音頻/視頻系統的製作方法

2023-06-06 12:05:16 2

專利名稱：音頻/視頻系統的製作方法
技術領域：
發明領域涉及音頻/視頻系統，該系統具有用於經由至少一個揚聲器單元再現音頻信號的音頻再現設備，並具有用於產生超聲信號的超聲信號產生裝置並具有用於接收超聲信號的超聲信號接收裝置，並具有用於處理由超聲信號接收裝置接收的超聲信號的超聲信號處理裝置。
背景技術：
文獻GB2203315A公開了多通道音頻系統，所述多通道音頻系統包括用於放大音頻信號的多通道放大器設備以及用於聲學再現已放大音頻信號的揚聲器箱。而且，該已知的多通道音頻系統包括用於測量各個揚聲器箱和相對於揚聲器箱移動的收聽者之間的瞬時距離的測量設備。就已知的多通道音頻系統而言，可另外提供控制裝置。基於所確定的距離，這些控制裝置控制放大器設備的平衡調節器來平衡各個音頻通道的再現音量，以得到對於收聽者的各個音頻通道之間的平衡音量關係。距離測量設備基於超聲信號或者紅外信號工作。在基於超聲信號的距離測量設備的一個實施例中提供超聲發射器，其發出在收聽者處反射並由此返回至測量設備的超聲脈衝，其中該反射的信號由超聲接收器接收並且距離測量設備和反射超聲信號的對象之間的距離是根據從發送信號到接收反射的信號的傳送時間計算的。距離測量設備的超聲發射器和超聲接收器都被設置在揚聲器箱處或者鄰近揚聲器箱處。
然而，就已知的多通道音頻系統而言，其證實了距離測量設備只能夠在高度理想化的條件下基於超聲信號提供滿意結果的缺陷，但是這種理想化的條件很難在實際中出現。因此，例如這是這樣一種情況其中存在多通道音頻系統和收聽者的收聽房間被發現由無反射牆或者反射非常小的牆限定，這樣將使距離測量結果出錯的所發出的超聲信號的多次反射就不會發生。而更為嚴重的缺陷是，已知的多通道音頻系統的測量設備本身不能區分來自收聽者的超聲信號反射和來自家具之類的物品的那些反射。從而來自收聽者前面的對象的早期反射會使測量結果出錯。為了修正這個嚴重的缺陷，在已知多通道音頻系統的情況下對收聽者而言最初要把他自己對於已知多通道音頻系統標識為超聲信號的「目標」-雖然以不明確定義的方式-也就是說，收聽者不得不通過與已知多通道音頻系統的至少一個交互作用公開他的瞬時位置以及到各個揚聲器箱的距離。已知多通道音頻系統一旦已經「捕獲到」收聽者的位置，那麼以這樣一種方式實現收聽者位置的進一步檢測當在之前沒有回聲的地方識別到回聲時執行似真性檢查，所述似真性檢查確定新回聲是否位於足夠鄰近於「捕獲的」收聽者位置以說明收聽者很可能實際上已經移動到新的檢測位置，並確定在收聽者的原始位置是否沒有回聲可接收。如果存在多個人(或者甚至寵物)在收聽房間內移動，那麼似真性檢查必然會失敗。另外，已知文獻根本沒有具體的建議關於如何將所提出的似真性檢查轉換到實際中以及收聽者如何登錄到多通道音頻系統以使其能夠「捕獲」他的位置。一定還繼續設想的一點是，每次用戶轉換到多通道音頻系統或者進入收聽房間時他們不願意經受一個登錄到已知多通道音頻系統的過程。

發明內容
本發明的目的在於產生在第一段所述的那種音頻/視頻系統，其避免了上述的缺陷。
為了達到上述目的，在根據本發明的音頻/視頻系統中提供了創造性的特徵，這樣根據本發明的音頻/視頻系統的特徵可以以下文所述的方式描述，即音頻/視頻系統具有用於經由至少一個揚聲器單元再現音頻信號的音頻再現設備，並具有用於產生超聲信號的超聲信號產生裝置，其中超聲信號產生裝置設計為向揚聲器單元的至少一個發出超聲信號，所述揚聲器單元被設計為發出超聲信號，並具有用於接收超聲信號的超聲信號接收裝置，並具有用於處理由超聲信號接收裝置接收的超聲信號的超聲信號處理裝置，其中超聲信號處理裝置構造為自動根據接收的超聲信號中的變化檢測至少一個人的存在並發出檢測信號。
根據本發明的特徵能夠使房間內的人被自動檢測到，而他們不必進入之前的與音頻/視頻系統的交互關係中。與已知的多通道音頻系統相比這提供了顯著提高的操作便利性，並且消除了基於錯誤或者缺乏用戶交互的虛假檢測的可能性。而且，與已知系統相比在音頻/視頻系統中實現本發明幾乎不需要硬體上的任何額外費用，因為本發明的特徵能夠基於現代音頻/視頻系統中任何方式存在的元件而實現。
另外應該注意的是，本發明不限於組合的音頻/視頻系統，尤其不限於多通道音頻/視頻系統，而包括所有類型的純粹的音頻系統。這種音頻系統包括立體聲系統，既包括集成系統也包括組成系統，以及5.1通道AV系統，7.1通道系統，所有類型的DVD錄像機、DVD播放器、接收器、SACD多通道系統，DVDA多通道系統和所謂的「臥室系統(bedroom systems)」，後者是視聽或者純粹的音頻系統，其是特別為入睡時和起床時候或者隨後的早晨例行習慣(ritual)的人的交互性需要特製的(tailored)。
根據權利要求2的措施獲得的優勢在於，在超聲信號的時域內實現對人的檢測，從而對超聲信號處理裝置的處理速度的要求不是非常大。其中如果超聲信號處理裝置是數位訊號處理器的形式則是有利的，因為信號處理器包含用於評估時域內回聲模式所必需的所有功能。
根據權利要求3和4的措施獲得的優勢在於，細分成各個時隙使得檢測人存在的準確性有所提高。另外，其中確定了變化的時隙同時為超聲信號所覆蓋的從其從揚聲器單元發射到通過在對象處反射再到到達超聲信號接收裝置的距離提供測量。
根據權利要求5、6和7的措施獲得的優勢在於，在接收的反射超聲信號的頻域內的極端失效保護(fail-safe)檢測。檢測的可靠性和準確性能夠通過在頻帶中包括預定的最小級別的信號來進一步加強。通過使用都卜勒效應，更可能確定反射超聲信號的對象的移動方向和移動速度。
根據權利要求8的措施獲得的優勢在於，超聲信號接收裝置被合併為廉價並且可靠的元件。
根據權利要求9的措施獲得的優勢在於，能夠使用在許多音頻/視頻系統中以任何方式存在的現有揚聲器箱，由此不需要其他硬體來發出超聲信號。
根據權利要求10和11的措施獲得的優勢在於，減少了用戶與音頻/視頻系統進行交互的需要並增強了用戶的操作便利性，因為他在特定情況下和特定時間要執行的任何行為都自動由系統預期和實現。
根據權利要求12和13的措施獲得的優勢在於，音頻/視頻系統也完成警報系統的功能。
根據權利要求14到18的措施獲得的優勢在於，各個音頻通道的再現參數是根據佔據房間的用戶或者幾個人的位置而重新調整的。這些再現參數包括各個音頻通道的音量(平衡)的有利設置和/或各個音頻通道的傳播延遲的有利設置，和/或各個音頻通道的頻率特性的有利設置和/或各個揚聲器單元的機械位置的有利設置。
根據權利要求19的措施獲得的優勢在於，除了檢測房間內起碼存在至少一個人以外，還確定房間內他的位置，並且該信息可以用於調整上述再現參數。
參照下文所述的實施例，通過非限制性的舉例方式本發明的這些和其他方面將顯而易見並將被說明。


附圖中圖1示意性地示出了根據本發明的音頻/視頻系統。
圖2示出了要由根據本發明的音頻/視頻系統中的超聲信號處理裝置分析的超聲回聲模式。
圖3示意性地示出了根據本發明的音頻/視頻系統的另一個實施例。
具體實施例方式
圖1示意性地示出了根據本發明的音頻/視頻系統，其是符合5.1多通道標準的環繞音頻/視頻系統的形式。5.1多通道標準裝置意味著存在下述音頻通道左前、前中、右前、左後、右後加上亞低音揚聲器通道來傳送人耳能夠聽見但不能定位的極低音符，以便在該環繞系統中他們不具有分配給它們的位置。本文所研究的音頻/視頻系統包括音頻再現設備CU，專家當中也稱為「中央單元」，設計為再現所有音頻通道的音頻信號。應該注意的是，音頻再現設備還包含用於處理和顯示視頻信號的設備以及用於輸入存儲在存儲介質上(例如，DVD或者CD、或者磁性、磁光或者基於存儲器-IC的存儲介質等)或者經由網絡傳送的音頻數據和音頻/視頻數據的設備。為了清楚起見，並且由於他們與本發明無關，所以這些設備從示例中省略。同樣應該注意的是，本發明不限於音頻/視頻系統，尤其不限於多通道音頻/視頻系統，而擴展到所有類型的純粹的音頻系統。音頻再現設備CU通過從輸入的數據中提取各個音頻通道的音頻信號、處理它們(例如通過提高或者降低具體的頻率範圍)並放大它們而處理輸入的數據。放大的所有音頻通道的音頻信號都通過揚聲器電纜(未示出)或者適當的無線連接到揚聲器單元的方式傳遞，所述揚聲器單元可以是單獨的揚聲器的形式或者如在本實施例中是揚聲器箱的形式。揚聲器單元以可聽聲音的形式發出接收到的音頻信號。根據5.1多通道標準，提供與上述音頻通道相關的下列揚聲器左前揚聲器箱LSB1、前中揚聲器箱LSB2、右前揚聲器箱LSB2、揚聲器箱LSB5(左後)、揚聲器箱LSB4(右後)，加上未示出的低音揚聲器箱(亞低音揚聲器)。通常，左前和右前揚聲器箱LSB1、LSB3在分布式揚聲器系統的品質方面是最高的，也就是說，它們具有最大的頻率響應而具有最小的失真，因為它們發出主要部分的音樂並且定向傾聽(directional hearing)也主要是通過這些揚聲器實現的。前中揚聲器箱LSB2主要用於再現電影中的語音，因此其頻率響應不需要包括整個可聽範圍而是能夠限制在，例如，小於10KHz。對後揚聲器LSB4、LSB5的品質要求通常更低，因為他們一方面主要傳送電影的背景噪聲，而與整個傳送的聲能相比其級別通常很低。在圖1的示例中，在通常的收聽房間(例如起居室)內示出了音頻/視頻系統的設置，其中除了音頻/視頻系統的元件(CU、LSB1-LSB5)，還有用戶或者人1、兩把椅子2、3和桌子4，人1在下文中稱為收聽者。
用於產生不可聽超聲信號的超聲信號產生裝置6被集成到音頻再現設備CU中，所產生的超聲信號經由左前揚聲器箱LSB1發送到收聽房間內。所產生的超聲信號可以包括，例如，正則序列的超聲脈衝。在本發明的優選實施例中，超聲信號經由高音喇叭揚聲器8發出，高音喇叭揚聲器8是左前揚聲器箱LSB1的一個元件並構造為除了可聽頻率範圍內的有聲信號還能夠發出超聲信號。由於左前揚聲器箱LSB1是這樣的構造，所以沒有額外的元件開銷；相反，已存在的元件可以被分配其他功能。許多市場上買得到的揚聲器箱已經滿足了高音喇叭揚聲器8能夠發射超過最大20KHz可聽範圍的頻率範圍的要求，例如它們能夠聲音發射達到40KHz，因此能夠用於本目的。作為選擇，現有的揚聲器箱可以利用超聲高音喇叭揚聲器來改裝以能夠在所需超聲頻率範圍內發射信號。
高音喇叭揚聲器8發出的超聲信號還包括超聲信號分量UT1、UT2和UT3。超聲信號分量UT1在椅子2處反射並作為反射的超聲信號UR1轉向到音頻再現設備CU，在此由超聲信號接收裝置5接收。同樣地，超聲信號分量UT2在桌子4處反射並且反射的超聲信號UR2由超聲信號接收裝置5來接收。而且，超聲信號分量UT3在收聽者1處反射並且得到的反射的超聲信號UR3由超聲信號接收裝置5來接收。因為從高音喇叭揚聲器8到各個反射對象椅子、桌子和收聽者的距離以及向前到超聲信號接收裝置的距離長度上有所不同，所以各個反射的超聲信號分量以UR2→UR1→UR3的順序到達超聲信號接收裝置5並共同形成具有改變的時間響應和頻率響應特性的超聲回聲模式。
超聲信號接收裝置5優選地構建到音頻再現設備CU中並且優選地作為電容傳聲器的形式，該電容傳聲器不僅便宜而且具有另人滿意的頻率響應。由超聲信號接收裝置5接收的反射的超聲信號分量UR1、UR2和UR3，或者更不如說是由它們形成的超聲信號回聲模式被傳遞到超聲信號處理裝置7，在此處對回聲模式進行分析，正如以下所詳細描述的。處理裝置7在這裡優選地集成到音頻再現設備CU中並在特別優選的實施例中實現為數位訊號處理器(DSP)。而且，將帶通濾波器和前置放大器插入到超聲信號接收裝置5和處理裝置7之間是有利的，前置放大器放大由帶通濾波器過濾的並由超聲信號接收裝置5接收的信號以便以最佳方式將這些信號與處理裝置7的輸入靈敏度和動態範圍相匹配。
應該注意的是，儘管在圖1所示例的本發明的實施例中超聲信號只經由左前揚聲器箱LSB1發出，但是也能夠並適合經由一個或多個其他揚聲器單元發出，例如，右前揚聲器箱LSB2，對其實施與對左前揚聲器箱LSB1實施的相同的關於頻率範圍的要求。當超聲信號經由多於一個揚聲器單元發出時，某些反射的超聲信號分量被位於收聽房間內的其他對象所遮蓋並且因此沒有到達超聲信號接收裝置的情況變得不太可能。
圖2示出了在兩個不同時間(分別地，信號1和信號2)由超聲信號接收裝置5接收並傳遞到處理裝置7的超聲回聲模式的時間圖。各個回聲模式(信號1、信號2)被暫時存儲以供處理裝置7分析，為此目的處理裝置7優選為DSP形式。例如，所示例的每個回聲模式(分別地，信號1和信號2)的時間特性可以包括50毫秒的周期，對應於大約16米的發射的和反射的超聲信號的距離。在本實施例中，回聲模式被分為64個時隙，例如通過確定每個時隙的信號部分的平均振幅對每個時隙分別進行評估。在圖2中，在第一瞬時或者時刻的回聲模式(信號1)的時間特性示例於圖表的第一行中；同時示出了劃分為各個時隙，所述時隙在圖表的第二行中從第一時隙TS1到第六十四時隙TS64順序編號。為各個時隙確定的和標準化的平均振幅值被標繪在圖表的第三行中。類似地，在第二瞬時的回聲模式(信號2)的時間特性被標繪在圖表的第四行中，第二回聲模式的時隙的編號被標繪在第五行並且為各個時隙確定的和標準化的平均振幅值被標繪在第六行中。在每個回聲模式(信號1和信號2)中，可以看到在第二時隙TS2中升高的信號電平，這是由在桌子4處反射的超聲信號分量UR2所引起的。而且，在第三時隙TS3可以看到由在椅子2處反射的超聲信號分量UR1所導致的升高的信號電平，這些信號分量由於它們覆蓋更長的距離，所以比超聲信號分量UR2更晚到達。處理裝置7根據各個平均振幅評估每個單獨時隙的回聲模式中的變化，微小的差異被忽略。在時隙TS1到TS61，在示例的回聲模式(信號1和信號2)之間沒有顯著的變化。但是在時隙TS62能夠觀察到在第二回聲模式(信號2)中的強信號電平以及平均振幅從24增長到71單位，這要歸因於人1所導致的反射的超聲信號分量UR3。處理裝置7將該變化解釋為人1已經在信號1和信號2的檢測時間之間進入收聽房間或者至少已經走進系統的檢測範圍。如果人1現在還在他站的地方，那麼相同的信號和平均振幅也將出現在隨後的回聲模式的時隙TS62內。但是，如果人1要靠近左前揚聲器箱LSB1移動，那麼時隙TS62的信號將出現在下一個回聲模式具有更低編號的時隙中，由此處理裝置7不僅能夠識別出人在移動，而且能夠識別出他正在移動的相對速度。應該注意的是，處理裝置7能夠可選地使用除了平均振幅之外的標準以比較回聲模式和之前的回聲模式。處理裝置7被構造為它們能夠同時分析幾個時隙中的變化。然而實際上，從一個被檢測的回聲模式到下一個被檢測的回聲模式只在幾個時隙內發生變化。該事實能夠用於動態校準處理裝置。
處理裝置的所述操作模式基於時域內的信號處理，比較當前回聲模式和一個或多個之前回聲模式的時間特性。作為另外的選擇，或者與之相結合，處理裝置7還可以構造為它們在頻域內工作。更為精確地，可以使用都卜勒效應來確定反射的超聲信號中的頻率漂移，所述反射的超聲信號是在移動對象處反射的。該對象的移動導致頻率漂移，附帶條件是超聲信號產生裝置和超聲信號接收裝置以及傳送介質(收聽房間內的空氣)是靜態的。由超聲信號產生裝置產生的超聲信號優選為一致的信號，例如，超聲範圍內恆定頻率的正弦信號。超聲信號接收裝置從而接收包括原始的超聲信號和反射的信號分量的混合信號，並將這些超聲信號轉換為傳遞到處理裝置7的電信號，該處理裝置合適的是DSP的形式；該DSP能夠執行頻率處理算法，像不同的可調節並可參數表示的過濾器，快傅立葉轉換等。DSP被編程為抑制所接收的原始信號並且只有具有在原始頻率上下的合理頻率範圍內的那些頻率的信號分量被允許通過。合理頻率範圍表示，例如，根據都卜勒效應通過計算顯示移動對象大於8m/s的速度的任何漂移將被忽略。頻率漂移的反射的超聲信號分量的存在表示移動的人在收聽房間內，由此處理裝置傳送方向信號DS(參見圖1)。另外，能夠評估各個頻帶漂移頻率的振幅並且只在超過臨界振幅時傳送檢測信號DS。以這種方式，系統不會受到氣流、飛蟲和寵物的影響。
在處理裝置的該實施例的進一步擴展中，能夠根據頻率漂移的振幅計算投影到軸上的對象的速度。這對於其中經由多個揚聲器箱發出超聲信號的那些系統而言是尤為重要的，這樣被檢測人的移動方向和絕對速度能夠被測量並提供給音頻再現設備作為檢測信號的分量以使音頻再現設備改變(如果可使用的話)聲音設置等。
要提到的是，發出的超聲信號不必是一致的。必須滿足的唯一條件是處理裝置能夠區分原始信號(通常具有高振幅)和頻率偏移反射(通常具有低振幅)。而且要提到的是，為了提高檢測的準確性，將在時域內的檢測和基於頻率漂移的檢測彼此相結合是有利的。檢測能夠連續地或者周期性地或者可選地以自動適合用戶簡檔的間隔執行。而且，能夠對收聽房間內的人執行檢測而無論音頻再現設備是否正在發出音頻信號或者僅僅處於備用狀態。
上述詞語「用戶簡檔」應該如下理解為音頻再現設備CU記錄用戶執行音頻再現設備的操作，例如，打開和關閉，聲音設置(音量、級別、低音)，特定的無線電頻道的預設和選擇等。該數據存儲在音頻再現設備中，優選為具有時間基準。要存儲的其他數據包括超聲信號處理裝置所確定的數據，即人什麼時候在收聽房間以及他/她在哪(處理裝置的相應配置解釋如下)。使用該數據能夠建立不同的收聽習慣，例如，當人1坐在椅子2上時他/她將音量控制設置為高音量，也就是，他/她想集中精力收聽再現的音樂。然而如果人1在收聽房間內來回走動，那麼他/她通常調到再現需要較低專心度的音樂的特定無線電臺。在該情況下，這個人顯然允許穩定的音樂流在背景中進行。所有這些數據都能夠另外結合時間基準，例如一天中的時間、一星期中的幾天等。
可以調整根據本發明的音頻/視頻系統以使其與數據記錄彼此相關，以尋找出特定的統計相關性以及用戶將採取的行動的可能預測的可能性程度。一旦具體條件獲得，例如，在一天的特定時間在收聽房間內存在音頻/視頻系統的用戶，並且音頻/視頻系統能夠將這與過去的統計上突出的行為模式相關聯，那麼音頻/視頻系統通過實現與該行為模式對應的設置來實現該行為模式。當然，用戶仍能夠通過諸如刪除不需要的用戶模式來影響音頻/視頻系統。
本發明上述方面的實際優勢在於，最小化了用戶不得不與音頻/視頻系統明確交互的情況；而同時音頻/視頻系統仍然保持完全適合不同的用戶習慣。這一點可以由以下例子示出早晨，通常在7:00和7:30之間，用戶以特定的音量和聲音設置收聽特定無線電臺的早間新聞。一旦音頻/視頻系統檢測到該行為模式，那麼它自動地對音頻/視頻系統進行必要的調整。然而如果用戶沒有在通常的時間進入收聽房間，例如，在周末或者如果他病了，那麼音頻/視頻系統識別到該情況並且不執行其他的慣例操作。音頻/視頻系統是稍微或者準自學習的。
最後應該注意的是，在圖1中處理裝置能檢測到的所有數據都已由箭頭所表示的術語檢測信號DS包含。因為所有這些數據都能夠外部地(如下所述)和內部地用於音頻/視頻系統中以修改設置或者確定用戶簡檔，箭頭包括外部分支和帶回到音頻/視頻系統的分支，其象徵檢測信號DS的內部處理。
根據本發明的另一個方面，處理裝置對收聽房間中人的檢測也能夠用於通過賦予其警報系統的功能而擴展根據本發明的音頻/視頻系統。為此目的，將由處理裝置7產生的檢測信號DS設計為觸發可聽警報設備9，例如安裝在房子內的警報器，或者設計為經由通信網絡10發送警報信息到諸如警察局。很明顯，音頻/視頻系統本身能夠經由揚聲器箱LSB1到LSB5發布可聽警報信號。
為此目的，音頻/視頻系統具有至少兩個操作模式。在第一操作模式中不啟動警報功能，而在第二操作模式中啟動該功能。如果用戶將音頻/視頻系統切換到警報操作模式，那麼其帶有一定延遲地啟動警報操作模式以允許用戶有時間離開房間。如果人1在已經啟動了警報操作模式之後進入房間，那麼同樣直到一定延遲之後，例如30秒鐘，處理裝置7才產生檢測信號DS來觸發警報。該延遲是有利的，以便應該進入收聽房間的正確用戶被給予足夠的時間來禁止警報功能。例如，禁止可以通過按下音頻/視頻系統上的或者遙控裝置的一序列控制按鈕來實現。
應該理解的是，所提出的警報功能不提供全面的對強行進入的防護，並且還會讓夜賊相對容易地使其無效。但是在多數情況下能夠有效地使用警報功能。
根據本發明的第三方面，不僅執行檢測來確定人是否呆在房間內；另外，通過適當設計超聲信號產生裝置6和超聲信號接收裝置5以及超聲信號處理裝置7也可以計算這個人的位置，如圖3所簡要示例的。圖3還示出了根據本發明的音頻信號再現系統，該系統具有音頻再現設備CU和揚聲器箱LSB1到LSB5、以及超聲信號產生裝置5和超聲信號接收裝置6和超聲信號處理裝置7。關於這一點，根據本發明的該音頻/視頻系統的形式與圖1所示的形式相同，所以省略了重複說明。正如圖1中所示的，除了音頻信號再現系統房間還包含椅子2和人1以及另一個椅子3和桌子4。為了測量人1的位置，有必要使超聲信號經由至少兩個揚聲器箱發出，使處理裝置7設計為它們從由超聲信號接收裝置5接收的回聲模式中消除在靜態家具物品(例如桌子4或者椅子2、3)處反射的超聲信號分量的未改變回聲。因為要測量的參數是從左前揚聲器箱LSB1發送超聲信號UT3到達在人1處反射的超聲信號分量UR3的超聲信號接收裝置5，以及從揚聲器箱LSB3發送超聲信號UT4到達在人1處反射的超聲信號分量UR4的超聲信號接收裝置5所經過的延遲時間，在每次測量中將人1的位置定位在橢圓上，其中一個焦點是超聲源而另一個焦點是超聲信號接收裝置。對於從左前揚聲器箱LSB1發送的超聲信號UT3，橢圓「橢圓1」具有焦點F1，從而可以定義F2，人1的位置被定位在該橢圓上。對於從右前揚聲器箱LSB2發送的超聲信號UT4，橢圓「橢圓2」具有焦點F3，由此可以定義F2，人1的位置被定位在該橢圓上。現在兩個橢圓(椅子2的那個)的兩個焦點的其中一個事實上是人1所在的點；利用常規布置的揚聲器箱和音頻再現設備CU，第二個交叉點將位於該布置之後，並因此由於實際原因可以被排除。為了提高測量的可靠性，可以採取利用其他揚聲器箱(LSB4、LSB5)的其他超聲測量，並且可以利用所得到的彼此重疊的橢圓的交叉點對它們進行評估。為了最小化測量錯誤的危險，揚聲器箱不應該彼此靠得太近，並且要測量的人不應該被家具物品遮住，人應該留在揚聲器箱的位置所定義的區域內。利用該設置也能夠測量幾個人的位置。
一旦音頻/視頻系統已經確定了人的位置，那麼它能夠使用該位置信息通過改變各個音頻通道的音量來調整「最佳聽音位置(sweetspot)」，也就是最適合收聽者的具體位置的各個音頻通道之間的平衡。如果必要的話，可以設置時間延遲期間，例如一分鐘，在該期間在執行「最佳聽音位置」調整之前基本上不應該改變收聽者的位置。作為其選擇，對於在房間內來回走動的收聽者，對「最佳聽音位置」的調整能夠連續地適應於收聽者的瞬時位置。如果房間內有幾個人，那麼也能夠計算並調整最可能折中存在的所有人的「最佳聽音位置」設置。在這種情況下，事實上「最佳聽音位置」將位於房間內所有人的位置之間，其中所述折中可以通過例如平均所有存在的人的位置來確定。除了各個音頻通道的音量之外，也可以在音頻再現設備上設置其他參數以調整「最佳聽音位置」，例如，各個音頻通道的信號傳送時間的不同延遲時間。優選地，音頻/視頻系統具有多個由用戶調整的操作模式，即，立即響應存在的人的位置變化和延遲響應存在的人的位置變化，以及只在用戶確認(例如經由遙控裝置)並且用戶手動重新調整「最佳聽音位置」(例如經由遙控裝置)之後改變自動計算的「最佳聽音位置」以及關閉用於超聲檢測和用於「最佳聽音位置」調整的裝置。
根據本發明的該形式的音頻/視頻系統的重要優勢在於，將獲得可能的最好聲音特性所需要的對音頻/視頻系統的手動調整降到最低。而且，尤其在房間內有多個人的時候，由音頻/視頻系統計算的「最佳聽音位置」通常比用戶手動調整的更好。
權利要求
1.一種音頻/視頻系統，具有用於經由至少一個揚聲器單元(LSB1-LSB5)再現音頻信號的音頻再現設備(CU)，並具有用於產生超聲信號(UT1-UT3；UT4)的超聲信號產生裝置(6)，其中超聲信號產生裝置(6)設計為向至少一個揚聲器單元(LSB1-LSB3)發出超聲信號，至少一個揚聲器單元(LSB1-LSB3)被設計為發出超聲信號，並具有用於接收超聲信號(UT1-UT3；UT4)的超聲信號接收裝置(5)，並具有用於處理由超聲信號接收裝置(5)接收的超聲信號的超聲信號處理裝置(7)，其中超聲信號處理裝置(7)設計為根據接收的超聲信號(UT1-UT3；UT4)中的變化自動檢測至少一個人(1)的存在並發出檢測信號(DS)。
2.如權利要求1所述的音頻/視頻系統，其中超聲信號處理裝置(7)設計為以預定間隔檢測由超聲信號接收裝置(5)接收的超聲信號UT1-UT3；UT4)的回聲模式(信號1、信號2)作為預定時間周期上的一個序列，而且將最近檢測的回聲模式(信號2)與較早檢測的至少一個回聲模式(信號1)相比較以根據回聲模式的變化檢測至少一個人(1)的存在。
3.如權利要求2所述的音頻/視頻系統，其中超聲信號處理裝置(7)設計為將每個檢測的回聲模式(信號1、信號2)細分為多個時隙(TS1到TS64)，並逐個時隙的比較回聲模式的信號序列或者根據回聲模式確定的參數，例如其平均振幅，以根據其變化檢測檢測至少一個人的存在。
4.如權利要求3所述的音頻/視頻系統，其中通過對其中檢測到變化的那些回聲信號時隙(TS63)的檢測，超聲信號處理裝置(7)設計為確定由超聲信號從它的發出經由在對象處的反射到它到達超聲信號接收裝置(5)所覆蓋的距離。
5.如權利要求1所述的音頻/視頻系統，其中超聲信號處理裝置(7)設計為根據由超聲信號接收裝置(5)接收的超聲信號(UR1-UR3；UR4)確定頻率漂移以根據頻率漂移檢測至少一個移動的人的存在。
6.如權利要求5所述的音頻/視頻系統，其中超聲信號處理裝置(7)設計為將接收的超聲信號細分為多個頻帶並且基於對頻率漂移的檢測只考慮那些其信號超出了具有預定值的級別的頻帶。
7.如權利要求5所述的音頻/視頻系統，其中超聲信號處理裝置(7)設計為基於都卜勒效應根據接收的超聲信號的頻率漂移確定至少一個人的位置和移動速度，所述頻率漂移是由超聲信號接收裝置(5)檢測的。
8.如權利要求1所述的音頻/視頻系統，其中超聲信號接收裝置(5)是麥克風的形式，優選為電容式傳聲器的形式。
9.如權利要求1所述的音頻/視頻系統，經由揚聲器單元(LSB1、LSB3)可傳送超聲信號，其中每個揚聲器單元(LSB1、LSB3)包括具有延伸到各個超聲範圍的頻率響應的高音喇叭揚聲器(8)。
10.如權利要求1所述的音頻/視頻系統，其中音頻/視頻系統設計為通過記錄用戶行為制定用戶簡檔，所述行為例如為對音頻再現設備上控制設備的操作，例如執行聲音設置或者選擇特定的無線電臺等，優選為具有時間基準的伴隨記錄的行為，以在由超聲信號處理裝置(7)產生檢測信號(DS)的時候自動執行用戶簡檔中記錄的行為。
11.如權利要求10所述的音頻/視頻系統，其中制定用戶簡檔包括記錄的用戶行為彼此之間的關聯以從關聯的數據中獲取改進的用戶簡檔。
12.如權利要求1所述的音頻/視頻系統，其中將超聲信號處理裝置(7)輸出的檢測信號(DS)設計為啟動警報設備(9)。
13.如權利要求12所述的音頻/視頻系統，其中將檢測信號(DS)設計為經由電信網絡(10)傳送到警報站。
14.如權利要求1所述的音頻/視頻系統，其中超聲信號產生裝置(6)設計為經由至少兩個揚聲器單元(LSB1、LSB3)發出超聲信號，並且其中超聲信號處理裝置(7)設計為根據接收的超聲信號(UR3；UR4)確定至少一個人(1)存在的位置並設計為利用檢測信號(DS)發出位置信息，並且其中音頻再現設備(CU)設計為基於檢測信號(DS)調整各個音頻通道的再現參數的有利設置。
15.如權利要求14所述的音頻/視頻系統，其中各個音頻通道的音量(平衡)的有利設置是根據檢測信號(DS)確定的。
16.如權利要求14所述的音頻/視頻系統，其中各個音頻通道的傳送延遲的有利設置是根據檢測信號(DS)確定的。
17.如權利要求14所述的音頻/視頻系統，其中各個音頻通道的頻率特性的有利設置是根據檢測信號(DS)確定的。
18.如權利要求14所述的音頻/視頻系統，其中各個揚聲器單元的機械位置的有利設置是根據檢測信號(DS)確定的。
19.如權利要求1所述的音頻/視頻系統，其中超聲信號處理裝置(7)設計為根據接收的超聲信號(UR1-UR3；UR4)中的變化自動確定至少一個人(1)的位置，並設計為輸出檢測信號(DS)中的位置信息。
全文摘要
在一種音頻/視頻系統中，具有用於經由至少一個揚聲器單元(LSB1－LSB5)再現音頻信號的音頻再現設備(CU)，並具有用於產生超聲信號(UT1－UT3；UT4)的超聲信號產生裝置(6)，其中超聲信號產生裝置(6)設計為向至少一個揚聲器單元(LSB1－LSB3)發出超聲信號，其中揚聲器單元設計為發出超聲信號，並具有用於接收超聲信號(UT1－UT3；UT4)的超聲信號接收裝置(5)，並具有用於處理由超聲信號接收裝置(5)接收的超聲信號的超聲信號處理裝置(7)，超聲信號處理裝置(7)設計為根據接收的超聲信號(UT1－UT3；UT4)中的變化自動檢測至少一個人(1)的存在並發出檢測信號(DS)。
文檔編號G01S5/18GK1914952SQ200580003426
公開日2007年2月14日 申請日期2005年1月26日 優先權日2004年1月29日
發明者P·烏爾曼 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司