互动式指向性声音显示系统及互动式指向性声音显示方法与流程

本发明涉及一种互动式指向性声音显示系统及互动式指向性声音显示方法。具体而言，本发明涉及一种可定位识别使用者而进行操作的互动式指向性声音显示系统及互动式指向性声音显示方法。

背景技术

在检视或观赏具有音讯的画面或影像时，为了避免造成其他人困扰，使用者时常会选择配戴耳机来聆听所需求或期望的音讯。近年来，为了减少配戴耳机的不适感并降低对听力的可能损害，可用于替代耳机且具有特定方向性播放能力的播放装置的需求日益增加。

有鉴于此，各种具有传播方向性例如利用超声波传播的指向性扬声器已被开发来满足此类需求。具体而言，此类指向性扬声器可将音讯以振幅调变的方式挂载于超声波上，再利用超声波传递将音讯集中投射给目标对象来进行传播。所述音讯在通过空气或其他介质传导至目标对象的过程中，可再解调为原先的音讯以供目标对象聆听。然而，目前此类指向性扬声器的操作互动性仍有所限制，使得其难以普及地应用于需要聆听音讯的场合。因此，有需要改善并增加此类指向性扬声器的操作互动性。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明的一实施例提供一种供接受位于使用者位置的使用者的指令而进行操作的互动式指向性声音显示系统。所述互动式指向性声音显示系统包含：显示单元、定位及通讯系统、以及指向性扬声器。显示单元可用于显示影像信息。定位及通讯系统可执行下列步骤：接收位置信号以确认该使用者位置；以及接收识别信号以识别该使用者的身份或权限。指向性扬声器可依据该使用者的身份或权限朝该使用者位置传播对应于该影像信息的超声波声音信号。

根据本发明的另一实施例，提供一种依据所接受位于使用者位置的使用者的指令而进行操作的互动式指向性声音显示方法。所述互动式指向性声音显示方法包含：藉由显示单元显示影像信息；藉由定位及通讯系统接收位置信号以确认使用者位置；藉由定位及通讯系统接收识别信号以识别该使用者的身份或权限；以及依据该使用者的身份或权限藉由指向性扬声器朝使用者位置传播对应于影像信息的超声波声音信号。

对照先前技术的功效：

依据本发明的实施例所提供的互动式指向性声音显示系统及互动式指向性声音显示方法，可提高及改善指向性扬声装置的操作互动性、应用性及灵活性。因此，根据本发明的互动式指向性声音显示系统及互动式指向性声音显示方法可更广泛地运用于各种需要进行音讯收听的场合，以排除声音的相互干扰或干涉。

附图说明

图1a为根据本发明的一实施例的互动式指向性声音显示系统的示意图。

图1b为根据本发明的一实施例的互动式指向性声音显示方法的流程图。

图2为根据本发明的另一实施例的互动式指向性声音显示系统的定位及通讯系统的示意图。

图3为根据本发明的再一实施例的互动式指向性声音显示系统的定位及通讯系统的示意图。

图4a至图4c为根据本发明的不同变化实施例的互动式指向性声音显示系统及方法中进行定位的示意图。

图5a及图5b为根据本发明的不同变化实施例的互动式指向性声音显示系统及方法中进行识别与操作的示意图。

其中，附图标记：

10：互动式指向性声音显示系统

15：使用者

25：使用者位置

35：语音信号

100：显示单元

110：影像信息

200：定位及通讯系统

210：定位模块

212：位置信号

212’：扫描信号

214：识别信号

216：操作信号

218’：超声波载体信号

218”：超声波调变通讯信号

220：识别模块

222：超声波指示信号

250：控制单元

300：指向性扬声器

302：超声波声音信号

600：移动终端

s10：显示作动

s20：定位作动

s30：识别作动

s40：音讯播放作动

s50：操作作动

具体实施方式

下文中将描述各种实施例，且所属技术领域中具有通常知识者在参照说明搭配图式下，应可轻易理解本发明的精神与原则。然而，虽然在文中会具体说明一些特定实施例，这些实施例仅作为例示性，且于各方面而言皆非视为限制性或穷尽性意义。因此，对于所属技术领域中具有通常知识者而言，在不脱离本发明的精神与原则下，对于本发明的各种变化及修改应为显而易见且可轻易达成的。

下文中，将参照图1a及图1b来说明根据本发明的一实施例的互动式指向性声音显示系统10及互动式指向性声音显示方法。

承上，首先参照图1a，根据本发明的一实施例的互动式指向性声音显示系统10可包含显示单元100、定位及通讯系统200以及指向性扬声器300。

具体而言，显示单元100可用于显示影像信息110。其中，所述影像信息110可为固定的静态影像信息、变动的静态影像信息或动态影像信息，或可为二维影像信息或三维影像信息。举例而言，影像信息110可为展览画作或展览品图示、布告或介绍栏、广告、产品dm、菜单、地图、有声书、影片等的内容。此外，显示单元100可为非触控式显示单元或触控式显示单元，或可为显示平面影像信息的二维显示单元或显示立体影像信息的三维显示单元。承上，显示单元100可为各种可显示可使人检视或观赏的影像信息110的装置，且影像信息110可为各种形式的影像信息，且本发明不限于上述所具体示出的示例。

接着，继续参照图1a，在互动式指向性声音显示系统10中，定位及通讯系统200可用以确认一使用者15所在的一使用者位置25，并识别使用者15的身份或权限。具体而言，当一使用者15出现在显示单元100前时，定位及通讯系统200可定位并识别此使用者15。为此，定位及通讯系统200可包含各种可达成定位及识别的组件或模块，且可从而以各种方式来进行定位及识别。举例而言，当有使用者15在检视或观赏影像信息110时，所述定位及通讯系统200可接收到以各种方式发出的一位置信号212以确认使用者位置25，并可接收以各种方式发出的一识别信号214以识别使用者15的身份或权限。承上，此过程的具体实施态样将于下文中进一步详述。

在此，定位及通讯系统200中用于定位及识别的不同组件或模块可相对于上述显示单元100分别设置于各种相同或不同的位置，进而可在可发挥功能的位置上进行作用。例如，定位及通讯系统200可包含激光扫描仪，且激光扫描仪设置于可对显示单元100前的使用者15进行扫描的位置，而不会被例如显示单元100或其他的装置设备所干涉。

藉由上述定位及通讯系统200的定位及识别，指向性扬声器300可被控制以依据使用者15的身份或权限朝该使用者位置25传播对应于该影像信息110的超声波声音信号302，从而相应地接受位于使用者位置25的使用者15的指令而进行操作。举例而言，依据使用者15为中文母语人士且为成人，指向性扬声器300可被控制以朝向该使用者15播放针对成人的中文完整版说明介绍语音，且因此不会干扰到其他在同一空间的参观者。

在此，根据本发明的实施例的互动式指向性声音显示系统10的指向性扬声器300可为任何只朝向特定方向传递播放音讯，且所传递的音讯仅可于特定位置或特定范围内收听的指向性扬声器300。例如，指向性扬声器300可为超声波指向性扬声器。超声波指向性扬声器可将音讯以振幅调变的方式挂载于超声波上，再藉由具有传递方向性的超声波于空气环境中传导音讯至特定位置或特定范围，以使位于特定位置或特定范围的人可接收自我解调还原的音讯。然而，此仅为示例，且本发明不限于此。

另外，虽然在图1a中示出两个指向性扬声器300，根据本发明的其他实施例，互动式指向性声音显示系统10可设置有一个或多个指向性扬声器300，且本发明不限于所示示例。

承上所述，连同图1a参照图1b，根据本发明的一实施例，基于上述互动式指向性声音显示系统10，互动式指向性声音显示方法可包含：显示作动s10，藉由显示单元100显示影像信息110；定位作动s20，藉由定位及通讯系统200接收位置信号212以确认使用者位置25；识别作动s30，藉由定位及通讯系统200接收识别信号214以识别使用者15的身份或权限；以及音讯播放作动s40，依据使用者15的身份或权限，藉由指向性扬声器300朝该使用者位置25传播对应于影像信息110的超声波声音信号302。此外，互动式指向性声音显示方法在识别作动s30后亦可选择性地进一步包含使用者15指示的操作作动s50。亦即，使用者15可进一步藉由例如操作信号操作，以调控显示单元100的显示及/或指向性扬声器300的播放。

在包含操作作动s50的情况下，音讯播放的形式或内容、或显示单元100显示的形式或内容可即时地相应操作作动s50而调整。根据本发明的部分实施例，要实施音讯播放作动s40前亦可先需经过操作作动s50，且之后音讯播放作动s40及显示作动s10持续且即时地相应操作作动s50而调整。然而，上述仅为示例，且本发明不限于此。

进一步，根据本发明的一些实施例，上述作动可同时地进行或可整合为单一作动。举例而言，定位作动s20与识别作动s30可同时地进行；或定位作动s20所接收的位置信号212与识别作动s30所接收的识别信号214实际上可为一整合信号，且定位作动s20及识别作动s30可整合为定位及识别作动以接收该整合信号。然而，此仅为示例，且本发明不限于此。

承上所述，互动式指向性声音显示系统10及互动式指向性声音显示方法可接受位于使用者位置25的使用者15的指令(例如位置信号212、识别信号214及操作信号等)而进行操作。因此，可增加及改善此类指向性扬声装置的互动性，从而提高此类指向性扬声装置的应用性。

应注意的是，在不相互冲突下，上述过程可同时对一或多个使用者进行。亦即，根据本发明的各实施例的互动式指向性声音显示系统10及互动式指向性声音显示方法，可同时对在显示单元100前的一或多个使用者分别进行。因此，一或多个使用者可在不相互干扰下个别收听到需要或期望的音讯。

为了执行上述作动，根据本发明的部分实施例，如图2所示，定位及通讯系统200亦可进一步包含控制单元250，且该控制单元250可用于依据使用者15的身份或权限对指向性扬声器300、显示单元100、或显示单元100及指向性扬声器300的组合进行操作。具体而言，如上所述，定位及通讯系统200可接收代表使用者15的使用者位置25的位置信号212、以及代表使用者15的身份或权限的识别信号214，并依据上述位置信号212及识别信号214来藉由控制单元250调控指向性扬声器300的播放及/或显示单元100的显示。进一步，在包含操作作动s50下，定位及通讯系统200亦可接收与影像信息110或超声波声音信号302对应的操作信号216，并依据上述位置信号212、识别信号214及操作信号216来藉由控制单元250对指向性扬声器300、显示单元100、或显示单元100及指向性扬声器300的组合进行操作。另外，在未包含操作作动s50下，定位及通讯系统200亦可依据定位及识别的结果自行产生操作信号216，进而藉由控制单元250对指向性扬声器300、显示单元100、或显示单元100及指向性扬声器300的组合进行操作。

在上述互动式指向性声音显示系统10及互动式指向性声音显示方法中，上述作动的具体实施态样的实施例及其变化实施例将于下文中进一步参照各图式进行说明。

针对定位，参照图3，定位及通讯系统200可另外例如包含一定位模块210。接着，连同图3参照图4a，根据本发明的第一变化实施例，在接收位置信号212以确认该使用者位置25中，该定位及通讯系统200的定位模块210可发出一超声波扫描信号212’，以扫描并检测该使用者位置25，并接收超声波扫描信号212’以及该使用者15而反射的该位置信号212。藉此，可基于超声波扫描信号212’以及反射的位置信号212的方向、角度、强度等信息来相对定位出目前使用者15所在的使用者位置25。然而，本发明不限于此，且定位模块210亦可发出其他种类的扫描信号212’，以获得反射的位置信号212来进行定位。例如，扫描信号212’可为包含但不限于激光、红外线等的信号，且定位模块210可以水平扫描、垂直扫描或其组合的方式进行扫描以检测使用者15所在的使用者位置25。

另外，连同图3参照图4b，根据本发明的第二变化实施例，其中定位模块210可感测由人体所发出的热辐射(红外线)作为位置信号212，以追踪相对周遭环境具有较强的发散红外线的使用者15。藉此，可定位出目前使用者15所在的使用者位置25。然而，本发明不限于此，且定位模块210亦可接收任何自然可由人体所发出的各种形式的位置信号212。

再者，连同图3参照图4c，根据本发明的第三变化实施例，其中定位模块210可接收来自一移动终端600所发出的位置信号212，藉以定位出目前使用者15所在的使用者位置25。举例而言，移动终端600可为使用者15进入一展览馆时由馆方所检附的移动终端600。另外，移动终端600亦可为使用者15本身持有的使用者移动装置，且所述使用者移动装置可供发出位置信号212。承上，该定位及通讯系统200接收由移动终端600(例如，使用者移动装置)所发出的位置信号212，以检测移动终端600(例如，使用者移动装置)所在的该使用者位置25。

承上所述，定位及通讯系统200可包含上述及其他各种用以达成定位功能的装置及设备，以用于定位使用者15的使用者位置25。例如，定位及通讯系统200可包含超声波扫描器、无线基地台、激光扫描仪、自然光物体感测追踪器、红外线感测追踪器、感光耦合元件影像辨识系统或其组合阵列来检测使用者位置25，并接收相对应检测到使用者15的使用者位置25的位置信号212。并且，上述仅为示例，且本发明不限于此。

针对识别，参照图3，定位及通讯系统200亦可进一步例如包含一识别模块220。在根据上述各变化实施例所具体示出的定位过程完成后，识别模块220可用以识别已定位的使用者15的身份或权限。举例而言，连同图3参照图5a，根据本发明的第四变化实施例，在使用者15具有移动终端600的情况下，该定位及通讯系统200的识别模块220可藉由该移动终端600所发出的识别信号214来确认使用者15的身份或权限。具体而言，在一实施例中，当移动终端600为主办单位依据使用者15的身份或权限所发给使用者15的移动终端600时，该移动终端600可发出代表预设的身份或权限的识别信号214。因此，该定位及通讯系统200的识别模块220可接收该移动终端600所发出的预设识别信号214来识别使用者15的身份或权限。此外，在另一实施例中，当移动终端600为使用者15所持有的使用者移动装置时，识别信号214可通过该使用者移动装置使用生物特征辨识使用者15所产生；或可由该使用者15输入该使用者移动装置所产生。例如，使用者移动装置可辨识使用者15的指纹、虹膜、脸孔等生物特征以确定使用者15的身份，并相应发出代表使用者15的身份或权限的识别信号214。或者，使用者移动装置可发出指令，要求使用者15输入代表使用者15的身份或权限的密码，藉以确定使用者15的身份或权限，再相应发出代表使用者15的身份或权限的识别信号214。然而，在使用者15具有移动终端600的情况下，定位及通讯系统200亦可藉由移动终端600以外的方式来识别使用者15，而不限于上述所述的示例。

举例而言，根据本发明的第五变化实施例，连同图3参照图5b，定位及通讯系统200的识别模块220可包含指向性超声波收发器，且在接收该位置信号212而让使用者位置25被检测确认后，该指向性超声波收发器可发出一超声波载体信号218’至使用者位置25，再自该使用者位置25接收一超声波调变通讯信号218”。具体而言，超声波调变通讯信号218”可为将产生于使用者位置25的语音信号35加载于超声波载体信号218’所产生。其中，该语音信号35可包含用以确认使用者15的身份或权限的识别信号214、之后用以操作显示单元100或指向性扬声器300的操作信号216(将于后文中进一步描述)或其组合。承上述，在语音信号35包含识别信号214时，识别模块220可于接收到超声波调变通讯信号218”时解调或分析出识别信号214来识别使用者15的身份或权限。

进一步，继续参照图5b，指向性超声波收发器亦可选择性进一步发出一超声波指示信号222至使用者15，且使用者15相应于该超声波指示信号222的内容或质询而口述发出语音信号35。例如，超声波指示信号222可要求使用者15回答身份权限密码，且使用者15因而回答身份权限密码作为识别信号214。此回答的包含识别信号214的语音信号35被加载于超声波载体信号218’而产生回传的超声波调变通讯信号218”。

在此，根据一些实施例，定位模块210及识别模块220可实质上具有部分构件共用。或者，根据其他实施例，定位模块210及识别模块220可实质上为整合的定位及识别模块。然而，上述仅为示例，且所属技术领域中具有通常知识者应明了的是，根据本发明的不同实施例，上文及下文中所述的各系统及模块皆可具有部分构件共用或可整合为同一设备或装置，且本发明不限于此。

承上所述，基于上述根据各实施例对使用者15定位及识别的结果，定位及通讯系统200的控制单元250可相应地调整指向性扬声器300发出对应于影像信息110的超声波声音信号302至使用者位置25。位于使用者位置25的使用者15可因此对应地收到相对于自己的身份或权限的超声波声音信号302，且超声波声音信号302会自我解调为音讯供使用者15聆听。举例而言，当一使用者15位于影像信息110为艺术画作的显示单元100前的预定位点且被识别为母语英语人士时，指向性扬声器300可相对应地朝预定位点发出包含英语解说的音讯的超声波声音信号302。因此，位于同一展厅的各参观者可在毋须配戴耳机而妨碍对于环境的认知下，更轻易地在不相互干扰下听到对于艺术画作的母语解说。

如上所述，在识别该使用者15的身份或权限后，根据本发明的各实施例的互动式指向性声音显示系统及互动式指向性声音显示方法可进一步让使用者15操控显示单元100、指向性扬声器300或其组合。具体而言，可藉由定位及通讯系统200接收与影像信息110或超声波声音信号302对应的操作信号216，并藉由控制单元250依据使用者15的身份或权限及操作信号216对指向性扬声器300、显示单元100、或显示单元100及指向性扬声器300的组合进行对应的操作。

举例而言，参照图5a，根据本发明的第六变化实施例，在使用者15具有移动终端600且移动终端600具有操控功能下，使用者15可藉由移动终端600输入所需的操作，且移动终端600可因而发出操作信号216被定位及通讯系统200所接收。藉此，控制单元250可根据使用者15的身份或权限以及操作信号216的内容来相应地对显示单元100、指向性扬声器300或其组合进行操作。例如，使用者15可藉由使用者移动装置输入并发出操作信号216，以操控指向性扬声器300播放预期的超声波声音信号302或操控显示单元100显示预期的影像信息110。

另外，参照图5b，根据本发明的第七变化实施例，类似于上述识别过程所示的过程，定位及通讯系统200可包含指向性超声波收发器，且指向性超声波收发器在使用者位置25被检测后可发出一超声波载体信号218’至使用者位置25，再自该使用者位置25接收一超声波调变通讯信号218”。如上所述，超声波调变通讯信号218”可为将产生于使用者位置25的语音信号35加载于超声波载体信号218’所产生。其中，该语音信号35可包含上述用以确认该使用者15的身份或权限的识别信号214、用以操作显示单元100或指向性扬声器300的操作信号216或其组合。具体而言，在语音信号35包含操作信号216时，定位及通讯系统200可于接收到超声波调变通讯信号218”时解调或分析出操作信号216，并依据操作信号216进行相对应的操作。

另外，类似于识别过程，在该指向性超声波收发器发出超声波载体信号218’至使用者位置25前，指向性超声波收发器亦可选择性进一步发出一超声波指示信号222至使用者15，且使用者15相应于该超声波指示信号222的内容或质询而口述发出语音信号35。例如，超声波指示信号222可询问使用者15需要什么服务，且使用者15因而回答需要英语解说或需要快转播放影像信息110的操作信号216。此回答的包含操作信号216的语音信号35被加载于超声波载体信号218’而产生回传的超声波调变通讯信号218”。

举例而言，依据上述各种发出操作信号216的形式或方式，根据本发明的一些实施例，该控制单元250可根据操作信号216与使用者15的身份或权限决定针对超声波声音信号302的操作。所述操作可包含调整语言类别、音量、静音、立体音效、音色、声音性别或播放音讯长度，且本发明不限于在此所具体陈述的示例。或者，根据本发明的一些实施例，控制单元250可根据操作信号216与使用者15的身份或权限决定影像信息110的操作。所述操作可包含转台、切换画面、前后快转、慢速播放、开启、关闭、定格等，且本发明不限于在此所具体陈述的示例。

应注意的是，上文中参照各实施例所述的显示、定位、识别、播放、操作等的互动过程的实施态样在彼此不互相冲突下可组合运用。例如，根据本发明的第一应用实施例，互动式指向性声音显示系统及方法可先藉由自然光物体感测追踪器来定位使用者15，接续以指向性超声波收发器发出超声波载体信号218’再接收超声波调变通讯信号218”来识别使用者15及确认使用者15的指示，最后再藉由指向性扬声器300播放指向性声音(例如，超声波声音信号302)给使用者15。

另外，根据本发明的第二应用实施例，互动式指向性声音显示系统及方法可先藉由移动终端600来定位及识别使用者15，接续以指向性超声波收发器发出超声波载体信号218’再接收超声波调变通讯信号218”来确认使用者15的指示，最后再藉由指向性扬声器300播放指向性声音(例如，超声波声音信号302)给使用者15。

再者，根据本发明的第三应用实施例，互动式指向性声音显示系统及方法可先藉由移动终端600来定位及识别使用者15，接续接收来自移动终端600所发出的操作信号216来确认使用者15的指示，最后再藉由指向性扬声器300播放指向性声音(例如，超声波声音信号302)给使用者15。

进一步，根据本发明的第四应用实施例，互动式指向性声音显示系统及方法可先藉由定位及通讯系统200发出超声波扫描信号212’来定位使用者15，接续以指向性超声波收发器发出超声波载体信号218’再接收超声波调变通讯信号218”来识别使用者15及确认使用者15指令，最后再藉由指向性扬声器300播放指向性声音(例如，超声波声音信号302)给使用者15。此外，在此情况下，根据一些实施例，用以发出超声波扫描信号212’、超声波载体信号218’及超声波声音信号302的麦克风可为共用或独立的超声波麦克风或超声波麦克风阵列。

如上所述，根据本发明的不同实施例，可进一步改善及加强指向性扬声装置的互动态样及应用形式，且可因此适用于更广泛的场合来进行互动跟播放。举例而言，根据上述不同实施例所述的互动式指向性声音显示系统及互动式指向性声音显示方法可应用于博物馆或美术馆的各个展区，进而利用定向声波针对不同参访者制造不同的情境或进行不同的语音解说，而不会互相干扰或干涉。或者是，根据上述不同实施例所述的互动式指向性声音显示系统及互动式指向性声音显示方法可应用于专卖店或超市的特定区域进行产品的介绍，进而可进一步吸引顾客且不会造成他人的困扰。又或是，根据上述不同实施例所述的互动式指向性声音显示系统及互动式指向性声音显示方法可应用于各种广告橱窗、展板、广告灯箱等进行定向的广播告示，进而不会互相干扰而导致吵杂及纷乱。因此，根据本发明的各实施例的互动式指向性声音显示系统及互动式指向性声音显示方法可进一步普及应用于更多需要聆听音讯且需避免互相干扰或干涉的场合，进而改善使用者聆听音讯时的方便性及舒适性。

上文中所述仅为本发明的一些较佳实施例。应注意的是，在不脱离本发明的精神与原则下，本发明可进行各种变化及修改。所属技术领域中具有通常知识者应明了的是，本发明由所附申请专利范围所界定，且在符合本发明的意旨下，各种可能置换、组合、修饰及转用等变化皆不超出本发明由所附申请专利范围所界定的范畴。