用于确定两个声音产生对象之间的距离的组件和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种确定两个声音产生对象之间的距离以随后为所述对象馈送适配(adapted)音频信号的方法。可以使用这种方法例如以便为用户提供逼真的3D声音。
【背景技术】
[0002]提供此类声音的常用方式是基于为特定用户或距离选择的头部相关的传递函数(Head Related Transfer Funct1n)来适配音频信号。
[0003]关于个性化通用HRTF数据的主题的科技文献很全面。一般来说，可以将该方法划分为4个子类别:
[0004]I)从有限数量的角度测量HRTF并将该信息应用于通用HRTF数据库。
[0005]2)测量一些身体属性如耳朵尺寸和头部尺寸并将该信息添加至通用HRTF数据库。
[0006]3)拍摄头部的图像并将来自该图像的信息添加至通用HRTF数据库。
[0007]4)基于用户响应例如听力测试来调整或选择HRTF数据库。
[0008]确定HRTF 的不同方式可以参看 US6181800、US6768798、US7840019 和US2013/177166。
【发明内容】
[0009]在第一方面，本发明涉及一种确定两个声音产生对象之间的距离的方法，所述方法包括步骤:
[0010]将信号提供器定位在从所述信号提供器至第一对象的距离和从所述信号提供器至第二对象的距离不同的位置，
[0011]将第一信号从所述对象的第一个和所述信号提供器中的一个提供至所述对象的所述第一个和所述信号提供器中的另一个，
[0012]将第二信号从所述对象的第二个和所述信号提供器中的一个提供至所述对象的所述第二个和所述信号提供器中的另一个，
[0013]基于所述第一信号和所述第二信号，确定与所述第一对象和所述第二对象之间的距离相关的信息，以及
[0014]所述信号提供器获取(access)第一音频信号，向所述对象转发第二音频信号，所述对象输出基于所确定的信息的声音。
[0015]在这方面，所述距离可以是对象的任意部件之间的距离，所述对象通常包括声音产生器，比如一个或多个扬声器，其可以基于任意技术，比如动线圈、压电元件等等。
[0016]通常，每个对象还包括外壳，所述声音产生器定位在外壳中并且所述外壳可以成型为紧靠或啮合人的耳朵，比如放置在耳朵的上方、放置在耳朵上、放置在耳朵中或放置在耳朵处。
[0017]在一个实施方式中，所述对象是头戴式耳机的听筒(ear pieces of a headset)，该头戴式耳机通常还包括用于使听筒朝向人的头部或头部的部分(比如在耳朵处)偏压的头带O
[0018]在其他实施方式中，所述对象可以是可与耳朵单独啮合的助听器(hearing aid)或听筒，比如可啮合在耳垂内，啮合在耳屏和对耳屏之间或啮合在耳朵周围/上方。
[0019]所述信号提供器可以是配置为输出/接收信号的任意类型的元件。信号提供器获取音频信号。该音频信号可以存储在所述信号提供器内或可以远离信号提供器进行存储并经由网络或数据连接来获取。音频文件可以作为一个整体进行检索、或进行流处理。
[0020]所述信号提供器优选是便携式的，比如移动电话、媒体提供器、平板电脑、便携式计算机等。在一个实施方式中，所述信号提供器与所述对象无线连接并可选地与其他网络无线连接(GSM、WiF1、蓝牙等)。所述信号提供器可以由内部电池提供电力。
[0021]该位置是从所述信号提供器至所述对象的距离(比如欧几里德距离(Euclidiandistance))不同的位置。在这方面，距离差优选大于2%，比如大于3%，比如大于4%，比如大于5 %，比如大于6 %，比如大于7 %，比如大于8 %，比如大于9 %，比如大于10 %，比如大于15%。
[0022]在一个实施方式中，所述信号提供器定位在至少大体上沿与所述第一对象和所述第二对象相交的线或平面的位置，比如所述对象的中心。在一种情况下，在与所述对象相交的线(比如其中心)和从所述信号提供器至最靠近所述信号提供器的对象的线之间存在一个角度，其中该角度为10°以下，比如5°以下。优选该角度为零。
[0023]在一种情况下，用户可以将信号提供器保持在他的侧面并伸直手臂同时目视前方。
[0024]第一和第二信号可以是任意类型的信号，比如声音、声信号、电磁信号、无线电波、光学信号等。目前优选声音，因为其速度相当低，这使更容易测量所述距离。
[0025]第一和第二信号可以同一信号，可以是相同类型或可以是不同类型。信号可以具有任意频率含量和/或强度。在一个实施方式中，信号中的一者或两者包括随时间急剧增加或减少，使得可以从其检测来确定定时(timing)。在另一种情况下，信号中的一者或两者具有随时间变化的频率含量和/或强度。
[0026]在一个实施方式中，所述确定作为第一或第二信号中的一个与信号本身的交叉相关来执行。用这种方式，可以确定从信号的传输至检测的延迟(即传播时间加上例如硬件延迟)。也知道其他信号的延迟、以及信号的类型(声音以一个速度传播，电磁波就以另一个速度传播)，可以确定该距离。硬件延迟可以是已知的或对两个信号来说可以相同并因此可以抵消。
[0027]在优选实施方式中，信号中的一者或两者是MLS信号，比如伪随机MLS信号。
[0028]MLS信号可以使用本原多项式或移位寄存器来产生。MLS信号优选是相同振幅、相同正负脉冲的随机分布序列，使得该序列绕O对称。优选地，每个序列存在至少10，000个脉冲并且可以具有2n-l个脉冲，其中，如果使用移位寄存器，η可以是数个移位寄存器。16个移位寄存器给出65，535个样本。
[0029]MLS信号可以自相关的以识别所期望的距离信息。
[0030]MLS信号(与自身)的第一自相关可以提供通过周围环境的滤波(filter)等而失真的狄拉克信号(Dirac signal)。然而，可以确定狄拉克函数的峰值并且可以确定传输延迟。然而，如果这两个信号均是MLS信号，则在继各个信号自相关之后，这两个信号彼此自相关，由此可以以简单的方式确定所述距离。
[0031]一般来说，可能期望对所接收的信号进行滤波以便删除较高的频率，比如高于5kHz的频率，比如高于3kHz的频率，比如高于2kHz的频率。这些较高的频率可能会恶化上述相关，因为这些频率可以源自周围环境的影响，比如在传输信号之一过程中头部遮蔽。
[0032]显然，相同的信号或相同类型的信号可以用于第一和第二信号，但可以使用不同的信号或不同类型的信号。确定距离可以基于检测信号的不同方式，例如如果对这两个距离进行确定，则可以基于检测第一和第二信号的传播距离的不同方式。
[0033]当然，所述第一对象和所述第二对象可以包括用于输出信号的合适元件。如果信号是声音，则可以使用声音产生器。这些声音产生器可以是相同的声音产生器，因为可以用于为人的耳朵提供声音，或可以是其他声音产生器。如果信号是RF信号、WiFi信号等，则可以设置合适的天线。如果信号是光信号，则可以设置辐射发射体。
[0034]确定有关距离的信息可取决于信号的性质。该确定可以基于信号的预定部分或可辨识部分(如顶点)的定时差异(timing difference)来执行。或者，可以使用上述自相关或交叉相关。
[0035]该信息可以是量化距离本身。或者，可以确定与所述距离相关的另一数量或度量。可以基于所述信号进行选择，其中不同选择可以取决于不同距离，使得如果所述距离(由信号或确定结果所确定的或指示的)在第一区间内，则做出一个选择，如果所述距离在另一个不同的区间内，则做出第二选择。
[0036]信号提供器获取第一音频信号，向所述对象转发第二音频信号，所述对象输出基于所确定的信息的声音。
[0037]在这方面，音频信号可以是任何类型的信号，比如模拟信号或数字信号。所述信号可以是文件或流信号，并且可以使用任何格式，比如MPEG、FLAK、AV1、调制后振幅/频率等。
[0038]在一种情况下，所述信号提供器通过基于所确定的信息