微軟新專利提出『基于超聲波聲吶的空間映射技術(shù)』

　　一般來說，聲音的屬性會(huì)根據(jù)聲音所在的環(huán)境而變化。例如，房間的大小布局和材料成分會(huì)影響聲音反射，吸收和回蕩的方式。環(huán)境的聲學(xué)特性可以影響所述環(huán)境中的聲音屬性。

　　根據(jù)這一現(xiàn)象，人類構(gòu)思了一系列的實(shí)用性工具，比如說聲吶(聲吶是英文縮寫“SONAR”的音譯，其中文全稱為聲音導(dǎo)航與測距/Sound Navigation And Ranging)。

　　以智能手機(jī)為例，如果大家有關(guān)注蘋果的發(fā)明專利，你或許尚記得這家公司曾經(jīng)為iPhone構(gòu)思過一種聲吶映射系統(tǒng)，并用以補(bǔ)充/替代傳統(tǒng)的紅外測距。

　　在美國專利商標(biāo)局日前公布的一份專利申請中，微軟同樣探索了一種基于聲吶的空間映射技術(shù)。

　　名為“Collaborative Mapping Of A Space Using Ultrasonic Sonar”的文件主要描述了利用超聲波聲吶來映射空間的方法和系統(tǒng)。

　　能夠產(chǎn)生超聲波脈沖并測量超聲波脈沖響應(yīng)的計(jì)算組件(如掃描儀)可用于掃描和映射特定空間。掃描儀的揚(yáng)聲器/換能器能夠產(chǎn)生超聲波脈沖，而掃描儀的麥克風(fēng)則捕獲原始音頻數(shù)據(jù)，包括源信號(hào)(脈沖)和來自空間的任何回聲/反射。

　　取決于麥克風(fēng)的樣式和/或幾何形狀，可以應(yīng)用各種掃描技術(shù)并采集足夠的原始音頻數(shù)據(jù)以映射特定空間。例如，可以利用全向麥克風(fēng)對(duì)整個(gè)空間進(jìn)行少至一次掃描。在另一示例中，定向麥克風(fēng)陣列可用于執(zhí)行四次掃描。掃描儀確定掃描的位置，將所述位置與掃描和/或原始音頻數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，然后把包括原始音頻數(shù)據(jù)和相關(guān)位置的聲波掃描數(shù)據(jù)提供給聲波映射服務(wù)。

　　聲波映射服務(wù)根據(jù)聲波掃描數(shù)據(jù)生成聲波映射。聲波圖是利用聲波掃描數(shù)據(jù)生成的空間3D表示。可以用任意數(shù)量的掃描來生成聲波圖，而數(shù)量越多，生成的聲波圖分辨率越高。

　　在由多個(gè)掃描儀貢獻(xiàn)聲波掃描數(shù)據(jù)的實(shí)施例中，所獲得的映射圖稱為協(xié)作聲波圖。

　　微軟指出，一系列的用例可以利用聲波圖和聲學(xué)特性，包括混合現(xiàn)實(shí)通信，自動(dòng)校準(zhǔn)，重新定位，可視化材料，渲染3D幾何圖形等等。通過利用超聲波映射、聲波映射服務(wù)和/或協(xié)作式聲波映射，所述用例可以改善通信，校準(zhǔn)和可視化。

　　以混合現(xiàn)實(shí)通信為例，微軟寫道：“可以保存聲波圖，并將其與相應(yīng)的物理空間相關(guān)聯(lián)，并自動(dòng)用于為遠(yuǎn)程用戶轉(zhuǎn)換音頻源。在一些實(shí)施例中，可以根據(jù)房間中的人數(shù)和/或任何檢測到的空間變化(如窗戶打開)來自動(dòng)地重新校準(zhǔn)音頻饋送。”

　　在一個(gè)實(shí)施例中，掃描儀包括揚(yáng)聲器，麥克風(fēng)，位置組件，脈沖協(xié)調(diào)組件，校準(zhǔn)優(yōu)化組件，混合現(xiàn)實(shí)通信組件，重新定位組件和配置組件。一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器的任何合適布置可以用于產(chǎn)生脈沖，并且一個(gè)或多個(gè)麥克風(fēng)可以用于記錄響應(yīng)。

　　混合現(xiàn)實(shí)通信組件可以生成音頻變換，以重新創(chuàng)建與聲波圖相對(duì)應(yīng)的虛擬聲學(xué)空間。應(yīng)用這一音頻變換會(huì)更改特定房間的脈沖響應(yīng)。例如，如果虛擬聲學(xué)環(huán)境是映射的會(huì)議室，則混合現(xiàn)實(shí)通信組件可以利用針對(duì)遠(yuǎn)程用戶的音頻變換來變換音頻饋送。音頻饋送可以是立體聲信號(hào)，單聲道信號(hào)，環(huán)繞聲信號(hào)或任何其他合適的信號(hào)。這種轉(zhuǎn)換產(chǎn)生了遠(yuǎn)程用戶仿佛置身于會(huì)議室中的效果。

　　文件進(jìn)一步描述道：揚(yáng)聲器，麥克風(fēng)和/或攝像頭可以根據(jù)聲波圖進(jìn)行校準(zhǔn)。通過這樣的方式，系統(tǒng)可以進(jìn)一步改善混合現(xiàn)實(shí)通信，提高體驗(yàn)的逼真程度。

　　相關(guān)專利：Collaborative Mapping Of A Space Using Ultrasonic Sonar

　　名為“Collaborative Mapping Of A Space Using Ultrasonic Sonar”的微軟專利申請最初于2018年4月提交，并在日前由美國專利商標(biāo)局公布。需要注意的是，這只是一份專利申請，尚不確定微軟是否會(huì)或?qū)⒂诤螘r(shí)商業(yè)化具體的發(fā)明技術(shù)。