[发明专利]音频通信系统和方法

权利要求书

1.一种用于音频通信的系统，该系统包括：

(a)一个或更多个换能器单元，其位于多个地点，用于覆盖各自覆盖区域，其中所述换能器单元能够发射一个或更多个频率的超声波信号，用于在其各自覆盖区域内的选定空间位置形成局部可听声场；

(b)一个或更多个三维传感器模块TDSM，其位于所述地点，其中每个三维传感器模块被配置和可操作为提供关于所述地点内的相应感测体积中的元件的三维布置的感测数据；

(c)映射模块，其提供分别表示所述TDSM的感测体积和换能器单元的覆盖区域之间的关系的映射数据；

(d)用户检测模块，其可连接到所述一个或更多个三维传感器模块，用于从所述三维传感器模块接收所述感测数据，并被配置和可操作为处理所述感测数据以确定至少一个用户在TDSM的感测体积内的空间位置；以及

(e)输出声音发生器，其可连接到所述一个或更多个换能器单元，并适于接收指示要被发送到所述至少一个用户的声音的声音数据，并被配置和可操作用于操作至少一个选择的换能器单元，用于引导声束以产生承载所述声音数据的靠近所述至少一个用户的至少一只耳朵的局部声场，其中所述输出声音发生器根据关于所述至少一个用户的空间位置的所述数据利用所述映射数据来确定所述至少一个选择的换能器单元，所述选择的换能器单元具有用于将所述声束引导到所述用户的耳朵附近的优化轨迹，使得所述选择的换能器单元的各自覆盖区域包括所述至少一个用户的所述位置；

其中确定所述选择的换能器单元和用于引导所述声束以产生所述局部声场的所述优化轨迹包括：

对所述映射数据进行视线处理，以确定所述换能器单元中的在其覆盖区域内对所述用户的耳朵的所述位置具有无阻挡的视线的一个换能器单元，并将所述一个换能器单元设置为所述选择的换能器单元，并沿着所述无阻挡的视线设置所述优化轨迹；并且在所述换能器单元和所述用户的耳朵的所述位置之间的视线在所述换能器单元的相应覆盖区域内有阻挡的情况下，执行以下操作：

-处理所述感测数据以识别所述用户的耳朵附近的声反射元件；

-确定所述选择的换能器单元，使得来自所述选择的换能器单元的所述优化轨迹沿着来自所述选择的换能器单元和所述声反射元件的视线传递，并由此沿着视线到达所述用户的耳朵。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述换能器单元能够发射一个或更多个频率的超声波信号，用于在其各自覆盖区域内的选定空间位置处形成局部聚焦的解调可听声场。

3.如权利要求1所述的系统，包括接收声音分析器，所述接收声音分析器被配置为处理从所述地点接收的输入音频信号，以确定指示所述地点中接收的输入音频信号的来源位置的数据。

4.如权利要求3所述的系统，其中所述接收声音分析器可连接到一个或更多个麦克风单元，所述麦克风单元可操作用于从所述地点接收音频输入。

5.如权利要求3所述的系统，其中，所述用户检测模块还包括姿态检测模块，所述姿态检测模块被配置和可操作为处理输入数据，所述输入数据包括来自所述一个或更多个TDSM的输入数据和从所述地点接收的所述输入音频信号中的至少一个，以确定所述输入数据是否指示用于触发所述系统的一个或更多个特定操作的一个或更多个用户命令，所述输出声音发生器被配置为将所述输入数据的来源位置确定为与所述系统的所述一个或更多个特定操作相关联的所述用户的初始位置。

6.如权利要求5所述的系统，其中，所述一个或更多个用户命令包括发起音频通信会话的请求。

7.如权利要求6所述的系统，其中，所述输入数据包括由所述接收声音分析器接收的音频输入数据和由所述TDSM接收的运动模式输入数据中的至少一个。

8.如权利要求1至7中任一项所述的系统，其中，所述用户检测模块包括方位检测模块，所述方位检测模块适于处理所述感测数据以确定所述用户的头部的位置。