編譯/VR陀螺

近日，美國專利商標(biāo)局公布了蘋果公司一項與空間音頻有關(guān)的專利申請。該專利深入研究了從AirPods到AirPods Max再到XR頭顯等設(shè)備中的傳感器，以確定用戶的環(huán)境并相應(yīng)調(diào)整音頻。蘋果指出，虛擬房間與用戶所處的真實房間的聲學(xué)效果越相似，外化的感覺就越合理。

蘋果公司在其專利申請中指出，內(nèi)容創(chuàng)作者可以創(chuàng)建一個音頻或視聽作品。音頻可以根據(jù)內(nèi)容創(chuàng)作者的口味進(jìn)行精準(zhǔn)的微調(diào)，以便向聽眾提供特定的體驗。內(nèi)容創(chuàng)作者可以精心制作音頻，使其帶有特定場景的可感知線索，例如，戶外山坡、體育場或一個小型封閉空間。在戶外錄制的音頻作品可能有可感知的聲學(xué)線索，以將聽眾帶到戶外環(huán)境中。同樣地，如果一個音頻作品是在室內(nèi)錄制的，聽眾可能會被虛擬地傳送到室內(nèi)。

用戶可以在不同的位置聆聽音頻作品，每個位置可以有不同的聲學(xué)環(huán)境。例如，用戶可以在車?yán)?、草地上、教室里、火車上或客廳里聽音頻或視聽作品。

人類可以通過分析兩只耳朵的聲音來估計一個聲音的位置，這被稱為雙耳聽覺，人類的聽覺系統(tǒng)可以利用聲音在我們身體周圍的衍射和反射以及與我們耳廓的互動方式來估計聲音的方向。

麥克風(fēng)可以通過電聲換能器將聲壓的變化轉(zhuǎn)換為電信號來感知聲音。電信號可以用模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）進(jìn)行數(shù)字化處理。音頻可以用空間濾波器進(jìn)行渲染播放，從而使音頻被感知為具有空間特性?？臻g濾波器可以人為地在音頻中加入空間線索，這些線索類似于我們身體幾何結(jié)構(gòu)和耳廓自然造成的衍射、延遲和反射。經(jīng)過空間過濾的音頻可以由空間音頻再現(xiàn)系統(tǒng)產(chǎn)生并通過耳機輸出。

帶有耳機的空間音頻再現(xiàn)系統(tǒng)可以跟蹤用戶的頭部運動。雙耳過濾器可以根據(jù)用戶的頭部位置進(jìn)行選擇，并隨著頭部位置的變化而不斷地更新。這些過濾器被應(yīng)用于音頻，以保持聲音來自空間中某個理想位置的錯覺。這些空間雙耳濾波器被稱為頭部相關(guān)脈沖響應(yīng)（HRIRs）。

隨著蘋果公司嘗試通過其XR頭顯提供真實的XR環(huán)境，該公司對其空間音頻技術(shù)進(jìn)行了微調(diào)。據(jù)蘋果公司稱，一個強大的虛擬聲學(xué)模擬（如空間音頻）大大受益于房間的虛擬化，以誘發(fā)聲音的外化感，外化感可以理解為聲音不是來自耳機，而是來自外部世界的感覺。決定虛擬房間的聲學(xué)參數(shù)對于提供令人信服的空間音頻體驗非常重要。

一般來說，虛擬房間越類似于真實房間的聲學(xué)，外化的感覺就越可信。然而，當(dāng)使用空間音頻重現(xiàn)預(yù)先錄制的音頻內(nèi)容，如電影、播客、音樂或其他內(nèi)容時，模擬真實房間會對體驗不利，因為虛擬房間的聲學(xué)效果可能會超過所錄制內(nèi)容的聲學(xué)效果，或造成感知上的差異。

一個典型的例子是戶外電影場景，用戶可能期望聽到?jīng)]有或很少的混響，但由于虛擬化，用戶可能聽到來自虛擬房間的大量混響。在這種情況下，可以在再現(xiàn)的合理性（有助于外化和包絡(luò)）和再現(xiàn)的保真度（保持內(nèi)容創(chuàng)造者所期望的觀看體驗）之間進(jìn)行權(quán)衡或妥協(xié)。

在某些方面，系統(tǒng)可以根據(jù)對真實房間的聲學(xué)和被播放內(nèi)容的聲學(xué)的分析和/或先驗知識，選擇更佳的虛擬房間預(yù)設(shè)或混響算法的參數(shù)。

蘋果公司的專利圖1說明了音頻或視聽文件的音頻處理；圖2說明了選擇音頻處理的聲學(xué)參數(shù)；圖3說明了確定和應(yīng)用預(yù)設(shè)聲學(xué)參數(shù)的工作流程。

圖源：patentlyapple

蘋果公司的專利圖6說明了用于確定預(yù)設(shè)聲學(xué)參數(shù)的音頻處理操作；最后，圖7說明了帶有聲學(xué)參數(shù)的元數(shù)據(jù)。

圖源：patentlyapple

音頻處理系統(tǒng)可以是一個計算設(shè)備，例如，臺式電腦、平板電腦、智能手機、筆記本電腦、智能揚聲器、媒體播放器、家用電器、耳機組、頭戴式顯示器（HMD）、智能眼鏡、汽車或其他車輛的信息娛樂系統(tǒng)，或其他計算設(shè)備。

想了解更多專利詳情，請查閱蘋果公司的專利申請US 20230104111。

來源：patentlyapple