使用偽白噪聲將控制信號(hào)嵌入音頻信號(hào)中的方案的制作方法

本申請(qǐng)是2014年5月9日提交的名稱為“SCHEME FOR EMBEDDING A CONTROL SIGNAL IN AN AUDIO SIGNAL USING PSEUDO WHITE NOISE”的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?4/274,571的繼續(xù)申請(qǐng)并要求其權(quán)益，所述申請(qǐng)的完整內(nèi)容和公開內(nèi)容由此以引用的方式整體并入本文。

本申請(qǐng)涉及2014年5月9日提交的名稱為“SCHEME FOR EMBEDDING A CONTROL SIGNAL IN AN AUDIO SIGNAL”并且標(biāo)識(shí)為代理人卷號(hào)131714[SCEA13032US00]的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?4/274,555，所述申請(qǐng)的完整內(nèi)容和公開內(nèi)容由此以引用的方式整體并入本文。

發(fā)明背景

1.發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及計(jì)算機(jī)模擬輸出技術(shù)，并且更具體地涉及可由計(jì)算機(jī)模擬(諸如計(jì)算機(jī)游戲和視頻游戲)采用的音頻和觸覺技術(shù)。

2.相關(guān)技術(shù)論述

諸如視頻游戲的計(jì)算機(jī)游戲已經(jīng)變?yōu)橐环N流行的娛樂來(lái)源。計(jì)算機(jī)游戲通常以計(jì)算機(jī)游戲軟件應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)，而且經(jīng)常在游戲控制臺(tái)、娛樂系統(tǒng)、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)和筆記本計(jì)算機(jī)、便攜裝置、板狀裝置等上運(yùn)行。計(jì)算機(jī)游戲是一種類型的計(jì)算機(jī)模擬。

計(jì)算機(jī)游戲的用戶通常能夠在顯示器上觀看游戲玩法并且利用游戲控制器、游戲板、控制桿、鼠標(biāo)或其他輸入裝置和/或輸入技術(shù)來(lái)控制游戲的各個(gè)方面。計(jì)算機(jī)游戲通常還包括音頻輸出，使得用戶能夠聽到由游戲產(chǎn)生的聲音，例如像，由其他玩家的角色產(chǎn)生的聲音，類似于語(yǔ)音、腳步聲、物理對(duì)抗、槍聲、爆炸、汽車追逐、汽車碰撞等。

觸覺技術(shù)或觸覺裝置向裝置或系統(tǒng)的用戶提供物理感覺作為一種類型的反饋或輸出。觸覺技術(shù)可提供的所述類型的物理感覺的一些實(shí)例包括向用戶施加力、振動(dòng)和/或運(yùn)動(dòng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一個(gè)實(shí)施方案提供一種方法，其包括：產(chǎn)生音頻信號(hào)；產(chǎn)生控制信號(hào)，所述控制信號(hào)被配置來(lái)控制觸覺反饋裝置，所述觸覺反饋裝置被并入用于基于音頻信號(hào)將音頻遞送給用戶的裝置中；以及通過使用偽隨機(jī)信號(hào)將控制信號(hào)嵌入音頻信號(hào)中以便形成編碼音頻信號(hào)。

另一個(gè)實(shí)施方案提供一種存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序被配置來(lái)致使基于處理器的系統(tǒng)執(zhí)行包括以下各項(xiàng)的步驟：產(chǎn)生音頻信號(hào)；產(chǎn)生控制信號(hào)，所述控制信號(hào)被配置來(lái)控制觸覺反饋裝置，所述觸覺反饋裝置被并入用于基于音頻信號(hào)將音頻遞送給用戶的裝置中；以及通過使用偽隨機(jī)信號(hào)將控制信號(hào)嵌入音頻信號(hào)中以便形成編碼音頻信號(hào)。

另一個(gè)實(shí)施方案提供一種系統(tǒng)，其包括：音頻輸出接口；中央處理單元(CPU)，其耦合到音頻輸出接口；以及存儲(chǔ)器，其耦合到CPU并且存儲(chǔ)程序代碼，所述程序代碼被配置來(lái)致使CPU執(zhí)行包括以下各項(xiàng)的步驟：產(chǎn)生音頻信號(hào)；產(chǎn)生控制信號(hào)，所述控制信號(hào)被配置來(lái)控制觸覺反饋裝置，所述觸覺反饋裝置被并入用于基于音頻信號(hào)將音頻遞送給用戶的裝置中；通過使用偽隨機(jī)信號(hào)將控制信號(hào)嵌入音頻信號(hào)中以便形成編碼音頻信號(hào)；以及將編碼音頻信號(hào)提供到音頻輸出接口。

另一個(gè)實(shí)施方案提供一種方法，其包括：接收包括具有嵌入控制信號(hào)的音頻信號(hào)的信號(hào)；通過使用偽隨機(jī)信號(hào)從所接收的信號(hào)恢復(fù)控制信號(hào)；使用恢復(fù)的控制信號(hào)來(lái)控制并入用于遞送音頻的裝置中的觸覺反饋裝置；從所接收的信號(hào)恢復(fù)音頻信號(hào)；以及使用恢復(fù)的音頻信號(hào)來(lái)在用于遞送音頻的裝置中產(chǎn)生音頻。

另一個(gè)實(shí)施方案提供一種存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序被配置來(lái)致使基于處理器的系統(tǒng)執(zhí)行包括以下各項(xiàng)的步驟：接收包括具有嵌入控制信號(hào)的音頻信號(hào)的信號(hào)；通過使用偽隨機(jī)信號(hào)從所接收的信號(hào)恢復(fù)控制信號(hào)；使用恢復(fù)的控制信號(hào)來(lái)控制并入用于遞送音頻的裝置中的觸覺反饋裝置；從所接收的信號(hào)恢復(fù)音頻信號(hào)；以及使用恢復(fù)的音頻信號(hào)來(lái)在用于遞送音頻的裝置中產(chǎn)生音頻。

另一個(gè)實(shí)施方案提供一種系統(tǒng)，其包括：至少一個(gè)聲音再現(xiàn)裝置；至少一個(gè)觸覺反饋裝置；中央處理單元(CPU)，其耦合到至少一個(gè)聲音再現(xiàn)裝置和至少一個(gè)觸覺反饋裝置；以及存儲(chǔ)器，其耦合到CPU并且存儲(chǔ)程序代碼，所述程序代碼被配置來(lái)致使CPU執(zhí)行包括以下各項(xiàng)的步驟：接收包括具有嵌入控制信號(hào)的音頻信號(hào)的信號(hào)；通過使用偽隨機(jī)信號(hào)從所接收的信號(hào)恢復(fù)控制信號(hào)；使用恢復(fù)的控制信號(hào)來(lái)控制至少一個(gè)觸覺反饋裝置；從所接收的信號(hào)恢復(fù)音頻信號(hào)；以及使用恢復(fù)的音頻信號(hào)來(lái)在至少一個(gè)聲音再現(xiàn)裝置中產(chǎn)生音頻。

通過參照闡明其中利用本發(fā)明的實(shí)施方案的原理的說明性實(shí)施方案的以下詳述和附圖，將更好地理解本發(fā)明的各種實(shí)施方案的特征和優(yōu)點(diǎn)。

附圖簡(jiǎn)述

根據(jù)以下結(jié)合附圖給出的更具體的描述，本發(fā)明的實(shí)施方案的以上和其它方面、特征以及優(yōu)點(diǎn)將更清楚，其中：

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的系統(tǒng)的方框圖；

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的方法的流程圖；

圖3A和圖3B是示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的方法的頻譜圖；

圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的方法的流程圖；

圖5A和圖5B是示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的方法的頻譜圖；

圖6A和圖6B是示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的方法的頻譜圖；

圖7A和圖7B是示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的方法的頻譜圖；

圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的方法的流程圖；

圖9A是示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的系統(tǒng)的方框圖；

圖9B是示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的系統(tǒng)的方框圖；

圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的方法的流程圖；

圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的系統(tǒng)的方框圖；

圖12是示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的基于計(jì)算機(jī)或其他處理器的設(shè)備/系統(tǒng)的方框圖，所述設(shè)備/系統(tǒng)可用來(lái)運(yùn)行、實(shí)現(xiàn)和/或執(zhí)行本文展示和描述的任何方法和技術(shù)；并且

圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的基于另一個(gè)處理器的設(shè)備/系統(tǒng)的方框圖，所述設(shè)備/系統(tǒng)可用來(lái)運(yùn)行、實(shí)現(xiàn)和/或執(zhí)行本文展示和描述的方法和技術(shù)。

具體實(shí)施方式

如以上所提及的，觸覺技術(shù)或觸覺裝置向裝置或系統(tǒng)的用戶提供物理感覺作為一種類型的反饋或輸出。一些計(jì)算機(jī)游戲、視頻游戲和其他計(jì)算機(jī)模擬采用觸覺裝置。例如，采用觸覺裝置的游戲墊可包括響應(yīng)于視頻游戲中的某些事件振動(dòng)的換能器。此類振動(dòng)由用戶的手感受，這提供更逼真的游戲體驗(yàn)。

計(jì)算機(jī)游戲或其他計(jì)算機(jī)模擬可采用觸覺裝置的另一種潛在方式是通過使用并入用戶所佩戴的頭戴耳機(jī)或頭戴受話器中的一個(gè)或多個(gè)觸覺反饋裝置。在這種情景中，觸覺反饋裝置可響應(yīng)于計(jì)算機(jī)模擬中的某些事件，向用戶的頭部施加力、振動(dòng)、和/或運(yùn)動(dòng)。此外，此類力、振動(dòng)和/或運(yùn)動(dòng)向用戶提供更逼真的體驗(yàn)。事實(shí)上，也包括將強(qiáng)振動(dòng)耦合到收聽者的頭部的觸覺反饋裝置的高質(zhì)量立體聲頭戴受話器可使得計(jì)算機(jī)游戲體驗(yàn)更具沉浸感。

在設(shè)計(jì)這種頭戴受話器觸覺反饋系統(tǒng)時(shí)面對(duì)的一個(gè)重要挑戰(zhàn)是提供用于觸覺反饋換能器元件的魯棒控制機(jī)構(gòu)。如果必須從游戲裝置向頭戴受話器提供獨(dú)立音頻和控制通信信道，那么可招致許多額外成本。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，觸覺控制信號(hào)以音頻信號(hào)質(zhì)量不明顯地降級(jí)的方式嵌入音頻信號(hào)中，并且以使得控制信息可在頭戴受話器單元上通過最小的所需處理來(lái)魯棒地恢復(fù)。此外，觸覺控制信號(hào)以觸覺控制信號(hào)是聽不見的方式嵌入音頻信號(hào)中，這有助于避免惹惱用戶。通過以下所描述的技術(shù)，觸覺裝置控制信息共享音頻信道。據(jù)信，觸覺控制信號(hào)在音頻信號(hào)中的此類嵌入可削減成本并簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案操作的系統(tǒng)100的實(shí)例。系統(tǒng)通常包括發(fā)射側(cè)102和接收側(cè)104。在發(fā)射側(cè)102上，基于處理器的系統(tǒng)110用于運(yùn)行計(jì)算機(jī)模擬，諸如計(jì)算機(jī)游戲或視頻游戲。通過舉例，基于處理器的系統(tǒng)110可包括娛樂系統(tǒng)、游戲控制臺(tái)、計(jì)算機(jī)等。

在接收側(cè)104上示出正佩戴音頻遞送設(shè)備122的用戶120。在一些實(shí)施方案中，音頻遞送設(shè)備122可包括一個(gè)裝置，所述裝置被配置來(lái)佩戴在人類的頭部上，并且將音頻遞送到人類的一只或兩只耳朵。在所示出的實(shí)例中，音頻遞送設(shè)備122包括保持在靠近用戶120的耳朵的適當(dāng)位置中的一對(duì)小擴(kuò)音器124和126。在一些實(shí)施方案中，小擴(kuò)音器124和126可代替地包括任何類型的揚(yáng)聲器、耳塞式裝置、耳內(nèi)監(jiān)測(cè)器裝置、或任何其他類型的聲音再現(xiàn)裝置。通過舉例，音頻遞送設(shè)備122可包括頭戴耳機(jī)、頭戴受話器、耳塞式裝置等。在一些實(shí)施方案中，音頻遞送設(shè)備122包括麥克風(fēng)。但麥克風(fēng)不是必需的，并且因此在一些實(shí)施方案中，音頻遞送設(shè)備122不包括麥克風(fēng)。

在一些實(shí)施方案中，音頻遞送設(shè)備122還包括一個(gè)或多個(gè)觸覺反饋裝置128和130。在一些實(shí)施方案中，一個(gè)或多個(gè)觸覺反饋裝置128和130并入音頻遞送設(shè)備122中。在一些實(shí)施方案中，觸覺反饋裝置128和130被配置來(lái)非常接近于用戶120的頭部。在一些實(shí)施方案中，觸覺反饋裝置128和130被配置來(lái)向用戶120的頭部施加力、振動(dòng)和/或運(yùn)動(dòng)。觸覺反饋裝置128和130通常被可通過計(jì)算機(jī)模擬產(chǎn)生的觸覺控制信號(hào)控制。通過舉例，觸覺反饋裝置128和130可包括任何類型的觸覺裝置，諸如任何類型的觸覺換能器等。

根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案，音頻信號(hào)和觸覺控制信號(hào)由基于處理器的系統(tǒng)110產(chǎn)生。觸覺控制信號(hào)隨后嵌入音頻信號(hào)中，以便產(chǎn)生隨后發(fā)送到音頻遞送設(shè)備122的修改的音頻信號(hào)。修改的音頻信號(hào)到音頻遞送設(shè)備122的發(fā)送由箭頭140指示，并且所述發(fā)送可經(jīng)由有線或無(wú)線連接。音頻遞送設(shè)備122接收修改的音頻信號(hào)并且提取觸覺控制信號(hào)。

系統(tǒng)100的發(fā)射側(cè)102的操作的實(shí)例現(xiàn)在將參考圖2來(lái)描述，所述圖2示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案操作的方法200的實(shí)例。

步驟202中，產(chǎn)生音頻信號(hào)。更具體地，當(dāng)計(jì)算機(jī)模擬在基于處理器的系統(tǒng)110上運(yùn)行時(shí)，它通常將產(chǎn)生音頻。在一些實(shí)施方案中，音頻通常包括模擬所產(chǎn)生的聲音，并且也可包括模擬的其他用戶的語(yǔ)音。例如，音頻可包括其他用戶的特征所產(chǎn)生的聲音，諸如語(yǔ)音、腳步聲、物理對(duì)抗、槍聲、爆炸、汽車追逐、汽車碰撞等。

在一些實(shí)施方案中，所產(chǎn)生的音頻將通常體現(xiàn)在基于處理器的系統(tǒng)110所產(chǎn)生的音頻信號(hào)中。所產(chǎn)生的音頻信號(hào)將正常地具有頻率范圍。在一些實(shí)施方案中，例如，所產(chǎn)生的音頻信號(hào)的頻率范圍可以在大約20赫茲(Hz)至21千赫茲(kHz)的數(shù)量級(jí)上。但應(yīng)當(dāng)理解，所產(chǎn)生的音頻信號(hào)可包括任何頻率范圍。

在步驟204中，產(chǎn)生被配置來(lái)控制一個(gè)或多個(gè)觸覺反饋裝置的控制信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，所產(chǎn)生的控制信號(hào)可被配置來(lái)控制并入用于向用戶遞送音頻的裝置中的一個(gè)或多個(gè)觸覺反饋裝置。例如，在一些實(shí)施方案中，所產(chǎn)生的控制信號(hào)可被配置來(lái)控制并入頭戴耳機(jī)、頭戴受話器、耳塞式裝置等中的一個(gè)或多個(gè)觸覺反饋裝置。此外，所使用類型的觸覺反饋裝置可被選擇以便向用戶的頭部、耳朵、脖子、肩膀和/或其他身體部分或區(qū)域施加任何類型的力、振動(dòng)、運(yùn)動(dòng)等。

在一些實(shí)施方案中，所產(chǎn)生的控制信號(hào)可被配置來(lái)響應(yīng)于計(jì)算機(jī)模擬中的某些事件，激活或點(diǎn)火一個(gè)或多個(gè)觸覺反饋裝置。例如，所產(chǎn)生的控制信號(hào)可被配置來(lái)響應(yīng)于任何情況和/或在計(jì)算機(jī)模擬的設(shè)計(jì)者和/或開發(fā)者所選擇的任何時(shí)間，激活一個(gè)或多個(gè)觸覺反饋裝置。此外，所產(chǎn)生的控制信號(hào)可包括模擬或數(shù)字控制信號(hào)。例如，在一些實(shí)施方案中，控制信號(hào)可包括被配置來(lái)在預(yù)期時(shí)間點(diǎn)火觸覺裝置的小脈沖。例如，計(jì)算機(jī)模擬的設(shè)計(jì)者和/或開發(fā)者可經(jīng)歷模擬序列，并且無(wú)論他們何時(shí)想要觸發(fā)觸覺裝置(諸如致使蜂鳴或振動(dòng))，他們將小脈沖插入控制信號(hào)中。

接下來(lái)，在一些實(shí)施方案中，控制信號(hào)嵌入音頻信號(hào)中。步驟206和208示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的控制信號(hào)可如何嵌入音頻信號(hào)中的實(shí)例。

具體地，在步驟206中，從所產(chǎn)生的音頻信號(hào)濾出一個(gè)頻率范圍部分中的信號(hào)功率。圖3A為示出此步驟的實(shí)例的頻譜圖。在一些實(shí)施方案中，所產(chǎn)生的音頻信號(hào)可具有在大約20Hz至21kHz數(shù)量級(jí)上的頻率范圍，但應(yīng)當(dāng)理解所產(chǎn)生的音頻信號(hào)可包括任何頻率范圍。如在圖3A中示出的，濾出來(lái)自音頻信號(hào)312的頻率范圍的部分310的信號(hào)功率。在所示出的實(shí)施方案中，濾出的頻率范圍部分310包括低于大約30Hz的所有頻率。據(jù)信低于大約30Hz的頻率是大部分人類不能聽見的和/或大部分人類將不注意到其缺失的頻譜部分。應(yīng)當(dāng)理解低于30Hz的范圍僅是一個(gè)實(shí)例，并且30Hz的截止可根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案變化。

在一些實(shí)施方案中，高通濾波器可用于移除低于所選擇的截止頻率(諸如30Hz)的信號(hào)功率。即所產(chǎn)生的音頻信號(hào)被高通濾波高于大約30Hz，所以低于30Hz沒有或幾乎沒有任何東西。將信號(hào)功率從非常低頻率移除的一個(gè)原因是：這樣頻譜的聽不見部分可用于攜帶觸發(fā)觸覺換能器和/或其他觸覺裝置的信息。即大部分人類不能聽見或?qū)⒉蛔⒁獠町惖念l譜部分被濾出并且隨后被觸覺裝置控制信息替換。因?yàn)槿祟愅ǔ２荒苈犚娀蛭醋⒁獾陀诖蠹s30Hz的聲音，在本實(shí)例中使用低于30Hz的范圍。然而，如以下將討論的，由于大部分人類在人類可聽范圍頂部附近或剛超過人類可聽范圍的最高頻率處，通常不能聽見或?qū)⒉蛔⒁獠町?，也可使用人類可聽范圍的上端附近的較高頻率。

在步驟208(圖2)中，將所產(chǎn)生的控制信號(hào)調(diào)制到一個(gè)或多個(gè)載波上，所述一個(gè)或多個(gè)載波具有頻率處于音頻信號(hào)頻率范圍的濾出部分中。圖3B為示出此步驟的實(shí)例的頻譜圖。如圖所示，將所產(chǎn)生的控制信號(hào)調(diào)制到具有落在頻率范圍320內(nèi)的頻率的載波上。在所示出的實(shí)施方案中，頻率范圍320包括大約20Hz至30Hz的范圍。此范圍落在從其移除信號(hào)功率的濾出部分310內(nèi)。此外，在一些實(shí)施方案中，范圍320在基于處理器的系統(tǒng)110與音頻遞送設(shè)備122(圖1)之間的音頻通信信道的帶寬內(nèi)。

頻率范圍320中的調(diào)制控制信號(hào)和原始音頻信號(hào)312的剩余部分的組合形成修改的音頻信號(hào)。即調(diào)制載波被加到濾波的音頻信號(hào)以便形成修改的音頻信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，修改的音頻信號(hào)包括具有嵌入控制信號(hào)的音頻信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，修改的音頻信號(hào)隨后發(fā)送到接收側(cè)上的音頻遞送裝置，諸如音頻遞送設(shè)備122。在一些實(shí)施方案中，此類發(fā)送可首先包含向基于處理器的系統(tǒng)110的音頻輸出接口提供修改的音頻信號(hào)。即，具有嵌入控制信號(hào)的音頻信號(hào)可以被提供到基于處理器的系統(tǒng)110的音頻輸出接口。音頻輸出接口可隨后經(jīng)由有線或無(wú)線連接將修改的音頻信號(hào)發(fā)送到音頻遞送裝置。

在一些實(shí)施方案中，將所產(chǎn)生的控制信號(hào)調(diào)制到各自具有落在頻率范圍320內(nèi)的頻率的一個(gè)或多個(gè)載波上。例如，僅一個(gè)或多個(gè)載波可各自被控制信號(hào)信息調(diào)制。在一些實(shí)施方案中，已知的技術(shù)可用于將控制數(shù)據(jù)調(diào)制到載波上。以上提及所產(chǎn)生的控制信號(hào)可包括模擬或數(shù)字控制信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，當(dāng)旨在點(diǎn)火觸覺裝置時(shí)，通過插入小20Hz脈沖將所產(chǎn)生的控制信號(hào)調(diào)制到載波上。例如，計(jì)算機(jī)模擬的設(shè)計(jì)者和/或開發(fā)者可經(jīng)歷模擬序列，并且無(wú)論他們何時(shí)想要觸發(fā)觸覺裝置(諸如致使蜂鳴或振動(dòng))，他們插入小脈沖或在大致20-30Hz之間范圍內(nèi)的其他信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，這種脈沖的振幅應(yīng)當(dāng)是合理強(qiáng)大的，因?yàn)樗仨氃诮邮諅?cè)上被檢測(cè)，但振幅應(yīng)當(dāng)優(yōu)選不是過強(qiáng)的因?yàn)樗赡苤率瓜薹?。在一些?shí)施方案中，這包括可將觸覺裝置控制信號(hào)嵌入音頻信號(hào)中的一個(gè)方式。但應(yīng)當(dāng)理解在一些實(shí)施方案中，數(shù)字觸覺裝置控制信號(hào)可被調(diào)制到20Hz至30Hz范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)載波上。

因此，控制數(shù)據(jù)被調(diào)制到頻譜部分中的載波上，大部分人類不能聽見所述頻譜部分或?qū)⒉蛔⒁馊笔б纛l，但所述頻譜部分仍在游戲裝置(或其他系統(tǒng))與頭戴受話器之間的音頻通信信道的帶寬內(nèi)。具體地，在以上所描述的實(shí)例中，信息已經(jīng)被調(diào)制到20Hz至30Hz范圍內(nèi)的頻率上。在一些實(shí)施方案中，通過在加入調(diào)制控制信號(hào)之前，首先從發(fā)射側(cè)上的游戲音頻濾出在頻率范圍的所選擇部分中的所有信號(hào)功率來(lái)完成這一點(diǎn)。在所示出的實(shí)例中，頻率范圍的所選擇部分低于30Hz，但此截止頻率可以被調(diào)整并且它在一些實(shí)施方案中可以是不同的范圍。

現(xiàn)在將描述系統(tǒng)100(圖1)的接收側(cè)104的操作的實(shí)例。在一些實(shí)施方案中，用于遞送音頻的裝置(諸如音頻遞送設(shè)備122)接收包括具有嵌入控制信號(hào)的音頻信號(hào)的信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，控制信號(hào)可嵌入音頻信號(hào)中，如以上所描述的。在一些實(shí)施方案中，音頻信號(hào)從所接收的信號(hào)恢復(fù)，并且隨后恢復(fù)的音頻信號(hào)用于在用于遞送音頻的裝置中產(chǎn)生音頻。類似地，在一些實(shí)施方案中，控制信號(hào)從所接收的信號(hào)恢復(fù)，并且隨后恢復(fù)的控制信號(hào)用于控制并入用于遞送音頻的裝置中的觸覺反饋裝置。

在一些實(shí)施方案中，濾波用于從所接收的信號(hào)恢復(fù)音頻信號(hào)。例如，對(duì)所接收的信號(hào)進(jìn)行濾波，以便從所接收信號(hào)的頻率范圍的部分P移除音頻信號(hào)功率來(lái)形成恢復(fù)的音頻信號(hào)。似地，在一些實(shí)施方案中，濾波用于從所接收的信號(hào)恢復(fù)控制信號(hào)。例如，對(duì)所接收的信號(hào)進(jìn)行濾波，以便從所接收信號(hào)的頻率范圍的以上提及部分P之外的頻率移除信號(hào)功率來(lái)形成濾波的信號(hào)。隨后，在一些實(shí)施方案中，此第二濾波信號(hào)被解碼以便提取控制信號(hào)。

現(xiàn)在將更詳細(xì)地解釋此類濾波的使用。即將參考圖4描述包含濾波的系統(tǒng)100的接收側(cè)104的操作的實(shí)例，其示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案操作的方法400的實(shí)例?？傮w上，方法400包含接收修改的音頻信號(hào)，并且隨后從所接收的信號(hào)提取或恢復(fù)嵌入觸覺裝置控制信息。

具體地，在步驟402中接收信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，信號(hào)包括修改的音頻信號(hào)，如以上所描述的。例如，所接收的信號(hào)可包括具有嵌入控制信號(hào)的音頻信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，所接收的信號(hào)可包括音頻信號(hào)，其具有被調(diào)制到大部分人類不能聽見和/或不注意的一個(gè)或多個(gè)頻譜部分中的載波上的觸覺裝置控制信號(hào)。這樣，所接收的信號(hào)將通常包括頻率范圍。

在一些實(shí)施方案中，信號(hào)可由音頻遞送裝置接收，諸如以上所描述的音頻遞送設(shè)備122(圖1)，其可包括頭戴耳機(jī)、頭戴受話器、耳塞式裝置等。在一些實(shí)施方案中，此類音頻遞送裝置也可包括一個(gè)或多個(gè)觸覺反饋裝置，其可并入音頻遞送裝置中。

總體上，在一些實(shí)施方案中，所接收的信號(hào)分成兩個(gè)路徑。一個(gè)路徑將向頭戴受話器揚(yáng)聲器或其他聲音再現(xiàn)裝置提供音頻輸出，并且另一個(gè)路徑將用于提取控制信號(hào)數(shù)據(jù)。步驟404示出第一路徑的實(shí)例。

具體地，在步驟404中，對(duì)所接收的信號(hào)進(jìn)行濾波以便從頻率范圍部分移除音頻信號(hào)功率來(lái)形成第一濾波信號(hào)。例如，繼續(xù)以上所描述的示例性實(shí)施方案，其中觸覺裝置控制信息已經(jīng)被調(diào)制到20Hz至30Hz范圍內(nèi)的頻率上，低于30Hz的音頻信號(hào)功率被濾出。剩余信號(hào)隨后呈現(xiàn)到用戶的音頻遞送裝置揚(yáng)聲器，如所期望的游戲或其他模擬音頻。

此步驟的實(shí)例在圖5A中示出。具體地，對(duì)所接收的信號(hào)510進(jìn)行濾波，以便移除低于30Hz的音頻信號(hào)功率，其被示出作為濾出部分512。因?yàn)橛|覺裝置控制信息包括在濾出部分512中，所以剩余信號(hào)可用于驅(qū)動(dòng)用戶的音頻遞送裝置揚(yáng)聲器或其他聲音再現(xiàn)裝置，而沒有觸覺裝置控制信息所致使的干擾或失真。在一些實(shí)施方案中，高通濾波器可用于執(zhí)行濾波。

在步驟406(圖4)中，第一濾波信號(hào)用于產(chǎn)生音頻。例如，第一濾波信號(hào)可用于驅(qū)動(dòng)與音頻遞送裝置相關(guān)聯(lián)的揚(yáng)聲器或其他聲音再現(xiàn)裝置。因此，在一些實(shí)施方案中，第一濾波信號(hào)表示恢復(fù)的音頻信號(hào)。

步驟408示出以上所提及的將用于提取控制信號(hào)數(shù)據(jù)的第二路徑的實(shí)例。具體地，在步驟408中，對(duì)所接收的信號(hào)進(jìn)行濾波以便從20Hz至30Hz范圍之外的頻率移除信號(hào)功率來(lái)形成第二濾波信號(hào)。例如，繼續(xù)以上所討論的相同示例性實(shí)施方案，所接收的信號(hào)的高于30Hz的信號(hào)功率被濾出。

此步驟的實(shí)例在圖5B中示出。具體地，對(duì)所接收的信號(hào)進(jìn)行濾波，以便移除高于30Hz的所有信號(hào)功率。剩余部分514僅包括發(fā)射側(cè)上被調(diào)制到20Hz至30Hz范圍內(nèi)的頻率上的觸覺裝置控制信息。在一些實(shí)施方案中，低通濾波器可用于執(zhí)行濾波。

最后，在步驟410(圖4)中，第二濾波信號(hào)用于控制觸覺反饋裝置。如以上所提及的，在一些實(shí)施方案中，觸覺反饋控制裝置可并入用于遞送所產(chǎn)生的音頻的裝置中。在一些實(shí)施方案中，使用第二濾波信號(hào)來(lái)控制觸覺反饋裝置的步驟可包括解碼第二濾波信號(hào)，以便提取被配置來(lái)控制觸覺反饋裝置的控制信號(hào)。例如，在濾波步驟408之后，所得信號(hào)(即剩余部分514)可傳送到提取控制數(shù)據(jù)的解碼器。在一些實(shí)施方案中，所提取的控制數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于恢復(fù)的控制信號(hào)。所提取的控制數(shù)據(jù)隨后用于控制觸覺反饋裝置，諸如觸覺反饋振動(dòng)器。

因此，如以上所描述的，本發(fā)明的各種實(shí)施方案提供將可以是數(shù)字或模擬的數(shù)據(jù)信號(hào)嵌入在音頻信號(hào)內(nèi)的方式，以便不破壞聲音的可聽質(zhì)量。數(shù)據(jù)可以魯棒地以及通過最小所需計(jì)算來(lái)提取。在一些實(shí)施方案中，嵌入信號(hào)用于控制一個(gè)或多個(gè)觸覺反饋裝置的目的。

在以上所描述的實(shí)例中提及：因?yàn)槿祟愅ǔ２荒苈犚娀虿蛔⒁獾?0Hz至30Hz范圍內(nèi)的聲音，所以低于30Hz的頻率范圍用于攜帶控制信息。類似地，在一些實(shí)施方案中，人類可聽范圍的上端附近的較高頻率也可用于攜帶控制信息，由于人類通常也不能聽見或不注意到那些頻率。

圖6A和圖6B為示出在一些實(shí)施方案中使用較高頻率范圍以用于攜帶控制信息的實(shí)例的頻譜圖。在一些實(shí)施方案中，這些圖示出在發(fā)射側(cè)上執(zhí)行的步驟。如在圖6A中示出的，濾出來(lái)自發(fā)射側(cè)上產(chǎn)生的音頻信號(hào)612的頻率范圍的部分610的信號(hào)功率。在所示出的實(shí)施方案中，被濾出的頻率范圍部分610包括高于大約19千赫茲(kHz)的所有頻率。據(jù)信高于大約19kHz的頻率是大部分人類不能聽見或不注意到的頻譜部分。應(yīng)當(dāng)理解高于19kHz的范圍僅是一個(gè)實(shí)例，并且19kHz的截止可在一些實(shí)施方案中變化。

圖6B示出發(fā)射側(cè)上產(chǎn)生的控制信號(hào)被調(diào)制到具有在頻率范圍的濾出部分中的頻率的載波上的實(shí)例。如圖所示，將所產(chǎn)生的控制信號(hào)調(diào)制到具有落在頻率范圍620內(nèi)的頻率的載波上。在所示出的實(shí)施方案中，頻率范圍620包括大約19kHz至21kHz的范圍。此范圍落在從其移除信號(hào)功率的濾出部分610內(nèi)。此外，在一些實(shí)施方案中，范圍620在基于處理器的系統(tǒng)110與音頻遞送設(shè)備122(圖1)之間的音頻通信信道的帶寬內(nèi)。頻率范圍620中的調(diào)制控制信號(hào)和原始音頻信號(hào)612的剩余部分的組合形成修改的音頻信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，將所產(chǎn)生的控制信號(hào)調(diào)制到各自具有落在頻率范圍620內(nèi)的頻率的一個(gè)或多個(gè)載波上。

在一些實(shí)施方案中，低通濾波器可用于移除高于所選擇的截止頻率(諸如19kHz)的信號(hào)功率。即，所產(chǎn)生的音頻信號(hào)被低通濾波低于大約19kHz，所以高于19kHz幾乎沒有任何東西。另外，將信號(hào)功率從非常高頻率移除的一個(gè)原因是：這樣頻譜的聽不見部分可用于攜帶觸發(fā)觸覺換能器和/或其他觸覺裝置的信息。即大部分人類不能聽見或不注意到的頻譜部分被濾出并且隨后被觸覺裝置控制信息替換。在此實(shí)例中，高頻率在一些實(shí)施方案中可以在人類可聽范圍頂部附近或剛超過人類可聽范圍。

在接收側(cè)上，為了恢復(fù)或提取控制信息，在一些實(shí)施方案中，所接收的信號(hào)分成兩個(gè)路徑。一個(gè)路徑將向頭戴受話器揚(yáng)聲器提供音頻輸出，并且另一個(gè)路徑將用于提取控制信號(hào)數(shù)據(jù)。具體地，針對(duì)第一路徑，對(duì)所接收的信號(hào)進(jìn)行濾波，以便移除高于19kHz的所有音頻信號(hào)功率。因?yàn)橛|覺裝置控制信息包括在濾出部分中，所以剩余信號(hào)可用于驅(qū)動(dòng)用戶的音頻遞送裝置揚(yáng)聲器、或其他聲音再現(xiàn)裝置，而沒有觸覺裝置控制信息所致使的干擾或失真。

針對(duì)第二路徑，對(duì)所接收的信號(hào)進(jìn)行濾波，以便移除低于19kHz的所有信號(hào)功率。剩余部分僅包括發(fā)射側(cè)上被調(diào)制到19kHz至21kHz范圍內(nèi)的頻率上的觸覺裝置控制信息。所得信號(hào)可隨后用于控制觸覺反饋裝置，其可包括解碼所得信號(hào)以便提取被配置來(lái)控制觸覺反饋裝置的控制信號(hào)。例如，所得信號(hào)可傳送到提取控制數(shù)據(jù)的解碼器。所提取的控制數(shù)據(jù)隨后用于控制觸覺反饋裝置，諸如觸覺反饋振動(dòng)器。在一些實(shí)施方案中，所提取的控制數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于恢復(fù)的控制信號(hào)。

在一些實(shí)施方案中，低頻率范圍和高頻率范圍兩者都可用于攜帶控制信息。圖7A和圖7B是示出這種實(shí)施方案的實(shí)例的頻譜圖。在一些實(shí)施方案中，這些圖示出在發(fā)射側(cè)上執(zhí)行的步驟。具體地，參考圖7A，在發(fā)射側(cè)上來(lái)自游戲或其他模擬音頻710的處于大部分人類不能聽見或不注意到的兩個(gè)頻率范圍部分712和714中的信號(hào)功率被濾出。例如，如所示出的，在加入調(diào)制控制信號(hào)之前，濾出在高于19kHz和低于30Hz頻率范圍內(nèi)的信號(hào)功率。參考圖7B，控制數(shù)據(jù)隨后被調(diào)制到大部分人類不能聽見或不注意的頻譜部分722和724中的載波上，但所述頻譜部分仍在游戲或其他基于處理器的裝置與頭戴受話器之間的音頻通信信道的帶寬內(nèi)。具體地，在所示出的實(shí)例中，在19kHz–21kHz的范圍內(nèi)以及20Hz–30Hz之間的頻率上調(diào)制控制信息。

在接收側(cè)上，在一些實(shí)施方案中，類似于如以上所討論的，信號(hào)分成兩個(gè)路徑。一個(gè)路徑將向頭戴受話器揚(yáng)聲器提供音頻輸出，并且另一個(gè)路徑將用于提取控制信號(hào)數(shù)據(jù)。針對(duì)第一路徑，濾出高于19kHz以及低于30Hz的音頻信號(hào)功率。剩余信號(hào)隨后呈現(xiàn)到用戶的頭戴受話器揚(yáng)聲器，或其他聲音再現(xiàn)裝置，如所期望的游戲音頻。在一些實(shí)施方案中，這對(duì)應(yīng)于恢復(fù)的音頻信號(hào)。針對(duì)第二路徑，濾出30Hz與19kHz之間的信號(hào)功率，以及隨后將所得信號(hào)傳送到提取控制數(shù)據(jù)的解碼器，所述控制數(shù)據(jù)隨后用于控制觸覺反饋裝置。

因此，如以上和本文所描述的，在一些實(shí)施方案中聽不見的、或接近聽不見的頻譜部分可用于攜帶觸發(fā)觸覺換能器或其他觸覺反饋裝置的信息。在一些實(shí)施方案中，聽不見的觸覺控制信號(hào)嵌入音頻信號(hào)中，并且嵌入控制信號(hào)可具體地用于控制還合并音頻回放的一個(gè)或多個(gè)觸覺反饋裝置。

在一些實(shí)施方案中，這種方案可通過濾出大部分人類不能聽見或大部分人類不注意到和/或許多人類僅能夠勉強(qiáng)聽見的一個(gè)或多個(gè)頻譜部分來(lái)實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)施方案中，頻譜的濾出部分可在人類可聽范圍的低端附近、人類可聽范圍的高端附近、或兩者。例如，人類通常不能聽見或不注意到在大約20Hz以下、還有在大約20kHz以上的聲音。在一些實(shí)施方案中，高通濾波器可用于濾出可聽范圍的低端附近的部分，并且低通濾波器可用于濾出可聽范圍的高端附近的部分。此類濾波可移除那些范圍中的幾乎所有可聽頻率。在一些實(shí)施方案中，僅使用可聽范圍的低端附近的部分，或僅使用可聽范圍的高端附近的部分可以是有利的。

在以上所描述的實(shí)例中，30Hz用作低端上的截止，并且19kHz用作高端上的截止。應(yīng)當(dāng)理解這些只是實(shí)例，并且位于低端和/或高端處的截止頻率可根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案變化。例如，在一些實(shí)施方案中，可在低端處使用大約或接近40Hz、35Hz、27Hz、25Hz、22Hz、20Hz或任何其他頻率的截止頻率。類似地，在一些實(shí)施方案中，可在高端處使用大約或接近17kHz、18kHz、19.5kHz、20kHz或任何其他頻率的截止頻率。

在一些實(shí)施方案中，可通過考慮一個(gè)或多個(gè)設(shè)計(jì)折衷來(lái)選擇截止頻率。例如，在人類可聽范圍的低端上，截止頻率越高，在截止以下存在越多的用于控制數(shù)據(jù)/信號(hào)的帶寬。即如果截止頻率是較高的，那么在低端處可嵌入更多的控制信息。從另一個(gè)方面來(lái)說，截止頻率越低，存在越多的用于音頻的帶寬。即如果截止頻率是較低的，那么音頻信號(hào)可保持更多的較低頻率音頻聲音。

類似地，在人類可聽范圍的高端上，截止頻率越低，在截止以上存在越多的用于控制數(shù)據(jù)/信號(hào)的帶寬。即如果截止頻率是較低的，那么在高端處可嵌入更多的控制信息。從另一個(gè)方面來(lái)說，截止頻率越高，存在越多的用于音頻的帶寬。即如果截止頻率是較高的，那么音頻信號(hào)可保持更多的較高頻率音頻聲音。

在一些實(shí)施方案中，對(duì)選擇截止頻率的一個(gè)考慮可包括確定用戶有多在意他們聽見的音頻的質(zhì)量。例如，如果用戶想要最好的音頻質(zhì)量，那么截止頻率可以被選為正好在或剛超過大部分人類不再能夠聽見的低頻率和高頻率。此類截止頻率將為音頻提供大量的帶寬。從另一個(gè)方面來(lái)說，如果用戶不想要或需要最好的音頻質(zhì)量，那么例如在低端處的截止頻率可上升，以使得它可能會(huì)延伸到人類可聽范圍部分中。類似地，例如高端處的截止頻率可降低，以使得它可能會(huì)延伸到人類可聽范圍部分中。這將輕微地降級(jí)音頻質(zhì)量，但將允許更多的用于控制信息的帶寬。

因此，例如，如果需要低端上的最好音頻質(zhì)量，那么截止頻率可被設(shè)置在等于或低于30Hz的頻率，在所述30Hz處人類聽力開始迅速減少。從另一個(gè)方面來(lái)說，如果不需要低端上的非常好的音頻質(zhì)量，那么截止頻率可被設(shè)置高于30Hz。例如，如果用戶不在意音頻中的低音聲音質(zhì)量，那么截止頻率可能可以被設(shè)置到類似差不多60Hz。因此，在一些實(shí)施方案中，截止頻率被設(shè)置成低于人類聽力，或其中用戶不在意降級(jí)的低音質(zhì)量的點(diǎn)。

在一些實(shí)施方案中，僅在低端處或僅在高端處具有高質(zhì)量音頻可能是重要的。在此類實(shí)施方案中，可以選擇截止頻率以便適應(yīng)這些需要。例如，如果在低端處而非高端處需要高質(zhì)量音頻，那么低端處的截止頻率可以被設(shè)置成非常低以便包括最低的人類可聽頻率。并且高端處的截止頻率可以被設(shè)置在某種程度上低的，可能延伸到最高的人類可聽頻率中，以便為控制信息提供更大帶寬。因此，在一些實(shí)施方案中，對(duì)頻率范圍的一端處的質(zhì)量音頻的需要可以通過頻率范圍的另一端處的用于控制信息的更大帶寬來(lái)偏置。

在選擇音頻信號(hào)的低端和/或高端的截止頻率之后，隨后在一些實(shí)施方案中，頻率被清除出音頻信號(hào)以便為控制信息讓出空間。如以上所提及的，高通濾波器可用于清除低端處的頻率，并且低通濾波器可用于清除高端處的頻率。在一些實(shí)施方案中，并且取決于所使用的濾波器的質(zhì)量，在濾波過程中可能存在泄漏。例如，在圖7A中，在低端上存在低于30Hz的音頻信號(hào)的泄漏730，并且在高端上存在高于19kHz的音頻信號(hào)的泄漏732。如圖所示，泄漏致使截止不是尖銳的。在一些實(shí)施方案中，較高質(zhì)量濾波器可使得截止更尖銳而具有較少泄漏。在一些實(shí)施方案中，此類泄漏是在選擇截止頻率時(shí)的另一個(gè)考慮。

在將音頻信號(hào)的低端和/或高端濾波之后，隨后可加控制信息?？刂菩畔⒖汕度氲投说臑V波部分、高端的濾波部分、或兩端的濾波部分中。在一些實(shí)施方案中，控制信息通過將其調(diào)制到一個(gè)或多個(gè)載波上來(lái)嵌入，所述一個(gè)或多個(gè)載波具有在音頻信號(hào)的一個(gè)或兩個(gè)濾出部分內(nèi)的頻率。在一些實(shí)施方案中，調(diào)制過程的一部分包含產(chǎn)生具有在音頻信號(hào)的濾出部分內(nèi)的頻率的一個(gè)或多個(gè)載波。在一些實(shí)施方案中，振蕩器可用于產(chǎn)生載波。振蕩器的使用允許開發(fā)者選擇發(fā)送的波的種類。然而，在一些實(shí)施方案中，振蕩器的使用可致使振鈴。這樣，不需要振蕩器的使用。因此，在一些實(shí)施方案中，不使用振蕩器。

如以上所提及的，所產(chǎn)生和嵌入的控制信號(hào)可包括模擬或數(shù)字控制信號(hào)。例如，在一些實(shí)施方案中，控制信號(hào)可包括無(wú)論觸覺裝置何時(shí)應(yīng)當(dāng)被激活而插入的小20Hz脈沖。在一些實(shí)施方案中，控制信號(hào)可包括無(wú)論觸覺裝置何時(shí)應(yīng)當(dāng)被激活而插入的小25Hz脈沖、27Hz脈沖、或具有濾出部分內(nèi)的任何頻率的脈沖。

在一些實(shí)施方案中，可存在嵌入控制信號(hào)的泄漏或溢出。例如，在圖7B中，在低端上存在高于30Hz的控制信號(hào)的泄漏740，并且在高端上存在低于19kHz的控制信號(hào)的泄漏742。在一些實(shí)施方案中，此類泄漏或溢出是在選擇截止頻率時(shí)的另一個(gè)考慮。例如，在一些實(shí)施方案中，實(shí)際最低地將控制信號(hào)嵌入在低端上可以是有利的，例如像大約20Hz，以使得控制信號(hào)不溢出過高到音頻信號(hào)中。

在一些實(shí)施方案中，嵌入控制信號(hào)的潛在泄漏或溢出提出可以考慮的附加設(shè)計(jì)折衷。例如，可通過使控制信號(hào)更響亮來(lái)更容易從任何溢出(在音頻側(cè)上)分辨出所述控制信號(hào)，但隨后存在更少的用于音頻的凈空。此外，另一個(gè)約束是兩個(gè)信號(hào)加在一起，這在某點(diǎn)將提高峰值。將它們加在一起提升它們將限幅的可能性，并且優(yōu)選避免限幅。

另一個(gè)設(shè)計(jì)折衷的實(shí)例是控制信號(hào)的帶寬越窄，它在時(shí)域中越寬。這意味著窄帶寬控制信號(hào)將不是非常尖銳和快速的。例如，20Hz控制信號(hào)將是50毫秒(msec)，這意味著它將不比大約50msec的長(zhǎng)度更尖銳，所述大約50msec的長(zhǎng)度不是非常尖銳的。相反，控制信號(hào)的帶寬越寬，它在時(shí)域中越短。因此，為了具有尖銳和快速的控制信號(hào)，它將需要占用更多的頻率空間。例如，1000Hz控制信號(hào)將降低到1msec的長(zhǎng)度，所述1msec的長(zhǎng)度將是銳利和快速的，但它對(duì)于音頻將是糟糕的，因?yàn)樗鼘⒊浞盅由斓饺祟惪陕牱秶?諸如人類語(yǔ)音的范圍)中。

最后，在一些實(shí)施方案中，在原始音頻信號(hào)被修改以便嵌入控制信息之后，將修改的信號(hào)發(fā)送到接收側(cè)。在接收側(cè)處，在一些實(shí)施方案中，控制信息嵌入在其中的頻率范圍被隔離。以上已經(jīng)描述實(shí)例。隨后在該頻率范圍中檢測(cè)控制信息。例如，在一些實(shí)施方案中，在隔離頻率范圍中檢測(cè)隨后用于觸發(fā)觸覺裝置的控制脈沖。

現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的另一種技術(shù)，所述技術(shù)可用于將控制信號(hào)嵌入音頻信號(hào)中。在一些實(shí)施方案中，此技術(shù)類似于擴(kuò)展頻譜技術(shù)，并且使用在從發(fā)射側(cè)到接收側(cè)的傳輸過程中保存下來(lái)的低電平偽隨機(jī)白噪聲。

總體上，在一些實(shí)施方案中，低電平偽隨機(jī)白噪聲用于將觸覺裝置控制信號(hào)隱藏在音頻信號(hào)中。隱藏觸覺裝置控制信號(hào)的另一種方式將為將其編碼在音頻信號(hào)的低數(shù)位中。例如，最低有效位可以用作觸覺裝置的開/關(guān)。但關(guān)于此技術(shù)的一個(gè)問題是音頻壓縮將擾頻低數(shù)位，這意味著觸覺裝置控制信號(hào)可能未在接收側(cè)上恢復(fù)?？赡艽驍嗟蛿?shù)位的另一個(gè)過程是組合的數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換。如果低數(shù)位被移除并且不承受音頻壓縮，那么它們?nèi)钥赡鼙辉肼晹_頻。如果觸覺裝置控制信號(hào)以足夠高的振幅嵌入音頻信號(hào)中以使得它將不被噪聲擾頻，那么用戶將聽見它，這對(duì)于用戶將是討厭的。

在一些方面中，在本技術(shù)的一些實(shí)施方案中使用的低電平偽隨機(jī)白噪聲類似于人造低數(shù)位?；蛳喾?，低數(shù)位類似低電平白噪聲。因此，本技術(shù)的一些實(shí)施方案使用聽起來(lái)像低電平白噪聲的信號(hào)，但所述信號(hào)將在從發(fā)射側(cè)到接收側(cè)的傳輸過程中保存下來(lái)并且可以被解碼。

因此，在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，通過使用偽隨機(jī)信號(hào)將控制信號(hào)嵌入音頻信號(hào)中以便形成編碼音頻信號(hào)。并且在接收側(cè)上，在一些實(shí)施方案中，控制信號(hào)和/或音頻信號(hào)通過使用偽隨機(jī)信號(hào)從編碼音頻信號(hào)恢復(fù)。

總體上，在一些實(shí)施方案中，技術(shù)操作如下。在發(fā)射側(cè)上，例如像發(fā)射側(cè)102(圖1)上，原始音頻信號(hào)乘以偽隨機(jī)信號(hào)(例如像低電平偽隨機(jī)白噪聲信號(hào))以便形成第一合成信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，低電平偽隨機(jī)白噪聲信號(hào)被配置，以使得將第一合成信號(hào)再次乘以偽隨機(jī)白噪聲信號(hào)將產(chǎn)生原始音頻信號(hào)。隨后將觸覺裝置控制信號(hào)加到第一合成信號(hào)以便形成第二合成信號(hào)。第二合成信號(hào)隨后乘以低電平偽隨機(jī)白噪聲信號(hào)以便形成編碼音頻信號(hào)。隨后將編碼音頻信號(hào)發(fā)射到接收側(cè)，例如像接收側(cè)104。

在一些實(shí)施方案中，編碼音頻信號(hào)聽起來(lái)像原始音頻信號(hào)加上一些相加的白噪聲。在沒有最后乘法的情況下，輸出將是白噪聲。在一些實(shí)施方案中，發(fā)送處于聽起來(lái)像白噪聲的編碼形式的組合的音頻和嵌入控制信號(hào)可能是令人希望的。但當(dāng)執(zhí)行最后的乘法時(shí)，編碼音頻可能以感知上類似于原始音頻的形式發(fā)送到接收側(cè)。

在接收側(cè)上，在一些實(shí)施方案中，編碼音頻信號(hào)首先乘以低電平偽隨機(jī)白噪聲信號(hào)以便形成第一合成信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，通過對(duì)第一合成信號(hào)進(jìn)行濾波，從第一合成信號(hào)恢復(fù)觸覺裝置控制信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，針對(duì)從第一合成信號(hào)恢復(fù)觸覺裝置控制信號(hào)不需要濾波。例如，在一些實(shí)施方案中，通過施加閾值或施加某個(gè)其他噪聲減少或信號(hào)檢測(cè)技術(shù)，從第一合成信號(hào)恢復(fù)觸覺裝置控制信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，通過將第一合成信號(hào)乘以低電平偽隨機(jī)白噪聲信號(hào)，從第一合成信號(hào)恢復(fù)音頻信號(hào)。

現(xiàn)在將更詳細(xì)地描述在系統(tǒng)100的發(fā)射側(cè)102上的本技術(shù)的操作實(shí)例。圖8示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案操作的方法800的實(shí)例，并且圖9A示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的可用于執(zhí)行方法800的發(fā)射側(cè)系統(tǒng)900的實(shí)例。在一些實(shí)施方案中，方法800和發(fā)射側(cè)系統(tǒng)900執(zhí)行編碼音頻信號(hào)以便包括控制信號(hào)的方法。在一些實(shí)施方案中，方法800和發(fā)射側(cè)系統(tǒng)900可由基于處理器的系統(tǒng)諸如基于處理器的系統(tǒng)110(圖1)實(shí)現(xiàn)。

在步驟802中，產(chǎn)生音頻信號(hào)。類似于如以上所描述的，音頻可由在基于處理器的系統(tǒng)上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)模擬產(chǎn)生。在一些實(shí)施方案中，所產(chǎn)生的音頻將通常體現(xiàn)在具有頻率范圍的音頻信號(hào)中。在一些實(shí)施方案中，例如，所產(chǎn)生的音頻信號(hào)的頻率范圍可以在大約20赫茲(Hz)到21千赫茲(kHz)的數(shù)量級(jí)上。但應(yīng)當(dāng)理解所產(chǎn)生的音頻信號(hào)可包括任何頻率范圍。

在圖9A中，所產(chǎn)生的音頻信號(hào)被示出為x[n]，其具有對(duì)應(yīng)頻譜圖910。音頻信號(hào)x[n]包括人類可聽范圍中的基本上全部的音頻頻譜。

在步驟804中，類似于如以上所描述的，產(chǎn)生被配置來(lái)控制一個(gè)或多個(gè)觸覺反饋裝置的控制信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，所產(chǎn)生的控制信號(hào)可被配置來(lái)控制并入用于向用戶遞送音頻的裝置中的一個(gè)或多個(gè)觸覺反饋裝置。此外，類似于如以上所描述的，在一些實(shí)施方案中，所產(chǎn)生的控制信號(hào)可被配置來(lái)響應(yīng)于計(jì)算機(jī)模擬中的某些事件，激活或點(diǎn)火一個(gè)或多個(gè)觸覺反饋裝置。并且所使用類型的觸覺反饋裝置可以被選擇以便向用戶的頭部、耳朵、脖子、肩膀和/或其他身體部分或區(qū)域施加任何類型的力、振動(dòng)、運(yùn)動(dòng)等。

在圖9A中，所產(chǎn)生的控制信號(hào)被示出為t[n]，其具有對(duì)應(yīng)頻譜圖912。控制信號(hào)t[n]是將隱藏在音頻信號(hào)中的信號(hào)。在所示出的實(shí)施方案中，控制信號(hào)t[n]包括窄頻帶。這樣，因?yàn)榉浅Ｋ谝粋€(gè)窄頻帶處是非常集中的，控制信號(hào)t[n]達(dá)到峰值。在一些實(shí)施方案中，控制信號(hào)t[n]可包括處于窄頻帶中被配置來(lái)在預(yù)期時(shí)間點(diǎn)火觸覺裝置的小脈沖。在一些實(shí)施方案中，控制信號(hào)t[n]的窄頻帶可以定位在音頻頻譜中的許多不同位置處。這一點(diǎn)的一個(gè)原因是，在一些實(shí)施方案中，控制信號(hào)t[n]定位在與人類聽力無(wú)關(guān)的擾頻域中。

如以上所提及的，本技術(shù)的一些實(shí)施方案使用在從發(fā)射側(cè)到接收側(cè)的傳輸過程中保存下來(lái)的低電平偽隨機(jī)白噪聲。因此，在一些實(shí)施方案中，下一個(gè)步驟是產(chǎn)生偽隨機(jī)信號(hào)。隨后，在一些實(shí)施方案中，通過使用偽隨機(jī)信號(hào)將控制信號(hào)嵌入音頻信號(hào)中以便形成編碼音頻信號(hào)。

可使用不同類型的偽隨機(jī)信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，偽隨機(jī)信號(hào)可包括具有偽隨機(jī)可逆算子作為值的信號(hào)。以下將討論這種實(shí)施方案的實(shí)例。在一些實(shí)施方案中，偽隨機(jī)信號(hào)可包括僅具有兩個(gè)值或狀態(tài)(例如像+1和-1)的信號(hào)。即這種偽隨機(jī)信號(hào)僅具有+1和-1的偽隨機(jī)值。這種類型的偽隨機(jī)信號(hào)在本文中將被稱為兩狀態(tài)信號(hào)。如以下將討論的，在一些實(shí)施方案中，兩狀態(tài)信號(hào)包括信號(hào)具有偽隨機(jī)可逆算子作為值的簡(jiǎn)單情況。

圖8和圖9的以下描述將首先假定所產(chǎn)生的偽隨機(jī)信號(hào)包括兩狀態(tài)信號(hào)。因此，在步驟806中，產(chǎn)生兩狀態(tài)信號(hào)。這種兩狀態(tài)信號(hào)包括上述低電平偽隨機(jī)白噪聲信號(hào)的一個(gè)實(shí)例。在一些實(shí)施方案中，兩狀態(tài)信號(hào)具有基本上平坦的頻率響應(yīng)，并且聽起來(lái)像低電平白噪聲。在一些實(shí)施方案中，兩狀態(tài)信號(hào)僅在兩個(gè)狀態(tài)之間偽隨機(jī)地變化。

在圖9A中，偽隨機(jī)信號(hào)被示出為w[n]，并且如以上所提及的，將首先假定w[n]包括兩狀態(tài)信號(hào)。兩狀態(tài)信號(hào)w[n]具有對(duì)應(yīng)頻譜圖914。在所示出的實(shí)施方案中，兩狀態(tài)信號(hào)w[n]具有基本上平坦的頻率響應(yīng)。即兩狀態(tài)信號(hào)w[n]在基本上每個(gè)頻率處具有相等能量，由此使得它在音頻頻譜上是完全平坦的。在一些實(shí)施方案中，兩狀態(tài)信號(hào)w[n]包括人類可聽范圍中的基本上全部的音頻頻譜。

在一些實(shí)施方案中，兩狀態(tài)信號(hào)w[n]包括正一和負(fù)一的狀態(tài)。在此類實(shí)施方案中，正一和負(fù)一的狀態(tài)僅是兩狀態(tài)信號(hào)w[n]的狀態(tài)，所述w[n]可由以下方程表示：

w[n]＝+1或-1(偽隨機(jī))

即，在一些實(shí)施方案中，兩狀態(tài)信號(hào)w[n]僅在+1與-1之間偽隨機(jī)地改變。因此，由此得出：

w²[n]＝1

在一些實(shí)施方案中，可以預(yù)先確定在+1與-1之間的改變。預(yù)先確定兩狀態(tài)信號(hào)w[n]的+1與-1之間的改變?cè)试S輕松地重復(fù)兩狀態(tài)信號(hào)w[n]。在一些實(shí)施方案中，兩狀態(tài)信號(hào)w[n]將在接收側(cè)上重復(fù)。

在步驟808中，將音頻信號(hào)乘以兩狀態(tài)信號(hào)以便形成第一合成信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，第一合成信號(hào)包括基本上平坦的頻率響應(yīng)。

在圖9A中，通過音頻信號(hào)x[n]經(jīng)由乘法器916乘以兩狀態(tài)信號(hào)w[n]來(lái)示出此步驟。乘法的結(jié)果是具有對(duì)應(yīng)頻譜圖918的第一合成信號(hào)y[n]。因此，第一合成信號(hào)y[n]由以下方程表示：

y[n]＝x[n]w[n]

在所示出的實(shí)施方案中，第一合成信號(hào)y[n]具有基本上平坦的頻率響應(yīng)。這是因?yàn)閷⒁纛l信號(hào)x[n]乘以噪聲導(dǎo)致噪聲。此外，在所示出的實(shí)施方案中，第一合成信號(hào)y[n]包括基本上全部的頻譜信號(hào)，即基本上全部帶寬。這是因?yàn)楫?dāng)信號(hào)相乘在一起時(shí)，其帶寬增加。即音頻信號(hào)x[n]是全部音頻頻譜，并且當(dāng)它乘以兩狀態(tài)信號(hào)w[n]時(shí)，結(jié)果是全部頻譜。

因此，將音頻信號(hào)x[n]乘以表示偽隨機(jī)白噪聲的兩狀態(tài)信號(hào)w[n]導(dǎo)致白噪聲，所述白噪聲被示出為具有頻譜圖918的第一合成信號(hào)y[n]。

以上提及在一些實(shí)施方案中，偽隨機(jī)白噪聲信號(hào)被配置，以使得將第一合成信號(hào)再次乘以偽隨機(jī)白噪聲信號(hào)將產(chǎn)生原始音頻信號(hào)。配置兩狀態(tài)信號(hào)w[n]以便如以上所描述的僅具有正一和負(fù)一的狀態(tài)是實(shí)現(xiàn)此結(jié)果的一個(gè)方式。這可由以下方程示出：

x[n]＝y(tǒng)[n]w[n]＝(x[n]w[n])w[n]

當(dāng)w[n]＝+1或-1(偽隨機(jī)地)

因?yàn)閣²[n]＝1

將在接收側(cè)上利用通過再次乘以兩狀態(tài)信號(hào)w[n]來(lái)恢復(fù)原始音頻信號(hào)x[n]的能力，這將在以下討論。

在步驟810中，將控制信號(hào)或觸發(fā)信號(hào)加到第一合成信號(hào)以便形成第二合成信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，第二合成信號(hào)包括在窄頻帶中升到基本上平坦的頻率響應(yīng)以上的峰值。

在圖9A中，通過加法器922執(zhí)行此步驟。以下解釋將初始忽視所示出的陷波濾波器920，所述陷波濾波器920是任選特征。假定陷波濾波器920不存在，加法器922將控制信號(hào)t[n]加到第一合成信號(hào)y[n]。加法的結(jié)果是具有由924和926所指示的對(duì)應(yīng)頻譜圖的第二合成信號(hào)s[n]。因此，如下計(jì)算第二合成信號(hào)s[n]：

s[n]＝y(tǒng)[n]+t[n]

s[n]＝x[n]w[n]+t[n]

在所示出的實(shí)施方案中，第二合成信號(hào)s[n]包括在窄頻帶中升到基本上平坦的頻率響應(yīng)926以上的峰值924。這是因?yàn)椋缫陨纤峒暗?，控制信?hào)t[n]在一個(gè)窄頻帶處是非常集中的，這致使它達(dá)到峰值。當(dāng)將控制信號(hào)t[n]加到具有基本上平坦的頻率響應(yīng)的第一合成信號(hào)y[n]時(shí)，結(jié)果是峰值924升到基本上平坦的頻率響應(yīng)926以上。由于如以上所描述的第一合成信號(hào)y[n]基本上是噪聲，平坦部分926基本上是背景噪聲。如以下將關(guān)于接收側(cè)所描述的，峰值924允許從噪聲926提取控制信號(hào)t[n]。

如以上所提及的，所示出的陷波濾波器920是可在一些實(shí)施方案中使用的任選特征。當(dāng)被使用時(shí)，陷波濾波器920被配置來(lái)使第一合成信號(hào)y[n]在控制信號(hào)t[n]將插入其中的窄頻帶中進(jìn)行濾波。此濾波的結(jié)果由930和932所指示的頻譜圖示出。在第一合成信號(hào)y[n]的基本上平坦的頻率響應(yīng)932中創(chuàng)造陷波930。在窄頻帶中創(chuàng)造陷波930，控制信號(hào)t[n]的峰值912將被加法器922加在所述窄頻帶中。通過濾出在陷波930中的信號(hào)，將不存在或幾乎沒有什么東西干擾將相加和定位在陷波930中的控制信號(hào)。假如在該窄頻帶中存在假的高振幅信號(hào)，陷波930將幫助防止誤肯定。當(dāng)使用陷波濾波器920時(shí)，如下修改用于第二合成信號(hào)s[n]的方程：

s[n]＝(y[n])_{經(jīng)濾波的}+t[n]

s[n]＝(x[n]w[n])_{經(jīng)濾波的}+t[n]

然而應(yīng)當(dāng)指出以下方程不將任選陷波濾波器920考慮在內(nèi)除非除非另行說明。

最后，在步驟812中，將第二合成信號(hào)乘以兩狀態(tài)信號(hào)以便形成編碼音頻信號(hào)。這導(dǎo)致聽起來(lái)像原始音頻信號(hào)加一些相加的白噪聲的輸出信號(hào)。在沒有此最后乘法的情況下，輸出將為白噪聲加控制信號(hào)。

在圖9A中，通過乘法器940執(zhí)行此步驟。具體地，第二合成信號(hào)s[n]通過乘法器940乘以兩狀態(tài)信號(hào)w[n]。乘法的結(jié)果是具有由942和944所指示的對(duì)應(yīng)頻譜圖的編碼音頻信號(hào)e[n]。因此，如下計(jì)算編碼音頻信號(hào)e[n]：

e[n]＝w[n]s[n]

e[n]＝w[n](y[n]+t[n])

e[n]＝w[n](x[n]w[n]+t[n])

e[n]＝x[n]w²[n]+w[n]t[n]

因?yàn)閣[n]＝+1或-1(偽隨機(jī)地)，由此得出，

e[n]＝x[n]+w[n]t[n]

因此，編碼音頻信號(hào)e[n]等于原始音頻信號(hào)x[n]加原始控制信號(hào)t[n]乘以兩狀態(tài)信號(hào)w[n]。如以上所解釋的，兩狀態(tài)信號(hào)w[n]表示偽隨機(jī)白噪聲。這樣，控制信號(hào)t[n]和兩狀態(tài)信號(hào)w[n]的乘積是白噪聲。因此，在信號(hào)e[n]的頻譜圖中，原始音頻信號(hào)x[n]由942指示并且升到由944指示的低電平本底噪聲以上。由944指示的低電平本底噪聲是控制信號(hào)t[n]和兩狀態(tài)信號(hào)w[n]的乘積。

因此，結(jié)果是控制信號(hào)t[n]基本上被白噪聲(即w[n])擾頻，并且隨后加到原始音頻信號(hào)x[n]，從而導(dǎo)致原始音頻信號(hào)x[n]加一些噪聲。因?yàn)榉逯?24在乘法940之后轉(zhuǎn)換成平坦噪聲，獲得所述噪聲。據(jù)信由944指示的低電平本底噪聲將是足夠安靜的，以使得大部分用戶將不能聽見它、不注意到它、和/或?qū)⒉槐凰驍_。如果偽白噪聲信號(hào)w[n]保持在人類不能聽見它或不注意到它的閾值以下，那么本底噪聲可保持在低電平。

在一些實(shí)施方案中，跳過步驟812和乘法940并且發(fā)送處于聽起來(lái)像白噪聲的編碼形式的組合的音頻和嵌入控制信號(hào)可能是令人希望的。但通過使用步驟812和乘法940，編碼音頻信號(hào)e[n]以感知上類似于原始音頻的形式發(fā)送。

以上提及如果使用陷波濾波器920，如下修改用于第二合成信號(hào)s[n]的方程：

s[n]＝(x[n]w[n])_{經(jīng)濾波的}+t[n]

這意味著如果使用陷波濾波器920，如下計(jì)算編碼音頻信號(hào)e[n]：

e[n]＝w[n]s[n]

e[n]＝w[n]((x[n]w[n])_{經(jīng)濾波的}+t[n])

e[n]＝w[n](x[n]w[n])_{經(jīng)濾波的}+w[n]t[n]

因?yàn)橄莶V波，不存在輕易地從方程的第二項(xiàng)(即w[n](x[n]w[n])_{經(jīng)濾波的})退出以便僅留下音頻信號(hào)x[n]的(w²[n]＝1)。相反，在一些實(shí)施方案中，方程的第二項(xiàng)包括至少部分地基于音頻信號(hào)x[n]的信號(hào)。因此，在一些實(shí)施方案中，可以說編碼音頻信號(hào)e[n]等于控制信號(hào)t[n]乘以兩狀態(tài)信號(hào)w[n]和至少部分地基于音頻信號(hào)x[n]的信號(hào)的總和。換言之，編碼音頻信號(hào)e[n]等于至少部分地基于音頻信號(hào)x[n]的信號(hào)加(或加到)兩狀態(tài)信號(hào)w[n]和控制信號(hào)t[n]的乘積。

因?yàn)橐纛l信號(hào)x[n]自身是至少部分地基于音頻信號(hào)x[n]的信號(hào)，所以在一些實(shí)施方案中，可以說編碼音頻信號(hào)e[n]等于控制信號(hào)t[n]乘以兩狀態(tài)信號(hào)w[n]和至少部分地基于音頻信號(hào)x[n]的信號(hào)的總和，無(wú)論是否使用陷波濾波器920。換言之，編碼音頻信號(hào)e[n]等于至少部分地基于音頻信號(hào)x[n]的信號(hào)加(或加到)兩狀態(tài)信號(hào)w[n]和控制信號(hào)t[n]的乘積，無(wú)論是否使用陷波濾波器920。這是因?yàn)椋谝恍?shí)施方案中，當(dāng)不使用陷波濾波器920時(shí)，至少部分地基于音頻信號(hào)x[n]的信號(hào)等于音頻信號(hào)x[n]。

在一些實(shí)施方案中，如果不使用陷波濾波器920，那么圖9A中的系統(tǒng)900可以被簡(jiǎn)化。即可基于用來(lái)限定編碼音頻信號(hào)e[n]的以上代數(shù)簡(jiǎn)化系統(tǒng)900。具體地，圖9B示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案操作的發(fā)射側(cè)系統(tǒng)950的實(shí)例。在一些實(shí)施方案中，發(fā)射側(cè)系統(tǒng)950可由基于處理器的系統(tǒng)諸如基于處理器的系統(tǒng)110(圖1)實(shí)現(xiàn)。

具體地，在系統(tǒng)950中，控制信號(hào)t[n](代替音頻信號(hào)x[n])通過乘法器952乘以兩狀態(tài)信號(hào)w[n]以便形成第一合成信號(hào)v[n]。第一合成信號(hào)v[n]隨后通過加法器954加到音頻信號(hào)x[n]以便形成編碼音頻信號(hào)e[n]。因此，系統(tǒng)950所產(chǎn)生的編碼音頻信號(hào)e[n]由以下方程表示：

e[n]＝x[n]+w[n]t[n]

當(dāng)不使用陷波濾波器920時(shí)，此方程與圖9A中的系統(tǒng)900所產(chǎn)生的方程相同。因此，無(wú)論使用系統(tǒng)900還是系統(tǒng)950，在一些實(shí)施方案中，可以說編碼音頻信號(hào)e[n]等于控制信號(hào)t[n]乘以兩狀態(tài)信號(hào)w[n]和至少部分地基于音頻信號(hào)x[n]的信號(hào)的總和。換言之，編碼音頻信號(hào)e[n]等于至少部分地基于音頻信號(hào)x[n]的信號(hào)加(或加到)兩狀態(tài)信號(hào)w[n]和控制信號(hào)t[n]的乘積。針對(duì)系統(tǒng)950，至少部分地基于音頻信號(hào)x[n]的信號(hào)等于音頻信號(hào)x[n]。

在一些實(shí)施方案中，編碼音頻信號(hào)e[n]表示修改的音頻信號(hào)，所述修改的音頻信號(hào)包括嵌入有的控制信號(hào)t[n]的原始音頻信號(hào)x[n]。在一些實(shí)施方案中，編碼音頻信號(hào)e[n]隨后發(fā)送到接收側(cè)上的音頻遞送裝置，諸如音頻遞送設(shè)備122(圖1)。在一些實(shí)施方案中，此類發(fā)送可首先包含向基于處理器的系統(tǒng)110的音頻輸出接口提供編碼音頻信號(hào)e[n]。即編碼音頻信號(hào)e[n]可以被提供到基于處理器的系統(tǒng)110的音頻輸出接口。音頻輸出接口可隨后經(jīng)由有線或無(wú)線連接將編碼音頻信號(hào)e[n]發(fā)送到接收側(cè)上的音頻遞送裝置。

現(xiàn)在將描述在系統(tǒng)100的接收側(cè)104上的本技術(shù)的操作實(shí)例。圖10示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案操作的方法1000的實(shí)例，并且圖11示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的可用于執(zhí)行方法1000的接收側(cè)系統(tǒng)1100的實(shí)例。在一些實(shí)施方案中，方法1000和接收側(cè)系統(tǒng)1100執(zhí)行解碼所接收的信號(hào)以便恢復(fù)控制信號(hào)和音頻信號(hào)的方法。在一些實(shí)施方案中，方法1000和接收側(cè)系統(tǒng)1100可由用于遞送音頻的裝置諸如音頻遞送設(shè)備122(圖1)實(shí)現(xiàn)。

在步驟1002中，接收包括具有嵌入控制信號(hào)的音頻信號(hào)的信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，所接收的信號(hào)可包括類似以上所描述的編碼音頻信號(hào)e[n]的信號(hào)。

在圖11中，所接收的信號(hào)被示出為具有由942和944所指示的對(duì)應(yīng)頻譜圖的編碼音頻信號(hào)e[n]。如以上所描述的，原始音頻信號(hào)x[n]由942指示并且升到由944指示的低電平本底噪聲以上。由944指示的低電平本底噪聲是控制信號(hào)t[n]和兩狀態(tài)信號(hào)w[n]的乘積。即如以上所描述的，在一些實(shí)施方案中，編碼音頻信號(hào)e[n]由以下方程表示(假定不使用任選陷波濾波器920)：

e[n]＝x[n]+w[n]t[n]

在步驟1004中，將所接收的信號(hào)乘以具有基本上平坦的頻率響應(yīng)的兩狀態(tài)信號(hào)以便形成第一合成信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，所述兩狀態(tài)信號(hào)是與在發(fā)射側(cè)上使用的兩狀態(tài)信號(hào)完全相同的。在一些實(shí)施方案中，將所述兩狀態(tài)信號(hào)設(shè)置成與在發(fā)射側(cè)上使用的兩狀態(tài)信號(hào)完全相同提供恢復(fù)原始音頻信號(hào)的能力(其在以上討論)。在一些實(shí)施方案中，在任何后續(xù)處理之前，將所接收的信號(hào)乘以兩狀態(tài)信號(hào)取消編碼期間的最后乘法的效果。

在圖11中示出的實(shí)施方案中，通過乘法器1110執(zhí)行此步驟。具體地，向乘法器1110提供編碼音頻信號(hào)e[n]。還向乘法器1110提供兩狀態(tài)信號(hào)w[n]。兩狀態(tài)信號(hào)w[n]具有由1112指示的對(duì)應(yīng)頻譜圖，所述頻譜圖指示它具有基本上平坦的頻率響應(yīng)。

在所示出的實(shí)施方案中，所述兩狀態(tài)信號(hào)w[n]是與在發(fā)射側(cè)上使用的兩狀態(tài)信號(hào)w[n]完全相同的。這樣，在所示出的實(shí)施方案中，兩狀態(tài)信號(hào)w[n]包括正一和負(fù)一的狀態(tài)，并且包括人類可聽范圍中的基本上全部音頻頻譜。

編碼音頻信號(hào)e[n]和兩狀態(tài)信號(hào)w[n]的乘法的結(jié)果是具有由1114和1116指示的對(duì)應(yīng)頻譜圖的第一合成信號(hào)q[n]。如下計(jì)算第一合成信號(hào)q[n]：

q[n]＝w[n]e[n]

q[n]＝w[n](x[n]+w[n]t[n])

q[n]＝w[n]x[n]+w²[n]t[n]

因?yàn)閣[n]＝+1或-1(偽隨機(jī)地)，由此得出，

q[n]＝w[n]x[n]+t[n]

頻譜圖示出在一些實(shí)施方案中，第一合成信號(hào)q[n]包括在窄頻帶中升到基本上平坦的頻率響應(yīng)1116以上的峰值1114。峰值1114表示控制信號(hào)t[n]，并且基本上平坦的頻率響應(yīng)1116表示由音頻信號(hào)x[n]和兩狀態(tài)信號(hào)w[n]的乘積創(chuàng)造的噪聲。

在步驟1006中，從第一合成信號(hào)恢復(fù)控制信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，可通過對(duì)第一合成信號(hào)進(jìn)行濾波以便隔離控制信號(hào)所使用的窄頻帶來(lái)恢復(fù)控制信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，從第一合成信號(hào)恢復(fù)控制信號(hào)的步驟還包括將控制信號(hào)的峰值與閾值比較。

在圖11中示出的實(shí)施方案中，通過帶通濾波器1120執(zhí)行此濾波。具體地，帶通濾波器1120接收第一合成信號(hào)q[n]，并且僅使在控制信號(hào)所使用的窄頻帶內(nèi)的頻率通過，并且拒絕該范圍之外的頻率。此濾波的結(jié)果是具有由1122指示的對(duì)應(yīng)頻譜圖的信號(hào)c[n]。在一些實(shí)施方案中，峰值1122可與閾值比較以便確定控制信號(hào)是否旨在是有效的。因此，在一些實(shí)施方案中，第一合成信號(hào)q[n]正好被濾出到窄范圍中，并且隨后它與通常是高于背景噪聲的電平的閾值比較。在一些實(shí)施方案中，信號(hào)c[n]用作恢復(fù)的控制信號(hào)。

在一些實(shí)施方案中，從第一合成信號(hào)恢復(fù)控制信號(hào)而不用濾波。這樣，不需要帶通濾波器1120。具體地，在一些實(shí)施方案中，第一合成信號(hào)q[n]可用作恢復(fù)控制信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，當(dāng)控制信號(hào)峰值1114已經(jīng)被設(shè)計(jì)成具有比擾頻音頻信號(hào)的背景白噪聲1116更大的振幅時(shí)，閾值處理可用于恢復(fù)。在一些實(shí)施方案中，在信號(hào)通過傳送幾乎未改變的高值并且將低值設(shè)置到零或接近零、在期間具有某種平滑過渡的非線性的情況下，軟閾值處理可以被使用。總體上，任何噪聲減少或噪聲移除技術(shù)可用于恢復(fù)控制信號(hào)。

在步驟1008中，恢復(fù)的控制信號(hào)用于控制并入用于遞送音頻的裝置中的一個(gè)或多個(gè)觸覺反饋裝置。例如，在一些實(shí)施方案中，恢復(fù)的控制信號(hào)可用于控制并入音頻遞送設(shè)備122(圖1)中的一個(gè)或多個(gè)觸覺反饋裝置128和130。

在步驟1010中，通過將至少部分地基于第一合成信號(hào)的信號(hào)乘以兩狀態(tài)信號(hào)，從至少部分地基于第一合成信號(hào)的信號(hào)恢復(fù)音頻信號(hào)。如以上所提及的，在一些實(shí)施方案中，所述兩狀態(tài)信號(hào)與在發(fā)射側(cè)上使用的兩狀態(tài)信號(hào)完全相同，這提供恢復(fù)原始音頻信號(hào)的能力。

在圖11中示出的實(shí)施方案中，通過乘法器1130執(zhí)行此步驟。以下解釋將初始忽視所示出的陷波濾波器1132，所述陷波濾波器是任選特征。假定陷波濾波器1132不存在，第一合成信號(hào)q[n]通過乘法器1130乘以兩狀態(tài)信號(hào)w[n]。即向乘法器1130提供第一合成信號(hào)q[n]，并且向乘法器1130提供兩狀態(tài)信號(hào)w[n]。所述兩狀態(tài)信號(hào)w[n]與在發(fā)射側(cè)上的兩狀態(tài)信號(hào)w[n]完全相同，并且具有由1112指示的對(duì)應(yīng)頻譜圖，所述頻譜圖指示它具有基本上平坦的頻率響應(yīng)。第一合成信號(hào)q[n]和兩狀態(tài)信號(hào)w[n]的乘法的結(jié)果是具有由1134和1136指示的對(duì)應(yīng)頻譜圖的信號(hào)r[n]。在一些實(shí)施方案中，信號(hào)r[n]用作恢復(fù)的音頻信號(hào)。

在一些實(shí)施方案中，如下計(jì)算恢復(fù)音頻信號(hào)r[n]：

r[n]＝w[n]q[n]

r[n]＝w[n](w[n]x[n]+t[n])

r[n]＝w²[n]x[n]+w[n]t[n]

因?yàn)閣[n]＝+1或-1(偽隨機(jī)地)，由此得出，

r[n]＝x[n]+w[n]t[n]

因此，恢復(fù)的音頻信號(hào)r[n]等于原始音頻信號(hào)x[n]加原始控制信號(hào)t[n]乘以兩狀態(tài)信號(hào)w[n]。如以上所解釋的，兩狀態(tài)信號(hào)w[n]表示偽隨機(jī)白噪聲。這樣，控制信號(hào)t[n]和兩狀態(tài)信號(hào)w[n]的乘積是白噪聲。因此，在信號(hào)r[n]的頻譜圖中，原始音頻信號(hào)x[n]由1134指示并且升到由1136指示的低電平本底噪聲以上。由1136指示的低電平本底噪聲是控制信號(hào)t[n]和兩狀態(tài)信號(hào)w[n]的乘積。

因此，結(jié)果是控制信號(hào)t[n]基本上被白噪聲(即w[n])擾頻，并且隨后加到原始音頻信號(hào)x[n]，從而導(dǎo)致原始音頻信號(hào)x[n]加一些噪聲。因?yàn)榉逯?114在乘法1130之后轉(zhuǎn)換成平坦噪聲，獲得所述噪聲。據(jù)信由1136指示的低電平本底噪聲將是足夠安靜的，以使得大部分用戶將不能聽見它、不注意到它、和/或?qū)⒉槐凰驍_。如果偽白噪聲信號(hào)w[n]保持在人類不能聽見它或部注意到它的閾值以下，那么本底噪聲可保持在低電平。

如以上所提及的，所示出的陷波濾波器1132是可在一些實(shí)施方案中使用的任選特征。當(dāng)被使用時(shí)，陷波濾波器1132被配置來(lái)使第一合成信號(hào)q[n]在控制信號(hào)t[n]插入其中的窄頻帶中進(jìn)行濾波。此濾波的結(jié)果由1140和1142所指示的頻譜圖示出。在第一合成信號(hào)q[n]的基本上平坦的頻率響應(yīng)1142中創(chuàng)造陷波1140。在窄頻帶中創(chuàng)造陷波1140，控制信號(hào)t[n]的峰值1114定位在所述窄頻帶中。通過濾出陷波1140中的信號(hào)，移除峰值1114，這幫助減少在恢復(fù)的音頻信號(hào)r[n]中的本底噪聲1136。這是因?yàn)?，如以上所討論的，?136指示的低電平本底噪聲是控制信號(hào)t[n]和兩狀態(tài)信號(hào)w[n]的乘積。如果減小或消除控制信號(hào)t[n]所創(chuàng)造的峰值1114，那么乘法1130的結(jié)果將是減小的本底噪聲1136。

如果使用陷波濾波器1132，那么向乘法器1130提供的信號(hào)將是第一合成信號(hào)q[n]的經(jīng)濾波版本。因此，在一些實(shí)施方案中，可以說向乘法器1130提供的信號(hào)至少部分地基于第一合成信號(hào)q[n]，因?yàn)樗堑谝缓铣尚盘?hào)q[n]的經(jīng)濾波版本。如果未使用陷波濾波器1132，那么向乘法器1130提供的信號(hào)將是第一合成信號(hào)q[n]。在一些實(shí)施方案中，仍可以說向乘法器1130提供的信號(hào)至少部分地基于第一合成信號(hào)q[n]，因?yàn)橄虺朔ㄆ?130提供的信號(hào)是第一合成信號(hào)q[n]。因此，在一些實(shí)施方案中，無(wú)論是否使用陷波濾波器1132，通過將至少部分地基于第一合成信號(hào)q[n]的信號(hào)乘以兩狀態(tài)信號(hào)w[n]來(lái)恢復(fù)音頻信號(hào)。

在一些實(shí)施方案中，從所接收的編碼音頻信號(hào)e[n]恢復(fù)控制信號(hào)和音頻信號(hào)的步驟還包括使兩狀態(tài)信號(hào)w[n]與在發(fā)射側(cè)上使用的完全相同的兩狀態(tài)信號(hào)w[n]同步的步驟。即在一些實(shí)施方案中，在接收側(cè)上的w[n]需要與在發(fā)射側(cè)上的w[n]同步?？墒褂萌魏瓮椒椒?。

在一些實(shí)施方案中，可使用的一個(gè)同步方法是嵌入標(biāo)志信號(hào)連同原始觸覺裝置控制信號(hào)t[n]。標(biāo)志信號(hào)可嵌入在不同頻帶中，或某時(shí)間片中。例如，可每秒、每隔一秒、或在某個(gè)其他定時(shí)插入脈沖。當(dāng)獲得恢復(fù)的控制信號(hào)c[n]時(shí)，它將包括處于某個(gè)正則模式的標(biāo)志。兩狀態(tài)信號(hào)w[n]可隨后時(shí)移，直到它匹配在恢復(fù)的控制信號(hào)c[n]中發(fā)現(xiàn)的標(biāo)志信號(hào)。最終，所述時(shí)移中的一個(gè)將是正確的時(shí)移。如果使用不正確的時(shí)移，那么因?yàn)閣[n]不等于在發(fā)射側(cè)上的w[n]，所以所接收的信號(hào)e[n]和w[n]的乘法將產(chǎn)生白噪聲。

最終，在步驟1012中，使用恢復(fù)的音頻信號(hào)來(lái)在用于遞送音頻的裝置中產(chǎn)生音頻。例如，在一些實(shí)施方案中，恢復(fù)的音頻信號(hào)r[n]可用于在音頻遞送設(shè)備122(圖1)中產(chǎn)生音頻。

因此，在一些實(shí)施方案中，接收側(cè)接收包括具有嵌入控制信號(hào)的音頻信號(hào)的信號(hào)。通過使用偽隨機(jī)信號(hào)從所接收的信號(hào)恢復(fù)控制信號(hào)。通過舉例，在一些實(shí)施方案中，偽隨機(jī)信號(hào)可包括如以上所描述的兩狀態(tài)信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，偽隨機(jī)信號(hào)可包括具有偽隨機(jī)可逆算子作為值的信號(hào)，其將在以下描述。

在一些實(shí)施方案中，通過使用偽隨機(jī)信號(hào)從所接收的信號(hào)恢復(fù)控制信號(hào)包括將所接收的信號(hào)乘以偽隨機(jī)信號(hào)以便形成第一合成信號(hào)，并且隨后從第一合成信號(hào)恢復(fù)控制信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，通過對(duì)第一合成信號(hào)進(jìn)行濾波以便隔離控制信號(hào)所使用的窄頻帶來(lái)恢復(fù)控制信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，第一合成信號(hào)包括在窄頻帶中升到基本上平坦的頻率響應(yīng)以上的峰值，并且從第一合成信號(hào)恢復(fù)控制信號(hào)還包括將峰值與閾值比較。

在一些實(shí)施方案中，從所接收的信號(hào)恢復(fù)音頻信號(hào)包括將所接收的信號(hào)乘以偽隨機(jī)信號(hào)以便形成第一合成信號(hào)，并且隨后通過將至少部分地基于第一合成信號(hào)的信號(hào)乘以偽隨機(jī)信號(hào)，從至少部分地基于第一合成信號(hào)的信號(hào)恢復(fù)音頻信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，至少部分地基于第一合成信號(hào)的信號(hào)包括第一合成信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，至少部分地基于第一合成信號(hào)的信號(hào)包括第一合成信號(hào)的經(jīng)濾波版本。

在以上所描述的技術(shù)的一些實(shí)施方案中，從發(fā)射側(cè)到接收側(cè)的變換能夠保留能量。具體地，在發(fā)射側(cè)上，原始音頻信號(hào)x[n]的能量是其振幅和其帶寬的乘積。該能量通過乘法916(圖9A)轉(zhuǎn)換到白噪聲。白噪聲橫跨第一合成信號(hào)y[n]中的頻譜擴(kuò)散。在任何一個(gè)頻率處，峰值比原始信號(hào)低得多。這樣，音頻信號(hào)x[n]實(shí)質(zhì)上用峰值交換寬度，或換言之，能量擴(kuò)散。

在接收側(cè)上，所接收的信號(hào)e[n](圖11)包括某一量的能量，所述能量的大部分用于第一合成信號(hào)q[n]中的控制信號(hào)部分1114。當(dāng)所接收的信號(hào)e[n]乘以兩狀態(tài)信號(hào)w[n]以便形成第一合成信號(hào)q[n]時(shí)，該能量實(shí)質(zhì)上轉(zhuǎn)換成噪聲。這一點(diǎn)的一個(gè)潛在不利一面是在所得音頻信號(hào)中創(chuàng)造本底噪聲。然而，在一些實(shí)施方案中，兩狀態(tài)信號(hào)w[n]優(yōu)選保持足夠低的，以使得人類不能聽見或不注意到所得噪聲。如果所得噪聲是足以聽見或在人類可聽范圍內(nèi)那樣響的，那么它通常導(dǎo)致不是顯著的或人類不在意的低電平咝咝聲。在一些實(shí)施方案中，可通過增加白噪聲的電平來(lái)增加數(shù)據(jù)速率。這樣，對(duì)數(shù)據(jù)速率的一個(gè)限制是在噪聲咝咝聲變得過于討厭之前，白噪聲不能是過寬或過高的。在一些實(shí)施方案中，噪聲可以被濾出，但是此類濾波可能會(huì)加上偽像。

如以上所討論的，在一些實(shí)施方案中，偽隨機(jī)信號(hào)用于表示在從發(fā)射側(cè)到接收側(cè)的傳輸過程中保存下來(lái)的低電平偽隨機(jī)白噪聲。在大部分以上描述中，已經(jīng)假定用于編碼和解碼音頻信號(hào)的所述類型的偽隨機(jī)信號(hào)包括兩狀態(tài)信號(hào)。但如以上所提及的，可使用不同類型的偽隨機(jī)信號(hào)。例如，在一些實(shí)施方案中，偽隨機(jī)信號(hào)可包括具有為偽隨機(jī)可逆算子的值的信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，兩狀態(tài)信號(hào)包括信號(hào)具有偽隨機(jī)可逆算子作為值的簡(jiǎn)單情況。這樣，在一些實(shí)施方案中，具有為偽隨機(jī)可逆算子的值的信號(hào)包括兩狀態(tài)信號(hào)的情況。

以下討論將解釋在一些實(shí)施方案中使用偽隨機(jī)可逆算子作為偽隨機(jī)信號(hào)值的一些原因和優(yōu)點(diǎn)。具體地，在一些實(shí)施方案中，原始音頻信號(hào)x[n]可包括向量。即在每個(gè)樣本處的音頻信號(hào)是向量數(shù)而不是單個(gè)數(shù)。將音頻信號(hào)表示為向量對(duì)于基于塊的處理可以是有利的，其中在每個(gè)塊處音頻被認(rèn)為是向量。將音頻信號(hào)表示為向量對(duì)于適應(yīng)類似立體聲或環(huán)繞聲的多信道音頻也可以是有利的，其中所攜帶的每個(gè)樣本包括兩個(gè)數(shù)以用于立體聲的左信道和右信道，或甚至用于環(huán)繞聲的附加信道。因此，在一些實(shí)施方案中，原始音頻信號(hào)x[n]可包括兩個(gè)或更多個(gè)音頻信道，在這種情況下原始音頻信號(hào)x[n]可以被表示為向量。當(dāng)然，在一些實(shí)施方案中，原始音頻信號(hào)x[n]可僅包括一個(gè)音頻信道。

在一些實(shí)施方案中，當(dāng)音頻信號(hào)x[n]包括向量時(shí)，通過使用具有偽隨機(jī)幺正算子作為值的信號(hào)作為偽隨機(jī)信號(hào)，代替具有偽隨機(jī)值+/-1的兩狀態(tài)信號(hào)，圖8-圖11的以上所描述的算法和技術(shù)可普通化到此類向量值的信號(hào)或塊處理的信號(hào)。即在一些實(shí)施方案中，所使用類型的偽隨機(jī)信號(hào)是具有偽隨機(jī)幺正算子作為值的信號(hào)。幺正算子是保留向量長(zhǎng)度并且可逆的矩陣。因此，代替將音頻信號(hào)x[n]乘以諸如+/-1的數(shù)，音頻信號(hào)x[n]乘以矩陣。當(dāng)音頻信號(hào)x[n]是向量時(shí)，將它乘以矩陣產(chǎn)生另一個(gè)向量。

因此，在一些實(shí)施方案中，圖8-圖11中的偽隨機(jī)信號(hào)w[n]可包括具有為幺正算子的值的信號(hào)。這樣，在一些實(shí)施方案中，在圖8-圖11中對(duì)兩狀態(tài)信號(hào)的參考被對(duì)其值是幺正算子的信號(hào)的參考替換。類似地，在一些實(shí)施方案中，在圖8-圖11中對(duì)具有屬性w²[n]＝1的兩狀態(tài)信號(hào)w[n]的參考被對(duì)幺正信號(hào)w[n]和其逆信號(hào)w^-1[n]的參考替換。

在一些實(shí)施方案中，在圖8-圖11中使用具有為幺正算子的值的信號(hào)w[n]提供類似于以上所描述的兩狀態(tài)信號(hào)的結(jié)果，其通過再次乘以兩狀態(tài)信號(hào)提供恢復(fù)原始音頻信號(hào)x[n]的能力。具體地，如以上所提及的，幺正算子是保留向量長(zhǎng)度并且可逆的矩陣。此外，將矩陣乘以其逆矩陣實(shí)現(xiàn)同一屬性。例如，如果原始矩陣是A，并且逆矩陣是B，那么由此得出A*B是返回與自變量所使用相同的向量的同一。因此，如果音頻信號(hào)向量x[n]乘以矩陣A，那么將結(jié)果乘以逆矩陣B將返回原始音頻信號(hào)向量x[n]。這樣，幺正算子和其逆算子提供恢復(fù)音頻信號(hào)的能力，其類似于以上所描述的具有屬性w²[n]＝1的兩狀態(tài)信號(hào)w[n]。

如以上所提及的，幺正算子是保留向量長(zhǎng)度并且可逆的矩陣。在一些實(shí)施方案中，用作圖8-圖11中的偽隨機(jī)信號(hào)w[n]的值的算子不必須是幺正，只要它們是相逆的。具體地，使用幺正矩陣用于偽隨機(jī)信號(hào)w[n]可具有工程益處，諸如信號(hào)音量將總體保持在某種程度上恒定。此外，使用非幺正的矩陣可能會(huì)導(dǎo)致關(guān)于使原始音頻與擾頻控制信號(hào)平衡的數(shù)字問題。然而，在一些實(shí)施方案中，用于偽隨機(jī)信號(hào)w[n]的值的矩陣在它們相逆的條件下不需要是幺正的。如本文所使用的術(shù)語(yǔ)可逆算子是指幺正算子、以及相逆但未必是幺正的算子。因此，在一些實(shí)施方案中，幺正算子可用于偽隨機(jī)信號(hào)w[n]。在一些實(shí)施方案中，可逆算子可用于偽隨機(jī)信號(hào)w[n]。

也應(yīng)當(dāng)指出具有偽隨機(jī)值+/-1的兩狀態(tài)信號(hào)包括具有幺正算子作為值的信號(hào)的簡(jiǎn)單情況。即w²＝1是簡(jiǎn)單版本的幺正算子。更具體地，在一些實(shí)施方案中，這種兩狀態(tài)信號(hào)包括具有幺正算子作為值的信號(hào)，其中每個(gè)幺正算子包括一個(gè)單元矩陣。因?yàn)閮蔂顟B(tài)信號(hào)的值可被認(rèn)為是幺正算子，所以所述兩狀態(tài)信號(hào)的值也可被認(rèn)為是可逆算子。因此，如以上所提及的，在一些實(shí)施方案中，具有為偽隨機(jī)可逆算子的值的信號(hào)包括兩狀態(tài)信號(hào)的情況。即偽隨機(jī)值+/-1被認(rèn)為是偽隨機(jī)可逆算子。

如以上所提及的，將音頻信號(hào)表示為向量可具有關(guān)于立體聲信號(hào)或環(huán)繞聲信號(hào)的益處。針對(duì)立體聲信號(hào)，如果幺正算子用于偽隨機(jī)信號(hào)w[n]，那么在一些實(shí)施方案中幺正算子可各自包括量值1的偽隨機(jī)復(fù)數(shù)。此類偽隨機(jī)幺正算子也將被認(rèn)為是偽隨機(jī)可逆算子。然而，應(yīng)當(dāng)理解可使用其他類型的幺正算子和可逆算子。

現(xiàn)在將提供圖9A的發(fā)射側(cè)系統(tǒng)900的描述，用于使用可逆算子作為偽隨機(jī)信號(hào)w[n]的值的實(shí)施方案?？傮w上，在一些實(shí)施方案中，發(fā)射側(cè)系統(tǒng)900的操作基本上與以上所描述的相同，除了偽隨機(jī)信號(hào)的逆算子被乘法器940使用之外。

具體地，參考圖9A，在一些實(shí)施方案中，偽隨機(jī)信號(hào)w[n]包括具有為偽隨機(jī)可逆算子的值的信號(hào)。這種信號(hào)包括用于將觸覺裝置控制信號(hào)隱藏在音頻信號(hào)中的上述低電平偽隨機(jī)白噪聲信號(hào)的另一個(gè)實(shí)例。在每個(gè)樣本處存在可逆矩陣或可逆線性算子。在一些實(shí)施方案中，通過在每個(gè)樣本處以偽隨機(jī)方式從此類算子集合選擇，使得所述值是偽隨機(jī)的。

在一些實(shí)施方案中，原始音頻信號(hào)x[n]包括在每個(gè)樣本處的向量。例如，如以上所提及的，在一些實(shí)施方案中，原始音頻信號(hào)x[n]可包括兩個(gè)或更多個(gè)音頻信道，在這種情況下原始音頻信號(hào)x[n]可以被表示為向量。當(dāng)音頻信號(hào)x[n]通過乘法器916乘以偽隨機(jī)可逆算子信號(hào)w[n]時(shí)，結(jié)果是創(chuàng)造被示出為第一合成信號(hào)y[n]的白噪聲。第一合成信號(hào)y[n]還包括在每個(gè)樣本處的向量。然而應(yīng)當(dāng)理解，在一些實(shí)施方案中，原始音頻信號(hào)x[n]不必須包括在每個(gè)樣本處的向量。即在一些實(shí)施方案中，當(dāng)偽隨機(jī)信號(hào)w[n]包括具有為偽隨機(jī)可逆算子的值的信號(hào)時(shí)，非向量音頻信號(hào)x[n]也將起作用。例如，在一些實(shí)施方案中，這種非向量音頻信號(hào)x[n]可包括僅具有一個(gè)音頻信道的音頻信號(hào)x[n]。

陷波濾波器920的操作以及通過加法器922的控制信號(hào)t[n]的相加基本上與如以上所描述的相同地操作，其中結(jié)果是第二合成信號(hào)s[n]也包括在每個(gè)樣本處的向量。

在加上控制信號(hào)之后，結(jié)果乘以偽隨機(jī)可逆算子信號(hào)的逆信號(hào)。即結(jié)果乘以偽隨機(jī)信號(hào)的逆算子。具體地，最后乘法940與以上所描述的乘法多少有點(diǎn)不同地操作。第二合成信號(hào)s[n]乘以偽隨機(jī)可逆算子信號(hào)w[n]的逆信號(hào)，其由w^-1[n]指示。這是因?yàn)椋缫陨纤枋龅模阕雍推淠嫠阕犹峁┗謴?fù)音頻信號(hào)的能力，類似于具有屬性w²[n]＝1的兩狀態(tài)信號(hào)w[n]。因此，在圖9A中，記號(hào)“算子的w^-1[n]”在乘法器940附近用于其中可逆算子用于偽隨機(jī)信號(hào)的實(shí)施方案。

乘法940形成也包括在每個(gè)樣本處的向量的編碼音頻信號(hào)e[n]。編碼音頻信號(hào)e[n]的對(duì)應(yīng)頻譜圖仍由942和944指示。通過w^-1[n]進(jìn)行的乘法導(dǎo)致接近原始信號(hào)的音頻信號(hào)942，其具有加到其的擾頻版本944的控制信號(hào)。此結(jié)果類似于以上所描述的對(duì)于兩狀態(tài)信號(hào)的結(jié)果。

因此，在一些實(shí)施方案中，發(fā)射側(cè)系統(tǒng)900通過將原始音頻信號(hào)變換到不同域來(lái)操作，通過將所述原始音頻信號(hào)乘以具有為偽隨機(jī)可逆算子的值的信號(hào)來(lái)進(jìn)行所述變換。隨后加上控制信號(hào)。隨后信號(hào)通過乘以偽隨機(jī)可逆算子信號(hào)的逆信號(hào)變換回，其為通過乘以偽隨機(jī)信號(hào)的逆算子。結(jié)果是原始音頻信號(hào)加上加到其的擾頻控制信號(hào)。一個(gè)益處是如果用戶聽見沒有任何解碼的編碼音頻信號(hào)，它應(yīng)當(dāng)是僅具有一些低電平白噪聲的相當(dāng)好的音頻，所述低電平白噪聲據(jù)信是不令人討厭的。

針對(duì)可逆算子用于偽隨機(jī)信號(hào)w[n]的實(shí)施方案，并且假定未使用任選陷波濾波器920，如下計(jì)算編碼音頻信號(hào)：

e[n]＝w^-1[n]s[n]

e[n]＝w^-1[n](y[n]+t[n])

e[n]＝w^-1[n](x[n]w[n]+t[n])

因?yàn)閣^-1[n]w[n]＝1，由此得出，

e[n]＝x[n]+w^-1[n]t[n]

因此，編碼音頻信號(hào)e[n]等于原始音頻信號(hào)x[n]加原始控制信號(hào)t[n]乘以偽隨機(jī)可逆算子信號(hào)w[n]的逆信號(hào)(即w^-1[n])。如以上所解釋的，偽隨機(jī)可逆算子信號(hào)w[n]表示偽隨機(jī)白噪聲。這樣，控制信號(hào)t[n]和w^-1[n]的乘積是白噪聲。

如果使用陷波濾波器920，那么如下計(jì)算編碼音頻信號(hào)e[n]：

e[n]＝w^-1[n]s[n]

e[n]＝w^-1[n]((y[n])_{經(jīng)濾波的}+t[n])

e[n]＝w^-1[n]((x[n]w[n])_{經(jīng)濾波的}+t[n])

e[n]＝w^-1[n](x[n]w[n])_{經(jīng)濾波的}+w^-1[n]t[n]

因?yàn)橄莶V波，不存在輕易地從方程的第二項(xiàng)(即w^-1[n](x[n]w[n])_{經(jīng)濾波的})退出以便僅留下音頻信號(hào)x[n]的(w^-1[n]w[n]＝1)。相反，在一些實(shí)施方案中，方程的第二項(xiàng)包括至少部分地基于音頻信號(hào)x[n]的信號(hào)。因此，在一些實(shí)施方案中，可以說編碼音頻信號(hào)e[n]等于控制信號(hào)t[n]乘以偽隨機(jī)可逆算子信號(hào)w[n]的逆信號(hào)(即w^-1[n])和至少部分地基于音頻信號(hào)x[n]的信號(hào)的總和。換言之，編碼音頻信號(hào)e[n]等于至少部分地基于音頻信號(hào)x[n]的信號(hào)加(或加到)控制信號(hào)t[n]和偽隨機(jī)可逆算子信號(hào)w[n]的逆信號(hào)(即w^-1[n])的乘積。

因?yàn)橐纛l信號(hào)x[n]自身是至少部分地基于音頻信號(hào)x[n]的信號(hào)，那么在一些實(shí)施方案中，可以說編碼音頻信號(hào)e[n]等于控制信號(hào)t[n]乘以偽隨機(jī)可逆算子信號(hào)w[n]的逆信號(hào)(即w^-1[n])和至少部分地基于音頻信號(hào)x[n]的信號(hào)的總和，無(wú)論是否使用陷波濾波器920。換言之，編碼音頻信號(hào)e[n]等于至少部分地基于音頻信號(hào)x[n]的信號(hào)加(或加到)控制信號(hào)t[n]和偽隨機(jī)可逆算子信號(hào)w[n]的逆信號(hào)(即w^-1[n])的乘積，無(wú)論是否使用陷波濾波器920。這是因?yàn)?，在一些?shí)施方案中，當(dāng)不使用陷波濾波器920時(shí)，至少部分地基于音頻信號(hào)x[n]的信號(hào)等于音頻信號(hào)x[n]。

現(xiàn)在將提供圖9B的發(fā)射側(cè)系統(tǒng)950的描述，用于使用偽隨機(jī)可逆算子作為偽隨機(jī)信號(hào)w[n]值的實(shí)施方案。如以上所提及的，當(dāng)不使用陷波濾波器920時(shí)，發(fā)射側(cè)系統(tǒng)950是簡(jiǎn)化版本的發(fā)射側(cè)系統(tǒng)900?？傮w上，在一些實(shí)施方案中，發(fā)射側(cè)系統(tǒng)950的操作基本上與以上所描述的相同，除了偽隨機(jī)信號(hào)的逆算子被乘法器952使用之外。

具體地，參考圖9B，在一些實(shí)施方案中，偽隨機(jī)信號(hào)w[n]包括具有為偽隨機(jī)可逆算子的值的信號(hào)。如以上所描述的，這種信號(hào)包括用于將觸覺裝置控制信號(hào)隱藏在音頻信號(hào)中的上述低電平偽隨機(jī)白噪聲信號(hào)的另一個(gè)實(shí)例。在每個(gè)樣本處存在可逆矩陣或可逆線性算子。在一些實(shí)施方案中，通過在每個(gè)樣本處以偽隨機(jī)方式從此類算子集合選擇，使得所述值是偽隨機(jī)的。并且在一些實(shí)施方案中，原始音頻信號(hào)x[n]包括在每個(gè)樣本處的向量。但在一些實(shí)施方案中，原始音頻信號(hào)x[n]不必須包括在每個(gè)樣本處的向量。

發(fā)射側(cè)系統(tǒng)950的操作始于第一乘法952，所述第一乘法952與以上所描述的乘法多少有點(diǎn)不同地操作。具體地，控制信號(hào)t[n]乘以偽隨機(jī)可逆算子信號(hào)w[n]的逆信號(hào)，其由w^-1[n]指示。此乘法由乘法器952執(zhí)行，并且這樣在圖9B中，記號(hào)“算子的w^-1[n]”在乘法器952附近用于其中可逆算子用于偽隨機(jī)信號(hào)的實(shí)施方案。乘法器952形成第一合成信號(hào)v[n]，所述第一合成信號(hào)v[n]隨后通過加法器954加到音頻信號(hào)x[n]以便形成編碼音頻信號(hào)e[n]。

因此，當(dāng)可逆算子用于偽隨機(jī)信號(hào)w[n]時(shí)，系統(tǒng)950所產(chǎn)生的編碼音頻信號(hào)e[n]由以下方程表示：

e[n]＝x[n]+w^-1[n]t[n]

當(dāng)不使用陷波濾波器920并且可逆算子用于偽隨機(jī)信號(hào)w[n]時(shí)，此方程與圖9A中的系統(tǒng)900所產(chǎn)生的方程相同。因此，無(wú)論使用系統(tǒng)900還是系統(tǒng)950，在一些實(shí)施方案中，可以說編碼音頻信號(hào)e[n]等于控制信號(hào)t[n]乘以偽隨機(jī)可逆算子信號(hào)w[n]的逆信號(hào)(即w^-1[n])和至少部分地基于音頻信號(hào)x[n]的信號(hào)的總和。換言之，編碼音頻信號(hào)e[n]等于至少部分地基于音頻信號(hào)x[n]的信號(hào)加(或加到)控制信號(hào)t[n]和偽隨機(jī)可逆算子信號(hào)w[n]的逆信號(hào)(即w^-1[n])的乘積。這是因?yàn)橐纛l信號(hào)x[n]自身是至少部分地基于音頻信號(hào)x[n]的信號(hào)，即針對(duì)系統(tǒng)950，至少部分地基于音頻信號(hào)x[n]的信號(hào)是音頻信號(hào)x[n]。

現(xiàn)在將提供圖11的接收側(cè)系統(tǒng)1100的描述，用于使用偽隨機(jī)信號(hào)w[n]的可逆算子的實(shí)施方案?？傮w上，在一些實(shí)施方案中，接收側(cè)系統(tǒng)1100的操作基本上與以上所描述的相同，除了偽隨機(jī)信號(hào)的逆算子被乘法器1130使用之外。

具體地參考圖11，所接收的信號(hào)被示出為具有由942和944所指示的對(duì)應(yīng)頻譜圖的編碼音頻信號(hào)e[n]。如以上所描述的，通過發(fā)射側(cè)系統(tǒng)900的乘法940形成的編碼音頻信號(hào)e[n]包括在每個(gè)樣本處的向量。例如，在一些實(shí)施方案中，編碼音頻信號(hào)e[n]可包括兩個(gè)或更多個(gè)音頻信道。在一些實(shí)施方案中，編碼音頻信號(hào)e[n]可僅包括一個(gè)音頻信道。

還如以上所描述的，當(dāng)可逆算子用于偽隨機(jī)信號(hào)w[n]時(shí)，編碼音頻信號(hào)e[n]由以下方程表示：

e[n]＝x[n]+w^-1[n]t[n]

在一些實(shí)施方案中，系統(tǒng)1100的第一步驟是所接收的編碼音頻信號(hào)e[n]通過乘法器1110乘以偽隨機(jī)可逆算子信號(hào)w[n]。在一些實(shí)施方案中，所述偽隨機(jī)可逆算子信號(hào)w[n]與在發(fā)射側(cè)上使用的偽隨機(jī)可逆算子信號(hào)w[n]完全相同。在一些實(shí)施方案中，將所述偽隨機(jī)可逆算子信號(hào)w[n]設(shè)置成與在發(fā)射側(cè)上使用的偽隨機(jī)可逆算子信號(hào)w[n]完全相同提供恢復(fù)原始音頻信號(hào)的能力(其在以上討論)。在一些實(shí)施方案中，在任何后續(xù)處理之前，將所接收的編碼音頻信號(hào)e[n]乘以偽隨機(jī)可逆算子信號(hào)w[n]取消編碼期間的最后乘法的效果。

編碼音頻信號(hào)e[n]和偽隨機(jī)可逆算子信號(hào)w[n]的乘法的結(jié)果是也包括在每個(gè)樣本處的向量的第一合成信號(hào)q[n]。如下計(jì)算第一合成信號(hào)q[n]：

q[n]＝w[n]e[n]

q[n]＝w[n](x[n]+w^-1[n]t[n])

因?yàn)閣^-1[n]w[n]＝1，由此得出，

q[n]＝w[n]x[n]+t[n]

第一合成信號(hào)q[n]具有由1114和1116指示的對(duì)應(yīng)頻譜圖。

以與以上所描述的基本上相同的方式從第一合成信號(hào)q[n]恢復(fù)控制信號(hào)c[n]。即在一些實(shí)施方案中，帶通濾波器1120對(duì)第一合成信號(hào)q[n]進(jìn)行濾波，以便隔離控制信號(hào)所使用的窄頻帶。然而，如以上所討論的，在一些實(shí)施方案中不使用濾波，這意味著不需要帶通濾波器1120。例如，在一些實(shí)施方案中，當(dāng)控制信號(hào)峰值1114已經(jīng)被設(shè)計(jì)成具有比擾頻音頻信號(hào)的背景白噪聲1116更大的振幅時(shí)，閾值處理可用于恢復(fù)。在一些實(shí)施方案中，通過施加噪聲減少或信號(hào)檢測(cè)技術(shù)，從第一合成信號(hào)恢復(fù)觸覺裝置控制信號(hào)。

接下來(lái)，從至少部分地基于第一合成信號(hào)q[n]的信號(hào)恢復(fù)音頻信號(hào)。以下解釋將初始忽視所示出的陷波濾波器1132，所述陷波濾波器1132是任選特征。假定陷波濾波器1132不存在，第一合成信號(hào)q[n]乘以偽隨機(jī)可逆算子信號(hào)w[n]的逆信號(hào)，其由w^-1[n]指示。通過乘法器1130執(zhí)行此乘法。在圖11中，記號(hào)“算子的w^-1[n]”在乘法器1130附近用于其中可逆算子用于偽隨機(jī)信號(hào)的實(shí)施方案。

如以上所提及的，在一些實(shí)施方案中，所述偽隨機(jī)可逆算子信號(hào)w[n]與在發(fā)射側(cè)上使用的偽隨機(jī)可逆算子信號(hào)w[n]完全相同。第一合成信號(hào)q[n]與w^-1[n]的乘法1130的結(jié)果是信號(hào)r[n]，所述信號(hào)還包括在每個(gè)樣本處的向量，并且所述信號(hào)具有由1134和1136指示的對(duì)應(yīng)頻譜圖。在一些實(shí)施方案中，信號(hào)r[n]用作恢復(fù)的音頻信號(hào)。

在一些實(shí)施方案中，當(dāng)可逆算子用于偽隨機(jī)信號(hào)w[n]，并且忽略陷波濾波器1132時(shí)，如下計(jì)算恢復(fù)的音頻信號(hào)r[n]：

r[n]＝w^-1[n]q[n]

r[n]＝w^-1[n](w[n]x[n]+t[n])

因?yàn)閣^-1[n]w[n]＝1，由此得出，

r[n]＝x[n]+w^-1[n]t[n]

因此，恢復(fù)的音頻信號(hào)r[n]等于原始音頻信號(hào)x[n]加原始控制信號(hào)t[n]乘以偽隨機(jī)可逆算子信號(hào)w[n]的逆信號(hào)(其表示為w^-1[n])。如以上所解釋的，偽隨機(jī)可逆算子信號(hào)w[n]表示偽隨機(jī)白噪聲。這樣，控制信號(hào)t[n]和w^-1[n]的乘積是白噪聲。因此，在信號(hào)r[n]的頻譜圖中，原始音頻信號(hào)x[n]由1134指示并且升到由1136指示的低電平本底噪聲以上。由1136指示的低電平本底噪聲是控制信號(hào)t[n]和w^-1[n]的乘積。因此，類似于如上所述，結(jié)果是控制信號(hào)t[n]基本上被白噪聲(即w^-1[n])擾頻，并且隨后加到原始音頻信號(hào)x[n]，從而導(dǎo)致原始音頻信號(hào)x[n]加一些噪聲。

當(dāng)使用時(shí)，任選的陷波濾波器1132以與上述基本上相同的方式操作。因此，如果使用陷波濾波器1132，那么向乘法器1130提供的信號(hào)將是第一合成信號(hào)q[n]的經(jīng)濾波版本。因此，在一些實(shí)施方案中，無(wú)論是否使用陷波濾波器1132，可以說向乘法器1130提供的信號(hào)至少部分地基于第一合成信號(hào)q[n]。因此，在一些實(shí)施方案中，無(wú)論是否使用陷波濾波器1132，通過將至少部分地基于第一合成信號(hào)q[n]的信號(hào)乘以偽隨機(jī)可逆算子信號(hào)w[n]的逆信號(hào)(其表示為w^-1[n])來(lái)恢復(fù)音頻信號(hào)。

類似于如上所述，在一些實(shí)施方案中，從所接收的編碼音頻信號(hào)e[n]恢復(fù)控制信號(hào)和音頻信號(hào)的步驟還包括使偽隨機(jī)可逆算子信號(hào)w[n]與在發(fā)射側(cè)上使用的完全相同的偽隨機(jī)可逆算子信號(hào)w[n]同步的步驟?？墒褂萌魏瓮椒椒ǎ缦裆鲜龇椒?。

應(yīng)當(dāng)指出，圖9A、圖9B和圖11中的記號(hào)“算子的w^-1[n]”對(duì)于使用上述兩狀態(tài)信號(hào)w[n]的實(shí)施方案(即，針對(duì)偽隨機(jī)信號(hào)w[n]使用偽隨機(jī)值+/-1的實(shí)施方案)也是有效的。具體地，如果w[n]等于僅+1或-1，則w[n]＝w^-1[n]。因此，對(duì)于使用上述兩狀態(tài)信號(hào)w[n]的實(shí)施方案，在乘法器940(圖9A)、952(圖9B)和1130(圖11)中使用w^-1[n]將提供相同結(jié)果。

如以上所提及的，音頻信號(hào)x[n]可包括一個(gè)或多個(gè)音頻信道。多個(gè)音頻信道可用于適應(yīng)立體聲、環(huán)繞聲等。通過舉例，在一些實(shí)施方案中，當(dāng)音頻信號(hào)x[n]僅包括一個(gè)音頻信道時(shí)，使用上述兩狀態(tài)信號(hào)w[n]。在一些實(shí)施方案中，當(dāng)音頻信號(hào)x[n]包括兩個(gè)或更多個(gè)音頻信道時(shí)，使用偽隨機(jī)可逆算子信號(hào)w[n]。因此，在一些實(shí)施方案中，本文所述的方法和技術(shù)可應(yīng)用于單信道音頻信號(hào)以及多信道音頻信號(hào)，例如像立體聲信號(hào)、環(huán)繞聲信號(hào)等。

在一些實(shí)施方案中，本文所述的方法和技術(shù)可在許多不同類型的基于處理器的設(shè)備或系統(tǒng)上使用、實(shí)現(xiàn)和/或運(yùn)行。例如，本文所述的方法和技術(shù)可在計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、游戲控制臺(tái)、娛樂系統(tǒng)、便攜式裝置、板狀裝置、音頻遞送裝置和系統(tǒng)等上使用、實(shí)現(xiàn)和/或運(yùn)行。此外，在一些實(shí)施方案中，本文所述的方法和技術(shù)可在在線情景或聯(lián)網(wǎng)情景(例如像在線游戲、在線社區(qū)、通過互聯(lián)網(wǎng)等)中使用、實(shí)現(xiàn)和/或運(yùn)行。

參考圖12，示出可用于任何此類實(shí)現(xiàn)方式的基于處理器的設(shè)備或系統(tǒng)1200的實(shí)例。在一些實(shí)施方案中，基于處理器的設(shè)備或系統(tǒng)1200的一個(gè)或多個(gè)組件的可用于實(shí)現(xiàn)以上所提及的任何方法、系統(tǒng)或裝置，例如像以上所提及的計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、游戲控制臺(tái)、娛樂系統(tǒng)、便攜式裝置、板狀裝置、音頻遞送裝置、系統(tǒng)和設(shè)備等中的任意者。然而，基于處理器的設(shè)備或系統(tǒng)1200或其任何部分的使用不是一定需要的。在一些實(shí)施方案中，基于處理器的設(shè)備或系統(tǒng)1200可用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)100(圖1)的發(fā)射側(cè)102。例如，在一些實(shí)施方案中，基于處理器的設(shè)備或系統(tǒng)1200可用于實(shí)現(xiàn)基于處理器的系統(tǒng)110。

通過舉例，系統(tǒng)1200(圖12)可包括但不限于包括，中央處理單元(CPU)1202、音頻輸出級(jí)和接口1204、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)1208和大容量存儲(chǔ)單元1210，諸如磁盤驅(qū)動(dòng)器。系統(tǒng)1200可耦合到本文所述的任何其他組件(諸如顯示器1212和/或輸入裝置1216)或與所述組件集成。在一些實(shí)施方案中，系統(tǒng)1200包括基于處理器的設(shè)備或系統(tǒng)的實(shí)例。在一些實(shí)施方案中，這種基于處理器的設(shè)備或系統(tǒng)也可被認(rèn)為包括顯示器1212和/或輸入裝置1216。CPU 1202可用于執(zhí)行或輔助執(zhí)行本文所述的方法和技術(shù)的步驟，并且各種程序內(nèi)容、圖像、化身、角色、玩家、菜單屏幕、視頻游戲、模擬、虛擬世界、圖形用戶接口(GUI)等可呈現(xiàn)在顯示器1212上。

在一些實(shí)施方案中，音頻輸出級(jí)和接口1204提供用于將如本文所述的音頻、修改的音頻信號(hào)、編碼音頻信號(hào)或合成信號(hào)發(fā)送到外部音頻遞送裝置或設(shè)備(諸如音頻遞送設(shè)備122(圖1))或任何其他裝置、系統(tǒng)或設(shè)備的任何必要的功能、電路和/或接口。音頻輸出級(jí)和接口1204可實(shí)現(xiàn)并經(jīng)由有線連接或無(wú)線連接發(fā)送此類音頻、修改的音頻信號(hào)、編碼音頻信號(hào)或合成信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，音頻輸出級(jí)和接口1204可提供輔助執(zhí)行或進(jìn)行本文所述的任何步驟、方法、修改、技術(shù)、特征和/或方式的任何必要的功能。

輸入裝置1216可包括任何類型的輸入裝置或輸入技術(shù)或方法。例如，輸入裝置1216可包括游戲控制器、游戲板、控制桿、鼠標(biāo)、識(shí)別筆或其他輸入裝置和/或輸入技術(shù)。輸入裝置1216可以是無(wú)線或有線的，例如，它可無(wú)線地耦合到系統(tǒng)1200或包括有線連接。在一些實(shí)施方案中，輸入裝置1216可包括用于感測(cè)和/或追蹤用戶和/或由用戶控制的物體的移動(dòng)和/或運(yùn)動(dòng)的裝置或傳感器。顯示器1212可包括任何類型的顯示器或顯示裝置或設(shè)備。

大容量存儲(chǔ)單元1210可包括或包含任何類型的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器或一個(gè)或多個(gè)記錄介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器或一個(gè)或多個(gè)記錄介質(zhì)可固定在大容量存儲(chǔ)單元1210中，或大容量存儲(chǔ)單元1210可任選地包括可移除存儲(chǔ)介質(zhì)1214，諸如數(shù)字視頻光盤(DVD)、藍(lán)光光盤、壓縮盤(CD)、USB存儲(chǔ)裝置、軟盤或其他介質(zhì)。通過舉例，大容量存儲(chǔ)單元1210可包括磁盤驅(qū)動(dòng)器、硬盤驅(qū)動(dòng)器、閃存裝置、USB存儲(chǔ)裝置、藍(lán)光光盤驅(qū)動(dòng)器、DVD驅(qū)動(dòng)器、CD驅(qū)動(dòng)器、軟盤驅(qū)動(dòng)器等。大容量存儲(chǔ)單元1210或可移除存儲(chǔ)介質(zhì)1214可用于存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)本文所述方法和技術(shù)的代碼或宏。

因此，可移除存儲(chǔ)介質(zhì)1214可任選地與大容量存儲(chǔ)單元1210使用，所述大容量存儲(chǔ)單元1210可用于存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)本文所述方法和技術(shù)的程序或計(jì)算機(jī)代碼(諸如用于運(yùn)行上述方法和技術(shù)的程序代碼)。然而，任何存儲(chǔ)裝置(諸如RAM 1208或大容量存儲(chǔ)單元1210)可用于存儲(chǔ)此類代碼。例如，此類存儲(chǔ)裝置中的任意者可用作用于存儲(chǔ)或體現(xiàn)用于致使控制臺(tái)、系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、娛樂系統(tǒng)、客戶端、服務(wù)器或其他基于處理器的設(shè)備或系統(tǒng)進(jìn)行或執(zhí)行本文所述的任何方法、代碼和/或技術(shù)的步驟的計(jì)算機(jī)程序或軟件應(yīng)用的有形的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。此外，任何存儲(chǔ)裝置(諸如RAM 1208或大容量存儲(chǔ)單元1210)可用于存儲(chǔ)任何需要的數(shù)據(jù)庫(kù)。

在一些實(shí)施方案中，以上所述實(shí)施方案、方法、方式和/或技術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)可在可由基于處理器的設(shè)備或系統(tǒng)執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序或軟件應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)。通過舉例，這種基于處理器的系統(tǒng)可包括基于處理器的設(shè)備或系統(tǒng)1200，或計(jì)算機(jī)、娛樂系統(tǒng)、游戲控制臺(tái)、圖形工作站、服務(wù)器、客戶端、便攜式裝置、板狀裝置、音頻遞送裝置或設(shè)備等。此類計(jì)算機(jī)程序或軟件可用于執(zhí)行上述方法和/或技術(shù)的各個(gè)步驟和/或特征。即，計(jì)算機(jī)程序或軟件可適于或被配置來(lái)致使或配置基于處理器的設(shè)備或系統(tǒng)執(zhí)行并實(shí)現(xiàn)本文所述的功能。例如，此類計(jì)算機(jī)程序或軟件可用于實(shí)現(xiàn)上述方法、步驟、技術(shù)或特征的任何實(shí)施方案。作為另一個(gè)實(shí)例，此類計(jì)算機(jī)程序或軟件可用于實(shí)現(xiàn)使用上述實(shí)施方案、方法、方式和/或技術(shù)中的任何一個(gè)或多個(gè)的任何類型的工具或類似用途。在一些實(shí)施方案中，一個(gè)或多個(gè)此類計(jì)算機(jī)程序或軟件可包括計(jì)算機(jī)游戲、視頻游戲、角色扮演游戲(RPG)、其他計(jì)算機(jī)模擬或系統(tǒng)軟件(諸如操作系統(tǒng)、BIOS、宏或其他用途)。在一些實(shí)施方案中，計(jì)算機(jī)程序之內(nèi)或之外的程序代碼宏、模塊、循環(huán)、子程序、調(diào)用等可用于執(zhí)行上述方法和/或技術(shù)的各種步驟和/或特征。在一些實(shí)施方案中，此類計(jì)算機(jī)程序或軟件可存儲(chǔ)或體現(xiàn)在一個(gè)或多個(gè)非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)或記錄介質(zhì)中，諸如上述一個(gè)或多個(gè)有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)或記錄介質(zhì)的任一。在一些實(shí)施方案中，此類計(jì)算機(jī)程序或軟件可存儲(chǔ)或體現(xiàn)在一個(gè)或多個(gè)暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)或記錄介質(zhì)中，諸如信號(hào)傳輸?shù)囊粋€(gè)或多個(gè)暫時(shí)性形式(例如，傳播電信號(hào)或電磁信號(hào))。

因此，在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括：用于輸入計(jì)算機(jī)的體現(xiàn)計(jì)算機(jī)程序的介質(zhì)；以及計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序體現(xiàn)在所述介質(zhì)中，以使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行或進(jìn)行包括本文所述實(shí)施方案、方法、方式和/或技術(shù)中的任何一個(gè)或多個(gè)所涉及的步驟中的任何一個(gè)或多個(gè)的步驟。例如，在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明提供存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序的一個(gè)或多個(gè)非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序適于或被配置來(lái)致使基于處理器的設(shè)備或系統(tǒng)執(zhí)行包括以下各項(xiàng)的步驟：產(chǎn)生音頻信號(hào)；產(chǎn)生控制信號(hào)，所述控制信號(hào)被配置來(lái)控制觸覺反饋裝置，所述觸覺反饋裝置被并入用于基于音頻信號(hào)將音頻遞送給用戶的裝置中；以及將控制信號(hào)嵌入音頻信號(hào)中。作為另一個(gè)實(shí)例，在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明提供存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序的一個(gè)或多個(gè)非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序適于或被配置來(lái)致使基于處理器的設(shè)備或系統(tǒng)執(zhí)行包括以下各項(xiàng)的步驟：產(chǎn)生音頻信號(hào)；產(chǎn)生控制信號(hào)，所述控制信號(hào)被配置來(lái)控制觸覺反饋裝置，所述觸覺反饋裝置被并入用于基于音頻信號(hào)將音頻遞送給用戶的裝置中；以及通過使用偽隨機(jī)信號(hào)將控制信號(hào)嵌入音頻信號(hào)中以便形成編碼音頻信號(hào)。

參考圖13，示出基于處理器的設(shè)備或系統(tǒng)1300的另一個(gè)實(shí)例，其可用于實(shí)現(xiàn)本文所述的裝置、系統(tǒng)、步驟、方法、技術(shù)、特征、修改和/或方式中的任意者。在一些實(shí)施方案中，基于處理器的設(shè)備或系統(tǒng)1300可用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)100(圖1)的接收側(cè)104。在一些實(shí)施方案中，基于處理器的設(shè)備或系統(tǒng)1300可用于實(shí)現(xiàn)音頻遞送設(shè)備122。然而，基于處理器的設(shè)備或系統(tǒng)1300或其任何部分的使用不是一定需要的。

通過舉例，系統(tǒng)1300(圖13)可包括但不限于包括，接口和輸入級(jí)1302、中央處理單元(CPU)1304、存儲(chǔ)器1306、一個(gè)或多個(gè)聲音再現(xiàn)裝置1308以及一個(gè)或多個(gè)觸覺反饋裝置1310。在一些實(shí)施方案中，系統(tǒng)1300包括基于處理器的設(shè)備或系統(tǒng)的實(shí)例。系統(tǒng)1300可耦合到或本文所述的任何其他組件(諸如音頻遞送裝置)和/或被配置來(lái)佩戴在人的頭部上并將音頻遞送到人耳內(nèi)的一個(gè)或兩個(gè)的裝置或與其集成或與其合并在一起。

在一些實(shí)施方案中，接口和輸入級(jí)1302被配置來(lái)接收無(wú)線通信。在一些實(shí)施方案中，接口和輸入級(jí)1302被配置來(lái)接收有線通信。任何此類通信可包括如本文所述的音頻信號(hào)、修改的音頻信號(hào)、編碼音頻信號(hào)和/或合成信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，接口和輸入級(jí)1302被配置來(lái)接收其他類型的通信、數(shù)據(jù)、信號(hào)等。在一些實(shí)施方案中，接口和輸入級(jí)1302被配置來(lái)提供用于從基于處理器的設(shè)備(諸如基于處理器的系統(tǒng)110(圖1))或任何其他裝置、系統(tǒng)或設(shè)備接收如本文所述的音頻信號(hào)、修改的音頻信號(hào)、編碼音頻信號(hào)和/或合成信號(hào)的任何必要的功能、電路和/或接口。在一些實(shí)施方案中，接口和輸入級(jí)1302可提供輔助執(zhí)行或進(jìn)行本文所述的任何步驟、方法、修改、技術(shù)、特征和/或方式的任何必要的功能。

CPU 1304可用于執(zhí)行或輔助執(zhí)行或進(jìn)行本文所述方法和技術(shù)的任何步驟。存儲(chǔ)器1306可包括或包含任何類型的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器或一個(gè)或多個(gè)記錄介質(zhì)。存儲(chǔ)器1306可用于存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)本文所述的方法和技術(shù)的程序代碼、計(jì)算機(jī)代碼、宏和/或任何需要的數(shù)據(jù)庫(kù)等，諸如用于運(yùn)行上述方法和技術(shù)的程序代碼。在一些實(shí)施方案中，存儲(chǔ)器1306可包括用于存儲(chǔ)或體現(xiàn)用于致使基于處理器的設(shè)備或系統(tǒng)1300進(jìn)行或執(zhí)行本文所述的任何方法、代碼、特征和/或技術(shù)的步驟的計(jì)算機(jī)程序或軟件應(yīng)用的有形的非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。在一些實(shí)施方案中，存儲(chǔ)器1306可包括用于存儲(chǔ)或體現(xiàn)用于致使基于處理器的設(shè)備或系統(tǒng)1300進(jìn)行或執(zhí)行本文所述的任何方法、代碼、特征和/或技術(shù)的步驟的計(jì)算機(jī)程序或軟件應(yīng)用的暫時(shí)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，諸如信號(hào)傳輸?shù)臅簳r(shí)性形式。

在一些實(shí)施方案中，一個(gè)或多個(gè)聲音再現(xiàn)裝置1308可包括任何類型的揚(yáng)聲器、擴(kuò)音器、耳塞式裝置、耳內(nèi)裝置、耳內(nèi)監(jiān)測(cè)器等。例如，一個(gè)或多個(gè)聲音再現(xiàn)裝置1308可包括被設(shè)計(jì)成靠近用戶的耳朵使用的一對(duì)小揚(yáng)聲器，或它們可包括一個(gè)或多個(gè)耳塞式或耳內(nèi)監(jiān)測(cè)器式揚(yáng)聲器或音頻遞送裝置。

在一些實(shí)施方案中，一個(gè)或多個(gè)觸覺反饋裝置1310可包括任何類型的觸覺反饋裝置。例如，一個(gè)或多個(gè)觸覺反饋裝置1310可包括被配置來(lái)施加力、振動(dòng)、運(yùn)動(dòng)等的裝置。一個(gè)或多個(gè)觸覺反饋裝置1310可包括任何類型的觸覺換能器等。此外，在一些實(shí)施方案中，一個(gè)或多個(gè)觸覺反饋裝置1310可被配置來(lái)在用戶的頭部附近操作，以便向用戶的頭部施加力、振動(dòng)和/或運(yùn)動(dòng)。在一些實(shí)施方案中，一個(gè)或多個(gè)觸覺反饋裝置1310可被配置或設(shè)計(jì)來(lái)向用戶的頭部、耳朵、脖子、肩膀和/或其他身體部分或區(qū)域施加任何類型的力、振動(dòng)、運(yùn)動(dòng)等。在一些實(shí)施方案中，一個(gè)或多個(gè)觸覺反饋裝置1310被配置來(lái)通過觸覺控制信號(hào)進(jìn)行控制，所述觸覺控制信號(hào)可由計(jì)算機(jī)模擬(例如像視頻游戲)產(chǎn)生。

在一些實(shí)施方案中，系統(tǒng)1300可包括麥克風(fēng)。但麥克風(fēng)不是必需的，且因此在一些實(shí)施方案中，系統(tǒng)1300不包括麥克風(fēng)。

在一些實(shí)施方案中，以上所述實(shí)施方案、方法、方式和/或技術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)可在可由基于處理器的設(shè)備或系統(tǒng)執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序或軟件應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)。通過舉例，這種基于處理器的系統(tǒng)可包括基于處理器的設(shè)備或系統(tǒng)1300。例如，在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明提供存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序的一個(gè)或多個(gè)非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序適于或被配置來(lái)致使基于處理器的設(shè)備或系統(tǒng)執(zhí)行包括以下各項(xiàng)的步驟：接收包括具有嵌入控制信號(hào)的音頻信號(hào)的信號(hào)；從所接收的信號(hào)恢復(fù)音頻信號(hào)；使用恢復(fù)的音頻信號(hào)來(lái)在用于遞送音頻的裝置中產(chǎn)生音頻；從所接收的信號(hào)恢復(fù)控制信號(hào)；以及使用恢復(fù)的控制信號(hào)來(lái)控制并入用于遞送音頻的裝置中的觸覺反饋裝置。作為另一個(gè)實(shí)例，在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明提供存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序的一個(gè)或多個(gè)非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序適于或被配置來(lái)致使基于處理器的設(shè)備或系統(tǒng)執(zhí)行包括以下各項(xiàng)的步驟：接收包括具有嵌入控制信號(hào)的音頻信號(hào)的信號(hào)；通過使用偽隨機(jī)信號(hào)從所接收的信號(hào)恢復(fù)控制信號(hào)；使用恢復(fù)的控制信號(hào)來(lái)控制并入用于遞送音頻的裝置中的觸覺反饋裝置；從所接收的信號(hào)恢復(fù)音頻信號(hào)；以及使用恢復(fù)的音頻信號(hào)來(lái)在用于遞送音頻的裝置中產(chǎn)生音頻。

雖然已經(jīng)借助于特定實(shí)施方案及其應(yīng)用描述本文公開的發(fā)明，但是在不背離權(quán)利要求書中闡明的本發(fā)明的范圍的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行許多修改和變更。