CN115053540A - 入耳式扬声器 - Google Patents

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CN115053540A CN202180010058.2A CN202180010058A CN115053540A CN 115053540 A CN115053540 A CN 115053540A CN 202180010058 A CN202180010058 A CN 202180010058A CN 115053540 A CN115053540 A CN 115053540A
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D·马尔卡奥维克
J·怀特
S·克伦
M·斯特瓦尔特
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Abstract

在一个实施例中，一种用于从由受试者佩戴的入耳式扬声器发出声音的方法包括由入耳式扬声器的音频源生成源音频信号。入耳式扬声器的一个或多个扬声器可以基于音频信号发出声音，并且入耳式扬声器的音频传输管可以接收该声音。一个或多个扬声器可以包括单个扬声器或耦合到分频网络的扬声器阵列。音频传输管具有耦合到一个或多个扬声器以接收声音的输入端。入耳式扬声器的音频反射器可以反射声音。音频反射器耦合到音频传输管的输出端。

Description

入耳式扬声器
技术领域
本公开总体上涉及用于确定针对受试者的动态头部相关传递函数的入耳式扬声器。
背景技术
头部相关传递函数(HRTF)可以被用来表征受试者的耳朵如何从空间中的某个点接收声音。具体而言，针对受试者的HRTF可以被用来合成在受试者看来源自三维(3D)空间中的给定点的双耳声音。传统上，通过将麦克风放置在受试者的耳朵内部以接收从消声室内的一系列扬声器发出的声音，可以为受试者测量HRTF。一系列扬声器中的每一个可以被安置成靠近受试者的耳朵内部的麦克风的圆形或半圆形布置以发出相应的声音，以使得麦克风可以捕获从每个扬声器单独发出的声音。然而，这个过程可能是耗时的，因为HRTF需要小增量的测量(例如，在水平面上每5°到30°的一次测量)，以使得一系列中的每个扬声器可以针对每个增量发出相应的声音。此外，这个过程可能证明对于受试者来说是艰巨的，因为每次HRTF测量都需要受试者在受试者的耳朵内部的麦克风接收从一系列扬声器中的每个扬声器单独地发出的相应声音的同时保持静止。此外，因为受试者被要求在整个过程中保持静止，这个过程可能没有考虑受试者的位置的变化(例如，倾斜头部、旋转头部等)，因此限制了HRTF测量可以为受试者合成的双耳声音的范围。
发明内容
可以使用入耳式扬声器、一系列音频传感器和一系列图像传感器来确定针对受试者的动态头部相关传递函数(HRTF)。入耳式扬声器可以被佩戴在位于隔音室或“捕获空间”内的受试者的耳朵内部，以使得入耳式扬声器可以将声音从受试者的耳朵远离地向外发出到周围的捕获空间中。从入耳式扬声器发出的声音可以是或者包括正弦波扫描，声音的频率增加或减少以使得多个频率范围(例如，从20Hz到20kHz)可以在整个捕获空间中发出。为了发出声音，入耳式扬声器的音频源可以首先生成源音频信号。被耦合到音频源的分频网络可以将源音频信号滤波为多个频率信号。被耦合到分频网络的一个或多个扬声器可以分别发出声音，并且具有被耦合到扬声器的输入端的音频传输管可以接收该声音。被耦合到音频传输管的输出端的音频反射器可以接收该声音并将声音反射到整个捕获空间中。
根据本公开的第一方面，提供了一种被配置为由受试者佩戴的入耳式扬声器，该入耳式扬声器包括：被配置为生成源音频信号的音频源；被配置为基于源音频信号发出声音的一个或多个扬声器；被配置为包围一个或多个扬声器的包围件；音频传输管，其具有耦合到包围件以从包围件接收声音的输入端；以及音频反射器，其耦合到音频传输管的输出端并被配置为反射声音。
根据本公开的第二方面，提供了一种用于从由受试者佩戴的入耳式扬声器发出声音的方法，该方法包括：由入耳式扬声器的音频源生成源音频信号；由入耳式扬声器的一个或多个扬声器基于源音频信号发出声音；由入耳式扬声器的音频传输管接收声音，该音频传输管具有被耦合到一个或多个扬声器以接收声音的输入端；由入耳式扬声器的音频反射器反射声音，该音频反射器被耦合到音频传输管的输出端。
音频反射器还可以包括被耦合到音频反射器并被配置为捕获声音的麦克风。该方法还可以包括：由入耳式扬声器的麦克风捕获声音，该麦克风被耦合到音频反射器。
麦克风可以被包围在音频反射器内。
音频反射器可以被配置为被佩戴在受试者的耳朵内部。
音频反射器可以包括开口端和闭合端。开口端可以指向远离受试者的耳朵。闭合端可以包括被佩戴在受试者的耳朵内部的刚性表面并且被配置为反射声音通过开口端远离受试者的耳朵。
音频反射器可以可移除地被耦合到吸收材料，该吸收材料被配置为被佩戴在受试者的内耳内部以防止内耳接收声音。该方法还可以包括：由可移除地耦合到音频反射器的吸收材料防止受试者的内耳接收声音，该吸收材料被配置为被佩戴在受试者的内耳内部。
音频源还可以包括音频转换器，其耦合到音频源并且被配置为将数字源音频信号转换成源音频信号。该方法还可以包括由耦合到音频源的音频转换器将数字源音频信号转换成源音频信号。
一个或多个扬声器中的每个扬声器可以被安置在包围件内的扬声器漏斗内。
一个或多个扬声器可以包括单个扬声器。
一个或多个扬声器可以包括耦合到分频网络的扬声器阵列。分频网络可以耦合到音频源并且被配置为将来自音频源的源音频信号滤波为多个频率信号。扬声器阵列可以包括配置为分别发出多个频率信号中的频率信号的多个扬声器。
本文所公开的实施例仅仅是示例，并且本公开的范围不限于它们。特定实施例可以包括本文公开的实施例的组件、元件、特征、功能、操作或步骤中的所有、一些或不包括它们。实施例被特别地公开于涉及入耳式扬声器和方法的所附权利要求中，其中在一个权利要求类别(例如方法)中提及的任何特征也可以在另一个权利要求类别(例如系统)中要求保护。仅出于形式原因选择所附权利要求中的从属或引用关系。然而，由于有意回溯到任何先前的权利要求(特别是多重从属关系)而产生的任何主题也可以被要求保护，因此权利要求及其特征的任何组合都被公开并且可以被要求保护，而不管在所附权利要求中选择的从属关系如何。可以要求保护的主题不仅包括所附权利要求中所阐述的特征的组合，而且还包括权利要求中的任何其他特征组合，其中权利要求中提到的每个特征可以与权利要求中的任何其他特征或其他特征组合进行组合。此外，本文描述或描绘的任何实施例和特征可以在单独的权利要求中和/或与本文描述或描绘的任何实施例或特征或与所附权利要求的任何特征的任何组合中要求保护。
实施例可以包括人工现实系统或可以结合人工现实系统被实现。人工现实是一种在呈现给用户之前已经以某种方式被调整的现实形式，其可以包括例如虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、混合现实(MR)、混合现实或其某种组合和/或衍生物。人工现实内容可以包括完全生成的内容或与所捕获内容(例如，真实世界的照片)相结合的所生成内容。人工现实内容可以包括视频、音频、触觉反馈或它们的某种组合，并且其中的任何一个都可以在单个通道或多个通道中呈现(诸如向观看者产生三维效果的立体视频)。此外，在一些实施例中，人工现实可以与例如被用来在人工现实中创建内容和/或在人工现实中使用(例如，在其中执行活动)的应用、产品、配件、服务或其某种组合相关联。提供人工现实内容的人工现实系统可以在各种平台上被实现，包括连接到主机计算机系统的头戴式显示器(HMD)、独立HMD、移动设备或计算系统或者任何能够向一个或多个观看者提供人工现实内容的其他硬件平台。
附图说明
图1图示了用于确定针对受试者的动态反向头部相关传递函数的示例系统环境的选定元件。
图2图示了示例入耳式扬声器的选定元件。
图3A和图3B图示了由受试者佩戴的示例入耳式扬声器的选定元件。
图4图示了入耳式扬声器的示例包围件的选定元件。
图5图示了包围件的示例扬声器漏斗的选定元件。
图6A和图6B图示了入耳式扬声器的示例音频反射器的选定元件。
图7图示了用于从由受试者佩戴的入耳式扬声器发出声音的示例方法的选定元素。
图8图示了示例计算机系统的选定元件。
具体实施方式
图1图示了用于确定针对受试者的动态反向头部相关传递函数的示例系统环境的选定元件。在图1中所图示的示例中，系统环境100包括捕获空间110和计算设备170。捕获空间110包括一系列音频传感器120-1至120-N(在本文中统称为“音频传感器120”)、一系列图像传感器130-1至130-N(在本文中统称为“图像传感器130”)以及在图1中所示的在受试者160的右耳中佩戴入耳式扬声器140的受试者160。入耳式扬声器140耦合到麦克风150，麦克风150也被佩戴在图1中所示的受试者160的右耳中。计算设备170包括用于存储所测量的受试者160的动态HRTF的头部相关传递函数(HRTF)数据库180。在其他示例中，系统环境100可以包括更多、更少和/或任何组合的适合于确定针对受试者的动态HRTF的组件。
在一个示例中，捕获空间110可以包括房间或其他封闭空间，通常可操作以吸收声音的反射。特别地，捕获空间110可以吸收混响声波，以使得捕获空间110内的传感器设备可以专门检测直接声波。这些“自由场”条件可以被用来测量与声源相关联的传递函数。例如，入耳式扬声器140可以在捕获空间110内发出声压波，以使得安置在整个捕获空间110中的一系列音频传感器120可以捕获声音。所捕获的声音或波形可以部分地被用来计算针对受试者的动态HRTF。在图1中所图示的示例中，捕获空间110可以包括一系列音频传感器120和一系列图像传感器130。例如，捕获空间110可以包括均匀地安置在整个捕获空间110中的麦克风和相机，以分别检测由入耳式扬声器140生成的声音并且捕获受试者160的图像。在一个示例中，捕获空间110可以是或包括圆顶(dome)，其具有围绕受试者160的、遍布圆顶被均匀地安置的音频传感器120和图像传感器130。在另一个示例中，捕获空间110可以是或包括音频/视频捕获台(stage)，其包括嵌入在墙壁中并朝向受试者160定向的音频传感器120和图像传感器130。在其他示例中，捕获空间110可以是或包括消声室、半消声室和/或适合于吸收声音反射的隔音环境的任何组合。
在一个示例中，入耳式扬声器140可以包括通常可操作以从受试者的头部远离地向外发出声音(例如，声压波)的系统、设备或装置。具体地，入耳式扬声器140可以被佩戴在受试者160的耳朵(例如，左耳、右耳或双耳)内部，以使得入耳式扬声器140可以将声音从受试者160的耳朵远离地向外发出到周围的捕获空间110中。在一个示例中，由入耳式扬声器140发出的每个声音可以是或包括“正弦波扫描”，声音的频率增加(例如，范围从20Hz到20kHz)以使得各种频率被发出到周围的捕获空间110中。例如，入耳式扬声器140可以包括分频网络(图中未示出)，其被配置为通过相应的换能器将源音频信号分为高、中和低频声波。这些高、中和低频声波可以由入耳式扬声器140在整个捕获空间110中发出，以使得音频传感器120可以捕获声波以进行处理。在其他示例中，由入耳式扬声器140发出的声音可以是或包括对数扫描、线性扫描、白噪声、粉红噪声和/或适合用作参考信号的声音的任何组合。将关于图2-图6更详细地描述入耳式扬声器140。
在一个示例中，麦克风150可以包括通常可操作以捕获由入耳式扬声器140发出的声音的系统、设备或装置。特别地，麦克风150可以耦合到受试者160的耳朵内部的入耳式扬声器140，以使得麦克风150可以在声音反射和离开耳朵以被受试者160的人体测量学特征修改之前捕获受试者160的耳道附近的声音。例如，当声音离开入耳式扬声器140并从受试者160的头部、耳朵和身体反射时，输入信号的各种频率可能会被提升或衰减。因为声音在被修改之前被捕获，所以由麦克风150捕获的声音可以用作在确定针对受试者160的动态HRTF时的“参考信号”。也就是说，计算设备170可以在用于确定受试者160的动态HRTF的处理期间使用由麦克风150捕获的参考信号作为输入信号。在一个示例中，麦克风150可以是或包括微机电系统(MEMS)麦克风。在其他示例中，麦克风150可以是或包括动态麦克风、电容式麦克风、压电式麦克风或适合于接收声波并将其转换成电信号的换能器的任何组合。
在一个示例中，每个音频传感器120-1到120-N可以包括通常可操作以捕获由入耳式扬声器140发出的声音的系统、设备或装置。具体地，音频传感器120可以遍布捕获空间110被安置(例如，嵌入在墙壁中)以使得每个音频传感器120的隔膜或其他声学传感器被定向成朝向受试者160(和入耳式扬声器140)。每个音频传感器120可以在声音已经离开耳朵并且已经被受试者160的人体测量学特征修改之后捕获由入耳式扬声器140发出的声音。例如，声音的各种频率可以响应于在离开耳朵时从受试者160的耳朵的耳廓和身体的其他部分被反射回来而被修改。因为声音在被修改之后被捕获，所以由每个音频传感器120捕获的声音可以用作在确定针对受试者160的动态HRTF时的输出信号。也就是说，计算设备170可以在用于确定受试者160的动态HRTF的处理期间使用由每个音频传感器120捕获的声音的音频记录作为输出信号。在一个示例中，音频传感器120可以是或包括一系列全向麦克风。在其他示例中，音频传感器120可以是或包括一系列动态麦克风、电容式麦克风、压电式麦克风、环绕声麦克风、高阶环绕声麦克风或适合于接收声波并将其转换成电信号的换能器的任何组合。
在一个示例中，每个图像传感器130-1到130-N可以包括通常可操作以捕获受试者160的一个或多个图像的系统、设备或装置。特别地，图像传感器130可以遍布捕获空间110被安置(例如，嵌入在墙壁中)以使得每个图像传感器130的透镜或其他光传感器被定向成朝向受试者160。每个图像传感器130可以捕获描绘受试者160的身体姿势或者受试者160相对于捕获空间110的取向的一个或多个图像(例如，静止图像、视频图像等等)。在一个示例中，图像传感器130可以在入耳式扬声器140正在发出声音时捕获受试者160的一个或多个图像，以使得受试者160的身体姿势可以被映射到由音频传感器120捕获的声音的音频记录和由麦克风150捕获的参考信号两者。在一个示例中，图像传感器130可以是或包括一系列数码相机。在另一个示例中，图像传感器130可以是或包括一系列深度传感器、距离成像相机、飞行时间(ToF)相机等。在其他示例中，图像传感器130可以是或包括一系列热成像相机、红外相机和/或适合于接收图像并将图像转换成电信号的图像传感器的任何组合。
在一个示例中，计算设备170可以包括通常可操作以确定针对受试者160的动态HRTF的系统、设备或装置。计算设备170可以接收由音频传感器120捕获的由入耳式扬声器140发出的一个或多个声音的音频记录。此外，计算设备170可以接收由麦克风150捕获的一个或多个参考信号以及由图像传感器130捕获的一个或多个图像。一个或多个图像可以描绘当入耳式扬声器140正在发出声音时受试者160相对于周围的捕获空间110的身体姿势。通过允许受试者160改变身体姿势，可以实现一组密集测量并将其用来确定针对受试者160的动态HRTF。在一个示例中，计算设备170可以是或包括台式计算机。在其他示例中，计算设备170可以是或包括服务器系统、微控制器单元、平板计算机、笔记本计算机和/或适合于确定受试者的动态HRTF的计算设备的任何组合。
在一个示例中，计算设备170可以使用由图像传感器130捕获的一个或多个图像来生成受试者160的身体姿势的模型或“姿势表示”以被用于确定动态HRTF。因为受试者被要求在整个过程中保持静止，传统的HRTF测量可能没有考虑受试者的位置的变化(例如，倾斜头部、旋转头部等)，因此限制了HRTF测量可以为受试者合成的双耳声音的范围。例如，传统的HRTF数据集可以分别针对受试者的左耳(L)和右耳(R)使用函数HRTF_L(azimuth_i,elevation_i)和HRTF_R(azimuth_i,elevation_i)来表示。在这个示例中，“i”可以用作被用来表示一系列扬声器中的每个扬声器的索引，其中azimuth_i和elevation_i描述了指示每个扬声器相对于受试者的位置的角度。与之相反，计算设备170可以使用受试者160的身体姿势的姿势表示，以产生一组密集测量，这些测量考虑了受试者160的位置的变化。例如，动态HRTF数据集可以分别针对受试者160的左(L)耳和右(R)耳使用函数：HRTF_L(azimuth_i,elevation_i,radius_i,pose_j)和HRTF_R(azimuth_i,elevation_i,radius_i,pose_j)来表示。在这个示例中，“i”可以用作被用来表示捕获空间110中的每个音频传感器120的索引，其中azimuth_i和elevation_i描述了指示每个音频传感器120相对于受试者160的位置的角度。另外，radius_i可以描述受试者160和每个音频传感器120之间的距离，并且pose_j可以描述受试者160的身体姿势(即，如使用姿势表示所指示的)。在这里，“j”可以用作附加索引，被用来表示与给定音频传感器120的特定azimuth_i、elevation_i和radius_i相对应的多个身体姿势中的受试者160的每个身体姿势。通过允许受试者160改变身体姿势，动态HRTF测量有效地增加了HRTF测量可以为受试者合成的双耳声音的范围。在一个示例中，身体姿势的姿势表示可以是或包括受试者160的身体姿势的三维(3D)虚拟重建。例如，姿势表示可以使用3D网格来生成，从中可以导出受试者160相对于每个音频传感器120的方位角、仰角、半径和身体姿势。
在一个示例中，计算设备170可以利用由麦克风150捕获的参考信号和姿势表示来处理由音频传感器120捕获的声音的音频记录，以确定捕获空间110内的每个音频传感器120-1到120-N的HRTF。也就是说，对于受试者160的给定身体姿势，计算设备170可以针对每个音频传感器120在捕获空间110内的位置而确定HRTF。在图1中所图示的示例中，计算设备170可以首先针对受试者160的身体姿势“A”、针对每个音频传感器120在捕获空间110内的位置确定HRTF。在一个示例中，计算设备170可以利用由麦克风150捕获的参考信号和姿势表示(例如，使用反卷积)来处理由音频传感器120捕获的声音的音频记录，其中音频记录可以用作输出信号并且参考信号可以用作输入信号。例如，计算设备170可以使用以下等式来确定针对音频传感器120-1(图1中所示)的HRTF(H1(ω))：
Figure BDA0003754156580000091
在上面的等式中，Y1(ω)是输出信号(即，由音频传感器120-1捕获的音频记录)并且X(ω)是输入信号(即，由麦克风150捕获的参考信号)。因为输入和输出信号都是已知的，所以计算设备170可以求解H1(ω)，从而针对音频传感器120-1在捕获空间110中的位置确定HRTF。在一个示例中，计算设备170可以将HRTF(H1(ω))与指示和HRTF相关联的姿势表示(例如，指示受试者160的身体姿势“A”)的数据一起存储在HRTF数据库180中。
在另一个示例中，计算设备170可以使用以下等式来确定音频传感器120-2(图1中所示)的HRTF(H2(ω))：
Figure BDA0003754156580000101
在上面的等式中，Y2(ω)是输出信号(即，由音频传感器120-2捕获的音频记录)并且X(ω)是输入信号(即，由麦克风150捕获的参考信号)。同样，因为输入和输出信号都是已知的，所以计算设备170可以求解H2(ω)，从而针对麦克风120-2在捕获空间110中的位置确定HRTF。在一个示例中，计算设备170可以将HRTF(H2(ω))与指示和HRTF相关联的姿势表示的数据一起存储在HRTF数据库180中。例如，计算设备170可以将针对每个音频传感器120的HRTF存储为包括以下的数据结构：HRTF测量；音频传感器120相对于受试者160的方位角、仰角和半径值；以及指示受试者160的身体姿势“A”的姿势表示坐标。在一个示例中，计算设备170可以确定针对捕获空间110内的每个音频传感器120-1到120-N的HRTF。也就是说，计算设备170可以针对给定的姿势表示、每个音频传感器120在捕获空间110内的位置而确定HRTF。
在一个示例中，计算设备170可以利用由嵌入在入耳式扬声器140内的麦克风150捕获的附加参考信号和姿势表示来处理由音频传感器120捕获的附加声音的音频记录，以确定针对捕获空间110内的每个音频传感器120-1至120-N的HRTF。也就是说，计算设备170可以针对受试者160的附加身体姿势来针对每个音频传感器120在捕获空间110内的位置而确定HRTF。在图1中所图示的示例中，计算设备170可以针对受试者160的附加身体姿势“B”来针对每个音频传感器120在捕获空间110内的位置确定HRTF。响应于受试者160改变身体姿势，当受试者160被定向为附加的身体姿势时，入耳式扬声器140可以从受试者160的耳朵(例如，左耳、右耳或双耳)发出附加声音。麦克风150可以在附加声音离开耳朵并被受试者160的人体测量学特征修改之前捕获附加参考信号。类似地，音频传感器120可以在附加声音离开耳朵并被受试者160的人体测量特征修改之后捕获附加声音。此外，图像传感器130可以在入耳式扬声器140正在发出附加声音时捕获受试者160的附加的一个或多个图像。受试者160的附加身体姿势可以被映射到由音频传感器120捕获的附加声音的音频记录和由麦克风150捕获的附加参考信号两者。
在一个示例中，计算设备170可以基于由图像传感器130捕获的附加的一个或多个图像来修改受试者160的身体姿势的姿势表示。具体地，计算设备170可以修改姿势表示以表示受试者160的附加身体姿势，如附加的一个或多个图像中所示。在图1中所图示的示例中，计算设备170可以修改姿势表示以表示受试者160的附加身体姿势“B”。如上文关于身体姿势“A”所描述的，计算设备170可以利用由麦克风150捕获的附加参考信号和姿势表示来处理由音频传感器120捕获的附加声音的音频记录，以确定针对每个音频传感器120的HRTF。在一个示例中，计算设备170可以将针对每个音频传感器120的HRTF与指示和HRTF相关联的姿势表示的数据一起存储在HRTF数据库180中。例如，计算设备170可以将每个音频传感器120的HRTF存储为包括以下的数据结构：HRTF测量；音频传感器120相对于受试者160的方位角、仰角和半径值；以及指示受试者160的附加身体姿势“B”的姿势表示坐标。
在一个示例中，HRTF数据库180可以包括通常可操作以存储针对捕获空间110中的每个音频传感器120的HRTF测量的系统、设备或装置。特别地，HRTF数据库180可以存储针对每个音频传感器120在捕获空间110内的位置的HRTF测量和关联的元数据。例如，存储在HRTF数据库180中的每个条目可以对应于音频传感器120，或音频传感器120在捕获空间110内的位置，并且包括：HRTF测量；音频传感器120相对于受试者160的方位角、仰角和半径值；和指示受试者160的给定身体姿势的姿势表示坐标。在此，捕获空间110内的每个音频传感器120可以包括在HRTF数据库180中的多个条目。具体地，每个音频传感器120可以包括HRTF数据库180中的多个HRTF测量，每个HRTF测量对应于受试者160的相应身体姿势。由于HRTF数据库180包括对应于受试者160的每个相应身体姿势的多个HRTF测量，因此计算设备170可以访问HRTF数据库180以确定与受试者160的给定身体姿势相对应的、在捕获空间110内的给定位置的HRTF测量，从而确定针对受试者160的动态HRTF。
图2图示了示例入耳式扬声器的选定元件。如上面关于图1所描述的，入耳式扬声器140可以包括通常可操作以从受试者160的头部远离地向外发出声音的系统、设备或装置。特别地，入耳式扬声器140可以被佩戴在受试者160的耳朵内部，以使得入耳式扬声器140将声音从受试者160的耳朵远离地向外发出到周围的捕获空间110中。在图2中所图示的示例中，入耳式扬声器140包括音频源210、分频网络230、一个或多个扬声器240、音频传输管250和音频反射器260。音频源210包括音频转换器220。音频反射器260包括麦克风150。在其他示例中，入耳式扬声器140可以包括更多、更少和/或任何组合的适合于从受试者160的头部远离地向外发出声音的组件。
在一个示例中，音频源210可以包括通常可操作以生成数字信号或“源音频信号”以被转换成模拟信号并被用作声音的系统、设备或装置。例如，音频源210可以生成数字正弦波，数字正弦波被转换成模拟信号并被用作从入耳式扬声器140发出的作为声音的正弦波扫描。在图2中所图示的示例中，音频源210包括音频转换器220，用于将数字源音频信号转换成模拟源音频信号以被发送到分频网络230。在一个示例中，音频源210可以是或包括计算设备。在其他示例中，音频源210可以是或包括正弦振荡器电路、微控制器单元和/或适合于生成数字源音频信号的音频源的任何组合。
在一个示例中，音频转换器220可以包括通常可操作以将由音频源210生成的数字信号转换成模拟源音频信号的系统、设备或装置。具体地，音频转换器220可以耦合到音频源210，以接收数字源音频信号并将数字源音频信号转换成模拟源音频信号。例如，音频转换器220可以将诸如包括数字源音频信号的定点二进制数之类的有限精度数转换成诸如包括模拟源音频信号的声压之类的物理量。也就是说，音频转换器220可以接收来自音频源210的数字输出并将该数字输出转换成能够被分频网络230滤波并由扬声器240发出的模拟线路电平输出。在一个示例中，音频转换器220可以是或包括耦合到音频源210的声卡。在其他示例中，音频转换器220可以是或包括数模转换器(DAC)、加权电阻器网络和/或适合于将数字信号转换成模拟源音频信号的电子组件的任何组合。
在一个示例中，分频网络230可以包括通常可操作以将源音频信号滤波为相应频率信号的系统、设备或装置。特别地，分频网络230可以从音频转换器220接收模拟源音频信号(例如，经由3.5mm耳机插孔)并且将源音频信号拆分成两个或更多个相应的频率，以使得每个相应的频率可以由扬声器240发出。例如，分频网络230可以从音频转换器220接收源音频信号，并使用高通、带通滤波器和低通滤波器的组合将接收到的源音频信号滤波为高频、中频和低频信号。在图2中所图示的示例中，分频网络230可以耦合到扬声器240，以使得分频网络230可以向扬声器240提供相应的高频、中频和低频信号。在一个示例中，分频网络230可以是或包括有源分频网络、无源分频网络、数字分频网络、机械分频网络和/或适合于将源音频信号滤波为相应频率信号的分频网络的任何组合。在图2中所图示的示例中，分频网络230可以被包围在入耳式扬声器140的包围件200内。在另一个示例中，分频网络230可以位于包围件200外部。在其他示例中，入耳式扬声器140可以不包括分频网络230，如图2中所图示。
在一个示例中，扬声器240可以包括通常可操作以发出包括多频率信号的声音的系统、设备或装置。具体地，扬声器240可以包括具有各种规格(例如，尺寸、频率响应、阻抗、灵敏度等)的一个或多个扬声器，以使得扬声器240中的每个扬声器可以被优化以发出相应的频率。在图2中所图示的示例中，扬声器240中的每个扬声器可以根据扬声器被优化以发出的频率而从分频网络230接收频率信号。例如，被配置为优化高频的扬声器可以从分频网络230接收高频信号。类似地，被配置为优化中频的扬声器可以从分频网络230接收中频信号。扬声器240可以被包围在包围件200内以抑制泄漏，以使得防止从扬声器240发出的声音扩散到整个周围的捕获空间110中。具体地，包括声音的声压可以被包含在包围件200内并朝向音频传输管250的开口引导，以使得声音可以被音频反射器260反射。在一个示例中，扬声器240可以是或包括由耦合到分频网络230的一系列扬声器组成的扬声器阵列。在另一个示例中，扬声器240可以是或包括单个扬声器。在其他示例中，扬声器240可以是或包括形成为阵列的一系列平衡电枢驱动器、单个平衡电枢驱动器、形成为阵列的一系列动态驱动器、单个动态驱动器和/或适合于将电音频信号转换成声波的换能器的任何组合。
在一个示例中，音频传输管250可以包括通常可操作以将声音从扬声器240传输到音频反射器260的系统、设备或装置。具体地，音频传输管250可以将扬声器240耦合到音频反射器260，以使得音频反射器260可以接收由扬声器240生成的声音并将声音反射到整个捕获空间110中。在一个示例中，音频传输管250可以包括一个或多个弯曲部，以使得每个弯曲部修改音频传输管250的整体频率响应。在一个示例中，音频传输管250可以由具有弹性属性的柔性材料(例如，塑料、碳纤维、橡胶等)构成，以使得在音频传输管250中一个或多个弯曲部的形成可以取决于受试者160的取向和/或移动而变化。在此，音频传输管250的整体频率响应可以是可变的，因为柔性材料允许音频传输管250弯曲并扭曲成各种形状。在另一个示例中，音频传输管250可以由具有刚性属性的刚性材料(例如，硬化钢、碳化钨、玻璃等)构成，以使得不管受试者160的取向和/或移动如何，音频传输管250中的弯曲部的数量都可以保持不变。在这里，因为刚性材料防止音频传输管250在制造之后弯曲或以其他方式扭曲，音频传输管250的整体频率响应可以是恒定的。在其他示例中，音频传输管250可以由适合于将声音从扬声器240传输到音频反射器260的柔性材料和刚性材料的任何组合构成。将关于图3A和图3B进一步描述音频传输管250。
在一个示例中，音频反射器260可以包括通常可操作以在整个捕获空间110中反射声音的系统、设备或装置。特别地，音频反射器260可以经由音频传输管250接收来自扬声器240的声音并从受试者160的头部远离地反射声音。在经由音频传输管250到达音频反射器260时，声音可以在受试者160的耳朵内部从音频反射器260反射或反弹。音频反射器260可以从受试者160的耳朵远离地向外引导所反射的声压，从而在整个捕获空间110中反射声音。在一个示例中，音频反射器260可以可移除地耦合到吸收材料(例如，泡沫)，以防止声压进入受试者的内耳，这可能会损坏鼓膜和/或生成不需要的内耳频率响应。在一个示例中，音频反射器260可以被配置为在整个捕获空间110中扩散声音。例如，音频反射器260可以从扬声器240接收声音并且将声音从受试者160的头部远离地向外扩散。将关于图3A、图3B、图6A和图6B进一步描述音频反射器260。
在一个示例中，麦克风150可以包括通常可操作以捕获由入耳式扬声器140发出的声音(例如，声压波)的系统、设备或装置。具体地，麦克风150可以耦合到音频反射器260，以使得麦克风150可以在声音离开耳朵并被受试者的人体测量学特征修改之前捕获受试者的耳朵内的声音。因为声音在被修改之前被捕获，所以由麦克风150捕获的声音可以用作在确定针对受试者的动态HRTF中的参考信号，如上面关于图1所描述的。此外，由麦克风150捕获的参考信号可以被用来解释由一个或多个弯曲部引起的音频传输管250的整体频率响应，并移除由音频传感器120捕获的与延迟关联的声音。在一个示例中，麦克风150可以是或包括微机电系统(MEMS)麦克风。在其他示例中，麦克风150可以是或包括动态麦克风、电容式麦克风、压电式麦克风或适合于接收声波并将其转换成电信号的换能器的任何组合。
图3A和图3B图示了由受试者佩戴的示例入耳式扬声器的选定元件。在图3A和图3B中所图示的示例中，入耳式扬声器140可以包括音频反射器260、吸收材料300、音频传输管250和包围件200。包围件200可以耦合到肩带320并且可以包括包围在内的分频网络230和扬声器240(图中未示出)。在其他示例中，入耳式扬声器140可以包括更多、更少和/或任何组合的适合于从受试者160的头部远离地向外发出声音的组件。
图3A图示了受试者160佩戴入耳式扬声器140的侧视图。在图3A中所图示的示例中，包围件200可以耦合到由受试者160靠近颈部底部所穿戴的肩带320。音频传输管250可以耦合到包围件200。具体地，音频传输管250可以耦合到包围在包围件200内的扬声器240以接收由扬声器240发出的声音。音频传输管250可以将从扬声器240接收的声音从包围件200引导到音频反射器260。在图3A和图3B中所图示的示例中，音频传输管250可以环绕在受试者160的耳朵310后面以将声音引导到音频反射器260。在经由音频传输管250到达音频反射器260时，包括声音的声压可以反射或反弹离开在受试者160的耳朵310内部的音频反射器260，从而从耳朵310远离地向外引导声压。
在图3A中所图示的示例中，音频反射器260可以可移除地耦合到受试者160的耳朵310内部的吸收材料300。具体地，吸收材料300可以包括具有凹形或杯形中心的面向外的端部，该端部被塑造成接收音频反射器260的挂钉(图中未示出)。另外，吸收材料300可以包括面向内的端部，该端部被塑造成被佩戴在受试者160的内耳内部。吸收材料300的面向内的端部可以防止受试者160的内耳接收由音频反射器260反射的声音。特别地，吸收材料300的面向内的端部可以防止声压进入受试者160的内耳——这可能会损坏鼓膜，从而在入耳式扬声器140发出声音时确保受试者160的安全。
图3B图示了受试者160佩戴入耳式扬声器140的后视图。在图3B中所图示的示例中，包围件200可以在受试者160的肩部之间靠近颈部底部耦合到肩带320。包围件200可以包括耳机插孔330或类似的多通道音频耦合器，其用于从音频转换器220(图2中所示)接收源音频信号。具体地，包围在包围件200内的分频网络230(图2中所示)可以接收来自音频转换器220的模拟源音频信号并将源音频信号拆分成两个或更多个相应的频率，以使得每个相应的频率可以由扬声器240(图2中所示)内的扬声器发出。扬声器240可以被包围在包围件200内，以使得防止从扬声器240发出的声音扩散到整个周围的捕获空间110中。也就是说，声压可以被包含在包围件200内并朝向音频传输管250的开口引导，以使得声音可以被音频反射器260反射。
图4图示了入耳式扬声器的示例包围件的选定元件。在图4中所图示的示例中，包围件200包括包围件顶部部分400、扬声器壳体盖420(在本文中个体地称为“扬声器壳体盖420”)、扬声器壳体部分430(在本文中个体地称为“扬声器壳体部分430”)、扬声器漏斗(funnel)440(在本文中个体地称为“扬声器漏斗440”)和包围件底部部分460。扬声器壳体盖420可以包括扬声器壳体盖孔410(在本文中各个地称为“扬声器壳体盖孔410”)。扬声器漏斗440可以包括扬声器漏斗输出450(在本文中各个地称为“扬声器漏斗输出450”)。包围件顶部部分400可以包括螺孔480。包围件底部部分460可以包括扬声器漏斗输出孔470(在本文中个体地称为“扬声器漏斗输出孔470”)和螺孔490。注意，尽管分频网络230和扬声器240未在图4中图示出，但是如上面关于图2和图3所描述的，包围件200可以包围分频网络230和扬声器240。在其他示例中，包围件200可以包括更多、更少和/或任何组合的适合于防止声音扩散到整个周围的捕获空间110中的组件。
在一个示例中，包围件顶部部分400可以可移除地耦合到包围件底部部分460以将扬声器壳体盖420、扬声器壳体部分430和扬声器漏斗440包围在包围件200内。特别地，通过使用螺钉(图中未示出)将包围件顶部部分400的螺孔480连接到包围件底部部分460的螺孔490，包围件顶部部分400可以可移除地耦合到包围件底部部分460。在一个示例中，包围件顶部部分400和包围件底部部分460可以包括提供抗冲击性、强度和耐热性的刚性材料(例如，不透明热塑性塑料、无定形聚合物等)。例如，包围件顶部部分400和包围件底部部分460可以各自包括丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)塑料，其可以被3D打印以形成包围件顶部部分400和包围件底部部分460。在一个示例中，包围件顶部部分400、扬声器壳体盖420、扬声器壳体部分430、扬声器漏斗440和包围件底部部分460可以包括相同的材料。在其他示例中，包围件顶部部分400、扬声器壳体盖420、扬声器壳体部分430、扬声器漏斗440和包围件底部部分460可以包括两种或更多种材料。
在一个示例中，扬声器壳体盖420、扬声器壳体部分430和扬声器漏斗440可以在包围件200内可移除地耦合在一起。具体地，扬声器壳体盖420可以可移除地耦合到扬声器壳体部分430，并且扬声器壳体部分430可以可移除地耦合到扬声器漏斗440。在图4中所图示的示例中，每个扬声器漏斗440可以包括一个或多个扬声器240。扬声器壳体盖420的扬声器壳体盖孔410可以允许包围在包围件200中的分频网络230(图中未示出)提供频率信号(例如，高频、中频和低频信号)到包围在扬声器漏斗440中的扬声器240(图中未示出)的每个扬声器。例如，承载相应频率信号的一根或多根电线可以穿过扬声器壳体盖420的扬声器壳体盖孔410并耦合到容纳在扬声器漏斗440内的扬声器240的相应扬声器。每个扬声器漏斗440可以包括一个或多个扬声器240，以使得入耳式扬声器140可以输出高信噪比(SNR)以帮助在处理由音频传感器120捕获的声音的音频记录，如关于图1所描述的。例如，扬声器漏斗440可以容纳一个或多个扬声器240，其包括四个高音扬声器和两个低音扬声器，每个扬声器发出相应的频率以生成声音。由扬声器240的每个扬声器发出的声音可以在扬声器漏斗输出450处离开扬声器漏斗440并经由扬声器漏斗输出孔470进入音频传输管250的相应开口。将扬声器壳体盖420、扬声器壳体部分430和扬声器漏斗440可移除地耦合在一起可以防止由扬声器240发出的声音扩散到整个包围件200，进而防止扩散到整个周围的捕获空间110中。关于图5更详细地描述扬声器漏斗440。
图5图示了包围件的示例扬声器漏斗的选定元件。在一个示例中，扬声器漏斗440可以包括通常可操作以将扬声器240容纳在包围件200内的系统、设备或装置。特别地，扬声器漏斗440可以包括一个或多个槽，每个槽被塑造成容纳扬声器240中的一个扬声器。在图5中所图示的示例中，扬声器漏斗440可以包括两组高音喇叭槽500(在本文中个体地称为“高音喇叭槽500”)和两个低音喇叭槽510(在本文中个体地称为“低音喇叭槽510”)。在一个示例中，扬声器漏斗440可以包括每个槽中的两个，以便增加从每个扬声器漏斗440输出的以分贝测量的声压级，而不会在包括每个声音的声波之间造成破坏性干扰。增加从每个扬声器漏斗440输出的声压级可以增加SNR，这有助于如关于图1所描述的处理由音频传感器120捕获的声音的音频记录。在其他示例中，扬声器漏斗440可以包括更多、更少和/或任何组合的适合于容纳扬声器240的槽。
在一个示例中，每个高音喇叭槽500可以被塑造成容纳被优化以发出从分频网络230接收的高频到中频信号的扬声器。在图5中所图示的示例中，扬声器漏斗440可以包括两个不同尺寸的高音喇叭槽500。具体地，图5中所示的较小的高音喇叭槽500可以被塑造成容纳被优化以发出高频的扬声器，而较大的高音喇叭槽500可以被塑造成容纳被优化以发出中低频的扬声器。在一个示例中，每个高音喇叭槽500可以容纳被优化以发出高频到中频信号的平衡电枢驱动器。在另一个示例中，每个高音喇叭槽500可以容纳被优化以发出高频到中频信号的动态驱动器。在图5中所图示的示例中，包围件200的每个扬声器漏斗440可以包括总共四个高音喇叭槽500。在其他示例中，包围件200的每个扬声器漏斗440可以包括更多、更少或任何数量的适合于发出高频到中频信号并且增加SNR的高音喇叭槽500。
在一个示例中，每个低音喇叭槽510可以被塑造成容纳被优化以发出从分频网络230接收的低频信号的扬声器。在图5中所图示的示例中，扬声器漏斗440可以包括两个低音喇叭槽510。在一个示例中，每个低音喇叭槽510可以容纳被优化为发出低频信号的平衡电枢驱动器。在另一个示例中，每个低音扬声器插槽510可以容纳被优化为发出低频信号的动态驱动器。在图5中所图示的示例中，包围件200的每个扬声器漏斗440可以包括总共两个低音喇叭槽510。在其他示例中，每个扬声器漏斗440可以包括更多、更少或任何数量的适合于发出低频信号并且增加SNR的低音喇叭槽510。
图6A和图6B图示了入耳式扬声器的示例音频反射器的选定元件。如上面关于图2所描述的，音频反射器260可以包括系统、设备或装置，其通常可操作以在整个捕获空间110(图1中所示)中反射声音。具体地，音频反射器260可以经由音频传输管250(图2中所示)接收来自扬声器240(图2中所示)的声音，并从受试者160的头部(图1中所示)远离地向外反射声音。在图6A和图6B中所图示的示例中，音频反射器260可以具有略呈椭圆形的形状，其被塑造成被佩戴在受试者的耳朵内部，并且可以包括音频反射器开口600、麦克风150、开口端610、闭合端620和挂钉630。在一个示例中，音频反射器260可以经由音频反射器开口600耦合到音频传输管250。在其他示例中，音频反射器260可以包括更多、更少和/或任何组合的适合于在整个捕获空间110中反射声音的组件。
图6A图示了音频反射器260的前四分之三视图。在图6A中所图示的示例中，音频反射器260可以被塑造成具有开口端610和闭合端620的截锥形状。开口端610可以指向远离受试者的耳朵。闭合端620可以是或包括被佩戴在受试者的耳朵内部的刚性表面，并且被配置为反射或扩散声音通过开口端610而远离受试者的耳朵。具体地，音频反射器260可以经由音频反射器开口600接收来自音频传输管250的声音。如图3A和图3B中所示，音频传输管250可以环绕在受试者160的耳朵310后面。因此，音频反射器开口600可以被定向成使得音频传输管250可以与靠近受试者的耳朵上部部分的音频反射器开口600耦合。此外，音频反射器260可以被定向成使得从音频传输管250接收的声音可以朝向位于闭合端620的刚性表面上的麦克风150引导。也就是说，包括声音的声压可以反射或反弹离开在受试者的耳朵内部的音频反射器260的闭合端620。音频反射器260可以将所反射的声压从受试者的耳朵远离地向外引导，从而在整个捕获空间110中反射声音。此外，麦克风150可以在声音离开耳朵并被受试者的人体测量学特征修改之前捕获受试者的耳朵内的声音。
图6B图示了音频反射器260的后四分之三视图。在图6B中所图示的示例中，音频反射器260可以包括从闭合端620的背面延伸的挂钉630。在一个示例中，挂钉630可以与受试者耳朵内的吸收材料300(图3A中所示)可移除地耦合。特别地，挂钉630的轮廓可以与吸收材料300的面向外的端部可移除地耦合，如关于图3A所描述的，该吸收材料300的面向外的端部具有凹形或杯形的中心，该端部被塑造成接收挂钉630。挂钉630可以确保音频反射器260保持被定位在受试者的耳朵内，而吸收材料300的面向内的端部可以防止受试者160的内耳接收由音频反射器260反射的声音。
图7图示了用于从由受试者佩戴的入耳式扬声器发出声音的示例方法的选定元素。该方法可以开始于步骤710，其中入耳式扬声器的音频源生成源音频信号。在步骤720，入耳式扬声器的一个或多个扬声器可以基于源音频信号来发出声音。一个或多个扬声器可以包括单个扬声器和/或耦合到分频网络的扬声器阵列。在步骤730，入耳式扬声器的音频传输管可以接收声音。音频传输管具有耦合到一个或多个扬声器以接收声音的输入端。在步骤740，入耳式扬声器的音频反射器可以反射声音，其中音频反射器耦合到音频传输管的输出端。
在适当的情况下，特定示例可以重复图7的方法的一个或多个步骤。尽管本公开将图7的方法的特定步骤描述和图示为以特定顺序发生，但是本公开设想了图7的方法的任何合适的步骤以任何合适的顺序发生。此外，尽管本公开描述并图示了包括图7的方法的特定步骤的用于从受试者所佩戴的入耳式扬声器发出声音的示例方法，但是本公开设想了包括任何合适的步骤的用于从受试者所佩戴的入耳式扬声器发出声音的任何合适的方法，其在适当的情况下可以包括图7的方法的所有步骤、一些步骤或不包括任何步骤。此外，尽管本公开描述和图示了执行图7的方法的特定步骤的特定组件、设备或系统，但是本公开设想了执行图7的方法的任何合适步骤的任何合适的组件、设备或系统的任何合适的组合。
图8图示了示例计算机系统的选定元件。在特定示例中，一个或多个计算机系统800执行本文描述或图示的一个或多个方法的一个或多个步骤。在特定示例中，一个或多个计算机系统800提供本文描述或图示的功能性。在特定示例中，在一个或多个计算机系统800上运行的软件执行本文描述或图示的一个或多个方法的一个或多个步骤，或者提供本文描述或图示的功能性。特定示例包括一个或多个计算机系统800的一个或多个部分。在本文中，对计算机系统的引用可以涵盖计算设备，并且在适当的情况下反之亦然。此外，在适当的情况下，对计算机系统的引用可以涵盖一个或多个计算机系统。
本公开设想了任何合适数量的计算机系统800。本公开设想了采取任何合适物理形式的计算机系统800。作为示例而非限制，计算机系统800可以是嵌入式计算机系统、片上系统(SOC)、单板计算机系统(SBC)(诸如例如，模块上计算机(COM)或模块上系统(SOM))、台式计算机系统、膝上型或笔记本计算机系统、交互式信息亭、大型机、计算机系统网格、移动电话、个人数字助理(PDA))、服务器、平板计算机系统、增强/虚拟现实设备或其中两个或更多的组合。在适当的情况下，计算机系统800可以包括一个或多个计算机系统800；是单一的或分布式的；跨越多个位置；跨越多台机器；跨越多个数据中心；或驻留在云中，云可以包括一个或多个网络中的一个或多个云组件。在适当的情况下，一个或多个计算机系统800可以在没有实质空间或时间限制的情况下执行本文描述或图示的一个或多个方法的一个或多个步骤。作为示例而非限制，一个或多个计算机系统800可以实时或以批处理模式执行本文描述或图示的一个或多个方法的一个或多个步骤。在适当的情况下，一个或多个计算机系统800可以在不同时间或在不同位置执行本文描述或图示的一个或多个方法的一个或多个步骤。
在特定示例中，计算机系统800包括处理器802、存储器804、存储设备806、输入/输出(I/O)接口808、通信接口810和总线812。尽管本公开描述并图示了在特定布置中具有特定数量的特定组件的特定计算机系统，但是本公开设想了在任何合适布置中具有任何合适数量的任何合适组件的任何合适计算机系统。
在特定示例中，处理器802包括用于执行指令的硬件，诸如构成计算机程序的那些。作为示例而非限制，为了执行指令，处理器802可以从内部寄存器、内部高速缓存、存储器804或存储设备806检索(或获取)指令；解码并执行它们；然后将一个或多个结果写入到内部寄存器、内部高速缓存、存储器804或存储设备806。在特定示例中，处理器802可以包括用于数据、指令或地址的一个或多个内部高速缓存。在适当的情况下，本公开设想了包括任何合适数量的任何合适内部高速缓存的处理器802。作为示例而非限制，处理器802可以包括一个或多个指令高速缓存、一个或多个数据高速缓存以及一个或多个转换后备缓冲器(TLB)。指令高速缓存中的指令可以是存储器804或存储设备806中的指令的副本，并且指令高速缓存可以加速处理器802对那些指令的检索。数据高速缓存中的数据可以是存储器804或存储设备806中用于在处理器802上执行以对其进行操作的指令的数据的副本；在处理器802处执行的先前指令的结果以供在处理器802处执行的后续指令访问或用于写入到存储器804或存储设备806；或其他合适的数据。数据高速缓存可以加速处理器802的读取或写入操作。TLB可以加速处理器802的虚拟地址转换。在特定示例中，处理器802可以包括用于数据、指令或地址的一个或多个内部寄存器。在适当的情况下，本公开设想了包括任何合适数量的任何合适内部寄存器的处理器802。在适当的情况下，处理器802可以包括一个或多个算术逻辑单元(ALU)；是多核处理器；或者包括一个或多个处理器802。尽管本公开描述和图示了特定处理器，但是本公开设想了任何合适的处理器。
在特定示例中，存储器804包括用于存储供处理器802执行的指令或供处理器802对其进行操作的数据的主存储器。作为示例而非限制，计算机系统800可以将指令从存储设备806或另一个源(诸如例如另一个计算机系统800)加载到存储器804。处理器802然后可以将指令从存储器804加载到内部寄存器或内部高速缓存。为了执行指令，处理器802可以从内部寄存器或内部高速缓存中检索指令并对它们进行解码。在指令执行期间或之后，处理器802可以将一个或多个结果(其可以是中间或最终结果)写入到内部寄存器或内部高速缓存。然后处理器802可以将那些结果中的一个或多个写入到存储器804。在特定示例中，处理器802仅执行一个或多个内部寄存器或内部高速缓存或存储器804中的指令(与存储设备806或其他地方相反)并且仅对一个或多个内部寄存器或内部高速缓存中或存储器804(与存储设备806或其他地方相反)中的数据进行操作。一个或多个存储器总线(其可以各自包括地址总线和数据总线)可以将处理器802耦合到存储器804。总线812可以包括一个或多个存储器总线，如下所述。在特定示例中，一个或多个存储器管理单元(MMU)驻留在处理器802和存储器804之间并且促进对处理器802所请求的存储器804的访问。在特定示例中，存储器804包括随机存取存储器(RAM)。在适当的情况下，该RAM可以是易失性存储器。在适当的情况下，该RAM可以是动态RAM(DRAM)或静态RAM(SRAM)。此外，在适当的情况下，该RAM可以是单端口或多端口RAM。本公开设想了任何合适的RAM。在适当的情况下，存储器804可以包括一个或多个存储器804。尽管本公开描述和图示了特定存储器，但是本公开设想了任何合适的存储器。
在特定示例中，存储设备806包括用于数据或指令的大容量存储设备。作为示例而非限制，存储设备806可以包括硬盘驱动器(HDD)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(USB)驱动器或其中两个或更多的组合。在适当的情况下，存储设备806可以包括可移除或不可移除(或固定)介质。在适当的情况下，存储设备806可以在计算机系统800的内部或外部。在特定示例中，存储设备806是非易失性固态存储器。在特定示例中，存储设备806包括只读存储器(ROM)。在适当的情况下，该ROM可以是掩模编程ROM、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、电可更改ROM(EAROM)或闪存或者其中两个或更多的组合。本公开设想了采取任何合适物理形式的大容量存储设备806。在适当的情况下，存储设备806可以包括促进处理器802和存储设备806之间的通信的一个或多个存储控制单元。在适当的情况下，存储设备806可以包括一个或多个存储设备806。尽管本公开描述和图示了特定存储设备，但是本公开设想了任何合适的存储设备。
在特定示例中，I/O接口808包括硬件、软件或两者，为计算机系统800和一个或多个I/O设备之间的通信提供一个或多个接口。在适当的情况下，计算机系统800可以包括这些I/O设备中的一个或多个。这些I/O设备中的一个或多个可以实现人与计算机系统800之间的通信。作为示例而非限制，I/O设备可以包括键盘、小键盘、麦克风、监视器、鼠标、打印机、扫描仪、扬声器、相机、触控笔、平板计算机、触摸屏、轨迹球、摄像机、其他合适的I/O设备或其中两个或更多的组合。I/O设备可以包括一个或多个传感器。本公开设想了任何合适的I/O设备和用于它们的任何合适的I/O接口808。在适当的情况下，I/O接口808可以包括一个或多个设备或软件驱动程序，从而使得处理器802能够驱动这些I/O设备中的一个或多个。在适当的情况下，I/O接口808可以包括一个或多个I/O接口808。尽管本公开描述和图示了特定I/O接口，但是本公开设想了任何合适的I/O接口。
在特定示例中，通信接口810包括硬件、软件或两者，为计算机系统800与一个或多个其他计算机系统800或一个或多个网络之间的通信(诸如例如，基于分组的通信)提供一个或多个接口。作为示例而非限制，通信接口810可以包括用于与以太网或其他基于有线网络进行通信的网络接口控制器(NIC)或网络适配器，或者用于与诸如WI-FI网络之类的无线网络信息通信的无线NIC(WNIC)或无线适配器。本公开设想了任何合适的网络和任何合适的通信接口810。作为示例而非限制，计算机系统800可以与自组织网络、个域网(PAN)、局域网(LAN)、广域网(WAN)、城域网通信(MAN)、或互联网的一个或多个部分、或其中两个或更多的组合。这些网络中的一个或多个的一个或多个部分可以是有线的或无线的。作为示例，计算机系统800可以与无线PAN(WPAN)(诸如例如，蓝牙WPAN)、WI-FI网络、WI-MAX网络、蜂窝电话网络(诸如例如、全球移动通信系统(GSM)网络)或其他合适的无线网络或者其中两个或更多的组合。在适当的情况下，计算机系统800可以包括用于任何这些网络的任何合适的通信接口810。在适当的情况下，通信接口810可以包括一个或多个通信接口810。尽管本公开描述和图示了特定通信接口，但是本公开设想了任何合适的通信接口。
在特定示例中，总线812包括将计算机系统800的组件彼此耦合的硬件、软件或两者。作为示例而非限制，总线812可以包括加速图形端口(AGP)或其他图形总线、增强型工业标准架构(EISA)总线、前端总线(FSB)、超传输(HT)互连、工业标准架构(ISA)总线、INFINIBAND互连、低引脚数(LPC)总线、存储器总线、微通道架构(MCA)总线、外围组件互连(PCI)总线、PCI-Express(PCIe)总线、串行高级技术附件(SATA)总线、视频电子标准协会本地(VLB)总线或其他合适的总线或者其中两个或更多的组合。在适当的情况下，总线812可以包括一个或多个总线812。尽管本公开描述和图示了特定总线，但是本公开设想了任何合适的总线或互连。
在本文中，在适当的情况下，一种或多种计算机可读非暂时性存储介质可以包括一个或多个基于半导体的或其他集成电路(IC)(诸如例如，现场可编程门阵列(FPGA)或专用IC(ASIC))、硬盘驱动器(HDD)、混合硬盘驱动器(HHD)、光盘、光盘驱动器(ODD)、磁光盘、磁光驱动器、软盘、软盘驱动器(FDD)、磁带、固态驱动器(SSD)、RAM驱动器、安全数字卡或驱动器、任何其他合适的计算机可读非暂时性存储介质、或者其中两个或更多的任何合适组合。在适当的情况下，计算机可读非暂时性存储介质可以是易失性、非易失性或者易失性和非易失性的组合。
在本文中，除非另有明确指示或上下文另有指示，否则“或”是包含性而非排他性的。因此，在本文中，除非另有明确指示或上下文另有指示，否则“A或B”意指“A、B或两者”。此外，除非另有明确指示或上下文另有指示，否则“和”既是联合的又是多个的。因此，在本文中，除非另有明确指示或上下文另有指示，否则“A和B”意指“A和B、共同地或分别地”。
本公开的范围涵盖了本领域普通技术人员将理解的对本文描述或图示的示例的所有改变、替换、变型、变更和修改。本公开的范围不限于本文描述或图示的示例。此外，尽管本公开将本文中的各个示例描述和图示为包括特定组件、元件、特征、功能、操作或步骤，但是这些示例中的任何一个可以包括本领域普通技术人员将理解的本文任何地方描述或图示的任何组件、元件、特征、功能、操作或步骤的任何组合或排列。此外，在所附权利要求中对适配于、布置成、能够、配置为、使得能够、可操作或可操作以执行特定功能的装置或系统或装置或系统的组件的引用涵盖了该装置、系统、组件，无论它或该特定功能是否被激活、启动或解锁，只要该装置、系统或组件如此被适配、布置、能够、配置、启用、可操作或可操作的。此外，尽管本公开将特定示例描述或图示为提供特定优点，但是特定示例可以不提供这些优点、提供一些或所有这些优点。

Claims (15)

1.一种入耳式扬声器，被配置为由受试者佩戴，所述入耳式扬声器包括：
音频源，被配置为生成源音频信号；
一个或多个扬声器，被配置为基于所述源音频信号发出声音；
包围件，被配置为包围所述一个或多个扬声器；
音频传输管，具有输入端，所述输入端被耦合到所述包围件，以从所述包围件接收所述声音；以及
音频反射器，被耦合到所述音频传输管的输出端，并且被配置为反射所述声音。
2.根据权利要求1所述的入耳式扬声器，其中所述音频反射器还包括：
麦克风，被耦合到所述音频反射器，并且被配置为捕获所述声音；
优选地，其中所述麦克风被包围在所述音频反射器内。
3.根据权利要求1或2所述的入耳式扬声器，其中所述音频反射器被配置为被佩戴在所述受试者的耳朵的内部；
优选地，其中所述音频反射器包括开口端和闭合端，所述开口端指向远离所述受试者的所述耳朵，所述闭合端包括被佩戴在所述受试者的所述耳朵的内部的刚性表面，并且所述闭合端被配置为反射所述声音通过所述开口端而远离所述受试者的所述耳朵。
4.根据前述权利要求中任一项所述的入耳式扬声器，其中所述音频反射器可移除地被耦合到吸收材料，所述吸收材料被配置为被佩戴在所述受试者的内耳的内部，以防止所述内耳接收所述声音。
5.根据前述权利要求中任一项所述的入耳式扬声器，其中所述音频源还包括：
音频转换器，被耦合到所述音频源，并且被配置为将数字源音频信号转换成所述源音频信号。
6.根据前述权利要求中任一项所述的入耳式扬声器，其中所述一个或多个扬声器中的每个扬声器被安置在所述包围件内部的扬声器漏斗内。
7.根据前述权利要求中任一项所述的入耳式扬声器，其中所述一个或多个扬声器包括单个扬声器。
8.根据前述权利要求中任一项所述的入耳式扬声器，其中所述一个或多个扬声器包括被耦合到分频网络的扬声器阵列，所述分频网络被耦合到所述音频源，并且被配置为将来自所述音频源的所述源音频信号滤波为多个频率信号，所述扬声器阵列包括被配置为分别发出所述多个频率信号中的频率信号的多个扬声器。
9.一种用于从由受试者佩戴的入耳式扬声器发出声音的方法，所述方法包括：
由所述入耳式扬声器的音频源生成源音频信号；
由所述入耳式扬声器的一个或多个扬声器基于所述源音频信号发出所述声音；
由所述入耳式扬声器的音频传输管接收所述声音，所述音频传输管具有输入端，所述输入端被耦合到所述一个或多个扬声器以接收所述声音；以及
由所述入耳式扬声器的音频反射器反射所述声音，所述音频反射器被耦合到所述音频传输管的输出端。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括：
由所述入耳式扬声器的麦克风捕获所述声音，所述麦克风被耦合到所述音频反射器；
优选地，其中所述麦克风被包围在所述音频反射器内。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中所述音频反射器被配置为被佩戴在所述受试者的耳朵的内部；
优选地，其中所述音频反射器包括开口端和闭合端，所述开口端指向远离所述受试者的所述耳朵，所述闭合端包括被佩戴在所述受试者的所述耳朵的内部的刚性表面，并且所述闭合端被配置为反射所述声音通过所述开口端而远离所述对象受试者的耳朵。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，还包括：
由可移除地被耦合到所述音频反射器的吸收材料防止所述受试者的内耳接收所述声音，所述吸收材料被配置为被佩戴在所述受试者的所述内耳的内部；
优选地还包括：
由被耦合到所述音频源的音频转换器将数字源音频信号转换成所述源音频信号。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其中所述一个或多个扬声器中的每个扬声器被安置在所述包围件内部的扬声器漏斗内。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的方法，其中所述一个或多个扬声器包括单个扬声器。
15.根据权利要求9至14中任一项所述的方法，其中所述一个或多个扬声器包括被耦合到分频网络的扬声器阵列，所述分频网络被耦合到所述音频源，并且被配置为将来自所述音频源的所述源音频信号滤波为多个频率信号，所述扬声器阵列包括被配置为分别发出所述多个频率信号中的频率信号的多个扬声器。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2621590A (en) * 2022-08-15 2024-02-21 Sony Interactive Entertainment Europe Ltd Method for generating a personalised HRTF
CN116473754B (zh) * 2023-04-27 2024-03-08 广东蕾特恩科技发展有限公司 一种用于美容仪的骨传导装置及控制方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2432832A1 (en) * 2003-06-16 2004-12-16 James G. Hildebrandt Headphones for 3d sound
IL204811B (en) 2009-04-20 2018-12-31 Omer Arye A stereophonic headphone system based on transferring the stereophonic sound from the speaker to the user's ear in a unique way
US9226090B1 (en) 2014-06-23 2015-12-29 Glen A. Norris Sound localization for an electronic call
GB2542609A (en) * 2015-09-25 2017-03-29 Nokia Technologies Oy Differential headtracking apparatus
GB2545222B (en) * 2015-12-09 2021-09-29 Nokia Technologies Oy An apparatus, method and computer program for rendering a spatial audio output signal
US9591427B1 (en) 2016-02-20 2017-03-07 Philip Scott Lyren Capturing audio impulse responses of a person with a smartphone
WO2017197156A1 (en) 2016-05-11 2017-11-16 Ossic Corporation Systems and methods of calibrating earphones
EP3657816B1 (en) * 2017-07-21 2022-07-06 Sony Group Corporation Sound output device

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