微軟新專利提出「基於超聲波聲呐的空間映射技術」

（映維網 2019年10月14日）一般來說，聲音的屬性會根據聲音所在的環境而變化。例如，房間的大小布局和材料成分會影響聲音反射，吸收和回蕩的方式。環境的聲學特性可以影響所述環境中的聲音屬性。

根據這一現象，人類構思了一係列的實用性工具，比如說聲呐（聲呐是英文縮寫“SONAR”的音譯，其中文全稱為聲音導航與測距/Sound Navigation And Ranging）。

以智能手機為例，如果大家有關注蘋果的發明專利，你或許尚記得這家公司曾經為iPhone構思過一種聲呐映射係統，並用以補充/替代傳統的紅外測距。

在美國專利商標局日前公布的一份專利申請中，微軟同樣探索了一種基於聲呐的空間映射技術。

名為“Collaborative Mapping Of A Space Using Ultrasonic Sonar”的文件主要描述了利用超聲波聲呐來映射空間的方法和係統。

能夠產生超聲波脈衝並測量超聲波脈衝響應的計算組件（如掃描儀）可用於掃描和映射特定空間。掃描儀的揚聲器/換能器能夠產生超聲波脈衝，而掃描儀的麥克風則捕獲原始音頻數據，包括源信號（脈衝）和來自空間的任何回聲/反射。

取決於麥克風的樣式和/或幾何形狀，可以應用各種掃描技術並采集足夠的原始音頻數據以映射特定空間。例如，可以利用全向麥克風對整個空間進行少至一次掃描。在另一示例中，定向麥克風陣列可用於執行四次掃描。掃描儀確定掃描的位置，將所述位置與掃描和/或原始音頻數據相關聯，然後把包括原始音頻數據和相關位置的聲波掃描數據提供給聲波映射服務。

聲波映射服務根據聲波掃描數據生成聲波映射。聲波圖是利用聲波掃描數據生成的空間3D表示。可以用任意數量的掃描來生成聲波圖，而數量越多，生成的聲波圖分辨率越高。

在由多個掃描儀貢獻聲波掃描數據的實施例中，所獲得的映射圖稱為協作聲波圖。

微軟指出，一係列的用例可以利用聲波圖和聲學特性，包括混合現實通信，自動校準，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、聲波映射服務和/或協作式聲波映射，所述用例可以改善通信，校準和可視化。

以混合現實通信為例，微軟寫道：“可以保存聲波圖，並將其與相應的物理空間相關聯，並自動用於為遠程用戶轉換音頻源。在一些實施例中，可以根據房間中的人數和/或任何檢測到的空間變化（如窗戶打開）來自動地重新校準音頻饋送。”

在一個實施例中，掃描儀包括揚聲器，麥克風，位置組件，脈衝協調組件，校準優化組件，混合現實通信組件，重新定位組件和配置組件。一個或多個揚聲器的任何合適布置可以用於產生脈衝，並且一個或多個麥克風可以用於記錄響應。

混合現實通信組件可以生成音頻變換，以重新創建與聲波圖相對應的虛擬聲學空間。應用這一音頻變換會更改特定房間的脈衝響應。例如，如果虛擬聲學環境是映射的會議室，則混合現實通信組件可以利用針對遠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，單聲道信號，環繞聲信號或任何其他合適的信號。這種轉換產生了遠程用戶仿佛置身於會議室中的效果。

文件進一步描述道：揚聲器，麥克風和/或攝像頭可以根據聲波圖進行校準。通過這樣的方式，係統可以進一步改善混合現實通信，提高體驗的逼真程度。

名為“Collaborative Mapping Of A Space Using Ultrasonic Sonar”的微軟專利申請最初於2018年4月提交，並在日前由美國專利商標局公布。需要注意的是，這隻是一份專利申請，尚不確定微軟是否會或將於何時商業化具體的發明技術。

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