CN115550810A - 用于控制收听环境中的输出声音的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于调整收听环境中的音频输出的计算装置具有用户界面，所述用户界面从多个源选择一个源以在多个声音区中的一个声音区处播放；处理器接收用户输入的源选择以确定所述多个声音区的组合源并且基于组合源和来自每个声音区的音频设定的个别输入来调整具有组合源的所述声音区的音频参数。所述处理器将已调整的音频参数应用到用于具有组合源的所述声音区的声音区算法，并且基于已调整的声音区算法输出音频。指定占用者可选择所述已调整的声音区算法将应用到的所述声音区。

Description

用于控制收听环境中的输出声音的系统和方法

技术领域

本公开涉及控制车辆中的扬声器的声音输出，并且更确切来说涉及调整车辆声音区中的声音输出。

背景技术

收听环境中的个别声音区旨在为收听环境中的每个占用者形成个别收听区，从而通过限制来自其它占用者的扰乱或干扰来使得每个占用者能够个性化其自己的音频体验。在每个声音区中，考虑与相应音频源对应的声信号以及与不同的声音区相关联的音频源信号的贡献，以将不同的声音区对彼此的影响最小化。

当多个占用者正在收听相同的源时，来自组合声音区的声能量有效地加倍并且可能泄漏或传播到邻近的声音区中，而对其它声音区中的收听者造成干扰。举例来说，如果收听环境是在车辆中并且存在四个声音区：两个前座和两个后座。四个占用者可能开始从四个单独的源收听声信号。当两个后座的占用者决定收听相同的源时，来自组合声音区的声能量将对两个前座的占用者造成干扰。

发明内容

一种系统和方法用于确定从多个源选择的组合源以在收听环境中的一个或多个声音区处播放。在处理器处接收用户输入的源选择以确定所述多个声音区的组合源。使用基于组合源和来自每个声音区的音频设定的个别输入的、具有组合源的声音区音频参数来调整每个声音区的音频参数。所述处理器将已调整的音频参数应用到用于具有组合源的所述声音区的声音区算法，并且基于所述已调整的声音区算法输出音频。指定占用者可选择所述已调整的声音区算法将应用到的声音区。

附图说明

图1是示例性收听环境的框图；

图2是计算系统的框图；

图3是本发明主题的系统的框图；并且

图4是本发明主题的方法的流程图。

图中的元件和步骤是为简化和清晰起见而图解说明，而不一定根据任何顺序加以阐述。例如，图中图解说明可同时地或按照不同次序执行的步骤以帮助提高对本公开的实施方案的理解。

具体实施方式

虽然参考可根据车辆场景中的收听环境的用户输入来动态地调整的音频系统描述了本公开的各种方面。然而，本公开并不仅限于所述实施方案，并且可实施额外修改、应用和实施方案，而此并不背离本公开。在图中，将使用相似的参考编号来图解说明相同的组件。本领域的技术人员将认识到，可更改本文中所阐述的各种组件，而此并不脱离本公开的范围。

诸如导航提示和车辆警报等很多声音仅与驾驶员相关。车辆中的每个占用者可期望控制其自己的音量。电话呼叫可送往一个占用者，而别人继续收听来自其自己的源的媒体。举例来说，车辆中的每个占用者可选择声音源，从而减小来自周围占用者的噪声。这无需使用耳机即可进行，所述耳机使占用者彼此通信，同时仍享受来自其自己选择的源的媒体。然而，当多个占用者正在收听相同的源时，来自组合声音区的声能量有效地加倍并且可能泄漏或传播到邻近的声音区中，而对其它声音区中的占用者造成干扰。需要防止来自组合声音区的传播。

此外，如果收听环境中的一个或多个座位未被占用，则未被占用座位中存在的任何泄漏都无妨。因此，未被占用座位的未加权优先级使对被占用的座位的声音区控制优先化，从而改善对每个被占用的声音区的分隔或隔离。

本发明主题鉴于感知响度而将媒体源的任何组合归一化。举例来说，当后方占用者正在共享媒体源时，可将组合媒体源的源级调低，这包括减小后方乘客和驾驶员侧座位源的增益或级别。另外，可视需要进行其它音频处理(例如均衡、动态/压缩或其它类型的数字信号处理)以为收听环境中的每个占用者提供一致的收听体验。

此外，使用占用者检测，音频处理系统获悉哪些座位或区实际上被占用。当一个或多个座位未被占用时，核心声音算法可优化滤波器组以促进改善占用者的收听体验，并且忽略未被占用的声音区。

图1是具有音频或声音处理系统102的示例性收听环境100，所述音频或声音处理系统102被配置成实行响应于来自多个声音区的用户输入而生成的指令。在图1中所示的实例中，收听环境100是车辆104，所述车辆104包括：与驾驶员占用者座位重合的声音区106、与前方乘客占用者座位重合的声音区108、与驾驶员侧后方占用者座位重合的声音区110和与乘客侧后方占用者座位重合的声音区112。

在图1中所示的实例中，车辆102具有例如前方中心扬声器114、驾驶员侧前方扬声器116、乘客侧前方扬声器118、驾驶员侧后方扬声器120及乘客侧后方扬声器122。图1中的扬声器的数目、方位、类型仅出于举例目的，并且可使用其它扬声器组。举例来说，低音炮或其它驱动器。车辆还可包括一个或多个传感器124，诸如传声器、相机、重量传感器、毫米波传感器(仅举几例)。传感器124策略性地位于整个车辆内部并且可用于检测占用者及其在收听环境内的方位并达到其它目的。虽然图1中示出特定示例性配置，但可使用其它配置，而此并不背离本发明主题的范围。举例来说，收听环境可以是具有多排后座的较大型车辆，所述收听环境可以是另一类型的车辆(诸如船)或者可以是房间，诸如起居室或剧院。音频处理系统102支持使用多个音频源(图1中未示出)，诸如视频、CD、DVD、移动装置等。音频处理系统102从多个源接收音频信号，处理所述音频信号，并将所述音频信号输出到收听环境中的一个或多个扬声器。

图2是收听环境中的计算系统200的框图，所述计算系统200可执行本文中稍后描述的方法中的一者或多者。在本发明实例中，所述计算系统是车载式计算系统200，所述车载式计算系统200被配置成向每个声音区中的占用者提供媒体内容的车辆娱乐系统的一部分。媒体内容源可由每个声音区中的每个占用者选择。娱乐系统可包括或耦合到各种车辆系统和子系统。车载式计算系统200可包括一个或多个处理器，包括操作系统处理器202、与车辆控制系统206通信的接口处理器204，所述车辆控制系统206包括音频处理系统102。

车载式计算系统200可包括易失性存储器208和非易失性存储介质210以存储数据，诸如可由处理器202、204、206及102执行的指令。车载式计算系统200可包括从占用者接收语音命令的传声器212。传声器212也可测量周围噪声以检测占用者并确定占用者在车辆中的方位。使用由传声器收集到的传感器数据来确定是否根据声环境针对检测的占用者、占用者在车辆中的位置及占用者选择的媒体源来调谐车辆的扬声器的音频。

车载式计算系统200可包括话音处理单元214以处理由传声器212检测到的语音命令并确定占用者在车辆中的方位。车载式计算系统200还可包括一个或多个传感器124(诸如相机或重量传感器)，以从占用者接收输入并检测占用者并且确定占用者在车辆中的位置。

车载式计算系统200还可包括用户界面216，所述用户界面216可包括用于接收和传递用户设定的显示器或触摸屏218。另外或另一选择为，有线或无线的外部装置220可与车载式计算系统200通信以作为占用者将选择输入到车载式计算系统200的装置。外部装置220可包括但不限于移动装置222、蓝牙装置224、外部存储装置226(诸如，USB驱动器)、穿戴式装置、平板计算机等。外部装置220可用作用户界面并且也可用于检测占用者及其在车辆中的位置。另外，外部装置220可以是本文中稍后论述的媒体源。

车载式计算系统200与车辆控制系统206通信，所述车辆控制系统206包括但并不仅限于音频系统102、气候控制系统228和各种车辆控制项，诸如转向230、制动232及照明234(仅举几例)。来自各种车辆控制系统的控制信号也可控制车辆的音频系统的一个或多个扬声器处的音频输出以调整音频输出特性，诸如音量、均衡、音频图像(例如，用于产生使用户感到似乎源自一个或多个界定方位的音频输出的音频信号的配置)、多个扬声器之间的音频分布以及动态，包括范围压缩和音量限制。源选择矩阵被设计成使得将每个媒体源路由到对应声音区。每个声音区的声音区算法确保所得的声信号对应于与相同声音区相关联的音频源信号，并且将与不同的声音区相关联的音频源信号的贡献最小化。与特定声音区相关联的扩音器的方向性使得由扬声器生成的所得的声信号级高于其它声音区中的声信号级。这通常使用串扰消除方法将个别声音区解耦来实现。

车辆占用者可使用用户界面216来将输入提供到车辆音频系统102，借此选择媒体源并相对于占用者在收听环境内的位置的声音区来调整声音偏好。偏好包括但不限于对虚拟声音空间进行选择/配置以及选择声音区中的声音输出的声音品质。音频处理系统102实行响应于用户界面处的输入而生成的指令以调整扬声器处的声音输出的音频参数。调整由扬声器输出的声音以满足与声音区相关联的设定。此也可使用不具备串扰消除的座位特有的扬声器来进行。

当多个人正在收听相同的源时，音频可传播到其它声音区中。图3是将从具有相同的源的声音区到周围声音区中的传播最小化的系统300的框图。多个源302(1)到302(n)可供收听环境中的声音区中的任一者中的占用者中的一者选择。所述源是由音频系统输出的媒体源。源302(1)到302(n)可包括但不限于车辆娱乐系统、无线电、CD播放器、DVD播放器、移动装置(即，智能电话、平板、手提式计算机、便携式媒体播放器等)、电话、导航装置、串流传输装置、传声器、USB驱动器或无线连接到车辆娱乐系统以由音频系统回放的其它装置。源302(1)到302(n)通过接口处理器和/或外部装置接口来与车载式计算系统通信。

源级归一化块304包括指令和控制信号以使来自源302(1)到302(n)的音频信号达到相等的感知响度级。将选择的源302(1)到302(n)的占用者媒体选择306提供到源选择矩阵308。基于占用者在用户界面处做出的选择308，源选择矩阵308将每个源路由到对应声音区。

占用者可输入一个或多个设定310，诸如音量设定、动态、均衡、增益和音调控制(例如，包括低音、中音和高音)。占用者通过用户界面传递设定的偏好和选择，所述用户界面可包括车载式娱乐系统的显示器或移动装置的显示器、或通过接口处理器和/或外部装置接口与车载式计算系统进行通信的其它移动装置。

用户/源映射补偿块312使用源选择信息、用户媒体选择信息和用户音量选择信息来确定多个占用者是否已选择并正在收听相同的源。另外，在一个或多个实施方案中，可检测314占用者以识别相关的声音区以达到映射补偿与声音区算法选择的目的，并且此信息也可由本文中稍后论述的用户/源映射补偿块312使用。

用户/源映射补偿块312调整具有相同媒体源选择的声音区的音频信号输出以避免传播到其它声音区中。举例来说，可对在组合声音区处输出的音频信号进行增益调整，组合的意思是占用者已选择相同媒体源来在其相应声音区处播放。另外或另一选择为，可应用处理以调整均衡、动态、压缩或其它类型的音频参数，以防止在组合声音区处播放的音频传播到收听环境中的其它声音区。

举例来说，参考图1，后方驾驶员侧座位与后方乘客侧座位中的占用者可选择相同的源。需要将收听环境的后方部分中的组合声音区110、112最小化，以使得正在播放的音频不影响正在从收听环境前方处的其它两个声音区106、108中的占用者选择的源播放的音频。再次参考图3，用户和源映射补偿块312调整音频参数以使得将组合区的级别设定成防止传播到其它声音区中。

声音区算法输出块316使用来自源映射补偿块312的设定来针对每个声音区选择并应用算法，所述算法是在音频系统中的扬声器处输出318。为了针对每个声音区选择并应用适当的算法，声音区算法输出块316也从滤波器选择算法矩阵320接收信息。滤波器选择算法矩阵使用关于占用者检测314的信息，以识别被收听者占用的声音区。滤波器选择算法矩阵320识别并选择滤波器组以由声音区算法输出块316应用到每个声音区。

当某些声音区未被占用时，占用者检测块314允许滤波器选择算法块320将算法选择优化。占用者检测块314使用来自车辆传感器和/或用户输入装置的信息来确定哪些声音区被占用。举例来说，当在滤波器选择算法矩阵320处确定滤波器选择算法时，可将被占用的声音区优先，而可忽略未被占用的声音区。另外，占用者检测块314也可提供关于占用者位置的信息以供用户/源映射补偿块312使用以将占用者选择的源映射到恰当的声音区。

声音区算法输出块316应用来自滤波器选择算法矩阵320的选择并将由源映射补偿块312调整的信号、滤波器、逆滤波器及传递函数应用到将在扩音器322(1)到322(n)处输出318的音频信号，以补偿组合声音区(即具有相同的源的声音区)，借此防止来自组合声音区的音频传播到其它声音区中。

图4是用于调整具有同一媒体源的至少两个声音区中的音频输出的方法的流程图，所述媒体源被选择成防止音频传播到收听环境中的其它声音区中。通过使用与硬件装置(诸如存储装置、存储器、界面、传感器、开关、致动器等)组合的一个或多个处理器执行指令来实行所述方法。存储装置具有非暂时性计算机可读存储介质，所述非暂时性计算机可读存储介质被配置成执行存储在所述非暂时性计算机可读存储介质上的指令。在402处，接收用户输入，所述用户输入指示为声音区选择一个源。选择所述源的用户输入是通过用户界面进行，所述用户界面例如可以是车载式显示器、移动装置或外部装置。

在404处，将选择的源路由到声音区。由于存在多个源和多个声音区，因此在406处，将选择的源映射到声音区以确定是否存在任何组合源。组合源被定义为一个或多个声音区处的占用者已选择的源。相应声音区中的占用者已选择了相同的源以供回放，借此将所述组合源的声音区处回放的音频输出组合起来。

在408处，基于映射的声音区和组合源来调整音频参数以减小或消除向其它声音区的传播。其它声音区是未选择相同媒体回放源的声音区。对音频参数的调整例如可包括具有组合源的声音区处的音频输出的基本增益调整，借此减小组合源处输出的音频对周围声音区处输出的音频的影响。可对音频参数进行其它调整，包括但不限于均衡、动态、压缩或其它类型的信号处理。

在一个或多个实施方案中，在410处，在一个或多个声音区中检测占用者。在408期间，如果在声音区中未检测到占用者，则基于映射来调整音频设定的步骤可将此点考虑在内。将仅考虑已检测到占用者的声音区，并且调整音频设定的步骤将仅针对被占用的声音区将音频调整优先化。

在412处还接收关于在每个声音区中检测410到的占用者的信息。在412处，基于已调整的音频设定和被占用的声音区，从滤波器选择算法矩阵选择滤波器算法。哪些声音区被占用的知识允许选择已优化的滤波器组。将选择的滤波器组应用414到用于声音区的标准核心算法。此算法通常被称为MIMO控制信号块。选择的滤波器组修改标准声音区算法以修改应用到每个声音区的算法。在418处，将已调整的算法应用到被占用的声音区，并且更确切来说应用到具有组合源的被占用的声音区。

在一个或多个实施方案中，可指定能够手动将占用者选择的源以外的声音区优先化的一个占用者。此指定的占用者可被视为VIP且被允许通过用户界面做出选择，以增强其选择的声音区中的音频体验，即使其选择可能损害收听环境的其它声音区中的收听者的体验也无妨。VIP可在任何时候被赋予并且可在任何时候做出改变。赋予VIP是任选的。因此，在将VIP状态赋予收听者位置中的任一者时，检查VIP状态并据此在于步骤418中应用已调整的算法之前调整VIP音频设定。

在前述说明书中，已参考特定例示性实施方案描述了本公开。说明书和图是说明性的而非限制性的，并且旨在将修改包含在本公开的范围内。因此，本公开的范围应由权利要求书及其同等法律效力的内容确定，而不是仅由所述的实例确定。

例如，任何方法或过程权利要求中列述的步骤可按照任何次序执行、可重复地执行，而并不仅限于权利要求书中所呈现的特定次序。另外，任何设备权利要求中列述的组件和/或元件可被组装或操作性配置成各种排列并且因此并不仅限于权利要求书中所列述的特定配置。所述的任何方法或过程可通过使用一个或多个装置(诸如，处理器或控制器、存储器(包括非暂时性存储器)、传感器、网络接口、天线、开关、致动器，仅举几例)执行指令来施行。

上文已通过实施方案描述了益处、其它优点和问题的解决方案；然而，可使得任何特定益处、优点或解决方案出现或变得更明显的任何益处、优点、问题解决方案或任何元件不应被视为权利要求中的任一者或全部的关键的、所需的或本质的特征或组件。

术语“包括(comprise/comprises/comprising)”、“具有(having)”、“包含(including/includes)”或其任何变化形式旨在指代非排他性包含，使得包括一系列元件的过程、方法、物件、组成或设备不仅包括所列述的这些元件而且还可包括未明确列举或所述过程、方法、物品、组成或设备所固有的其它元件。除了未具体列述的组合和/或修改之外，本公开的实践中所使用的上述结构、布置、应用、比例、元件、材料或组件的其它组合和/或修改可发生变化或者针对特定环境、制造规格、设计参数或其它操作要求进行特别调适，而此并不背离本公开的一般原理。

Claims (20)

1.一种用于调整收听环境中的音频输出的计算装置，所述计算装置包括：

用户界面，用于从多个源选择一个源以在多个声音区中的一个声音区处播放；

处理器；以及

存储装置，所述存储装置存储由所述处理器执行以进行以下操作的指令：

接收用户输入的源选择；

将所述源选择映射到相应声音区；

确定组合源；

调整具有组合源的声音区的音频参数；

将已调整的音频参数应用到用于具有组合源的所述声音区的声音区算法；以及

基于已调整的声音区算法输出音频。

2.如权利要求1所述的计算装置，所述计算装置还包括用于检测所述多个声音区中的每个声音区中的占用者的装置，并且其中所述存储装置还包括可由所述处理器执行以进行以下操作的指令：

为被占用的声音区从滤波器选择矩阵选择滤波器组；以及

将所选择的滤波器组应用到所述声音区算法。

3.如权利要求2所述的计算装置，其中用于检测每个声音区中的占用者的所述装置是选自由以下各项组成的群组：从一个或多个占用者接收语音命令的传声器、毫米波传感器、重量传感器、用于测量所述收听环境中的周围噪声的传感器、相机以及所述用户界面。

4.如权利要求3所述的计算装置，其中所述用户界面是外部装置。

5.如权利要求2所述的计算装置，其中指定占用者为被占用的声音区选择优先级，并且基于所述指定占用者选择的所述优先级将所选择的滤波器应用到所述声音区算法。

6.一种用于调整收听环境中的音频输出的方法，所述方法包括：

在用户界面处接收从多个源选择的一个源以在所述收听环境中的一个或多个声音区处播放；

响应于所述源选择，将每个源映射到每个声音区；

确定组合源；

调整具有组合源的声音区中的音频参数；以及

将已调整的音频参数传输到音频系统以在具有组合源的所述声音区处回放。

7.如权利要求6所述的方法，所述方法还包括以下步骤：

检测每个声音区中的占用者；并且

其中确定组合源的步骤还包括：将选择了相同的源并且在声音区中检测到占用者的所述声音区的源进行组合。

8.如权利要求7所述的方法，其中检测每个声音区中的占用者的步骤还包括：接收指示所述声音区中的占用者的传感器数据。

9.如权利要求7所述的方法，其中接收传感器数据的步骤还包括：从传声器、毫米波传感器、重量传感器、相机以及所述用户界面中的至少一者接收传感器数据。

10.如权利要求9所述的方法，其中通过话音识别装置处理从所述传声器接收到的所述传感器数据以接收语音命令以检测所述声音区中的占用者。

11.如权利要求9所述的方法，其中所述用户界面是外部装置。

12.如权利要求6所述的方法，其中传输所述已调整的音频参数的步骤还包括：指定占用者选择所述已调整的音频参数将被传输到的所述声音区的步骤。

13.一种车辆的车载式计算系统，所述车载式计算系统包括：

音频处理器；

用户界面，所述用户界面与所述音频处理器通信，所述用户界面传递从多个源选择的一个源，所述一个源的音频将在所述车辆中的多个声音区中的一个声音区处播放；

存储装置，所述存储装置存储由所述音频处理器执行以进行以下操作的指令：

接收用户输入的源选择；

将所述源选择映射到相应声音区；

确定组合源；

调整具有组合源的所述声音区的音频参数；

将已调整的音频参数应用到用于具有组合源的所述声音区的声音区算法；以及

基于已调整的声音区算法输出音频。

14.如权利要求13所述的车载式计算系统，所述车载式计算系统还包括：

占用者检测系统，所述占用者检测系统用于检测所述多个声音区中的每个声音区的占用者；并且

其中所述存储装置还包括由所述处理器执行以进行以下操作的指令：

为被占用的声音区从滤波器选择矩阵选择滤波器组；以及

将所选择的滤波器组应用到所述声音区算法。

15.如权利要求14所述的车载式计算装置，其中所述占用者检测系统还包括传声器，所述传声器从一个或多个占用者接收语音命令。

16.如权利要求15所述的车载式计算装置，所述车载式计算装置还包括话音识别装置以处理来自所述一个或多个占用者的所述语音命令并确定所述一个或多个占用者的相应声音区。

17.如权利要求14所述的车载式计算装置，其中所述占用者检测系统还包括相机。

18.如权利要求14所述的车载式计算装置，其中所述占用者检测系统还包括所述用户界面。

19.如权利要求18所述的车载式计算装置，其中所述用户界面是外部装置。

20.如权利要求14所述的车载式计算装置，其中指定占用者为被占用的声音区选择优先级，并且基于所选择的优先级将所述选择的滤波器应用到所述声音区算法。

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