可读介质中的被编程为执行任何数目个所公开的功能的计算机程序。此外，本文提供的控制器包括壳体和定位在所述壳体内的各种数目个微处理器、集成电路和存储器装置((例如，FLASH、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM))。所公开的控制器还包括基于硬件的输入端和输出端，以便分别从如本文论述的其他基于硬件的装置接收数据和向所述装置传输数据。
图1大体上描绘音频回放系统100的一个示例，所述音频回放系统包括设备101和实现听者104的最佳听音点的波束成形扩音器系统102。设备101可为(例如)向扩音器系统102提供音频输入信号的音频源(在下文为101)。应认识到，音频源101可为移动装置、膝上型计算机、平板计算机或它的其他合适的变体。音频源101可将音频输入信号无线地(或经由硬线连接)传输到扩音器系统102。扩音器系统102为听者104回放音频输入信号。扩音器系统102大体上包括左波束成形扩音器组件(在下文为“左扩音器组件”)102a和右波束成形扩音器组件(在下文为“右扩音器组件”)102b。然而，应认识到，扩音器系统102可包括为听者104回放音频输入信号的任何数目个扩音器组件。
可将左扩音器组件和右扩音器组件102a、102b实施为波束成形扩音器，并且每个组件102a、102b包括扩音器阵列。在一个示例中，每个波束成形扩音器组件可包括扩音器阵列，所述扩音器阵列包括总共三十三个扬声器驱动器。举例来说，所述三十三个扬声器驱动器可包括(例如)十二个3/4”(19mm)高音扬声器、十六该2”(50mm)中音扬声器、四个5.25”(50mm)低音扬声器以及一个10”(250mm)集成重低音扬声器。在此情况下，可将此类波束成形扩音器组件实施为(例如)Lexicon SL-1TM扩音器组件。应认识到，高音扬声器、中音扬声器、低音扬声器和超低音音箱的数目和大小可基于特定实现方式的期望标准而变。
给定的扩音器组件102a、102b中的每个扩音器阵列能够由若干数字声音处理器(DSP)(未示出)控制。在一个示例中，DSP可利用有限脉冲响应(FIR)滤波器和各种信号处理算法来控制来自组件102a、102b的音频输出。举例来说，DSP可控制正从扩音器组件102a、102b输出的音频信号的相位(或角度)和音量，以实现音频输出到预期目标(或预期听者104)的高方向性。一般来说，DSP可位于每个扩音器组件102a、102b内并且大体上从音频源101接收激励信号。将在下文更详细地论述所述激励信号。所述DSP从音频源101接收音频输入信号，并且控制波束成形操作以为听者104回放音频输入信号作为音频输出。
在图1中说明的示例中，左扩音器组件和右扩音器组件102a、102b为听者104提供收听最佳听音点。举例来说，一般可将最佳听音点限定为左扩音器组件和右扩音器组件102a、102b向听者104提供音频输出的相同响度和飞行时间(例如，延迟)。可替代地，来自左扩音器组件和右扩音器组件102a、102b的音频输出同时地并且以相同水平到达听者104。
图2大体上描绘根据一个实施方案的结合动态最佳听音点的系统100的一个示例。与图1相比，图2说明在音频源101与左扩音器组件102a之间的距离不同于在音频源101与右扩音器组件102b之间的距离。然而，可对系统10进行校准以控制音频输出，使得所述音频输出同时地并且以相同水平到达左扩音器组件102a和右扩音器组件102b。
在没有最佳听音点校准的情况下，可了解，音频源101向左扩音器组件102a提供音频输出，之后所述音频输出被右扩音器组件102b接收到，这是因为左扩音器组件102a与右扩音器组件102b相比更接近音频源101。为了考虑到在音频源101与左扩音器组件102a之间的距离以及在音频源101与右扩音器组件102b之间的距离上的差异，对系统100进行校准，使得音频源101在从其向最接近的扩音器组件(即，左扩音器组件102a)传输音频时改变所述音频的延迟和增益。在此情况下，与向音频输出到右扩音器组件102b的传输应用的任何延迟相比，音频源101可针对音频输出到左扩音器组件102a的传输采用更长的延迟。
举例来说，可对音频源101进行校准，以确保从所述音频源传输的音频被左扩音器组件102a和右扩音器组件102b两者同时接收到，并且从音频源101传输的音频在左扩音器组件102a和右扩音器组件102b处以相同的振幅输送。左扩音器组件和右扩音器组件102a和102b随后可使音频波束集中于(或将所述音频波束引导向)听者104作为由这些装置提供的波束成形功能性的部分。
图3大体上描绘校准扩音器系统202以用于实现听者的最佳听音点的音频系统200的一个示例。举例来说，系统200包括音频源204，所述音频源可呈具有内置麦克风(未示出)的平板计算机的形式。音频源204包括用户界面206，所述用户界面使用户能够相对于用户界面206上的音频源204(例如，参见参考元件210)的视觉指示符来指定在用户界面206的显示器上大体上示出的每个扬声器(例如，参见参考元件208a和208b，所述参考元件分别对应于左扩音器组件和右扩音器组件的视觉指示符)的距离。音频源204存储与由用户输入的距离设置相对应的信息，并且相应地调整音频信号到扩音器系统200的传输的延迟。
图4大体上描绘根据一个实施方案的针对波束成形扩音器系统执行最佳听音点校准的音频系统100。音频源101大体上配备有至少一个麦克风106(在下文称为“麦克风106”)以执行所述校准。一般来说，音频源101可将激励信号无线地传输到左扩音器组件和右扩音器组件102a、102b以回放音频。响应于接收到所述激励信号，左扩音器组件和右扩音器组件102a、102b传输音频输出。应认识到，所述激励信号是不可听的。
麦克风106捕获从左扩音器组件和右扩音器组件102a、102b提供的音频输出。一般来说，可要求从激励信号的传输到音频输出的接收和回放以及最终将音频输出记录在麦克风106上的稳定的往返时延。举例来说，与往返时延相关联的抖动必须稳定，并且所述抖动必须在+/-145微秒之间，这大体上等于处于48kHz的音频输出上的7个音频数据样本。这可确保音频源101能够断定左扩音器组件102a和右扩音器组件102b中的每一者距所述音频源的距离在+/-5cm以内。将在下文更详细地论述执行最佳听音点校准所需的方面。
图5大体上描绘根据一个实施方案的由系统100执行以针对波束成形扩音器系统102执行最佳听音点校准的第一方面。在第一方面，音频源101在发送第一激励信号之后确定在扩音器组件102a、102b之间的距离。一般来说，用户可将音频源101放置成接近左扩音器组件或右扩音器组件102a、102b。在一个示例中，用户可将音频源101放置在左扩音器组件或右扩音器组件102a、102b的5cm以内。另外，用户可启动左扩音器组件或右扩音器组件102a、102b，以响应于激励信号而将音频输出作为全向波束而不是定向波束(或具有预定方向性的波束成形波束)传输到音频源101。
在此情况下，左扩音器组件或右扩音器组件102a、102b以跨-180度至+180度(例如，全向)的大水平角度传输音频输出，如图6的信号轮廓框300中所说明(例如，参见图6的轴线302)。左扩音器组件和/或右扩音器组件102a和102b在250Hz至约1.5kHz(参见图6的轴线304)的频率范围(或预定频率范围)内传输音频信号。在图6中提供的轴线306对应于在各种分贝水平下的信号的衰减。激励信号具有250Hz至约1.5kHz的带宽，使得扩音器组件102a、102b回放处于此频率范围的音频。激励信号包括250Hz至1.5kHz的带宽，以使左扩音器组件或右扩音器组件102a和102b能够以高性能控制处于此频率范围的方向性。将音频源101放置成接近左扩音器组件或右扩音器组件102a、102b会校准在这些扩音器组件102a、102b之间的系统时延和距离。举例来说，音频源101执行飞行时间计算以确定在左扩音器组件或右扩音器组件102a、102b之间的距离。
图7描绘包括在左扩音器组件102a与右扩音器组件102b之间的距离的系统100。结合激励信号示出了系统时延st。在一个示例中，所述系统时延st可为30毫秒。图7和图8提供了关于确定距离的方式的附加信息。
通过图7和图8，可将以下内容限定为：
st＝系统时延；
dt＝扬声器距离(飞行时间)(秒)；
d＝扩音器距离(m)；
c＝声音速度(即，343m/s)，
其中可通过以下等式分别发现dt’(即，飞行时间)和d(即，扩音器的距离(或在扩音器之间的距离))：
dt＝d’t-st 等式(1)
d＝dt*c 等式(2)
图9大体上描绘根据一个实施方案的由音频系统100执行以针对波束成形扩音器系统102执行最佳听音点校准的第二方面。在第二方面，音频源101传输可为全向的第二激励信号，以确定每个扩音器组件102a、102b相对于音频源101的距离。然而，出现了模糊性，原因在于每个扩音器组件102a、102b的位置(例如，角度)可能不是已知的。一旦音频源101如上文结合图5所述确定了距左扩音器组件和/或右扩音器组件102a、102b的距离，便需要音频源101解决与左扩音器组件和/或右扩音器组件102a、102b相对于音频源101的方位相关的模糊性。举例来说，虽然音频源101可确定距左扩音器组件和/或右扩音器组件102a、102b的距离；但不知晓左扩音器组件和/或右扩音器组件102a、102b位于音频源101的前方还是位于音频源101的后方(或后面)。在音频源101与左扩音器组件102a之间的距离大体上是由变量L限定，并且在音频源101与右扩音器组件102b之间的距离大体上是由变量R限定。将结合图10更详细地论述L和R的相关性。
在图9中说明的方面无意说明两个音频源101实际存在于系统100中。而是，图9说明音频源101位于可在左扩音器组件和右扩音器组件102a、102b的前方的位置320，或者音频源101可位于可定位在左扩音器组件和右扩音器组件102a、102b后方或后面的位置322。在此情况下，存在需要解决的模糊性。因此，依据左扩音器组件和右扩音器组件102a、102b的方位；最佳听音点可位于左扩音器组件和/或右扩音器组件102a、102b的前方或左扩音器组件和/或右扩音器组件102a、102b的后方(或后面)。
为了解决此模糊性，音频源101将激励信号传输到左扩音器组件和右扩音器组件102a、102b。响应于所述激励信号，左扩音器组件和右扩音器组件102a、102b根据波束成形原理在单个方向上将具有方向性的音频输出(例如，不与结合图5所传输的全向波束一样)传输到音频源101。举例来说，音频源101传输单独的控制信号(不同于所述激励信号)，所述控制信号指导扩音器以某一方向场(不是如上文结合图4和图6所论述的全向场)传输音频输出。由音频源101传输到左扩音器组件和右扩音器组件102a、102b的控制信号还提供左扩音器组件和右扩音器组件102a、102b传输音频输出信号的对应角度(例如，左扩音器组件102a是α并且右扩音器组件102b是β)以解决模糊性。在提供具有对应角度α、β的控制信号之前，需要确定这些角度α、β。将结合图10更详细地论述这方面。
图10描绘关于音频源101分别确定左扩音器组件和右扩音器组件102a、102b的角度α和β的方式的示例。另外，音频源101确定在音频源101与左扩音器组件102a之间的距离L以及在音频源101与右扩音器组件102b之间的距离R。将在下文更详细地论述这些方面。结合图10所说明的系统100提供了多个延迟块110a–110c。延迟块110a大体上对应于与控制信号从音频源101到左扩音器组件和右扩音器组件102a、102b的传输相关联的信号延迟(或延迟时延)。延迟块110b大体上对应于与音频输出信号从左扩音器组件102a到音频源101的麦克风106的传输相关联的信号延迟(例如，左扩音器组件102a的声学延迟)。延迟块110c大体上对应于与音频输出信号从右扩音器组件102b到音频源101的麦克风106的传输相关联的信号延迟(例如，左扩音器组件102a的声学延迟)。
如上文所述，音频源101如上文结合等式2所述来确定在左扩音器组件和右扩音器组件102a和102b之间的距离d。相应地，除了在音频源101与左扩音器组件102a之间的距离L以及在音频源101与右扩音器组件102b之间的距离R之外，音频源101还利用距离d、L和R来确定对应的角度α和β。音频源101将激励信号传输到左扩音器组件和右扩音器组件102a、102b，使得这些组件102a、102b与上文结合图5和图6所述类似地在全向范围上传输音频输出信号。
图11A描绘由音频源101对来自左扩音器组件102a的音频输出执行的测量的示例。一般来说，音频源101确定来自左扩音器组件102a的音频输出的峰值振幅L’t，其中峰值振幅L’t对应于来自左扩音器组件102a的音频输出达到峰值所花费的时长。音频源101确定来自左扩音器组件102a的音频输出的飞行时间lt。音频源101确定来自左扩音器组件102a的音频输出的飞行时间Lt，并且还使用以下等式确定在音频源101与左扩音器组件102a之间的距离：
Lt＝L’t–st (等式3)
L＝Lt*c[m] (等式4)
图11B描绘由音频源101对来自右扩音器组件102b的音频输出执行的测量的示例。一般来说，音频源101确定来自右扩音器组件102b的音频输出的峰值振幅R’t，其中峰值振幅R’t对应于来自右扩音器组件102b的音频输出达到峰值所花费的时长。音频源101确定来自右扩音器组件102b的音频输出的飞行时间Rt，并且还使用以下等式确定在音频源101与右扩音器组件102b之间的距离：
Rt＝R’t–st (等式5)
R＝Rt*c[m] (等式6)
在L、R和d是已知的情况下，音频源101可利用以下等式来确定角度α和β：
α＝acos(L2+d2-R2)/2Ld 等式(7)
β＝acos(R2+d2-L2)/2Rd 等式(8)
如上文所述，音频源101包括与在传输到左扩音器组件和右扩音器组件102a、102b的控制信号上的角度α和β相对应的信息，使得左扩音器组件和右扩音器组件102a、102b分别以这些对应的角度α和β在定向的场(例如，不是全向的狭音频场)中传输音频数据。
音频源101确定从左扩音器组件102a和右扩音器组件102b接收的哪个音频数据是最响的，以便消除如上文所述的模糊性。将在下文更详细地论述此方面。
图12大体上描绘根据第三方面的解决系统100的模糊性的方式和系统100确定听者104的最佳听音点(S1或S2)的方式的一个示例。如上文所述，一旦音频源101确定了对应的角度(例如，左扩音器组件102a是α并且右扩音器组件102b是β)，音频源101便将与角度α和β相对应的信息分别传输到左扩音器组件和右扩音器组件102a和102b。图12描绘两个对应的角度(例如，α1、α2)，其中可在用于左扩音器组件102a的控制信号上传输仅关于这些角度中的一者的信息，以传输音频输出信号来确定最佳听音点位置。应认识到，α1或α2可为正或负。举例来说，可将角度α1限定为-α，并且可将角度α2限定为+α。同样地，应认识到，β1或β2可为正或负。举例来说，可将角度β1限定为-β，并且可将β2限定为+β。
在图12中说明的示例中，出于说明的目的，提供了两个音频源101。然而，在实现中，实际上可提供这些音频源101中的仅一者。一般来说，不知道音频源101关于左扩音器组件和右扩音器组件102a和102b定位在何处，这是说明两个音频源101的原因。一般来说，音频源101向左扩音器组件102a提供具有与角度-α相对应的信息的控制信号(具有方向性)，并且音频源101向右扩音器组件102b提供具有与角度+β相对应的信息的控制信号(例如，基于上文所述的等式7和等式8来确定角度-α1和+β)。因此，左扩音器组件102a朝向最佳听音点S2传输音频输出信号，并且右扩音器组件102b朝向最佳听音点S1传输音频输出信号。此时，不知道实际的最佳听音点在哪里，仅知道最佳听音点可对应于S1位置或S2位置。
响应于左扩音器组件102a和右扩音器组件102b分别以角度-α、+β传输音频输出信号，音频源101对从此类组件102a和102b接收的音频输出信号的峰值振幅执行测量。图13A和图13B大体上说明来自左扩音器组件102a和右扩音器组件102b的音频输出的峰值振幅。在此情况下，音频源101确定来自右扩音器组件102b的音频输出信号的哪个峰值振幅(即，aR)是最响的(例如，参见图13B)。
一般来说，如果来自左扩音器组件102b的音频输出的aR(例如，所测得的峰值振幅)大于aL(例如，来自左扩音器组件102a的所测得的峰值振幅输出)，则确定最佳听音点在位置S1处。图13a和图13b对应于此状况，并且确定S1是最佳听音点，因为aR的峰值振幅大于aL的所测得的峰值振幅。在此情况下，音频源101定位在图12的底部(或在左扩音器组件和右扩音器组件102a–102b的前方)。一旦音频源101确定最佳听音点的位置是在S1处，则音频源101随后传输另一控制信号，使得左扩音器组件102a以角度+α传输音频输出(请注意，这是用于确定最佳听音点S1的位置并且在正上文所述的角度-α的相反值)，并且右扩音器组件102b继续以角度+β传输音频输出，使得来自左扩音器组件102a和右扩音器组件102b中的每一者的音频输出都被引导到最佳听音点S1。
可替代地，如果来自左扩音器组件102a的音频输出的aL(例如，所测得的峰值振幅)大于aR(例如，来自左扩音器组件102b的所测得的峰值振幅输出)，则确定最佳听音点在位置S2处。在此情况下，音频源101定位在图12的顶部(或在左扩音器组件和右扩音器组件102a–102b的后方)。一旦音频源101确定最佳听音点的位置是在S2处，则音频源101随后传输另一控制信号，使得左扩音器组件102a继续以角度-α传输音频输出并且右扩音器组件102b以角度-β((请注意，这是角度+β的相反值))，所述角度用于确定最佳听音点S1的位置并且在正上文提及)传输音频输出，使得来自左扩音器组件102a和右扩音器组件102b中的每一者的音频输出都被引导到最佳听音点S2。
图14大体上描绘结合如图12中陈述的第三方面的左或右波束成形扩音器组件102a、102b的输出的信号轮廓500。对于结合图8所说明的方面，左扩音器组件或右扩音器组件102a、102b以跨-50度至+50度的小水平角度传输音频输出，如图9的信号轮廓框300中所说明(例如，参见图6的轴线502)。左扩音器组件和/或右扩音器组件102a和102b在250Hz至约1.5kHz(参见图9的轴线504)的频率范围内传输音频信号。在此情况下，对频率进行控制，使得在音频源101处恰当地接收音频输出(例如，来自左和或右扩音器组件102a、102b)，以确定左扩音器组件和右扩音器组件102a、102b的响度。通过在此频率范围(例如，250Hz至1.5KHz)内控制方向性(例如，全方向或具有窄波束的波束成形)，有可能检测出波束成形的振幅差异)。一般来说，来自左扩音器组件和右扩音器组件102a、102b的音频输出信号具有窄方向性(例如，不是全向的)并且在所述频率范围内。这些方面产生了有利的结果，原因在于方向性和频率被良好地控制，并且音频输出信号的测量声调的频率不是非常高，非常高的频率可能会干扰听者。
图15描绘根据一个实施方案的针对波束成形扩音器系统执行最佳听音点校准的方法600。
在操作602中，音频源101将激励信号传输到左扩音器组件102a和右扩音器组件102b以建立稳定的往返时延(例如，st)。如上文所述，与往返时延相关联的抖动必须稳定，并且所述抖动应在+/-145微秒之间，这大体上等于由左扩音器组件和右扩音器组件102a和102b提供的处于48kHz的音频输出上的7个音频数据样本。举例来说，稳定的往返时延可为30毫秒。上文结合图4更详细地描述了此方面。
在操作604中，音频源101确定在左扩音器组件和右扩音器组件102a、102b之间的距离d。如上文结合图7所述，音频源101确定扬声器距离或与所述距离相对应的飞行时间(例如，dt)，并且基于上文陈述的等式(2)来计算距离d。
在操作606中，音频源101确定在音频源101与左扩音器组件102a之间的距离L。音频源101还基于上述等式4和等式6来确定在音频源101与右扩音器组件之间的距离R。
在操作608中，音频源101基于上述等式7和等式8来确定左扩音器组件的角度α和右扩音器组件的角度β。
在操作610中，音频源101将与角度(例如，α)相对应的信息传输到左扩音器组件102a，并且将与角度(例如，β)相对应的信息传输到右扩音器组件102b以确定最佳听音点的位置。
在操作612中，音频源101测量来自左扩音器组件102a的音频输出的振幅(例如，aL)并且测量来自右扩音器组件的音频输出的振幅(例如，aR)。
在操作614中，音频源101将aL与aR进行比较以确定最佳听音点的位置。如上文所述，所述最佳听音点大体上对应于某一位置或方位，在所述位置或方位，听者将来自左扩音器组件102a和右扩音器组件102b的音频输出感知为具有类似的响度和类似的声学延迟。
在操作616中，音频源101调整左扩音器组件102a或右扩音器组件102b的角度信息以将音频输出传输到最佳听音点的位置，如在上文结合图12所述。
虽然在上文描述了示例性实施方案，但未希望这些实施方案描述本发明的所有可能的形式。而是，说明书中所使用的词语是描述而非限制的词语，并且应理解，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种改变。另外，可对各种实施的实施方案的特征进行组合以形成本发明的其他实施方案。

Claims (20)

1.一种用于确定波束成形扩音器系统要将音频输出传输到的位置的系统，所述系统包括：
存储器装置；以及
音频源，所述音频源包括所述存储器装置并且被配置成：
将第一激励信号传输到第一波束成形扩音器组件和第二波束成形扩音器组件中的一者以回放音频输出；
从所述第一波束成形扩音器组件和所述第二波束成形扩音器组件中的一者接收所述音频输出；
确定在第一波束成形扩音器组件与第二波束成形扩音器组件之间的第一距离；
确定在所述音频源与所述第一波束成形扩音器组件之间的第二距离；
确定在所述音频源与所述第二波束成形扩音器组件之间的第三距离；以及
至少基于所述第一距离、所述第二距离和所述第三距离来确定用于从所述第一波束成形扩音器组件和所述第二波束成形扩音器组件中的每一者传输所述音频输出的位置。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述音频源还被配置成在确定所述音频输出的所述位置之前至少基于所述第一距离、所述第二距离和所述第三距离来确定所述第一波束成形扩音器组件从其传输所述音频输出的第一角度。
3.如权利要求2所述的系统，其中所述音频源还被配置成在控制信号上将所述第一角度传输到所述第一波束成形扩音器组件，以在根据所述第一角度的窄方向性场并且在第一预定频率范围内传输所述音频输出。
4.如权利要求3所述的系统，其中所述第一预定频率范围是在250到1.5KHz内。
5.如权利要求2所述的系统，其中所述音频源还被配置成在确定所述音频输出的所述位置之前至少基于所述第一距离、所述第二距离和所述第三距离来确定所述第二波束成形扩音器组件从其传输所述音频输出的第二角度。
6.如权利要求5所述的系统，其中所述音频源还被配置成在控制信号上将所述第二角度传输到所述第二波束成形扩音器组件，以在根据所述第二角度的窄方向性场并且在预定频率范围内传输所述音频输出。
7.如权利要求6所述的系统，其中所述预定频率范围是在250到1.5KHz内。
8.如权利要求5所述的系统，其中所述音频源还被配置成在所述第一波束成形扩音器组件以所述第一角度传输所述音频输出之后测量来自所述第一波束成形扩音器组件的所述音频输出的第一峰值振幅。
9.如权利要求8所述的系统，其中所述音频源还被配置成在所述第二波束成形扩音器组件以所述第二角度传输所述音频输出之后测量来自所述第二波束成形扩音器组件的所述音频输出的第二峰值振幅。
10.如权利要求9所述的系统，其中所述音频源将所述第一峰值振幅与所述第二峰值振幅进行比较，以确定用于从所述第一波束成形扩音器组件和所述第二波束成形扩音器组件中的每一者传输所述音频输出的位置。
11.如权利要求1所述的系统，其中所述位置对应于某一地点，在所述地点，听者将来自所述第一波束成形扩音器组件和所述第二波束成形扩音器组件的所述音频输出感知为具有类似的响度和声学延迟。
12.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品体现于非暂时性计算机可读介质中，所述计算机程序产品被编程为确定波束成形扩音器系统要将音频输出传输到的位置，所述计算机程序产品包括进行以下操作的指令：
将第一激励信号传输到第一波束成形扩音器组件和第二波束成形扩音器组件中的一者以回放音频输出；
从所述第一波束成形扩音器组件和所述第二波束成形扩音器组件中的所述一者接收所述音频输出；
确定在第一波束成形扩音器组件与第二波束成形扩音器组件之间的第一距离；
确定在音频源与所述第一波束成形扩音器组件之间的第二距离；
确定在所述音频源与所述第二波束成形扩音器组件之间的第三距离；以及
至少基于所述第一距离、所述第二距离和所述第三距离来确定用于从所述第一波束成形扩音器组件和所述第二波束成形扩音器组件中的每一者传输所述音频输出的位置。
13.如权利要求12所述的计算机程序产品，所述计算机程序产品还包括进行以下操作的指令：在确定所述音频输出的所述位置之前至少基于所述第一距离、所述第二距离和所述第三距离来确定所述第一波束成形扩音器组件从其传输所述音频输出的第一角度。
14.如权利要求13所述的计算机程序产品，所述计算机程序产品还包括进行以下操作的指令：在控制信号上将所述第一角度传输到所述第一波束成形扩音器组件，以在根据所述第一角度的窄方向性场并且在第一预定频率范围内传输所述音频输出。
15.如权利要求14所述的计算机程序产品，所述计算机程序产品还包括进行以下操作的指令：在确定所述音频输出的所述位置之前至少基于所述第一距离、所述第二距离和所述第三距离来确定所述第二波束成形扩音器组件从其传输所述音频输出的第二角度。
16.如权利要求15所述的计算机程序产品，所述计算机程序产品还包括进行以下操作的指令：在控制信号上将所述第二角度传输到所述第二波束成形扩音器组件，以在根据所述第二角度的窄方向性场并且在预定频率范围内传输所述音频输出。
17.如权利要求16所述的计算机程序产品，所述计算机程序产品还包括进行以下操作的指令：在所述第一波束成形扩音器组件以所述第一角度传输所述音频输出之后测量来自所述第一波束成形扩音器组件的所述音频输出的第一峰值振幅。
18.如权利要求17所述的计算机程序产品，所述计算机程序产品还包括进行以下操作的指令：在所述第二波束成形扩音器组件以所述第二角度传输所述音频输出之后测量来自所述第二波束成形扩音器组件的所述音频输出的第二峰值振幅。
19.如权利要求18所述的计算机程序产品，所述计算机程序产品还包括进行以下操作的指令：将所述第一峰值振幅与所述第二峰值振幅进行比较，以确定用于从所述第一波束成形扩音器组件和所述第二波束成形扩音器组件中的每一者传输所述音频输出的所述位置。
20.一种用于确定波束成形扩音器系统要将音频输出传输到的位置的方法，所述方法包括：
从第一波束成形扩音器组件和第二波束成形扩音器组件中的一者接收音频输出；
确定在所述第一波束成形扩音器组件与所述第二波束成形扩音器组件之间的第一距离；
确定在音频源与所述第一波束成形扩音器组件之间的第二距离；
确定在所述音频源与所述第二波束成形扩音器组件之间的第三距离；以及
至少基于所述第一距离、所述第二距离和所述第三距离来确定用于从所述第一波束成形扩音器组件和所述第二波束成形扩音器组件中的每一者传输所述音频输出的位置，
其中所述位置对应于某一地点，在所述地点，听者将来自所述第一波束成形扩音器组件和所述第二波束成形扩音器组件的所述音频输出感知为具有类似的响度和声学延迟。
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