CN114089278A - 用于分析音频环境的装置、方法和计算机程序 - Google Patents

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Abstract

本公开示例涉及一种装置，该装置包括用于以下的部件：使用波长低于约10毫米的射频波束查询音频环境中的一个或多个声学报告器；分析由所述一个或多个声学报告器报告的一个或多个声音信号，以确定提供所述一个或多个声音信号的一个或多个声源的位置；以及使用所述一个或多个声源的所述位置，确定所述音频环境内的一个或多个声音传播路径。

Description

用于分析音频环境的装置、方法和计算机程序
技术领域
本公开示例涉及用于分析音频环境的装置、方法和计算机程序。一些涉及用于分析音频环境以确定音频环境内的一个或多个声音传播路径的装置、方法和计算机程序。
背景技术
在许多情况下，具有关于音频环境的信息很有用。例如，如果用户想要消除噪声，或者如果音频环境中特定声音的检测很重要。
发明内容
根据本公开的各种但不一定是所有示例，提供了一种装置，该装置包括用于以下的部件：使用波长低于约10毫米的射频波束查询音频环境中的一个或多个声学报告器；分析由一个或多个声学报告器报告的一个或多个声音信号，以确定提供一个或多个声音信号的一个或多个声源的位置；以及使用一个或多个声源的位置，来确定音频环境内的一个或多个声音传播路径。
该部件可以用于使得能够进行射频波束的扫描以确定一个或多个声学报告器的位置。
一个或多个声学报告器的位置可以与一个或多个声源的位置一起被使用，以确定音频环境内的一个或多个声音传播路径。
一个或多个声音传播路径可以包括在音频环境内从声源到用户的至少一个声音传播路径。
至少一个声音传播路径可以包括间接声音传播路径。
该部件可以用于使用一个或多个声音传播路径和关于一个或多个报告的声音信号的信息，来估计将被提供给音频环境内的用户的一个或多个反声信号。
该部件可以用于使用一个或多个声音传播路径来增强将被提供给用户的一个或多个声音信号。
可以通过识别相同的声音信号如何由音频环境内的不同声学报告器报告，来确定一个或多个声音传播路径。
该部件可以用于使用一个或多个声源的所确定位置来配置所述装置配置以监视在所确定位置中的声音。
该部件可以用于检测音频环境内的一个或多个其他装置并与一个或多个其他装置共享信息，其中共享的信息涉及下列项中的一个或多个：一个或多个声源的位置、一个或多个声学报告器的位置、音频环境中的一个或多个声音传播路径。
该部件可以用于确定音频环境内的一个或多个装置中的哪一个应当查询音频环境内的声学报告器中的一个或多个。
应该查询音频环境内的一个或多个声学报告器的装置可以是基于下列项中的一个或多个来确定的：装置相对于一个或多个声学报告器的位置、装置的活动水平、减少用于查询一个或多个声学报告器的装置数量。
该部件可以用于基于由一个或多个声学报告器报告的声音信号的频率，对查询一个或多个声学报告器进行优先级排序，以使得高频信号比低频信号具有更高的优先级。
用于查询声学报告器的射频波束可以包括一个或多个数据分组。
该部件可以用于向用户提供与一个或多个声学报告器的位置有关的信息。
用于查询声学报告器的射频波束可以包括5G信号。
根据本公开的各种但不一定所有的示例，可以提供一种方法，包括：使用波长低于约10毫米的射频波束查询音频环境中的一个或多个声学报告器；分析由一个或多个声学报告器报告的一个或多个声音信号，以确定提供一个或多个声音信号的一个或多个声源的位置；以及使用一个或多个声源的位置，来确定音频环境内的一个或多个声音传播路径。
根据本公开的各种但不一定是所有示例，提供了一种包括计算机程序指令的计算机程序，当计算机程序指令由处理电路系统执行时使得；使用波长低于约10毫米的射频波束查询音频环境中的一个或多个声学报告器；分析由一个或多个声学报告器报告的一个或多个声音信号，以确定提供一个或多个声音信号的一个或多个声源的位置；以及使用一个或多个声源的位置，来确定音频环境内的一个或多个声音传播路径。
附图说明
现在将参考附图描述一些示例，其中：
图1示出了示例装置；
图2示出了示例电子设备；
图3显示了示例音频环境；
图4显示了示例方法；
图5示出了另一个示例方法；和
图6示出了另一个示例音频环境。
具体实施方式
本公开示例涉及可以用于分析音频环境203的装置101、方法和计算机程序109。在一些示例中，音频环境203的分析可以用于为音频环境203内的用户提供噪声消除。在一些示例中，音频环境203的分析可以用于监视音频环境203内发生的事件或用于任何其他合适的目的。
图1示意性地图示了根据本公开示例的装置101。图1中所图示的装置101可以是芯片或芯片组。在一些示例中，装置101可以被提供在电子设备内，诸如移动电话、智能扬声器或被配置为实现无线通信的任何其他合适的设备。
在图1的示例中，装置101包括控制器103。在图1的示例中，控制器103的实现可以作为控制器电路系统。在一些示例中，控制器103可以单独以硬件实现，在只包括固件的软件中具有某些方面，或者可以是硬件和软件(包括固件)的组合。
如图1中所图示，控制器103可以使用实现硬件功能性的指令来实现，例如，通过使用通用或专用处理器105中的计算机程序109的可执行指令，可执行指令可以被存储在计算机可读存储介质上(磁盘、存储器等)以供这种处理器105执行。
处理器105被配置为从存储器107读取和向存储器107写入。处理器105还可以包括输出接口和输入接口，数据和/或命令经由输出接口由处理器105输出，数据和/或命令经由输入接口被输入到处理器105。
存储器107被配置为存储包括计算机程序指令(计算机程序代码111)的计算机程序109，当被加载到处理器105中时，计算机程序指令控制装置101的操作。计算机程序109的计算机程序指令提供使装置101能够执行图4和图5中所图示方法的逻辑和例程。处理器105通过读取存储器107能够加载和执行计算机程序109。
因此，装置101包括：至少一个处理器105；以及包括计算机程序代码111的至少一个存储器107，至少一个存储器107和计算机程序代码111被配置为，与至少一个处理器105一起，使得装置101至少执行：使用401具有低于大约10mm波长的射频波束来查询音频环境203中的一个或多个声学报告器303；分析403由一个或多个声学报告器303报告的一个或多个声音信号，以确定提供一个或多个声音信号的一个或多个声源305的位置；以及使用405一个或多个声源的位置来确定音频环境203内的一个或多个声音传播路径。
如图1中所图示的，计算机程序109可以经由任何合适的传递机制113到达装置101。例如，传递机制113可以是机器可读介质、计算机可读介质、非暂时性计算机可读存储介质、计算机程序产品、存储设备、诸如光盘只读存储器(CD-ROM)或数字多功能光盘(DVD)或固态存储器的记录介质，包括或有形地体现了计算机程序109的制品。传递机制可以是被配置为可靠地传送计算机程序109的信号。装置101可以将计算机程序109作为计算机数据信号来传播或发送。在一些示例中，使用诸如蓝牙、蓝牙低功耗、蓝牙智能、6LoWPan(低功率个人区域网络上的IPv6)、ZigBee、ANT+、近场通信(NFC)、射频识别、无线局域网(无线LAN)或任何其他合适协议的无线协议，可以向装置101发送计算机程序109。
计算机程序109包括用于使得装置101至少执行以下操作的计算机程序指令：使用401具有低于大约10mm波长的射频波束，以查询音频环境203中的一个或多个声学报告器303；分析403由一个或多个声学报告器303报告的一个或多个声音信号，以确定提供一个或多个声音信号的一个或多个声源305的位置；并且使用405一个或多个声源的位置，以确定音频环境内的一个或多个声音传播路径。
计算机程序指令可以包括在计算机程序109、非暂时性计算机可读介质、计算机程序产品、机器可读介质中。在一些但不一定是所有示例中，计算机程序指令可以分布在一个以上的计算机程序109上。
尽管存储器107被示为单个组件/电路系统，但它可以实现为一个或多个分开的组件/电路系统，其中一些或全部可以是集成的/可移除的和/或可以提供永久/半永久/动态/高速缓存的存储。
尽管处理器105被示为单个组件/电路系统，但它可以实现为一个或多个分开的组件/电路系统，其中一些或全部可以是集成的/可移除的。处理器105可以是单核或多核处理器。
对“计算机可读存储介质”、“计算机程序产品”、“有形体现的计算机程序”等或“控制器”、“计算机”、“处理器”等的引用应理解为不仅包括具有不同架构的计算机，诸如单/多处理器架构和串行(冯诺依曼)/并行架构，还包括专用电路，诸如现场可编程门阵列(FPGA)、专用电路系统(ASIC)、信号处理设备和其他处理电路系统。对计算机程序、指令、代码等的引用应被理解为包括用于可编程处理器或固件的软件，诸如例如硬件设备的可编程内容，无论是用于处理器的指令还是用于固定功能设备的配置设置、门阵列或可编程逻辑器件等。
在本申请中，术语“电路系统”可以指以下一个或多个或全部：
(a)纯硬件电路系统实现(诸如仅在模拟和/或数字电路系统中实现)和
(b)硬件电路和软件的组合，诸如(如适用)：
(i)(一个或多个)模拟和/或数字硬件电路与软件/固件的组合，以及
(ii)带有软件的(一个或多个)硬件处理器(包括数字信号处理器)的任何部分、软件和(一个或多个)存储器，它们一起工作以使得诸如移动电话或服务器之类的装置执行各种功能，和
(c)(一个或多个)硬件电路和/或(一个或多个)处理器，诸如(一个或多个)微处理器或(一个或多个)微处理器的一部分，它们需要软件(例如，固件)进行操作，但当不需要软件来操作时软件可以不存在。
电路系统的此定义适用于该术语在本申请中，包括在任何权利要求中的所有使用。作为另一示例，如在本申请中使用的，术语电路系统还涵盖仅硬件电路或处理器及它的(或它们的)伴随软件和/或固件的实现。例如并且如果适用于特定的权利要求要素，术语电路系统还涵盖用于移动设备的基带集成电路系统，或在服务器、蜂窝网络设备或其他计算或网络设备中的类似集成电路系统。
图4和图5中图示的框可以表示方法中的步骤和/或计算机程序109中的代码段。对框的特定顺序的图示不一定意味着对于框有要求的或优选的顺序，而是框的顺序和布置可以有所变化。此外，省略一些框是可能的。
图2示出了可以用于实现本公开示例的示例电子设备201。电子设备201可以是移动电话、智能扬声器或可以被配置为实现无线通信的任何其他合适的设备。
电子设备201包括装置101、用户接口209、音频输出207和收发器205。图2中仅示出了在下文描述中提及的电子设备201的组件。应当理解，在本公开的实现中，电子设备201可以包括图2中未示出的附加组件。例如，电子设备201可以包括电源和其他合适的组件。
装置101可以是包括处理器105和存储器107的控制器103，如图1中所示。装置101可以被配置为实现对电子设备201的控制。例如，装置101可以被配置为控制由收发器205发射的射频波束。
在一些示例中，装置101可以被配置为实现信号处理。在这种示例中，由收发器205接收的信号可以被提供给装置101，以使能够处理接收到的信号。装置101可以被配置为处理信号以分析电子设备201所处的音频环境203。在一些示例中，装置101可以被配置为使电子设备201能够实现诸如在图4和图5中所示的方法之类的方法。
用户接口209可以包括使用户能够控制电子设备201的任何部件。用户接口209可以包括用户输出设备和用户输入设备。
用户输出设备可以包括可以被配置为向电子设备201的用户提供输出的任何部件。在一些示例中，用户输出设备可以包括显示器或其他输出部件，其可以使视觉输出能够被提供给用户。
用户输入设备可以包括可以被配置为使电子设备201的用户能够向电子设备201进行输入的任何部件。在一些示例中，电子设备201可以包括触敏显示器或者任何其他合适的用户输入部件。用户输入设备可以被配置为使用户能够选择菜单选项或进行任何其他合适类型的用户输入。这可以使用户能够控制电子设备201的一个或多个功能。
用户接口209被配置为从装置101接收输入并向装置101提供输出。这可以使装置101的控制器103能够控制由用户输出设备提供的输出。这还可以使来自用户输入设备的用户输入能够用于控制由控制器103执行的功能。
音频输出设备207可以包括可以被配置为提供音频输出的任何部件。音频输出设备207被配置为将电输入信号转换为输出声音信号。音频输出设备207可以包括一个或多个扬声器、耳机、头戴式耳麦或任何其他合适类型的设备。
在图2的示例中，音频输出设备207是电子设备201的一部分。在其他示例中，一个或多个音频输出设备207可以作为对于电子设备201的外围设备被提供。例如，可以将扬声器连接到诸如移动电话之类的电子设备201。
收发器205可以被配置为实现无线通信。收发器205可以包括可以被配置为使电子设备201能够发射和接收射频信号的任何部件。
收发器205可以被配置为使用毫米波来实现无线通信。收发器205可以被配置为使用低于大约10mm的波长来实现无线通信。低于大约10mm的波长可以被认为是短波长。收发器205可以被配置为使得能够使用高频来进行无线通信。高频可以在24GHz以上。在一些示例中，频率可以在24到39GHz之间。
收发器205可以被配置为实现5G通信。收发器205可以被配置为实现新无线电网络内的通信。新无线电是用于5G技术的3GPP(第三代合作伙伴计划)名称。
收发器205可以被配置为实现波束形成，以使一个或多个射频波束可以由收发器205提供。收发器205可以包括多个天线元件以使能够提供射频波束。
收发器205可以被配置为能够进行射频波束的扫描。也就是说，收发器205可以被配置为使能够以多个不同的角度来引导射频波束。在一些示例中，可以同时以多个不同的角度来引导射频波束。例如，数字波束成形可以使得能够同时在不同方向上提供多个不同的射频波束。在其他示例中，射频波束可以在不同时间指向不同方向。
在图2中所示的示例中，在音频环境203内提供了多个电子设备201。多个电子设备201可以被配置为彼此无线通信。多个电子设备201可以被配置为使用5G网络或任何其他合适的手段彼此通信。
在图2中所示的示例中，每个电子设备201的相同之处在于它们各自包括装置101、用户接口209、音频输出207和收发器205。在其他示例中，可以提供包括不同组件的不同类型的电子设备201。
多个电子设备201都被提供在相同的音频环境203内。音频环境可以包括任何环境，这些环境包括一个或多个声音信号。音频环境203可以包括房间、房间的一部分或任何其他合适的环境。
音频环境203内的声音信号可以由一个或多个声源提供。在一些示例中，可以在音频环境203内提供声源。在其他示例中，可以在音频环境203之外提供声源，但可以使声音信号能够传播到音频环境203中。例如，如果音频环境包括房间，那么由交通或街上行人引起的声音信号可以传播到该房间中并且因此在音频环境203内是可听见该声音信号。
电子设备201可以被配置为使得电子设备201内的装置101可以使用收发器205检测到的信号来分析音频环境203。
图3示意性地示出了示例音频环境203。音频环境203包括用户301所使用的电子设备201、多个声学报告器303和多个声源305。图3中的实体不是按比例绘制的。
电子设备201可以如上图2中所示。在图3中所示的示例中，音频环境203仅包括一个电子设备201。可以理解的是，音频环境203可以包括多个电子设备201。例如，音频环境203内的每个人都有他们自己的移动电话以及附加的电子设备201，诸如智能扬声器、智能手表或膝上型电脑。
电子设备201被配置为提供射频波束307。射频波束包括来自收发器205的天线元件的定向传输。电子设备201可以被配置为控制射频波束307的方向。
在图3中所示的示例中，音频环境203包括两个声源305。应当理解，在本公开的其他示例中可以提供任意数量的声源203。同样在图3的示例中，声源305位于音频环境203内。在其他示例中，声源305可以在音频环境的外部并且由声源305创建的声音信号可以传播到音频环境203中。例如，诸如交通之类的室外噪声可以通过窗户传播到建筑物中。
声源305可以包括任何生成声音信号的实体。在图3的示例中，声源305可以包括正在说话或发出其他噪声的人。与诸如交通之类的背景噪声相比，人说话的声音可能有更高的频率。在本公开的其他示例中可以存在其他类型的声源305。
声学报告器303可以包括在声音信号入射到它们上时提供可检测响应的任何实体。声学报告器303可以包括对入射声音信号进行反射或散射并且还易于受到电子设备201提供的射频波束的反射影响的表面。声学报告器303可以包括家具物品、墙壁上的金属固定物、窗帘配重、电子设备201或可以被配置为报告声音信号的任何其他东西。
当声音信号入射到它们上时，声学报告器303可能振动或振荡。此响应可以由电子设备201的收发器205提供的射频波束307检测到。这使得能够由声学报告器303报告声音信号。
在本公开的示例中，由收发器205提供的射频波束307可以包括具有大约10mm或更短波长的高频波束。例如，收发器205所提供的射频波束307可以是5G波束。收发器205提供的射频波束307的短波长使得能够检测到声学报告器303的高频振荡，并且因此可以提供关于诸如人说话之类的高频声源305的信息。该信息可以包括声源305的相应频率分量的能量水平。在一些示例中，这可以使高频声源能够被归类为特定类型的声源305。例如，人说话具有在8Hz至20kHz左右的人耳可听频率范围内的已知并且可识别的频谱。还可以识别落入可以帮助用于用户301的语音可懂度的预定频率范围内的语音分量，诸如大约：500Hz、1kHz、2kHz和4kHz。可以设置任何其他合适的频率或频率范围以识别其他类型的声源305。
在图3中所示的示例中，在电子设备201的视线内提供声学报告器303。这使得射频波束307能够直接向声学报告器303发射。在其他示例中，声学报告器303不需要位于电子设备201的视线内。这可以提供在声学报告器303和电子设备201之间的射频波束307的更复杂的传播路径。
在图3中所示的示例中，音频环境203内的对象被示为声源305或声学报告器303。应当理解，在一些示例中，对象既可以是声源305又可以是声学报告器303。此外，除了能够监视音频环境203，电子设备201也可以是声源305。
图4示出了可以使用如上所示的装置101和电子设备201来实现的示例方法。包括装置101的电子设备201可以位于如图3中所示和在上面所描述的音频环境中。
该方法包括，在框401处，使用具有低于大约10mm的波长的射频波束307来查询音频环境203中的一个或多个声学报告器303。
射频波束307可以由电子设备201的收发器205的天线元件提供。电子设备201可以被配置为在音频环境203周围扫描射频波束307。电子设备201可以被配置为引导在不同角度的射频波束307，以使能够查询在不同位置的不同声学报告器303。
声学报告器303引起由声源305提供的声音信号的反射或散射。指向声学报告器303的射频波束307被声学报告器303反射。由于射频波束307的短波长，由声学报告器303检测到的任何声音将影响反射的射频波束，并且使声音信号305能够由被反射回电子设备201的射频波束307报告给电子设备201。这可以使射频波束307能够检测由声学报告器303报告的高频音频信号。高频音频信号可以是人说话或任何其他合适的高频信号。
该方法包括，在框403处，分析由一个或多个声学报告器303报告的一个或多个声音信号，以确定提供一个或多个声音信号的一个或多个声源305的位置。
电子设备201的收发器205可以被配置为接收反射的射频波束并将这些反射的射频波束提供给装置101以实现信号处理。在一些示例中，电子设备201内接收反射射频波束的装置101可以用于执行信号处理。在其他示例中，电子设备201可以接收所反射的射频波束，然后将与接收的所反射的射频波束有关的信息提供给另一个电子设备201，另一个电子设备201被配置为执行信号处理。例如，多个电子设备201可以被配置为提供射频波束307以用于查询声学报告器，并且中央电子设备201可以被配置为收集响应并分析它们。这种系统可以具有被反射到中央电子设备的射频波束307，或被反射回原始电子设备并在被发射到中央电子设备201用于分析之前就被分析的射频波束，或这种特征的组合。
可以处理由电子设备201接收的信号以使得能够确定一个或多个声源305的位置。该位置可以是声源305在音频环境内的地点和取向。例如，可以检测来自多个不同的声学报告器303的多个反射的射频波束。如果已知声学报告器303的位置，则可以处理反射的射频波束以识别由声学报告器303检测到的声音信号。可以通过比较声音信号的不同频带的能量水平来识别声音信号。这给出了在声学报告器303的地点处的声音场景的指示。可以分析在不同声学报告器303的不同位置处可用的声音场景，以确定一个或多个声源305相对于声学报告器303的位置。
可以使用任何合适的过程来确定声学报告器303的位置。例如，用于查询声学报告器303的射频波束307的方向给出了声学报告器303相对于电子设备201的角位置的指示，并且检测到反射的射频波束307所花费的时间给出了电子设备201和声学报告器303之间距离的指示。在一些示例中，射频波束307的扫描可以用于在声学报告器303被查询之前确定声学报告器303的位置。在一些示例中，可以在不同的时间点执行射频波束307的扫描，以使得能够识别一个或多个声学报告器303的位置变化。
在其他示例中，可以使用其他手段来确定声学报告器303的位置。例如，诸如壁装配件之类的声学报告器303可以处于固定位置。与此位置有关的信息可以是电子设备201可访问的。
在框405处，该方法包括使用一个或多个声源305的位置来确定音频环境203内的一个或多个声音传播路径。在一些示例中，一个或多个声学报告器303的位置与所确定的声源305的位置一起被使用，以确定音频环境203内的一个或多个声音传播路径。
可以通过识别音频环境203内的不同声学报告器303如何报告相同的声音信号来确定声音传播路径。可以通过关联由不同的声学报告器303报告的声音信号来识别相同的声音信号。由不同的声学报告器303报告的声音信号的能量水平和方向方面的差异可以用于识别相同的声音信号。不同的声学报告器303报告相同的声音信号的方式差异给出了关于声源相对于声学报告器303的位置的信息。此信息和声学报告器的位置可以用于估计声音传播路径。
声音传播路径定义了声音信号在声源305和电子设备201之间采取的轨迹。在一些示例中，声音传播路径包括在音频环境201内从声源305到用户的至少一个声音传播路径。用户可以是电子设备201的用户或音频环境内的另一个用户。声音传播路径可以是直接路径或间接路径。间接声音传播路径可以包括来自诸如音频环境203内的声学报告器303之类的实体的反射和散射。由于用于查询声学报告器303的射频波束307具有短波长，所以这允许监视复杂的声音传播路径。
在一些示例中，间接声音传播路径可以包括穿过诸如墙壁之类的物体的声音。例如，可以在与用户301或电子设备201不同的房间中提供声源305，但是声音信号可以足够大以使得声音可以穿过墙壁传播并且仍然可以被用户301听到。
声音传播路径可以用于任何合适的目的。在一些示例中，可以使用声音传播路径以及关于所报告的声音信号的信息来估计一个或多个反声信号。反声信号可以用于在音频环境203内提供噪声消除。反声信号可以被提供给电子设备201的用户。例如，它们可以被提供给电子设备201的用户，以便为用户301消除背景噪声。
反声信号可以是考虑了声音信号方向性的定向信号。这可以使环绕声系统内的不同扬声器能够提供不同的反声信号，或者可以使双耳声系统中的不同听筒提供不同的反声信号。
由于用于查询声学报告器303的射频波束307具有低于大约10mm的波长，这使得能够检测到高频声音。因此，当创建反声信号时，可以将高频声音考虑在内。这可以使得能够提供抵消诸如人说话之类的高频声音的反声信号。因此，本公开的示例可以提供一种可以消除诸如人说话之类的高频噪声的噪声消除系统。
在一些示例中，可以向电子设备201的用户301提供反声信号。可以假设用户301位于靠近电子设备201的位置。在其他示例中，可以向不同的用户提供反声信号。例如，可以提供反声信号，以使得诸如熟睡的婴儿或幼儿之类的别的人不受声音信号的干扰。在这种示例中，其他用户的位置可以由电子设备201或通过任何其他合适的手段来确定。
在一些示例中，声音传播路径可以用于增强要提供给用户的一个或多个声音信号。例如，用户可能希望收到对事件的警报，诸如门铃响起、锅开始沸腾或创建声音的其他合适事件。在这种情况下，声学报告器303在事件发生时将报告声音信号，以使可以使用对声学报告器303的查询来检测该事件何时发生。在这种示例中，然后可以提供反声信号以减少背景噪声但增加检测到的声音信号的相对音量，以使用户301意识到引起声音信号的事件。
在一些示例中，电子设备201可以被配置为使得能够将关于声学环境203的信息提供给电子设备201的用户。例如，地图或图像可以在显示器上被显示，指示一个或多个声源305和/或一个或多个声学报告器303的位置。用户301可以使用此信息来调整音频环境203或将其用于任何其他合适的目的。例如，如果用户301被警告一个或多个声学报告器303正在引起声音信号的反射并正在对用户301创建不想要的噪声，则用户301可以通过移动声学报告器303或通过将它们盖上来减少这种影响。这可以帮助用户创建一个更安全的音频环境203。例如，它可以帮助用户301移动或修改声学报告器303，以确保他们的交谈不能被音频环境203中的或附近音频环境中的其他人听到。在其他示例中，它可以使用户能够创建环境203，其中他们可以听到来自在可能使交谈难以被听到的位置处的人的交谈。例如，如果一群朋友分坐在咖啡馆、酒吧或其他嘈杂环境中的几张桌子处，如果他们不是坐在一起，就很难听到人的说话。本公开的示例可以被配置为增强与交谈对应的声音信号并使用户能够彼此听见。
在一些示例中，电子设备201可以被配置为检测音频环境203内的一个或多个其他的电子设备201。电子设备201可以包括能够实现这些公开方法的装置101。电子设备201可以被配置为与一个或多个其他检测到的电子设备201通信。这可以使信息能够在不同电子设备201中的不同装置101之间共享。共享的信息可以包括与以下内容相关的信息：一个或多个声源305的位置、一个或多个声学报告器303的位置、音频环境203内的一个或多个声音传播路径、或任何其他合适的信息。
在一些示例中，共享的信息可以包括由一个装置101创建并与另一装置101共享的音频环境203的地图。该地图可以包括音频环境203内的电子设备201和声学报告器的位置的指示303。在其他示例中，共享的信息可以包括可以由一个或多个设备101使用以创建音频环境203的地图的信息。例如，第一装置101可以确定位置声源305的子集的位置，并且可以将该信息提供给另一装置以使另一装置能够创建音频环境203的地图。
在音频环境内提供了多个电子设备201的示例中，第一电子设备201的装置101可以被配置为确定应该使用哪个可用的电子设备201来查询音频环境203内的声学报告器303。可以使用任何合适的标准来确定使用哪个电子设备201来查询每个声学报告器303。
在一些示例中，离声学报告器303最近的电子设备201可以用于查询声学报告器303。
在一些示例中，应该被用于查询声学报告器303的电子设备201可以基于电子设备201内的装置101的活动水平来确定。例如，具有最低活动水平的装置101可以用于查询，因为它们有更多的资源可用。可用资源可以是功率、处理能力、信号带宽或任何其他合适的资源带宽。
在一些示例中，可以确定应该被用于查询声学报告器303的电子设备201，以便减少被用于查询声学报告器303的装置101的数量。这可以帮助减少被用于查询声学报告器的(一个或多个)电子设备201的带宽。
在一些示例中，对一个或多个声学报告器303的查询可以按优先级排序，以减少被用于查询的带宽或优化任何其他合适的参数。例如，在一些示例中，具有较高频率的声音信号可以优先于具有较低频率的声音信号。
在一些示例中，被用于查询声学报告器的射频波束307可以包括一个或多个数据分组。这可以使需要发射的信息被包括在一个或多个数据分组中。当包括数据分组的信号在音频环境中被发射时，它们被它们入射于其上的声学报告器303调制。此调制提供关于声学报告器303在音频环境203中的地点的信息。这使信号能够被用于声学报告器303的查询并且还用于发送信息，并且因此可以降低电子设备201的带宽和能量需求。
在一些示例中，该方法可以用于为用户提供警报301。例如，射频波束307和声学报告器303可以被配置为检测诸如窗户被打破或门被打开之类的噪声。当检测到这些噪声时，可以向电子设备201的用户提供警报而不是提供反声信号。类似地，电子设备201可以被配置为监视诸如老年人之类的易受伤害的人的运动。在这种示例中，电子设备可以被配置为检测人跌倒的声音。在一些示例中，电子设备201可以被配置为，如果在预定时间内没有检测到声音，例如如果在音频环境203周围移动的易受伤害的人没有引起声音，则电子设备201提供警报。在这种示例中，电子设备201可以被配置为向不同电子设备201的用户提供警报，例如，可以向不需要处于音频环境203内的护理人员或家属提供警报。
图5示出了可以使用本公开的示例来实现的另一个示例方法。该方法可以使用如图1和图2中所示的装置101和电子设备201来实现。
在此示例中，该方法被用于向用户提供反声信号以用于降噪目的。应当理解，该方法可以适用于其他目的。
该方法包括，在框501处，执行扫描以确定音频环境203内的一个或多个声学报告器303的地点。可以通过在不同方向引导电子设备201的射频波束307来执行扫描。来自不同方向的反射可以提供声学报告器303相对于(一个或多个)电子设备201的位置的指示。
射频波束307的扫描可以由多个电子设备201执行。多个电子设备201可以同时执行扫描。多个电子设备201可以被配置为使得不同的电子设备201扫描音频环境203的不同区域。
在框503处，记录在扫描中检测到的任何新的声学报告器303的地点。新的声学报告器303的地点可以被记录在地图或数据库中，或以任何其他合适的手段来记录。声学报告器303的记录地点提供虚拟麦克风阵列，其中声学报告器303通过响应入射声音信号而充当虚拟麦克风。
在框503处，还可以记录其他声学报告器503的位置的任何变化。例如，如果声学报告器303已经移动，则可以记录新的位置。在一些示例中，声学报告器303的状态的其他变化也可以被记录，例如，用户可以打开或关闭可以覆盖或未覆盖声学报告器303的窗帘而不改变声学报告器303本身的位置。
可以根据需要重复框501和503。在一些示例中，框501和503可以周期性地重复，以使对声学报告器303的扫描以规则的间隔执行。这可以使得能够检测到声学报告器303中的任何变化。例如，它可以检测声学报告器303是否已经移动，或者诸如人或门之类的对象是否已经相对于声学报告器303移动，或者新的声学报告器303是否已被添加到音频环境，或任何其他合适的变化。
在一些示例中，可以响应一个或多个触发事件来执行对声学报告器303的扫描。触发事件可以是经由用户界面209的用户输入、检测到音频环境203中变化、或任何其他合适的触发事件。
在框505处，声学报告器303被查询，以使一个或多个声学报告器303能够报告声音信号。通过将射频波束307导向一个或多个声学报告器303，声学报告器303被查询。射频波束可以是波长低于约10mm的高频波束。反射的高频波束包括由声学报告器303检测到的声音信号的信息。
可以在多个时间执行对声学报告器303的查询。查询发生的频率可以由若干因素来确定，例如音频环境203的噪声、可用于执行查询的电子设备201的数量、或任何其他合适的因素。在一些示例中，电子设备的用户301可以经由用户接口209进行输入，以指示他们希望电子设备201进行操作的设置。该设置允许用户301指示音频环境203是高噪声环境还是低噪声环境。在高噪声环境中，查询可以更频繁地发生。在一些示例中，声学报告器的查询可以用于确定音频环境203的噪声以及音频环境203内的高频和低频噪声的比例。这可以被用于确定查询应该执行的频率。在一些示例中，基于对声学报告器303的查询，音频环境203的一个或多个区域可以被确定为与音频环境203的一个或多个其他区域相比，噪声更大和/或具有比低频噪声更大比例的高频噪声。例如，可以基于阈值水平来确定第一区域比第二不同区域更嘈杂，例如，设置噪声水平，或百分比阈值，诸如比第二区域高20％的噪声水平。然后，针对被确定为比音频环境203的一个或多个其他区域更嘈杂的音频环境203的一个或多个区域，可以更频繁地执行查询。
在框507处，分析由声学报告器303检测并通过射频波束307反射回设备201的方式报告的声音信号。这种分析可以使用由多个不同的声学报告器303报告的声音信号来确定在音频环境203内部或外部的一个或多个声源305的地点。通过比较不同的声学报告器303如何报告相同的声音信号，可以确定一个或多个声源305的地点。
在一些示例中，一个或多个声源305的地点可以被用于创建音频环境203的地图。该地图可以包括指示声源305、声学报告器303和电子设备201的相对位置的信息。在一些示例中，该地图还可以包括附加信息，例如可能与电子设备201的地点不同的一个或多个用户的地点。
在框509处，声学报告器303将声音信号报告给一个或多个电子设备201。在框507处创建的地图可以用于确定创建该声音信号的声源305的位置。在声源305位于音频环境之外的一些示例中，可以确定声音信号进入音频环境203的位置。例如，交通噪声或其他室外噪声可能主要通过窗户或其他开口进入音频环境。
在框511处，报告给电子设备201的声音信号和一个或多个声学报告器303的地点被用于确定到用户301的声音传播路径。在此示例中，用户301是电子设备201的用户。在其他示例中，用户301可以是位于音频环境203内的不同用户。
在框513处，由声学报告器303报告的声音和声音传播路径被用于计算反声，该反声可以用于为音频环境203中的用户提供噪声消除。反声信号可以由电子设备201的音频输出207提供。在其他示例中，可以使用另一个音频输出设备来提供反声信号。在这种示例中，需要调整反声信号以考虑音频输出设备相对于用户301的位置。
图6示出了另一个示例音频环境203。在此示例中，音频环境203包括咖啡馆，其中多人坐在遍及整个音频环境203的桌子旁。
用户301带着他们的电子设备201坐在桌子旁。电子设备201可以是移动电话或膝上型电脑或任何其他合适类型的电子设备201。用户301希望专注于他们的阅读材料并因此控制他们的电子设备201为他们提供用于主动降噪的反声信号。
音频环境203包括提供第一声源305A和声学报告器303A的扬声器。扬声器可以被配置为提供声音信号601A，例如，扬声器可以播放音乐。扬声器还可以包括一个或多个表面，如果声音信号在这些表面上入射，则该表面会振动并因此也充当声学报告器303。
音频环境203包括大声说话的人，这个人提供第二声源305B和声学报告器303B。大声说话的人提供另一个声音信号601B。说话的动作引起人喉咙的振动。这种振动可以通过射频波束检测到，因此这个人还提供了声学报告器303B。
电子设备201使用波长低于大约10mm的射频波束307来确定声学报告器303A、303B和音频环境内的任何声源305的地点。然后，声学报告器303A、303B可以被查询以确定由声源305A、305B提供的声音信号并且能够估计反声信号。
来自不位于音频环境203内的声源305C的声音信号也可以在音频环境203内传播。例如，声源305C可以是掉落的盘子，这会创建非常响亮和突然的声音信号，这个声音信号可以传播穿过墙壁或门或其他障碍物。在示例中，可以使用对声学报告器303的查询来识别嘈杂声源305的可能位置。例如，在此示例中，它可以识别厨房的地点，在那里盘子可能掉落并且平底锅可能发出碰撞声。一旦电子设备201知道噪声声源305的可能位置，电子设备就可以将天线元件配置为将射频波束307导向该地点。这可以实现对嘈杂声源的监视，从而可以在反声信号中考虑到它们。
在图6中所示的示例中，可以在其他音频环境中提供多个其他的电子设备201。例如，可以在同一建筑物内的不同房间中提供不同的电子设备201。电子设备201可以被配置为提供与音频环境203和音频环境内的声源位置有关的信息。可以使用5G通信网络或任何其他合适类型的通信网络来共享此信息。电子设备201可以使用该信息来确定用户所处的音频环境203内的声音信号的更复杂的传播路径。例如，它可以提供声源305的指示，声源305可以创建穿过墙壁传播到用户301的音频环境中的声音信号。
因此，本公开示例提供了能够分析音频环境的装置101、方法和计算机程序109。该分析可以用于提供噪声消除或用于任何其他合适的目的。
使用射频波束307查询声学报告器303可以使系统(装置101、方法和计算机程序109)能够用于修改诸如人交谈之类的高频声音信号。射频波束307在音频环境203中传播的速度比声音信号快得多，因此这可以更快地提供反声信号或对声音信号的其他增强。与需要分析接收到的声音信号的现有噪声消除系统相比，这可以提供对高频声音信号更好的适应。这种现有系统不能足够快地适应高频声音信号，因此不能为高频分量提供充足的反声信号。
系统、装置、方法和计算机程序可以使用机器学习，机器学习可以包括统计学习。机器学习是计算机科学的领域，它赋予计算机无需被明确编程就能够学习的能力。如果计算机在T中任务的性能(由P测量)随着经验E提高，则计算机从关于某类任务T和性能度量P的经验E中学习。计算机通常可以从先前的训练数据中学习以预测未来数据。机器学习包括完全或部分的监督学习和完全或部分的无监督学习。它可以实现离散输出(例如，分类、聚类)和连续输出(例如，回归)。例如，机器学习可以使用不同的方法来实现，诸如成本函数最小化、人工神经网络、支持向量机和贝叶斯网络。例如，成本函数最小化可以用于线性和多项式回归以及K均值聚类。例如具有一个或多个隐藏层的人工神经网络对输入向量和输出向量之间的复杂关系建模。支持向量机可以用于监督学习。贝叶斯网络是有向无环图，表示多个随机变量的条件独立性。
本文档中使用的术语“包括”具有包容性而非排他性。也就是说，对X包括Y的任何引用表示X可以仅包括一个Y或者可以包括多个Y。如果打算使用具有排他性含义的“包括”，那么将在上下文中通过提及“仅包括一个……”或使用“由……组成”。
在本描述中，参考了各种示例。与示例相关的特征或功能的描述表明这些特征或功能存在于该示例中。无论是否明确说明，在文本中使用术语“示例”或“例如”或“可能”或“可以”表示至少在所描述的示例中存在这种特征或功能，无论是否描述为示例与否，并且它们可以但不一定出现在一些或所有其他的示例中。因此，“示例”、“例如”、“可能”或“可以”指的是一类示例中的特定实例。实例的属性可以是仅该实例的属性或一类的属性或该类的子类的属性，子类包括类中的一些但不是全部的实例。因此，隐含地公开了：参考一个示例而不是参考另一个示例描述的特征可以在可能的情况下作为工作组合的一部分用在那些其他示例中，但不一定必须要在该其他示例中使用。
尽管在前面的段落中已经参考各种示例描述了若干示例，但是应当理解，可以在不脱离权利要求的范围的情况下对给出的示例进行修改。
可以以不同于以上明确描述组合的组合来使用在前面的描述中描述的若干特征。
尽管已经参考某些特征描述了功能，但是无论是否描述，这些功能都可以是其他特征可执行的。
尽管已经参考某些示例描述了特征，但是无论是否描述，这些特征也可以存在于其他示例中。
本文件中使用的术语“一个”或“该”具有包容性而非排他性。即对X包括一个/该Y的任何引用指示X可以仅包括一个Y或可包括多于一个的Y，除非上下文清楚地表明相反。如果打算使用具有排他含义的“一个”或“该”，则将在上下文中明确说明。在某些情况下，“至少一个”或“一个或多个”的使用可以用于强调包括性的含义，但不应将缺少这些术语视为推断任何排除性含义。
权利要求中特征(或特征组合)的存在是对该特征或(特征组合)本身的引用，也是对实现基本相同的技术效果的特征(等效特征)的引用。例如，等效特征包括是变体的特征，并且以基本相同的方式实现了基本相同的结果。例如，等效特征包括以基本相同的方式执行基本相同的功能以实现基本相同的结果的特征。
在本描述中，参考了使用形容词或形容词短语来描述示例特性的各种示例。与示例相关的特性的这种描述指示该特性完全如所描述地存在于一些示例中并且实质上如所描述地存在于其他示例中。
尽管在前述说明书中努力引起对被认为重要的那些特征的注意，但应当理解，申请人可以经由权利要求就前文提及和/或在附图中示出的任何可专利特征或特征组合寻求保护，无论是否强调了这一点。

Claims (20)

1.一种分析音频环境的装置，包括：
至少一个处理器；以及
至少一个存储器，包括存储于其上的计算机程序代码，
所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起致使所述装置至少：
使用波长低于10毫米的射频波束查询音频环境中的一个或多个声学报告器；
分析由所述一个或多个声学报告器报告的一个或多个声音信号，以确定提供所述一个或多个声音信号的一个或多个声源的位置；以及
使用所述一个或多个声源的所述位置，来确定所述音频环境内的一个或多个声音传播路径。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起，进一步致使所述装置：
执行所述射频波束的扫描以确定一个或多个声学报告器的位置。
3.根据权利要求1所述的装置，其中一个或多个声学报告器的所述位置与所述一个或多个声源的位置一起被使用，以确定所述音频环境内的所述一个或多个声音传播路径。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述一个或多个声音传播路径包括在所述音频环境内从声源到用户的至少一个声音传播路径，并且所述至少一个声音传播路径包括间接声音传播路径。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起，进一步致使所述装置：
使用所述一个或多个声音传播路径和关于一个或多个所报告的声音信号的信息，来估计将被提供给所述音频环境内的用户的一个或多个反声信号。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起，进一步致使所述装置：
使用所述一个或多个声音传播路径来增强将被提供给用户的一个或多个声音信号。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述一个或多个声音传播路径是通过识别相同的声音信号如何由所述音频环境内的不同声学报告器报告，来确定的。
8.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起，进一步致使所述装置：
使用一个或多个声源的所确定位置来配置所述装置，以监视在所述确定位置中的声音。
9.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起，进一步致使所述装置：
检测所述音频环境内的一个或多个其他装置并与所述一个或多个其他装置共享信息，其中所共享的信息涉及下列项中的一个或多个：一个或多个声源的位置、一个或多个声学报告器的位置、所述音频环境中的一个或多个声音传播路径。
10.根据权利要求9所述的装置，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起，进一步致使所述装置：
确定所述音频环境内的所述一个或多个装置中的哪一个应当查询所述音频环境内的所述声学报告器中的一个或多个。
11.根据权利要求10所述的装置，其中应该查询所述音频环境内的一个或多个声学报告器的装置是基于下列项中的一个或多个来确定的：
所述装置相对于一个或多个声学报告器的位置、所述装置的活动水平、减少用于查询一个或多个声学报告器的装置数量。
12.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起，进一步致使所述装置：
基于由所述一个或多个声学报告器报告的声音信号的频率，对查询所述一个或多个声学报告器进行优先级排序，从而使得高频信号比低频信号具有更高的优先级。
13.根据权利要求1所述的装置，其中用于查询所述声学报告器的所述射频波束包括5G信号。
14.一种用于分析音频环境的方法，包括：
使用波长低于10毫米的射频波束查询音频环境中的一个或多个声学报告器；
分析由所述一个或多个声学报告器报告的一个或多个声音信号，以确定提供所述一个或多个声音信号的一个或多个声源的位置；以及
使用所述一个或多个声源的所述位置，来确定所述音频环境内的一个或多个声音传播路径。
15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：
执行所述射频波束的扫描以确定一个或多个声学报告器的位置。
16.根据权利要求14所述的方法，其中一个或多个声学报告器的所述位置与所述一个或多个声源的位置一起被使用，以确定所述音频环境内的所述一个或多个声音传播路径。
17.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：
使用所述一个或多个声音传播路径和关于一个或多个所报告的声音信号的信息，来估计将被提供给所述音频环境内的用户的一个或多个反声信号。
18.一种非暂时性计算机可读介质，包括存储于其上的程序指令，用于至少执行以下：
使用波长低于10毫米的射频波束查询音频环境中的一个或多个声学报告器；
分析由所述一个或多个声学报告器报告的一个或多个声音信号，以确定提供所述一个或多个声音信号的一个或多个声源的位置；以及
使用所述一个或多个声源的所述位置，来确定所述音频环境内的一个或多个声音传播路径。
19.根据权利要求18所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述程序指令进一步被配置为致使：
执行所述射频波束的扫描以确定一个或多个声学报告器的位置。
20.根据权利要求18所述的非暂时性计算机可读介质，其中一个或多个声学报告器的所述位置与所述一个或多个声源的位置一起被使用，以确定所述音频环境内的所述一个或多个声音传播路径。
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