使用音頻信號(hào)編碼和識(shí)別進(jìn)行的音頻定位的制作方法
【專利摘要】一種用于在場(chǎng)所中進(jìn)行室內(nèi)導(dǎo)航的方法，其基于移動(dòng)裝置的麥克風(fēng)從周圍環(huán)境捕捉的聲音來(lái)推導(dǎo)出移動(dòng)裝置的定位。該方法特別適合于在智能手機(jī)上操作，其中使用捕捉處于人類聽覺(jué)頻率范圍中的聲音的麥克風(fēng)來(lái)捕捉聲音。該方法基于對(duì)音頻信號(hào)的識(shí)別來(lái)確定移動(dòng)裝置在場(chǎng)所中的位置，監(jiān)視移動(dòng)裝置的位置，并且當(dāng)移動(dòng)裝置的位置處于與基于位置的警報(bào)相關(guān)聯(lián)的預(yù)先確定的位置內(nèi)時(shí)，在移動(dòng)裝置的輸出裝置上產(chǎn)生基于位置的警報(bào)。定位網(wǎng)絡(luò)包括發(fā)送具有唯一特性的信號(hào)的信號(hào)源陣列，所述唯一特性可在通過(guò)移動(dòng)裝置上的傳感器（諸如移動(dòng)電話手持機(jī)的麥克風(fēng)）捕捉的信號(hào)中檢測(cè)到。
【專利說(shuō)明】使用音頻信號(hào)編碼和識(shí)別進(jìn)行的音頻定位
[0001]相關(guān)申請(qǐng)數(shù)據(jù)
[0002]在美國(guó)，本申請(qǐng)是2011年2月23日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)13/033，372的部分繼續(xù)申請(qǐng)，通過(guò)引用將該美國(guó)專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容結(jié)合在本文中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及定位系統(tǒng)以及將定位用于導(dǎo)航和基于位置的服務(wù)的用途。
【背景技術(shù)】
[0004]音頻源定位使用一個(gè)或多個(gè)固定傳感器(麥克風(fēng))來(lái)定位移動(dòng)的聲源。感興趣的聲源通常是人的聲音或某種其它自然聲源。
[0005]將這種情況反過(guò)來(lái)，從已知位置傳來(lái)的聲音信號(hào)可以用于通過(guò)分析從這些源接收的聲音來(lái)確定移動(dòng)傳感器(例如具有麥克風(fēng)的移動(dòng)裝置)的位置。在任何時(shí)間點(diǎn)，源和傳感器的相對(duì)定位/取向可以使用關(guān)于源已知的信息、以及從傳感器或傳感器陣列中捕捉的信號(hào)推導(dǎo)出的信息的組合來(lái)計(jì)算。
[0006]盡管傳統(tǒng)的全球定位系統(tǒng)(GPS)技術(shù)正在各種消費(fèi)裝置中得到廣泛采用，但是這樣的技術(shù)在一些應(yīng)用場(chǎng)合中并不總是有效的或?qū)嵱玫摹；谝纛l信號(hào)的定位可以提供傳統(tǒng)GPS的替代選擇，因?yàn)橐纛l源(例如揚(yáng)聲器)和傳感器(例如移動(dòng)裝置上的麥克風(fēng))無(wú)所不在并且相對(duì)便宜，特別是在傳統(tǒng)GPS無(wú)效或成本效率低下的應(yīng)用領(lǐng)域中。這種技術(shù)的應(yīng)用包括室內(nèi)導(dǎo)航、店內(nèi)瀏覽、游戲和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。
[0007]基于音頻的定位有希望用于室內(nèi)導(dǎo)航，因?yàn)槁曇粝到y(tǒng)通常被用于背景聲音和公共廣播，并且因此提供能夠?qū)崿F(xiàn)定位網(wǎng)絡(luò)的低成本基礎(chǔ)設(shè)施?；谝纛l的定位還提供了在室內(nèi)不可靠的傳統(tǒng)的基于衛(wèi)星的GPS的替代選擇。在移動(dòng)手持機(jī)上實(shí)現(xiàn)的室內(nèi)導(dǎo)航使用戶能夠定位商店或其它場(chǎng)所中的物品。該室內(nèi)導(dǎo)航還實(shí)現(xiàn)了通過(guò)移動(dòng)手持機(jī)經(jīng)由手持機(jī)上呈現(xiàn)的前進(jìn)方向和交互式地圖對(duì)用戶進(jìn)行導(dǎo)航引導(dǎo)。
[0008]基于音頻的定位還在移動(dòng)手持機(jī)上實(shí)現(xiàn)了基于用戶位置的店內(nèi)瀏覽。這為顧客和店主提供了益處，其中顧客可以了解特定位置處的產(chǎn)品，店主可以收集市場(chǎng)情報(bào)從而更好地為顧客服務(wù)并且更有效地安排產(chǎn)品供應(yīng)以使銷售額最大化。
[0009]基于音頻的定位使基于位置的游戲特征能夠得到實(shí)現(xiàn)。同樣，由于麥克風(fēng)在移動(dòng)電話上常見、并且這些裝置被越來(lái)越多地用作游戲平臺(tái)，所以基于音頻的定位與游戲應(yīng)用的組合能夠提供有成本效率的方式來(lái)使其它位置服務(wù)不能可靠實(shí)現(xiàn)的基于位置的游戲特征能夠得以實(shí)現(xiàn)。
[0010]增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用方案使用移動(dòng)裝置上的傳感器來(lái)確定裝置的位置和取向。通過(guò)使用該信息，裝置于是可以利用合成的圖形來(lái)“增強(qiáng)”用戶的周圍區(qū)域視野，所述合成的圖形使用根據(jù)裝置位置、取向和可能的其它感測(cè)到的背景環(huán)境信息構(gòu)造出的鄰近區(qū)域的空間坐標(biāo)系來(lái)構(gòu)造。例如，將計(jì)算機(jī)生成的圖形疊加在周圍區(qū)域的表現(xiàn)畫面上(例如基于通過(guò)裝置的攝像機(jī)捕獲的視頻、或者基于通過(guò)根據(jù)地圖數(shù)據(jù)庫(kù)和裝置的位置/取向構(gòu)造出的交互式2D或3D地圖捕獲的視頻)。
[0011]盡管音頻定位系統(tǒng)有希望用作傳統(tǒng)的基于衛(wèi)星的GPS的替代選擇，但是在發(fā)展實(shí)用的實(shí)現(xiàn)方案過(guò)程中仍存在許多挑戰(zhàn)。為了成為可行的低成本替代選擇，音頻定位技術(shù)應(yīng)該能夠容易地與已經(jīng)在期望接受基于位置的服務(wù)的環(huán)境中使用的典型的消費(fèi)音頻設(shè)備集成。這種約束條件使得需要集成復(fù)雜組件的系統(tǒng)的吸引力降低。
[0012]另一挑戰(zhàn)是信號(hào)干擾和退化，其使得難以根據(jù)移動(dòng)裝置中捕捉的音頻信號(hào)推導(dǎo)出位置。信號(hào)干擾可以來(lái)自于各種來(lái)源，諸如來(lái)自附近的墻壁和其它物體的回波/回響。用于定位的數(shù)據(jù)信號(hào)還會(huì)遇到來(lái)自其它音頻源、環(huán)境噪聲、以及在信號(hào)產(chǎn)生、回放和捕捉設(shè)備中引入的噪聲的干擾。
[0013]定位系統(tǒng)依賴于通過(guò)分析從源捕捉的信號(hào)而獲得的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。對(duì)處于固定位置的源，每個(gè)源的位置可以被視為存儲(chǔ)在表格中的已知參數(shù)，在所述表格中信號(hào)源的標(biāo)識(shí)為源的位置作索引。當(dāng)然，這種方法需要源的準(zhǔn)確標(biāo)識(shí)?；诘竭_(dá)時(shí)間或飛行時(shí)間計(jì)算位置的定位系統(tǒng)需要相對(duì)于主時(shí)鐘的同步或校準(zhǔn)。信號(hào)檢測(cè)必須足夠迅速?gòu)亩糜趯?shí)時(shí)計(jì)算、并且仍足夠準(zhǔn)確從而在期望的誤差約束范圍內(nèi)提供位置。
[0014]使用信號(hào)強(qiáng)度作為距離源的距離的度量的定位系統(tǒng)需要可靠的方案來(lái)確定信號(hào)強(qiáng)度、并在相應(yīng)應(yīng)用場(chǎng)合的誤差容限內(nèi)根據(jù)強(qiáng)度推導(dǎo)出距離。
[0015]這些設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)可以通過(guò)設(shè)計(jì)專用設(shè)備滿足期望的誤差容限而得到克服。然而這種專用設(shè)備對(duì)于分布廣泛的部署配置并不總是實(shí)用的或者有成本效率的。當(dāng)設(shè)計(jì)用于現(xiàn)有的音頻回放設(shè)備和移動(dòng)電話接收器的定位系統(tǒng)時(shí)，信號(hào)生成和捕捉處理需要被設(shè)計(jì)成易于集成并且需要克服在這些環(huán)境中引入的誤差。這些約束條件會(huì)對(duì)用于引入定位信號(hào)的設(shè)備的復(fù)雜性設(shè)置限制。在基于位置的服務(wù)能夠增加價(jià)值、并且其它形式的GPS不能很好地工作的空間(諸如室內(nèi)購(gòu)物設(shè)施和其它公共場(chǎng)所)中，典型的配置由通過(guò)傳統(tǒng)音頻組件驅(qū)動(dòng)的傳統(tǒng)揚(yáng)聲器組成。
[0016]典型移動(dòng)裝置中的音頻回放和麥克風(fēng)捕捉會(huì)約束源信號(hào)的特性。特別地，源信號(hào)必須能夠從這樣的麥克風(fēng)捕捉的周圍信號(hào)中檢測(cè)到。作為實(shí)際的問(wèn)題，這些源信號(hào)必須處于人類聽得到的頻率范圍中從而被可靠地捕捉，因?yàn)檫@些裝置上的麥克風(fēng)的頻率響應(yīng)被調(diào)諧成用于該范圍，并且特別地用于人類語(yǔ)音。這會(huì)引起另一約束條件，即源音頻信號(hào)對(duì)于附近的聽眾必須是可容忍的。因此，盡管在音頻信號(hào)源的設(shè)計(jì)中存在一定的靈活性，但是這些音頻信號(hào)源對(duì)于聽眾而言必須是可容忍的、并且這些音頻信號(hào)源必須不能干擾音頻回放設(shè)備的其它用途(諸如向購(gòu)物者提供背景音樂(lè)、信息消息，以及其它公共廣播功能)。
[0017]數(shù)字水印技術(shù)提供了用于為定位系統(tǒng)傳遞源信號(hào)的可行選項(xiàng)，因?yàn)閿?shù)字水印技術(shù)使得能夠在傳統(tǒng)公共廣播系統(tǒng)中播放的音頻節(jié)目?jī)?nèi)集成數(shù)據(jù)信道。數(shù)字水印在系統(tǒng)的典型音頻內(nèi)容內(nèi)嵌入數(shù)據(jù)，而不會(huì)相對(duì)于提供音頻節(jié)目(諸如音樂(lè)娛樂(lè)和語(yǔ)音)的主要功能降低察覺(jué)到的音頻質(zhì)量。此外，即使在存在室內(nèi)回波和噪聲源的情況下，使用魯棒編碼技術(shù)的音頻數(shù)字水印嵌入方案也能夠從周圍音頻中準(zhǔn)確地檢測(cè)到。
[0018]使用多種技術(shù)的組合實(shí)現(xiàn)魯棒性。這些技術(shù)包括:(在從聽眾角度而言的期望質(zhì)量水平以下)利用數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制音頻的魯棒特征，使得所述數(shù)據(jù)在經(jīng)歷信號(hào)退化后仍能幸存。通過(guò)考慮人類聽覺(jué)系統(tǒng)從而使數(shù)據(jù)信號(hào)適應(yīng)主內(nèi)容，使所述數(shù)據(jù)信號(hào)更魯棒地得到編碼而不會(huì)降低音頻質(zhì)量。類似擴(kuò)頻編碼和糾錯(cuò)的魯棒數(shù)據(jù)信號(hào)編碼技術(shù)能改善數(shù)據(jù)可靠性。通過(guò)對(duì)主信號(hào)和數(shù)據(jù)載波的認(rèn)識(shí)來(lái)優(yōu)化檢測(cè)器，使得甚至從退化的音頻信號(hào)中也能夠進(jìn)行微弱數(shù)據(jù)信號(hào)的檢測(cè)。
[0019]通過(guò)利用魯棒水印技術(shù)的這些優(yōu)點(diǎn)，能夠從通過(guò)移動(dòng)裝置(諸如移動(dòng)電話或平板PO中的麥克風(fēng)捕捉的周圍音頻中魯棒地檢測(cè)出音頻水印。作為設(shè)計(jì)用于這種應(yīng)用場(chǎng)合的音頻水印的一種有用構(gòu)造，可以設(shè)計(jì)水印嵌入方案來(lái)在信號(hào)通信協(xié)議內(nèi)的兩個(gè)層上增強(qiáng)魯棒性:信號(hào)特征調(diào)制層和數(shù)據(jù)信號(hào)編碼層。信號(hào)特征調(diào)制層是指定主音頻信號(hào)中的被修改從而傳遞輔助數(shù)據(jù)信號(hào)的特征的層。數(shù)據(jù)信號(hào)編碼層指定數(shù)據(jù)符號(hào)如何被編碼到數(shù)據(jù)信號(hào)中。因此，水印嵌入處理可以被視為在通信協(xié)議中具有兩個(gè)信號(hào)發(fā)生層:形成數(shù)據(jù)信號(hào)以傳遞消息符號(hào)的可變序列，以及調(diào)制特征以將數(shù)據(jù)信號(hào)嵌入主音頻信號(hào)中。這些協(xié)議層并非必須是獨(dú)立的。一些方案利用主信號(hào)的特征分析來(lái)確定與消息符號(hào)的序列中編碼的期望數(shù)據(jù)符號(hào)相對(duì)應(yīng)的特征調(diào)制。另一考慮是同步和校準(zhǔn)信號(hào)的使用。將數(shù)據(jù)信號(hào)的一部分分配給初始檢測(cè)和同步這一任務(wù)。
[0020]當(dāng)設(shè)計(jì)用于移動(dòng)裝置中的定位應(yīng)用程序的水印嵌入方案的特征調(diào)制層時(shí)，應(yīng)該選擇對(duì)周圍環(huán)境捕捉中預(yù)期到的退化具有魯棒性的特征調(diào)制。利用輔助數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制從而將數(shù)據(jù)隱藏在這些環(huán)境中的主音頻節(jié)目中的魯棒音頻特征包括可以在檢測(cè)窗口上積累的特征，諸如處于頻率位置上的能量(例如在調(diào)制頻率音調(diào)的方案中，所述頻率音調(diào)使用音頻掩蔽模型而得到適應(yīng)性修改以掩蔽所述調(diào)制的可聽度)?；夭ǖ牟迦胍部梢杂糜谡{(diào)制可隨時(shí)間積累的魯棒特征，類似于自相關(guān)。該積累使得來(lái)自微弱信號(hào)的能量能夠建設(shè)性地得到相加以從數(shù)據(jù)產(chǎn)生復(fù)合信號(hào)從而能夠更可靠地得到解碼。
[0021]當(dāng)設(shè)計(jì)用于定位應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)信號(hào)編碼層時(shí)，應(yīng)該考慮可用于克服在周圍環(huán)境捕捉的背景環(huán)境中引入的信號(hào)誤差的技術(shù)。擴(kuò)頻數(shù)據(jù)信號(hào)編碼(例如直接序列和信道跳變)和軟判決糾錯(cuò)使用這些調(diào)制技術(shù)來(lái)改善音頻水印的魯棒性和可靠性。直接序列擴(kuò)頻編碼通過(guò)利用消息符號(hào)調(diào)制載波(例如，將二進(jìn)制對(duì)映載波乘以I或-1以表示二進(jìn)制I或O符號(hào))來(lái)在載波信號(hào)(通常是偽隨機(jī)載波)上擴(kuò)展消息符號(hào)?？商鎿Q地，可以使用一組固定的正交載波來(lái)構(gòu)造符號(hào)字母表。在數(shù)據(jù)信號(hào)編碼層內(nèi)，可以應(yīng)用額外的信號(hào)編碼子層，諸如對(duì)消息的一部分進(jìn)行重復(fù)編碼，以及糾錯(cuò)編碼(諸如卷積編碼和塊碼)。與特征調(diào)制直接相關(guān)的數(shù)據(jù)信號(hào)編碼的一個(gè)方面是將數(shù)據(jù)信號(hào)映射到表示特征空間內(nèi)的候選特征調(diào)制位置的特征。當(dāng)然，如果特征本身是從一組樣本(諸如音頻剪輯的時(shí)間片段)計(jì)算出的量，則特征調(diào)制位置對(duì)應(yīng)于該組樣本和該組的特征。
[0022]一種方法是將消息格式化成包括一組編碼符號(hào)的編碼數(shù)據(jù)信號(hào)分組，然后將分組多路復(fù)用到相應(yīng)群組的特征調(diào)制位置上。多路復(fù)用方案可以隨時(shí)間的推移而改變映射，或者對(duì)于相同分組的每次重復(fù)而重復(fù)相同的映射。
[0023]數(shù)據(jù)編碼方案的設(shè)計(jì)者將會(huì)認(rèn)識(shí)到的是，在數(shù)據(jù)編碼和映射方案之間存在著相互作用。例如，將直接序列擴(kuò)頻方法中的調(diào)制載波的要素(例如碼片)映射到固定模式(fixedpattern)或可變散射(variable scattering)中的特征。類似地，一種實(shí)現(xiàn)跳變的方式是散射或改變從編碼數(shù)據(jù)符號(hào)到特征空間上的特征調(diào)制位置的映射，所述特征調(diào)制位置可用離散時(shí)間或頻率指定。
[0024]魯棒水印讀取器利用這些魯棒增強(qiáng)來(lái)從通過(guò)移動(dòng)裝置的麥克風(fēng)捕捉的周圍音頻可靠地恢復(fù)數(shù)據(jù)。魯棒特征的調(diào)制使信號(hào)干擾對(duì)信號(hào)退化的影響最小化。讀取器首先過(guò)濾捕捉的音頻信號(hào)以隔離出調(diào)制特征。讀取器積累在已知的特征調(diào)制位置對(duì)魯棒特征所做的修改的估計(jì)值。特別地，讀取器執(zhí)行初始檢測(cè)和同步以識(shí)別嵌入數(shù)據(jù)信號(hào)的同步分量。該分量通常在檢測(cè)窗口上被冗余地編碼，使得嵌入信號(hào)與噪聲的比率通過(guò)積累而得到增大?；谂c預(yù)期水印數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系(例如與預(yù)期符號(hào)匹配的檢測(cè)符號(hào)的相關(guān)度量或計(jì)數(shù)值)來(lái)對(duì)估計(jì)值進(jìn)行加權(quán)。通過(guò)使用映射函數(shù)的逆函數(shù)，區(qū)分表示同步分量和可變消息有效載荷的編碼數(shù)據(jù)信號(hào)的估計(jì)值，并且合計(jì)與來(lái)自各嵌入位置的相同編碼消息符號(hào)相對(duì)應(yīng)的編碼數(shù)據(jù)的實(shí)例。例如，如果使用擴(kuò)頻序列，則通過(guò)對(duì)載波進(jìn)行解調(diào)來(lái)合計(jì)碼片的估計(jì)值。存儲(chǔ)積累的編碼數(shù)據(jù)的估計(jì)值的緩沖器定期地提供編碼數(shù)據(jù)序列進(jìn)行糾錯(cuò)解碼。如果使用誤差檢測(cè)而檢測(cè)到有效的消息有效載荷序列，則輸出消息有效載荷作為成功檢測(cè)結(jié)果。
[0025]盡管這些和其它魯棒水印嵌入方法增強(qiáng)了周圍環(huán)境捕捉應(yīng)用場(chǎng)合中的魯棒性和可靠性，但是計(jì)算定位信息所必需的約束條件會(huì)提出挑戰(zhàn)。定位系統(tǒng)優(yōu)選地應(yīng)該能夠快速且準(zhǔn)確地計(jì)算定位信息以便在用戶移動(dòng)時(shí)提供相關(guān)位置和/或裝置取向反饋給用戶。因此，在傾向于較長(zhǎng)檢測(cè)窗口的魯棒性和傾向于較短檢測(cè)窗口的實(shí)時(shí)響應(yīng)之間存在著折衷。此外，基于相對(duì)到達(dá)時(shí)間的一些基于位置的技術(shù)依賴于源信號(hào)發(fā)射的準(zhǔn)確同步、以及確定來(lái)自不同源的信號(hào)的到達(dá)時(shí)間差異的能力。
[0026]依賴于信號(hào)強(qiáng)度度量的替代方法也可以影響水印技術(shù)。例如，水印信號(hào)的強(qiáng)度可以是距離源的距離的指標(biāo)。存在著若干種潛在方式來(lái)設(shè)計(jì)水印信號(hào)，使得移動(dòng)裝置中的周圍環(huán)境捕捉之后的這些信號(hào)的強(qiáng)度測(cè)量值可以轉(zhuǎn)換成移動(dòng)裝置距離源的距離。在這種情況下，來(lái)自不同的源的水印需要得到區(qū)分使得來(lái)自每個(gè)源的水印信號(hào)可以得到分析。
[0027]上述方法利用在不同的源之間進(jìn)行區(qū)分的能力。完成該目標(biāo)的一種提議的配置方案是將唯一的水印信號(hào)插入到每個(gè)源中。該唯一信號(hào)在數(shù)據(jù)庫(kù)中被分配給相應(yīng)的源和源位置。通過(guò)識(shí)別該唯一信號(hào)，定位系統(tǒng)可以通過(guò)在數(shù)據(jù)庫(kù)中尋找該唯一信號(hào)來(lái)確定其源位置。這種方法由于需要額外的電路或信號(hào)處理從而使來(lái)自每個(gè)源的信號(hào)獨(dú)特唯一，而會(huì)潛在地增加實(shí)現(xiàn)成本。對(duì)于包括遍及一個(gè)建筑物分布的若干個(gè)揚(yáng)聲器的音頻系統(tǒng)，使每個(gè)信號(hào)獨(dú)特唯一、且仍能可靠識(shí)別的成本對(duì)于許多應(yīng)用場(chǎng)合而言會(huì)是高得驚人的。因此，需要低成本的方式來(lái)使一個(gè)源或一組鄰近的源獨(dú)特唯一，以便確定移動(dòng)裝置處于由源構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的哪里。
[0028]數(shù)字水印可以用于區(qū)分全都聽起來(lái)大致相同的多個(gè)音頻流。然而，一些數(shù)字水印信號(hào)發(fā)送方法可能會(huì)具有如下缺點(diǎn):主音頻是嵌入該主音頻中的數(shù)字水印信號(hào)的干擾源。一些形式的數(shù)字水印技術(shù)使用告知式嵌入(informed embedding),在這種情況下檢測(cè)器不將主信號(hào)視為干擾噪聲。這些方法引發(fā)了其它挑戰(zhàn)，特別是在信號(hào)魯棒性的領(lǐng)域中。這可能會(huì)將信號(hào)設(shè)計(jì)者引向替代信號(hào)發(fā)送技術(shù)，這些替代技術(shù)是用于通過(guò)經(jīng)由音頻回放系統(tǒng)播放的音頻傳遞源標(biāo)識(shí)的魯棒技術(shù)。
[0029]一個(gè)替代選擇是使用某種形式的模式識(shí)別或內(nèi)容指紋，在這種情況下唯一的源位置與唯一的音頻節(jié)目素材相關(guān)聯(lián)。該節(jié)目素材可以是音樂(lè)或其它不突出的背景聲音。為了區(qū)分各個(gè)源，通過(guò)各個(gè)獨(dú)特的源播放的聲音被選擇或改變成具有區(qū)別性特性，這些區(qū)別性特性可以通過(guò)從接收的信號(hào)中提取唯一的特性、并將這些提取的唯一特性與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行匹配來(lái)檢測(cè)，所述數(shù)據(jù)庫(kù)由與源(或者由發(fā)射相同聲音的一組鄰近的源形成的鄰近區(qū)域)的位置一起存儲(chǔ)的預(yù)先登記的模式構(gòu)成。一種方法是通過(guò)從具有唯一頻率或相位特性的主聲音生成多個(gè)版本來(lái)產(chǎn)生相同背景聲音的多個(gè)唯一版本。這些唯一特性被提取，并且通過(guò)將其與已知源信號(hào)的有限庫(kù)中的唯一特性進(jìn)行匹配而得到檢測(cè)。
[0030]插入數(shù)字水印或者生成聽上去相似的音頻的多個(gè)唯一版本的方法共同擁有的一些基本原理在于，其任務(wù)是設(shè)計(jì)一種信號(hào)發(fā)送方式，在該信號(hào)發(fā)送方式中各個(gè)源聽起來(lái)是相同的，但是檢測(cè)器能夠區(qū)分這些源、并能夠查找與唯一的信號(hào)有效載荷或內(nèi)容特征模式相關(guān)聯(lián)的位置參數(shù)?；旌戏椒ㄒ彩且环N選擇。一種方法是設(shè)計(jì)合成信號(hào)，其傳遞類似水印的數(shù)字有效載荷、然而其自身是在實(shí)現(xiàn)有基于音頻的定位系統(tǒng)的建筑物或場(chǎng)所的周圍環(huán)境中播放的背景聲音。例如，水印系統(tǒng)的數(shù)據(jù)編碼層可以用于生成數(shù)據(jù)信號(hào)，該數(shù)據(jù)信號(hào)然后被塑造或修改成令人愉快的背景聲音，諸如水體特征、海浪或不刺激人的背景噪聲的聲音。用另一種方式表述，數(shù)據(jù)信號(hào)自身被選擇或改變成具有對(duì)聽眾有一些令人愉快的品質(zhì)或者甚至模擬音樂(lè)的形式。唯一的數(shù)據(jù)信號(hào)可以從結(jié)構(gòu)化音頻(例如MIDI表示形式)生成，作為聽起來(lái)相似但是使各個(gè)源得到區(qū)分的音調(diào)或旋律的獨(dú)特集合。
[0031]用于產(chǎn)生“不刺激人的”背景聲音的系統(tǒng)的一個(gè)特定實(shí)例是聲音掩蔽系統(tǒng)。這種類型的系統(tǒng)將自然或人工聲音添加到環(huán)境中以便使用聽覺(jué)掩蔽來(lái)掩蓋不想要的聲音。白噪聲發(fā)生器是某種形式的聲音掩蔽系統(tǒng)，其使用白噪聲型音頻信號(hào)來(lái)掩蔽其它聲音。這些類型的系統(tǒng)的一個(gè)供應(yīng)商是馬薩諸塞州坎布里奇市的Cambridge Sound Management有限責(zé)任公司。除了提供聲音掩蔽之外，這些系統(tǒng)還包括用于尋呼(paging)或音樂(lè)分發(fā)的輔助輸入。該系統(tǒng)包括控制多個(gè)區(qū)域的控制模塊(例如對(duì)每個(gè)區(qū)域獨(dú)立地控制音量、掩蔽的日時(shí)、均衡和自動(dòng)斜率控制(auto-ramping)的模塊),每個(gè)區(qū)域具有若干個(gè)揚(yáng)聲器。每個(gè)控制模塊可以經(jīng)由計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的基于瀏覽器的軟件而被配置和控制，所述計(jì)算機(jī)可以通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或直接連接方式連接到所述模塊。
[0032]用于產(chǎn)生背景音頻的另一硬件配置是由網(wǎng)絡(luò)控制器驅(qū)動(dòng)的無(wú)線揚(yáng)聲器的網(wǎng)絡(luò)。這些系統(tǒng)減少了對(duì)音頻回放系統(tǒng)和揚(yáng)聲器之間的有線連接的需求。然而仍然需要有成本效率的方式來(lái)對(duì)信號(hào)發(fā)送技術(shù)進(jìn)行集成，所述信號(hào)發(fā)送技術(shù)使接收器能夠區(qū)分發(fā)送相同信號(hào)的各個(gè)源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0033]在本公開中，我們描述了實(shí)現(xiàn)用于移動(dòng)裝置的定位系統(tǒng)的新穎方法和系統(tǒng)。特別強(qiáng)調(diào)的是使用現(xiàn)有的信號(hào)生成和捕捉基礎(chǔ)設(shè)施，諸如在傳統(tǒng)的GPS不實(shí)用或無(wú)效的環(huán)境中現(xiàn)有的音頻或RF信號(hào)生成設(shè)施。
[0034]本公開中詳述的一種創(chuàng)造性方法是確定移動(dòng)裝置的位置的方法。在該方法中，移動(dòng)裝置經(jīng)由其麥克風(fēng)接收來(lái)自兩個(gè)或更多不同的音頻源的音頻信號(hào)。將這些音頻信號(hào)集成到提供背景聲音和公共廣播功能的音頻回放系統(tǒng)的正常操作中。如此，這些音頻信號(hào)對(duì)于人類聽眾而言聽起來(lái)基本上相似，但是具有使不同的音頻源得到區(qū)分的不同特性。基于從這些音頻信號(hào)確定的區(qū)別性特性來(lái)使這些音頻信號(hào)彼此區(qū)分?；趯?duì)特定音頻源的識(shí)別，確定所述特定音頻源的位置(例如通過(guò)尋找與識(shí)別出的特性相對(duì)應(yīng)的源的坐標(biāo))?；谔囟ㄒ纛l源的位置來(lái)確定移動(dòng)裝置的位置。
[0035]特定的源可以通過(guò)引入由唯一信號(hào)特性(諸如信號(hào)變更的模式、編碼數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)、等等)構(gòu)成的層而得到識(shí)別。特別地，第一層識(shí)別網(wǎng)絡(luò)中的一組鄰近的源，并且第二層識(shí)別特定的源。一旦準(zhǔn)確地區(qū)分各個(gè)源，接收器就隨后查找相應(yīng)的源坐標(biāo)，然后將該源坐標(biāo)饋送到位置計(jì)算器中。然后基于源信號(hào)的坐標(biāo)和從源信號(hào)推導(dǎo)出的其它屬性，來(lái)細(xì)化移動(dòng)裝置的位置。
[0036]本發(fā)明另外的方面包括用于產(chǎn)生源信號(hào)的方法和相關(guān)的定位系統(tǒng)。
[0037]這些技術(shù)使各種定位方法和系統(tǒng)能夠得到實(shí)現(xiàn)。一種這樣的系統(tǒng)基于源裝置位置和來(lái)自各個(gè)源的信號(hào)的相對(duì)到達(dá)時(shí)間來(lái)確定位置。另一種系統(tǒng)基于來(lái)自各個(gè)源的信號(hào)的相對(duì)強(qiáng)度來(lái)確定位置。例如，具有最強(qiáng)信號(hào)的源提供移動(dòng)裝置的位置的估計(jì)值。額外的位置準(zhǔn)確度可以通過(guò)基于信號(hào)強(qiáng)度度量推導(dǎo)出距離源的距離的估計(jì)值而得到計(jì)算。
[0038]上面概述的方法整體或部分地被實(shí)現(xiàn)為指令(例如在一個(gè)或多個(gè)可編程處理器上執(zhí)行的軟件或固件)、電路、或者電路與可編程處理器上執(zhí)行的指令的組合。
[0039]本發(fā)明的另一方面是用于在場(chǎng)所中進(jìn)行室內(nèi)導(dǎo)航的方法。該方法基于由移動(dòng)裝置的麥克風(fēng)從周圍環(huán)境捕捉的聲音來(lái)推導(dǎo)出移動(dòng)裝置的定位。該方法特別適合于在智能手機(jī)上工作，其中使用麥克風(fēng)捕捉聲音，所述麥克風(fēng)捕捉人類聽覺(jué)頻率范圍(人類聽覺(jué)范圍為12-20kHz)中的聲音，并且在一些情況下捕捉人類聽覺(jué)范圍之外的聲音(人類無(wú)法聽到、但是麥克風(fēng)頻率響應(yīng)仍能夠捕捉該聲音，例如20kHz周圍或以上的聲音)。因此，盡管裝置的捕捉范圍可以更寬，但是該方法被設(shè)計(jì)成使用這些裝置上的現(xiàn)有聲音捕捉。該方法基于音頻信號(hào)的識(shí)別來(lái)確定移動(dòng)裝置在場(chǎng)所中的位置，監(jiān)視移動(dòng)裝置的位置，并且當(dāng)移動(dòng)裝置的位置處于與基于位置的警報(bào)相關(guān)聯(lián)的預(yù)先確定的位置內(nèi)時(shí)，在移動(dòng)裝置的輸出裝置上產(chǎn)生基于位置的警報(bào)。
[0040]該導(dǎo)航方法可以利用各種特征得到擴(kuò)展，所述各種特征支持以下功能:導(dǎo)航路徑的實(shí)時(shí)地圖繪制，替代路徑的顯示，以及從各種形式的輸入推導(dǎo)出和產(chǎn)生導(dǎo)航反饋。該輸入可以通過(guò)消息收發(fā)而直接來(lái)自本用戶或其他用戶，或者該輸入是間接獲得的，在這種情況下從背景環(huán)境信息推斷出該輸入。其實(shí)例包括:基于由用戶輸入的購(gòu)物列表進(jìn)行的導(dǎo)航，來(lái)自消息收發(fā)系統(tǒng)的產(chǎn)品推薦，從用戶背景環(huán)境(諸如交易歷史、活動(dòng)日程表等)推斷的產(chǎn)品偏好，以及從社交網(wǎng)絡(luò)獲得的產(chǎn)品偏好。在諸如商店的場(chǎng)所中以路徑形式提供的導(dǎo)航指示可以在導(dǎo)航會(huì)話之前被計(jì)算、并且在會(huì)話期間隨著以下情況而實(shí)時(shí)得到更新:來(lái)自用戶的親合團(tuán)體的情況變化(社交網(wǎng)絡(luò)發(fā)布信息或產(chǎn)品標(biāo)簽)，用戶背景環(huán)境的變化，來(lái)自朋友或家庭成員的更新的提醒，以及商店中的情況變化，諸如基于監(jiān)測(cè)到的客流而進(jìn)行的店內(nèi)促銷。
[0041 ] 本發(fā)明的各方面在移動(dòng)裝置和網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)(例如在一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器計(jì)算機(jī)上提供的云計(jì)算服務(wù))。因此，本發(fā)明包含在類似無(wú)線電話的移動(dòng)裝置中、在提供位置計(jì)算、監(jiān)視和導(dǎo)航服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算系統(tǒng)中、以及在上述兩者的組合中實(shí)現(xiàn)的用于導(dǎo)航的方法、系統(tǒng)和裝置。實(shí)現(xiàn)方案可以在包括移動(dòng)裝置的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)、以及與移動(dòng)裝置通信的服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行。
[0042]例如，本發(fā)明的另一方面是用于在場(chǎng)所中進(jìn)行室內(nèi)導(dǎo)航的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括由多個(gè)音頻源構(gòu)成的配置，每個(gè)音頻源發(fā)射與位置相對(duì)應(yīng)的可唯一識(shí)別的音頻信號(hào)。該系統(tǒng)還包括用于從場(chǎng)所中的移動(dòng)裝置接收音頻檢測(cè)事件的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)。這些檢測(cè)事件提供場(chǎng)所中的多個(gè)音頻源的識(shí)別信息。所述計(jì)算機(jī)根據(jù)檢測(cè)事件計(jì)算移動(dòng)裝置位置，監(jiān)視移動(dòng)裝置在場(chǎng)所中的位置，并且當(dāng)移動(dòng)裝置的位置處于與警報(bào)相關(guān)聯(lián)的位置時(shí)向移動(dòng)裝置發(fā)送警報(bào)。
[0043]本發(fā)明的另外方面包括利用移動(dòng)裝置、服務(wù)器系統(tǒng)上執(zhí)行或者在上述兩者的組合上執(zhí)行的指令實(shí)現(xiàn)的方法。
[0044]參考以下詳細(xì)說(shuō)明和附圖，另外的特征將變得明了。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0045]圖1是示出處于信號(hào)源的網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)裝置的圖。
[0046]圖2是示出用于產(chǎn)生在定位系統(tǒng)中使用的唯一音頻源信號(hào)的系統(tǒng)的圖。
[0047]圖3是用于分析周圍音頻信號(hào)以檢測(cè)和識(shí)別音頻源信號(hào)的處理的流程圖。
[0048]圖4是通過(guò)分析信號(hào)強(qiáng)度度量來(lái)確定距音頻源信號(hào)的距離的處理的流程圖。
[0049]圖5是用于確定來(lái)自不同的音頻源的音頻信號(hào)的到達(dá)時(shí)間差的處理的流程圖。
[0050]圖6是示出用于在移動(dòng)裝置網(wǎng)絡(luò)的基于位置的服務(wù)平臺(tái)的頂部構(gòu)建應(yīng)用程序的系統(tǒng)架構(gòu)的圖。
[0051]圖7是示出導(dǎo)航應(yīng)用場(chǎng)合的初始數(shù)據(jù)收集和行程規(guī)劃階段的流程圖。
[0052]圖8是示出在導(dǎo)航會(huì)話期間用于跟蹤移動(dòng)裝置的移動(dòng)的處理的流程圖。
[0053]圖9是示出用于導(dǎo)航應(yīng)用場(chǎng)合的路徑跟蹤處理的實(shí)例的流程圖。
[0054]圖10是示出用于在導(dǎo)航應(yīng)用場(chǎng)合中管理警報(bào)的處理的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0055]傳感器和源的配置
[0056]在描述特定定位方法的細(xì)節(jié)之前，我們從傳感器和源的配置的討論以及可從傳感器和源的配置推導(dǎo)出的位置信息的概述開始。在音頻定位的情況下，傳感器是麥克風(fēng)，并且源是音頻發(fā)射器(例如揚(yáng)聲器)。傳感器和源各自都可以以許多不同的配置方式存在，并且我們?cè)诖藘H評(píng)述主要類別。我們特別感興趣的是這樣的應(yīng)用場(chǎng)合:傳感器是在消費(fèi)者當(dāng)中流行的消費(fèi)裝置(諸如移動(dòng)電話或平板電腦)的常見組件。如此，我們的配置實(shí)例使用這些裝置。稍后，我們提供適用于每種配置的方法的特定實(shí)例。
[0057]配置方式可以根據(jù)以下三個(gè)類別來(lái)組織:1)源的數(shù)量；2)移動(dòng)裝置上的麥克風(fēng)數(shù)量；以及3)相互協(xié)作的移動(dòng)裝置的數(shù)量。
[0058]舉例來(lái)說(shuō)，我們使用信號(hào)源網(wǎng)絡(luò)的一般實(shí)例。圖1是示出處于信號(hào)源(表示為點(diǎn)，例如102、104和106)網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)裝置100的圖。在圖1中的音頻源網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的給定位置處，存在著該網(wǎng)絡(luò)的子集，該子集包括處于移動(dòng)裝置的范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)源。該范圍被描繪為虛線圓108。
[0059]一個(gè)揚(yáng)聲器:定位系統(tǒng)可以配置成檢測(cè)或測(cè)量傳感器與一個(gè)源(例如最接近的源)的接近度。甚至在圖1中所示的信號(hào)源網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，該定位系統(tǒng)也可以減少到針對(duì)單個(gè)源，例如處于移動(dòng)裝置100的范圍內(nèi)的102。至少，移動(dòng)裝置知道其處于源102的鄰近區(qū)域內(nèi)。利用諸如信號(hào)強(qiáng)度或源的方向之類的額外信息，更多的位置信息可以得到計(jì)算并提供給移動(dòng)裝置的用戶。
[0060]定向揚(yáng)聲器可以用于在場(chǎng)所內(nèi)的特定位置提供音錐。例如，在適用于商店的定位系統(tǒng)中，將定向揚(yáng)聲器成排地布置在天花板內(nèi)，處于商店中的商品貨架之間的過(guò)道上方。這些貨架提供聲音調(diào)節(jié)從而使從不同過(guò)道的揚(yáng)聲器發(fā)出的聲音之間的重疊最小化。在每個(gè)過(guò)道內(nèi)，定向揚(yáng)聲器沿著一軸線向下投射音錐，所述軸線與相鄰揚(yáng)聲器的相應(yīng)軸線垂直。在該配置中，聲源的識(shí)別結(jié)果表示捕捉到來(lái)自該源的聲音的移動(dòng)裝置處于其音錐內(nèi)。額外的傳感器(諸如加速計(jì)、磁力計(jì)和/或陀螺儀)提供用戶的移動(dòng)裝置的取向信息，并且因此指示貨架以及貨架上的與用戶裝置最接近的商品和/或貨架上的位于裝置指向或行進(jìn)的方向上的商品。
[0061]兩個(gè)或優(yōu)選地多于兩個(gè)的揚(yáng)聲器:兩個(gè)或更多的揚(yáng)聲器使得三角測(cè)量法能夠估計(jì)傳感器的相對(duì)位置。參考圖1，源102、104和106處于移動(dòng)裝置100的范圍中。從這些源到移動(dòng)裝置的音頻信號(hào)的相對(duì)到達(dá)時(shí)間可以提供足以確定位置的數(shù)據(jù)。例如，范圍108內(nèi)的每對(duì)信號(hào)源到移動(dòng)裝置100的相對(duì)到達(dá)時(shí)間可以提供對(duì)一組方程的輸入，所述一組方程可以被求解從而計(jì)算出位置。從兩個(gè)不同的源到移動(dòng)裝置的相對(duì)到達(dá)時(shí)間可以提供沿著雙曲面的移動(dòng)裝置位置近似值。添加另一對(duì)信號(hào)源使得能夠把移動(dòng)裝置的位置計(jì)算為針對(duì)兩對(duì)信號(hào)源計(jì)算出的雙曲面的交集。當(dāng)處于移動(dòng)裝置范圍內(nèi)的信號(hào)源配對(duì)的數(shù)量增加時(shí)，系統(tǒng)可以把這些信號(hào)源配對(duì)包含在用于計(jì)算答案的數(shù)據(jù)中。此外，在根據(jù)信號(hào)度量(諸如檢測(cè)到的來(lái)自源的嵌入信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度)而把從特定的源獲得的數(shù)據(jù)包含在內(nèi)之前，優(yōu)選地對(duì)所使用的特定的源進(jìn)行審核。
[0062]這種方法有時(shí)被稱為多邊法或雙曲線定位。在這種情況下，我們通過(guò)測(cè)量來(lái)自不同的發(fā)射器的信號(hào)的到達(dá)時(shí)間差(TDOA)來(lái)定位接收器。也可以使用兩個(gè)發(fā)射器的相位差。利用多個(gè)發(fā)射器，通過(guò)創(chuàng)建方程系統(tǒng)解決TDOA法，從而基于每個(gè)發(fā)射器的已知坐標(biāo)、以及每對(duì)發(fā)射器到接收器的TDOA來(lái)找出接收器的3D坐標(biāo)(例如x、y和z)。該方程系統(tǒng)然后可以使用奇異值分解(SVD)或高斯消去法而得到求解。最小二乘最小化可以用于計(jì)算接收器位置的答案。
[0063]額外的假定可以簡(jiǎn)化計(jì)算，諸如假定移動(dòng)裝置在地面上(例如把3D簡(jiǎn)化為2D問(wèn)題)，并且使用音頻源網(wǎng)絡(luò)所在地點(diǎn)的地圖來(lái)把移動(dòng)裝置位置的求解空間限制到沿著用戶預(yù)期行進(jìn)的路徑的特定離散位置。在后一種情況下，不是試圖利用SVD法求解方程系統(tǒng)，而是系統(tǒng)可以遍歷經(jīng)過(guò)鄰近區(qū)域中的已知位置的有限集合，來(lái)確定哪個(gè)位置最匹配該數(shù)據(jù)。
[0064]計(jì)算的準(zhǔn)確度可以要求:位置在一定的誤差帶(例如，沿著與兩對(duì)或更多對(duì)信號(hào)源相對(duì)于移動(dòng)裝置的相對(duì)到達(dá)時(shí)間相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)或更多個(gè)雙曲面的兩個(gè)或更多誤差帶的交集)內(nèi)是準(zhǔn)確的。
[0065]利用兩個(gè)或更多個(gè)源的另一方法是使用信號(hào)強(qiáng)度度量來(lái)近似估計(jì)距離源的距離，所述信號(hào)強(qiáng)度度量提供誤差帶內(nèi)的從每個(gè)源到移動(dòng)裝置的相應(yīng)距離。例如，使用水印檢測(cè)度量(諸如檢測(cè)信號(hào)和預(yù)期信號(hào)之間的相關(guān)強(qiáng)度或信號(hào)對(duì)應(yīng)度)來(lái)近似估計(jì)從移動(dòng)裝置到源的距離。信號(hào)強(qiáng)度是距離源的距離的負(fù)二次方的函數(shù)。較高頻率處的信號(hào)強(qiáng)度會(huì)比較低頻率處的信號(hào)強(qiáng)度降低得更快。確定低頻信號(hào)與高頻信號(hào)的相對(duì)強(qiáng)度的信號(hào)強(qiáng)度度量可以用于估計(jì)距離源的距離?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)特定源位置和代表定位系統(tǒng)的潛在位置求解空間的可能的接收器位置的度量進(jìn)行調(diào)諧來(lái)提高準(zhǔn)確度。例如，對(duì)于給定的設(shè)施，測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度度量與距離特定聲源的距離之間的關(guān)系、然后將其存儲(chǔ)在查找表中以便將度量校準(zhǔn)成匹配該設(shè)施處的聲學(xué)特性。
[0066]一個(gè)麥克風(fēng)或多個(gè)緊密間隔開的麥克風(fēng):這是典型的移動(dòng)裝置的狀態(tài)，如此，典型的移動(dòng)裝置不適合于執(zhí)行麥克風(fēng)陣列情況下的到達(dá)方向估計(jì)。
[0067]具有兩個(gè)或更多麥克風(fēng)的麥克風(fēng)陣列:使用麥克風(fēng)陣列提供聲音的到達(dá)方向在諸如平板PC的具有容納麥克風(fēng)陣列所需的物理尺寸的裝置中是實(shí)用的。利用這樣的陣列，定位方法可以識(shí)別聲源相對(duì)于接收裝置取向的方向，并且可以使三角測(cè)量方案更好地得到實(shí)現(xiàn)。該方向信息把接收器位置的計(jì)算簡(jiǎn)化為尋找沿著穿過(guò)源和接收器的一條線的點(diǎn)，其中接收器位于該點(diǎn)。當(dāng)接收器可以確定方向和相對(duì)于兩個(gè)或更多個(gè)源的取向時(shí)，定位系統(tǒng)將位置計(jì)算為接收器和每個(gè)源之間的這些線的交點(diǎn)。利用麥克風(fēng)陣列提供的取向，可以使地圖應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)(例如顯示一地圖，該地圖示出以用戶行進(jìn)的方向?yàn)榛A(chǔ)的取向上的物品)。
[0068]除了麥克風(fēng)陣列之外，系統(tǒng)也可以利用來(lái)自額外傳感器(諸如攝像機(jī)、加速計(jì)和磁力計(jì))的數(shù)據(jù)來(lái)提供裝置的取向/方向、以及移動(dòng)裝置穿過(guò)信號(hào)源網(wǎng)絡(luò)的行進(jìn)路徑的方向。
[0069]為了確定兩個(gè)或更多個(gè)源當(dāng)中的獨(dú)特的源的方向，系統(tǒng)首先識(shí)別各個(gè)唯一的源。利用每個(gè)唯一的源信號(hào)的信號(hào)特性來(lái)過(guò)濾源信號(hào)從而隔離出來(lái)自特定源的信號(hào)。例如，使用匹配濾波器來(lái)隔離出從特定源接收的信號(hào)。然后，系統(tǒng)使用麥克風(fēng)陣列處理來(lái)確定該隔離出的信號(hào)的方向。該麥克風(fēng)陣列處理檢測(cè)來(lái)自陣列中的不同麥克風(fēng)的隔離出的信號(hào)之間的相對(duì)相位延遲，以便提供相對(duì)于陣列取向的到達(dá)方向。
[0070]在一個(gè)實(shí)施例中，由于添加到主音頻信號(hào)中的直接序列擴(kuò)頻水印，使源信號(hào)是唯一的。相關(guān)性檢測(cè)器檢測(cè)載波信號(hào)、然后隔離出水印信號(hào)。然后使用從每個(gè)麥克風(fēng)檢測(cè)的載波信號(hào)構(gòu)成的各個(gè)配對(duì)之間的相位延遲來(lái)確定到達(dá)方向。
[0071]單個(gè)移動(dòng)裝置:這是如下情況——單個(gè)移動(dòng)裝置捕捉來(lái)自一個(gè)或多個(gè)源的獨(dú)特音頻，從該捕捉的音頻推導(dǎo)出關(guān)于源的數(shù)據(jù)(諸如從不同的源捕捉的信號(hào)的源標(biāo)識(shí)、位置、方向、信號(hào)強(qiáng)度和相對(duì)特性)，并從該數(shù)據(jù)推導(dǎo)出定位信息。
[0072]多個(gè)移動(dòng)裝置:在這種情況下，當(dāng)多個(gè)裝置處于彼此的附近時(shí)，可以通過(guò)使這多個(gè)裝置能夠相互協(xié)作來(lái)增強(qiáng)源的定位。這種協(xié)作利用無(wú)線通信協(xié)議(例如藍(lán)牙、W1-Fi標(biāo)準(zhǔn)等)，該無(wú)線通信協(xié)議用于在利用鄰近裝置之間的已知裝置間通信方式的多個(gè)裝置之間進(jìn)行信息交換。
[0073]已經(jīng)回顧了各種配置，我們現(xiàn)在轉(zhuǎn)向音頻信號(hào)定位系統(tǒng)的說(shuō)明。從其中可推導(dǎo)出許多變型的一個(gè)方案是采用連續(xù)播放某種可識(shí)別的聲音的揚(yáng)聲器對(duì)空間進(jìn)行配置。移動(dòng)裝置上的麥克風(fēng)捕捉該音頻信號(hào)，識(shí)別音頻信號(hào)源，并確定該源的相對(duì)接近度/定位。
[0074]在這種類型的配置內(nèi)，存在三個(gè)主要方面要考慮:1.用于標(biāo)識(shí)聲源的方式；2.用于執(zhí)行來(lái)自源的信號(hào)的周圍檢測(cè)的方式(例如，“周圍”是指通過(guò)麥克風(fēng)捕捉周圍聲音)；以及3.用于確定聲源接近度和位置估計(jì)值的方式。
[0075]1.可識(shí)別的聲源
[0076]現(xiàn)有的聲源定位方案聚焦于對(duì)環(huán)境中的主導(dǎo)聲源進(jìn)行定位。相比之下，我們需要定位特定(可能是非主導(dǎo)的)聲源的能力，甚至在鄰近區(qū)域中存在其它聲源的情況下。實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的一種方式是尋找編碼數(shù)據(jù)信號(hào)(例如非可聽的數(shù)字水印；或者被構(gòu)造成作為背景聲音可容忍的數(shù)據(jù)信號(hào))的存在。另一種方式是使用內(nèi)容指紋技術(shù)來(lái)把特定聲源識(shí)別為存在于移動(dòng)裝置的鄰近區(qū)域中。聲源可以是定向揚(yáng)聲器，并且可以安裝在天花板、墻壁或貨架結(jié)構(gòu)內(nèi)，所述貨架結(jié)構(gòu)具有額外的聲音調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)從而使從聲源發(fā)出的聲音的區(qū)域成形。聲源可以是具有音頻換能器的專用或便攜裝置，其被布置在類似貨架或端帽促銷顯示器(例如貨架播講器裝置)之類的物體內(nèi)。聲源可以以有線方式連接于電源，或者通過(guò)電池在本地得到供電。聲源也可以從集中式音頻源被驅(qū)動(dòng)，或者被分散開使得每個(gè)聲源或一小群聲源由不同的源(潛在地由音頻輸出源驅(qū)動(dòng)，類似于包括閃存存儲(chǔ)器、壓縮音頻解碼器、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器、音頻輸出驅(qū)動(dòng)器和音頻輸出換能器的數(shù)字音頻播放器裝置)驅(qū)動(dòng)。
[0077]移動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)自由度也可以被約束從而改善從特定音頻源捕捉的音頻的一致性和質(zhì)量，以及簡(jiǎn)化移動(dòng)裝置位置的計(jì)算。在室內(nèi)購(gòu)物應(yīng)用場(chǎng)合中，用于用戶的移動(dòng)裝置的支架可以設(shè)置在購(gòu)物手推車上。該支架把智能電話手持機(jī)保持在手推車上的固定位置，同時(shí)使用戶能夠以免提操作模式查看智能電話手持機(jī)的顯示器。除了實(shí)現(xiàn)免提、基于位置的服務(wù)的自發(fā)操作模式之外，支架還能減小裝置的位置和取向的求解空間。下面進(jìn)一步討論基于支架的系統(tǒng)的額外特征。
[0078]2.源的周圍環(huán)境檢測(cè)
[0079]我們需要確保用于在音頻信號(hào)內(nèi)傳遞信息的嵌入信號(hào)(例如在音頻源信號(hào)內(nèi)傳遞數(shù)據(jù)的數(shù)字水印或合成聲音)可以從特別是諸如大型購(gòu)物中心之類的嘈雜環(huán)境中的周圍捕捉音頻可靠地得到恢復(fù)。一種提高數(shù)字水印的魯棒性的方式是感測(cè)周圍環(huán)境的“噪聲”水平、并實(shí)時(shí)地調(diào)節(jié)嵌入發(fā)送信號(hào)中的水印強(qiáng)度使得檢測(cè)能夠可靠進(jìn)行。
[0080]3.聲源接近度/位置估計(jì)
[0081]在識(shí)別信號(hào)源之后，估計(jì)接近度信息。如果在移動(dòng)裝置上有麥克風(fēng)陣列可用，則從麥克風(fēng)陣列確定源的相對(duì)方向。下面進(jìn)一步描述的一種方法是使用信號(hào)強(qiáng)度度量，諸如衡量魯棒數(shù)字水印和脆弱數(shù)字水印的組合的水印信號(hào)退化的度量。然后將該度量提供給查找表以便將其轉(zhuǎn)換成從源到麥克風(fēng)的距離估計(jì)值。例如在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方案中，以不同的魯棒水平嵌入多個(gè)水印，這些水印的檢測(cè)取決于距離源的距離。隨著距離源的距離的減小，以接連更低的信號(hào)強(qiáng)度或魯棒水平恢復(fù)水印的能力會(huì)提高。將要檢測(cè)到的最弱水印可以提供距離源的距離的指標(biāo)，因?yàn)槭咕o接著的最弱水印無(wú)法再被檢測(cè)到的點(diǎn)對(duì)應(yīng)于距離源的距離。
[0082]作為另一實(shí)例，嵌入信號(hào)的檢測(cè)度量可以用于衡量來(lái)自特定源的信號(hào)的強(qiáng)度。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方案中，通過(guò)調(diào)制處于選定的較高頻率(例如，較高的頻率仍處于移動(dòng)裝置上的麥克風(fēng)的可聽范圍內(nèi))的頻率音調(diào)來(lái)編碼嵌入的數(shù)字水印。隨著距離源的距離的增加，這些音調(diào)的強(qiáng)度會(huì)被衰減。因此，諸如嵌入信號(hào)的高頻音調(diào)與低頻音調(diào)的比率之類的檢測(cè)度量可以提供與距離源的距離相對(duì)應(yīng)的檢測(cè)度量。
[0083]在一些應(yīng)用場(chǎng)合中，距離多個(gè)源的接近度可能需要同時(shí)估計(jì)，從而允許進(jìn)行基于三角測(cè)量的位置估計(jì)。
[0084]下面，我們提供一些備選系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案的細(xì)節(jié)，其包括:
[0085]1.用于把數(shù)字水印引入到音頻流中的不同方法；
[0086]2.感測(cè)周圍音頻水平、并且基于用于實(shí)時(shí)掩蔽計(jì)算的周圍音頻水平的心理聲學(xué)建模來(lái)調(diào)節(jié)水印強(qiáng)度；以及
[0087]3.利用接近度估計(jì)實(shí)現(xiàn)的水印嵌入方案。
[0088]唯一地識(shí)別信號(hào)源的能力允許在背景噪聲和可能干擾源信號(hào)的其它源存在的情況下對(duì)接收裝置進(jìn)行定位。最初，定位方法試圖確定正要定位的移動(dòng)裝置是否接近任何相關(guān)的源。[0089]我們已經(jīng)設(shè)計(jì)了用于確定最接近的源的各種方法。這些方法包括:用于任意主內(nèi)容的水印法，使用一組限定的音頻源信號(hào)的內(nèi)容指紋法，以及把音頻構(gòu)造成傳遞特定信息的合成音頻法。
[0090]圖2是示出用于產(chǎn)生音頻源網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的唯一音頻信號(hào)的可配置系統(tǒng)的框圖。該系統(tǒng)的任務(wù)是產(chǎn)生來(lái)自音頻源(例如揚(yáng)聲器110、112、114)的唯一信號(hào)，所述音頻源通過(guò)分析在接收裝置處捕捉的周圍音頻而得到識(shí)別。接著圖1的主題，這些揚(yáng)聲器是定位網(wǎng)絡(luò)中的源節(jié)點(diǎn)的代表。每個(gè)揚(yáng)聲器具有相關(guān)位置，該相關(guān)位置在實(shí)現(xiàn)有定位系統(tǒng)的場(chǎng)所處在初始化階段中向系統(tǒng)登記。在一些實(shí)現(xiàn)方案中，使源信號(hào)適應(yīng)于特定房間或場(chǎng)所的聲學(xué)特性，以便使回波的干擾和其它失真最小化。此外，如前所述，移動(dòng)裝置在特定場(chǎng)所內(nèi)的離散位置的求解空間可以與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)符相結(jié)合地被映射和存儲(chǔ)。然后該信息基于從移動(dòng)裝置中捕捉的接收信號(hào)中識(shí)別節(jié)點(diǎn)而得到的識(shí)別結(jié)果而被饋送給位置計(jì)算系統(tǒng)。
[0091]基于通過(guò)取得場(chǎng)所內(nèi)的各離散位置處的信號(hào)測(cè)量值、并且存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的特定源信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)度量值與距離源的相應(yīng)距離之間的關(guān)系而獲得的結(jié)果，來(lái)調(diào)諧接收信號(hào)強(qiáng)度系統(tǒng)(RSS)的信號(hào)強(qiáng)度度量，其中所述的源是通過(guò)在該網(wǎng)絡(luò)位置處接收的源信號(hào)的源標(biāo)識(shí)符來(lái)識(shí)別的。
[0092]圖2的系統(tǒng)優(yōu)選地被設(shè)計(jì)成能夠容易地集成在用于通過(guò)場(chǎng)所中的揚(yáng)聲器網(wǎng)絡(luò)播放背景音樂(lè)或其它節(jié)目或背景聲音的典型音頻設(shè)備中。該音頻設(shè)備包括前置放大器、音頻回放裝置(例如CD播放器或來(lái)自存儲(chǔ)裝置的數(shù)字音頻流的播放器)、接收器放大器、以及最終的輸出揚(yáng)聲器。如概述中所述，這些裝置優(yōu)選地可以經(jīng)由控制各區(qū)域中的音頻回放的控制模塊來(lái)控制，并且各自可以通過(guò)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接方式連接到控制器的遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上執(zhí)行的軟件而被配置和控制。
[0093]在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方案中，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)位置具有來(lái)自音頻輸出裝置的唯一的音頻源，所述音頻輸出裝置通過(guò)用于該位置的聲卡來(lái)驅(qū)動(dòng)用于該位置的揚(yáng)聲器。聲卡具有用于音頻源的音頻輸入，音頻輸出裝置(諸如白噪聲發(fā)生器或音頻播放器(例如CD播放器或閃存數(shù)字音頻播放器))。唯一的音頻源信號(hào)可以從音頻播放器的存儲(chǔ)器中被播放，從網(wǎng)絡(luò)連接(例如以太網(wǎng)或W1-Fi)以數(shù)據(jù)流的形式傳送到音頻播放器的存儲(chǔ)器中。聲音掩蔽系統(tǒng)(包括白噪聲發(fā)生器系統(tǒng))和公共廣播系統(tǒng)可以以分散的配置方式設(shè)計(jì)，其中一個(gè)或幾個(gè)揚(yáng)聲器中的每個(gè)揚(yáng)聲器由不同的音頻源驅(qū)動(dòng)。提供該信號(hào)源的音頻輸出裝置可以與對(duì)應(yīng)于一個(gè)區(qū)域的揚(yáng)聲器或輸出換能器處于同一地點(diǎn)。音頻信號(hào)可以通過(guò)有線或無(wú)線連接以數(shù)據(jù)流形式傳送給輸出驅(qū)動(dòng)器(例如具有用于模擬/數(shù)字、有線和無(wú)線I/O的輸入/輸出接口的放大器裝置)，并且還可以從這樣的裝置以數(shù)據(jù)流形式傳送到有線或無(wú)線揚(yáng)聲器。來(lái)自類似Archoustics(Archoustics Mountain, Louisville, CO)之類的供應(yīng)商的聲音掩蔽系統(tǒng)提供具有分散的區(qū)域的聲音掩蔽單元，其中每個(gè)區(qū)域具有獨(dú)立的音頻源。諸如LogisSon technology之類的聲音掩蔽系統(tǒng)由加拿大安大略省的K.R.Moeller Associates有限公司制造。當(dāng)然,備選的配置可以使用定制和現(xiàn)成的音頻源、前置放大器、驅(qū)動(dòng)器和輸出換能器組件的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)，并使有線和無(wú)線接口適應(yīng)于特定的應(yīng)用場(chǎng)合。
[0094]產(chǎn)生唯一的音頻源信號(hào)的音頻處理可以在音頻信號(hào)產(chǎn)生和傳送路徑中的各個(gè)點(diǎn)處插入。圖2示出幾個(gè)不同的選擇。首先，音頻信號(hào)發(fā)源于數(shù)據(jù)庫(kù)120。在通過(guò)選擇具有相應(yīng)的唯一指紋的唯一信號(hào)來(lái)產(chǎn)生唯一信號(hào)、或者把唯一信號(hào)生成為傳遞標(biāo)識(shí)符的合成音頻信號(hào)的模式中，系統(tǒng)具有這樣的控制器，其選擇用于特定源的唯一音頻信號(hào)并把該信號(hào)沿著一路徑發(fā)送給揚(yáng)聲器進(jìn)行輸出。在這種情況下，標(biāo)識(shí)符數(shù)據(jù)庫(kù)124的作用是存儲(chǔ)唯一信號(hào)的指紋或合成信號(hào)的有效載荷與相應(yīng)的源(例如揚(yáng)聲器)位置之間的關(guān)聯(lián)。為了簡(jiǎn)化系統(tǒng)的配置，數(shù)據(jù)庫(kù)可以存儲(chǔ)指向位置參數(shù)的指針，所述位置參數(shù)是在設(shè)定揚(yáng)聲器位置時(shí)設(shè)定的。這些參數(shù)還可以包括使位置計(jì)算適應(yīng)于特定網(wǎng)絡(luò)位置或源信號(hào)的其它參數(shù)(諸如一組離散的定位位置，信號(hào)強(qiáng)度特性，幫助進(jìn)行預(yù)濾波或檢測(cè)的唯一的源信號(hào)特性，等等)。
[0095]在嵌入數(shù)字水印信號(hào)流以便識(shí)別位置的情況下，控制器122包括接收音頻流、分析該音頻流、并且根據(jù)嵌入?yún)f(xié)議對(duì)數(shù)字水印信號(hào)進(jìn)行編碼的數(shù)字水印嵌入器。該協(xié)議規(guī)定特征空間內(nèi)的編碼有一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)層的嵌入位置。該協(xié)議還規(guī)定格式參數(shù)，如數(shù)據(jù)有效載荷結(jié)構(gòu)、冗余性、同步方案等。在這種類型的實(shí)現(xiàn)方案中，標(biāo)識(shí)符數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)編碼的源標(biāo)識(shí)符和源的位置之間的關(guān)聯(lián)。
[0096]在水印法中，每個(gè)揚(yáng)聲器播放加有唯一水印的聲音?？刂破?22把多個(gè)加有唯一水印的音頻信號(hào)切換到相應(yīng)揚(yáng)聲器(例如110、112、114)的傳送路徑上。
[0097]可替換地，如果對(duì)于每個(gè)揚(yáng)聲器實(shí)現(xiàn)唯一的嵌入是不切實(shí)際的，則鄰近區(qū)域內(nèi)的一組揚(yáng)聲器播放加有相同水印的信號(hào)，但是這一組揚(yáng)聲器具有使接收器能夠區(qū)分信號(hào)源的附加簽名。例如，使用圖2的實(shí)例，控制器將相同的音頻信號(hào)發(fā)送到建筑物的特定區(qū)域中的揚(yáng)聲器子集的傳送路徑中。然后，每個(gè)特定的源的傳送路徑內(nèi)的信號(hào)處理器(例如126、128、130)將唯一的簽名引入到音頻信號(hào)中。除了源標(biāo)識(shí)符之外，該簽名也被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)124中從而對(duì)在傳送路徑末端接收利用簽名變更的音頻信號(hào)的揚(yáng)聲器的特定位置作索引。
[0098]由于信號(hào)處理器(例如126、128、130)需要用于音頻源網(wǎng)絡(luò)中的幾個(gè)位置，所以信號(hào)處理器優(yōu)選地是可以串聯(lián)地添加到去往每個(gè)揚(yáng)聲器的模擬傳送路徑中的廉價(jià)電路。例如，串聯(lián)地連接抽頭延遲線電路以便引入唯一的一組回波，這組回波可在接收器處被檢測(cè)到從而區(qū)分信號(hào)源網(wǎng)絡(luò)子集內(nèi)的共同擁有相同標(biāo)識(shí)符的音頻信號(hào)。構(gòu)造抽頭延遲線電路的一種方法是使用斗鏈?zhǔn)?bucket brigade)裝置。這是由NMOS或PMOS集成電路構(gòu)成的一種模擬移位寄存器。
[0099]對(duì)該區(qū)域中的多個(gè)揚(yáng)聲器分配一個(gè)鄰近位置。如果在接收器處除了源的標(biāo)識(shí)以外無(wú)法推導(dǎo)出另外的位置數(shù)據(jù)，則該鄰近位置可以至少提供精確到如下區(qū)域內(nèi)的位置:該區(qū)域被限定為接近揚(yáng)聲器子集的位置。如果可從主導(dǎo)的源檢測(cè)出簽名，則來(lái)自主導(dǎo)的源的該檢測(cè)結(jié)果可以提供精確到主導(dǎo)的源附近區(qū)域內(nèi)的位置。最后，當(dāng)在捕捉的音頻中檢測(cè)到兩個(gè)以上簽名時(shí)，那么如前所述基于TD0A、到達(dá)方向、三角測(cè)量等來(lái)實(shí)現(xiàn)額外的位置計(jì)算。
[0100]多層水印嵌入方案使得識(shí)別網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各個(gè)源的分層式方案能夠得以實(shí)現(xiàn)。在這種方案中，第一編碼數(shù)據(jù)信號(hào)標(biāo)識(shí)信號(hào)源網(wǎng)絡(luò)的第一較大區(qū)域(例如包含共同擁有相同的頂級(jí)標(biāo)識(shí)符的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)所構(gòu)成的子集的圓)。從接收的信號(hào)中提取的額外信息可以提供額外的度量，這些額外的度量把位置縮小到較小的一組源，特定的源，特定的距離源的距離，并且最終縮小到一定的誤差容許范圍內(nèi)的特定位置。最簡(jiǎn)單的這種類型的方案是存在來(lái)自每個(gè)源的兩個(gè)水印層的雙層方法:由網(wǎng)絡(luò)中的一組揚(yáng)聲器(例如限定出該區(qū)域中的移動(dòng)裝置的本地鄰近區(qū)域的特定區(qū)域中的一組揚(yáng)聲器)輸出的信號(hào)中嵌入的公共水印；以及低級(jí)別水印，其易于被引入、并且具有剛好足以區(qū)分這組揚(yáng)聲器的較小的有效載荷。用于這種類型的水印嵌入的技術(shù)包括:直接序列擴(kuò)頻(DSSS)水印，基于回波的水印，基于幅度或頻率調(diào)制的水印，以及相互不排斥的這些方法的組合。如下面進(jìn)一步描述的那樣，在一個(gè)實(shí)施例中使用DSSS來(lái)配制編碼數(shù)據(jù)信號(hào)，然后使用該編碼數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制信號(hào)的特征，諸如根據(jù)感知掩蔽模型調(diào)制時(shí)間和/或頻率域樣本。也使用基于回波的技術(shù)調(diào)制自相關(guān)(例如在特定延遲處檢測(cè)的回波調(diào)制)。也使用一組掩蔽的頻率音調(diào)將數(shù)據(jù)信號(hào)編碼到主音頻上。
[0101]在一個(gè)特定實(shí)現(xiàn)方案中，我們?cè)O(shè)計(jì)雙層水印方案如下。對(duì)于第一層水印，水印編碼器生成DSSS數(shù)據(jù)信號(hào)。編碼器然后把編碼數(shù)據(jù)碼片映射到音頻的相應(yīng)連續(xù)時(shí)間塊上從而在時(shí)間上擴(kuò)展信號(hào)。對(duì)于與特定碼片相對(duì)應(yīng)的時(shí)間部分，使用音頻掩蔽模型使數(shù)據(jù)信號(hào)適應(yīng)于該部分的音頻信號(hào)。這種感知適應(yīng)會(huì)對(duì)時(shí)間塊中的音頻信號(hào)產(chǎn)生特定調(diào)節(jié)從而對(duì)相應(yīng)的碼片進(jìn)行編碼。這可以包括:進(jìn)行頻域分析從而基于頻域掩蔽模型使數(shù)據(jù)信號(hào)適應(yīng)于音頻。碼片信號(hào)可以在一個(gè)頻帶中傳遞、或者在一些頻帶上擴(kuò)展(例如，信號(hào)的擴(kuò)展可以既在時(shí)間上又在頻率上進(jìn)行)。該第一層傳遞網(wǎng)絡(luò)的一部分的標(biāo)識(shí)符，其中網(wǎng)絡(luò)的所述一部分包含一組鄰近網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
[0102]對(duì)于第二層，信號(hào)處理器把獨(dú)特的回波模式引入到音頻信號(hào)中，以便識(shí)別通過(guò)第一層識(shí)別的鄰近網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)內(nèi)的特定的源。
[0103]第一層的可靠性通過(guò)在時(shí)間上擴(kuò)展信號(hào)、并且在包含整個(gè)碼片序列的若干片段的一段時(shí)間上對(duì)檢測(cè)結(jié)果求平均而得到增強(qiáng)。該段時(shí)間可以是約I至5秒。
[0104]第二層的可靠性通過(guò)使用回波的獨(dú)特組合來(lái)表示信號(hào)源子集內(nèi)的特定源而得到增強(qiáng)。從50毫秒的最大延遲內(nèi)的回波的組合構(gòu)建符號(hào)表。該最大延遲使人類對(duì)回波的感知最小化，特別是在將要使用定位系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)合中存在周圍噪聲的情況下?；夭ǖ拿總€(gè)組合形成與一個(gè)符號(hào)相對(duì)應(yīng)的回波模式。第二層中的源標(biāo)識(shí)符由選自符號(hào)表的一個(gè)或多個(gè)符號(hào)構(gòu)成的集合形成。
[0105]通過(guò)使用強(qiáng)回波的組合來(lái)進(jìn)一步增強(qiáng)魯棒性，所述強(qiáng)回波相互間隔開(例如，相隔5毫秒)、并且被選擇成使得與房間回波和其它“非數(shù)據(jù)”回波或噪聲源的沖突最小化。例如，用于把各個(gè)源與房間的影響區(qū)分開的回波模式具有可與房間回波區(qū)分開的時(shí)間(延遲時(shí)間的組合)和頻率配置。頻率配置可以通過(guò)選擇預(yù)定頻帶(例如，從被選擇成無(wú)法被人類聽到、但是仍處于典型手機(jī)麥克風(fēng)的可聽的捕捉范圍內(nèi)的信號(hào)編碼范圍內(nèi)的高、中、低頻帶的范圍中選出的預(yù)定頻帶)內(nèi)的預(yù)定回波來(lái)選擇。
[0106]通過(guò)信號(hào)檢測(cè)器設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)一步增強(qiáng)魯棒性和可靠性。檢測(cè)器設(shè)計(jì)包括:對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)濾波從而去除信號(hào)中不希望有的部分以及噪聲。檢測(cè)器設(shè)計(jì)還包括:在時(shí)間上積累能量從而改善信號(hào)噪聲比。例如，檢測(cè)器使用一系列相關(guān)器，其測(cè)量符號(hào)表中的各個(gè)預(yù)定離散延遲的鄰近區(qū)域中的自相關(guān)。評(píng)估在各個(gè)預(yù)定的延遲處隨時(shí)間積累的能量以便識(shí)別是否存在與一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)或多個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)相對(duì)應(yīng)的回波模式。
[0107]優(yōu)選地，引入第二層的信號(hào)處理器是串聯(lián)連接在從聲音系統(tǒng)放大器到揚(yáng)聲器的音頻信號(hào)電氣路徑中的廉價(jià)電路。這種電路的一個(gè)實(shí)現(xiàn)方案是本文件中描述的斗鏈?zhǔn)诫娐?。這些電路可以制造成通過(guò)選擇性地開啟或調(diào)節(jié)引入到穿過(guò)該裝置的音頻信號(hào)中的延遲信號(hào)的增益而被配置。
[0108]在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方案中，檢測(cè)器使用倒譜(Cepstral)分析以便通過(guò)借助智能手機(jī)(即蘋果iPhone)的麥克風(fēng)進(jìn)行的音頻周圍捕捉來(lái)檢測(cè)嵌入的回波輪廓。該檢測(cè)器是在智能手機(jī)上或者在與智能手機(jī)通信的服務(wù)器上執(zhí)行的基于軟件的檢測(cè)器。使用50ms或更大的回波持續(xù)時(shí)間，檢測(cè)器從遠(yuǎn)離揚(yáng)聲器高達(dá)9英尺的距離處進(jìn)行的周圍捕捉中檢測(cè)到回波輪廓。嵌入有回波輪廓的主音頻信號(hào)的特性對(duì)檢測(cè)結(jié)果不具有強(qiáng)烈的影響。如此，這種方法可適應(yīng)于在室內(nèi)公共音頻系統(tǒng)中通常存在的各種音頻源信號(hào)，如音樂(lè)、語(yǔ)音、聲音掩蔽噪聲(例如來(lái)自用于在公共空間中進(jìn)行聲音掩蔽的白噪聲發(fā)生器)、舒緩的背景噪音如海浪、等等。在該實(shí)例中，數(shù)字音頻延遲電路提供回波輪廓。
[0109]通過(guò)使用檢測(cè)嵌入的輪廓信號(hào)的倒譜分析，可以利用倒譜變換的特征，從所述倒譜變換可以派生出各種優(yōu)化的檢測(cè)器實(shí)現(xiàn)方案。當(dāng)?shù)棺V分析的特定細(xì)節(jié)變化時(shí)，這些特定細(xì)節(jié)是基于倒譜變換的，該倒譜變換包括取感興趣的信號(hào)(在這種情況下是來(lái)自麥克風(fēng)的數(shù)字化音頻)的頻率變換的對(duì)數(shù)。倒譜變換可以被表示為信號(hào)的頻率變換的對(duì)數(shù)的逆頻率變換。例如，使用FFT作為頻率變換，離散信號(hào)X (η)的倒譜變換可以被表示為x~ (n)=iFFT(log(FFT(X(n)))。使用倒譜變換，兩個(gè)信號(hào)的卷積變成等于兩個(gè)信號(hào)的倒譜的總和。
[0110]倒譜變換的另一特征是其使檢測(cè)器能夠檢測(cè)主信號(hào)內(nèi)容中的回波輪廓。例如，對(duì)音頻信號(hào)的倒譜在時(shí)間上求平均可以分離音頻中的回波分量，因?yàn)榛夭ǚ至繒?huì)建設(shè)性地增力口，而其它分量不這樣。如果主信號(hào)在倒譜域中具有零平均值，這是周圍音頻中使用的主信號(hào)(例如語(yǔ)音、音樂(lè)、用于聲音或背景聲音掩蔽的設(shè)計(jì)信號(hào))的典型情況，則平均主信號(hào)分量變?yōu)榱?，從而留下回波輪廓。存在著過(guò)濾倒譜以便檢測(cè)回波輪廓的不同方法，一般被稱為“同態(tài)濾波(liftering)”，其是倒譜域?yàn)V波的等效物。這些方法試圖建設(shè)性地組合回波分量，諸如通過(guò)倒譜幅值、平方幅值、倒譜系數(shù)平方等的平均或加權(quán)平均?；夭ㄝ喞獧z測(cè)器因此可以通過(guò)把含有保持恒定的回波輪廓的數(shù)字周圍音頻的連續(xù)時(shí)間幀的倒譜求平均來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
[0111]實(shí)現(xiàn)第二層的備選方式是弓I入一組頻率音調(diào)。這些音調(diào)可以根據(jù)音頻掩蔽模型在幅度上進(jìn)行調(diào)節(jié)。用于插入這些音調(diào)的一種形式的信號(hào)處理器是在選定的頻率處添加振蕩器電路(例如四個(gè)選定音調(diào)中的三個(gè)來(lái)自于10個(gè)預(yù)定音調(diào)所構(gòu)成的集合)。通過(guò)選擇振蕩器輸出的組合來(lái)構(gòu)建復(fù)合信號(hào)，所述振蕩器輸出優(yōu)選地在人類聽覺(jué)范圍中足夠高從而能夠更少地被聽到、但是仍足夠低從而對(duì)通過(guò)麥克風(fēng)引入的周圍噪聲和其它噪聲源具有魯棒性。選定的音調(diào)還必須能夠通過(guò)麥克風(fēng)可靠地檢測(cè)到，并且因此必須在麥克風(fēng)捕捉處理中不會(huì)發(fā)生顯著失真。
[0112]用于這種形式的頻率調(diào)制的互補(bǔ)型檢測(cè)器使用預(yù)定頻率音調(diào)周圍的濾波器組。在時(shí)間上積累這些頻率上的能量，然后對(duì)其進(jìn)行分析以便識(shí)別與預(yù)定標(biāo)識(shí)符或數(shù)據(jù)符號(hào)相對(duì)應(yīng)的音調(diào)組合。
[0113]區(qū)分一個(gè)源或一組源的另一種方式是引入時(shí)間擾動(dòng)或抖動(dòng)。在這種方法中，把時(shí)間尺度變化應(yīng)用于與一個(gè)源或一組源相關(guān)聯(lián)的模式中的音頻信號(hào)的對(duì)應(yīng)部分，以便把該源或該組源與其它源區(qū)分開?？梢酝ㄟ^(guò)例如與碼片序列同步來(lái)檢測(cè)時(shí)間尺度變化的這種模式。例如，在不同時(shí)間尺度下搜索碼片序列的相關(guān)性峰值會(huì)指示出相對(duì)于編碼有碼片序列的已知時(shí)間尺度的時(shí)間尺度變化。
[0114]在內(nèi)容指紋法中，接收器使用內(nèi)容指紋來(lái)識(shí)別信號(hào)源。對(duì)于特定實(shí)現(xiàn)方案，存在著完好限定的一組可能的剪輯將被用于定位方案，并且每個(gè)可能的剪輯被登記在內(nèi)容指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中。處理在接收器中捕捉的聲音片段以便推導(dǎo)出指紋(例如特征的魯棒散列或向量)，然后對(duì)照數(shù)據(jù)庫(kù)中的登記指紋來(lái)匹配推導(dǎo)出的指紋。數(shù)據(jù)庫(kù)中的匹配指紋可以指示出該信號(hào)源。
[0115]在使用合成音頻的實(shí)現(xiàn)方案中，每個(gè)揚(yáng)聲器播放專門設(shè)計(jì)的音頻剪輯，該音頻剪輯聽起來(lái)悅耳、但是攜帶著隱藏的有效載荷一一也許是通過(guò)輕微地調(diào)節(jié)MIDI序列上的頻率、或者把水印信號(hào)形成為聽起來(lái)像海浪或噴泉的聲音。如上所述，可以產(chǎn)生聽起來(lái)像聲音掩蔽系統(tǒng)中使用的白噪聲發(fā)生器的輸出的水印信號(hào)，或者將水印信號(hào)設(shè)計(jì)成最佳地嵌入來(lái)自聲音掩蔽系統(tǒng)的白噪聲發(fā)生器的主白噪聲源信號(hào)中。
[0116]使用上述識(shí)別方案中的任何一個(gè)，最近的源可以基于其唯一標(biāo)識(shí)符而得到識(shí)別。最近的源也可以使用信號(hào)強(qiáng)度分析而得到確定。使用水印的一種特定分析是以接連的多個(gè)不同的強(qiáng)度來(lái)編碼水印，然后把最近的源確定為檢測(cè)到這些水印中的最弱水印的那個(gè)源。
[0117]當(dāng)在移動(dòng)裝置處捕捉的音頻中可以檢測(cè)到兩個(gè)或更多源時(shí)，可以使用移動(dòng)裝置相對(duì)于各個(gè)源的方向或距離的估計(jì)值來(lái)執(zhí)行某些基于三角測(cè)量的定位。
[0118]周圍捕捉
[0119]前面，我們概述了通過(guò)生成可在接收器中識(shí)別的源信號(hào)來(lái)唯一地識(shí)別信號(hào)源的技術(shù)。這種應(yīng)用需要設(shè)計(jì)如下的信號(hào)發(fā)送技術(shù):其不會(huì)降低背景聲音的質(zhì)量、但是仍能從通過(guò)移動(dòng)裝置的麥克風(fēng)捕捉的周圍聲音中可靠地檢測(cè)到。
[0120]圖3是用于分析周圍音頻信號(hào)以檢測(cè)和識(shí)別音頻源信號(hào)的處理的流程圖。該處理優(yōu)選地在移動(dòng)裝置內(nèi)實(shí)現(xiàn)。然而，該處理的一些方面可以通過(guò)把用于處理任務(wù)的數(shù)據(jù)打包、并發(fā)送到另一計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)陣列進(jìn)行處理并返回結(jié)果(例如，返回給云計(jì)算服務(wù))而被分配給另一裝置。在塊130中，獲得對(duì)麥克風(fēng)中捕捉的音頻流的控制。該音頻流被數(shù)字化并緩沖。
[0121]在塊132中，過(guò)濾緩沖的音頻樣本以便隔離出調(diào)制特征位置(在數(shù)字水印或合成數(shù)據(jù)信號(hào)的情況下)或者隔離出內(nèi)容指紋的特征。
[0122]接著，在塊134中，數(shù)字水印解碼器分析經(jīng)過(guò)濾的內(nèi)容以便解碼一個(gè)或多個(gè)水印信號(hào)。如前面解釋的那樣，通過(guò)對(duì)特征進(jìn)行修改來(lái)將編碼數(shù)據(jù)調(diào)制到特征上。從特征中解調(diào)出該調(diào)制以便產(chǎn)生編碼數(shù)據(jù)信號(hào)的估計(jì)值。在檢測(cè)窗口上積累這些估計(jì)值以便改善信號(hào)檢測(cè)。數(shù)據(jù)編碼的逆處理提供包括標(biāo)識(shí)符的有效載荷。例如，上述的一個(gè)實(shí)施例使用擴(kuò)頻載波和卷積碼來(lái)編碼第一水印層。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方案中，第一層傳遞32位有效載荷和從32位有效載荷計(jì)算出的24位CRC。組合出來(lái)的56比特利用三分之一速率的卷積編碼器進(jìn)行編碼從而生成168個(gè)編碼比特。在DSSS協(xié)議中這些比特中的每個(gè)比特調(diào)制100個(gè)碼片載波信號(hào)。該100碼片序列在時(shí)間上被順次地映射，其中每個(gè)碼片在16KHz的采樣速率下映射到2-3個(gè)音頻樣本。
[0123]檢測(cè)器對(duì)載波信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，這會(huì)提供加權(quán)比特估計(jì)。軟糾錯(cuò)解碼器使用維特比(Viterbi)解碼器進(jìn)行數(shù)據(jù)符號(hào)的有效載荷的卷積解碼。該解調(diào)被實(shí)現(xiàn)為提取碼片估計(jì)值的滑動(dòng)相關(guān)器。通過(guò)相關(guān)性度量對(duì)這些碼片估計(jì)值加權(quán)、并將其輸入到維特比解碼器中，維特比解碼器繼而產(chǎn)生56比特的解碼輸出。如果CRC成功，則第一層標(biāo)識(shí)符被視為檢測(cè)到。如果CRC不成功，則滑動(dòng)相關(guān)器移位并重復(fù)該處理。該第一魯棒水印層提供源標(biāo)識(shí)符，從而至少識(shí)別出接收裝置所位于的網(wǎng)絡(luò)鄰近區(qū)域。
[0124]第二層檢測(cè)器然后操作從其中成功檢測(cè)出第一層的那部分音頻，并解碼出第二層標(biāo)識(shí)符(如果存在的話)。該檢測(cè)器例如使用前面描述的方法來(lái)應(yīng)用回波或頻率音調(diào)檢測(cè)器。例如，自相關(guān)檢測(cè)器取得音頻的低通濾波版本，然后執(zhí)行移位、相乘和相加以便計(jì)算預(yù)定延遲的自相關(guān)性?；诘棺V的檢測(cè)器計(jì)算輸入音頻的各幀的倒譜，并將結(jié)果組合起來(lái)從而提取回波輪廓。特別地，一個(gè)實(shí)現(xiàn)方案通過(guò)計(jì)算來(lái)自每個(gè)幀的倒譜的平均值來(lái)進(jìn)行組合從而提取回波輪廓，然后將提取的回波輪廓與對(duì)應(yīng)于各數(shù)據(jù)符號(hào)的一組回波輪廓進(jìn)行匹配從而識(shí)別嵌入的數(shù)據(jù)符號(hào)。對(duì)于增加的魯棒性，這些數(shù)據(jù)符號(hào)繼而使用符號(hào)解碼技術(shù)(如糾錯(cuò)、差錯(cuò)檢驗(yàn)等)被進(jìn)一步解碼從而提供數(shù)據(jù)消息，其包括標(biāo)識(shí)信息(如源ID)、位置坐標(biāo)、指向信號(hào)源元數(shù)據(jù)的指針、等等。
[0125]對(duì)于內(nèi)容指紋，將特征散列成特征向量，將特征向量與數(shù)據(jù)庫(kù)中的預(yù)先登記的特征向量進(jìn)行匹配。對(duì)于這種類型的應(yīng)用，唯一內(nèi)容指紋構(gòu)成的庫(kù)相對(duì)較小并且可在本地存儲(chǔ)。然而，如果有必要，則指紋匹配可以遠(yuǎn)程地進(jìn)行，使服務(wù)器上執(zhí)行的遠(yuǎn)程服務(wù)返回匹配源信號(hào)的源標(biāo)識(shí)符。
[0126]使用從處理塊134獲得的源標(biāo)識(shí)符來(lái)查找源的相關(guān)位置參數(shù)。如果檢測(cè)到兩個(gè)或更多源標(biāo)識(shí)符，則對(duì)檢測(cè)度量進(jìn)行進(jìn)一步的分析從而估計(jì)哪個(gè)源是主導(dǎo)的源。把具有更強(qiáng)檢測(cè)度量的源標(biāo)識(shí)符識(shí)別為最接近的源。
[0127]圖4是通過(guò)分析信號(hào)強(qiáng)度度量來(lái)確定距音頻源信號(hào)的距離的處理的流程圖。該處理被設(shè)計(jì)成跟隨在源信號(hào)的初始檢測(cè)(諸如圖3的處理)之后。在塊140中，魯棒信號(hào)層的檢測(cè)可以提供裝置中的緩沖音頻內(nèi)的參考幀，以便對(duì)微弱水印數(shù)據(jù)進(jìn)行粒度更細(xì)的評(píng)估。例如，從其中成功檢測(cè)出第一層有效載荷的碼片序列的塊邊界可以提供用于進(jìn)一步操作的同步。在塊142中，計(jì)算信號(hào)度量。一個(gè)度量是相關(guān)性度量，在這種情況下在糾錯(cuò)后重新生成檢測(cè)到的水印的編碼數(shù)據(jù)信號(hào)、然后將其與軟決策解碼器的輸入進(jìn)行比較。該比較可以提供預(yù)期信號(hào)和糾錯(cuò)前的提取信號(hào)之間的相關(guān)性強(qiáng)度的度量。該方法允許有效載荷提供源標(biāo)識(shí)符，并且允許強(qiáng)度度量提供距離源的距離的估計(jì)值。通過(guò)測(cè)量特定頻率處的編碼源信號(hào)能量、并且提供這些頻率處的一系列信號(hào)強(qiáng)度度量，可以進(jìn)一步細(xì)化相關(guān)性強(qiáng)度度量。例如，獨(dú)立地測(cè)量第一層或分離的第二層的頻率分量?；谶@些測(cè)量值的一個(gè)信號(hào)強(qiáng)度度量是計(jì)算低頻特征位置的編碼數(shù)據(jù)信號(hào)強(qiáng)度與較高頻率特征位置的編碼數(shù)據(jù)信號(hào)強(qiáng)度的比率。該特定度量可以從設(shè)計(jì)成估計(jì)距離源的距離的專用水印信號(hào)層推導(dǎo)出來(lái)?？商鎿Q地，頻率音調(diào)的調(diào)制可以提供源標(biāo)識(shí)符，并且在各個(gè)獨(dú)立的水印的高頻分量和低頻分量之間計(jì)算出的強(qiáng)度比率可以提供強(qiáng)度度量。在兩種情況下，隨著距離源的距離的增加，強(qiáng)度度量會(huì)減小。
[0128]在塊144中，使用檢測(cè)度量來(lái)查找距離估計(jì)值。在塊146中，把源標(biāo)識(shí)符和相關(guān)的檢測(cè)度量提供給位置計(jì)算器。位置計(jì)算器根據(jù)源ID查找源的位置、然后輸入位置和距離參數(shù)并求解移動(dòng)裝置位置的位置估計(jì)值。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，把求解集合減少為網(wǎng)絡(luò)中的一組離散位置。通過(guò)找出與這些離散位置的位置相交的解來(lái)確定位置。
[0129]圖5是用于確定來(lái)自不同音頻源的音頻信號(hào)的到達(dá)時(shí)間差的處理的流程圖。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方案中，檢測(cè)器測(cè)量使用前面描述的DSSS數(shù)據(jù)信號(hào)方法編碼的不同源信號(hào)的到達(dá)時(shí)間差。對(duì)于該實(shí)現(xiàn)方案，我們基于定位網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的間距來(lái)選擇碼片序列長(zhǎng)度。特別地，我們選擇的碼片序列長(zhǎng)度至少等于我們預(yù)期到的源信號(hào)到達(dá)時(shí)間之間的最大延遲。如果最大揚(yáng)聲器距離是50英尺，則距離源I的距離與距離源2的距離的最大差值是約50英尺。在16kHz的采樣速率下，碼片序列應(yīng)該至少是800個(gè)樣本。
[0130]在塊150中，檢測(cè)器執(zhí)行對(duì)編碼數(shù)據(jù)信號(hào)的搜索。對(duì)于DSSS數(shù)據(jù)編碼協(xié)議，檢測(cè)器執(zhí)行滑動(dòng)處理、相關(guān)性處理和試探解碼處理以便檢測(cè)有效的水印有效載荷。在塊152中，檢測(cè)器然后試圖區(qū)分來(lái)自不同的源的源信號(hào)。通過(guò)源信號(hào)的唯一有效載荷和/或唯一信號(hào)特性來(lái)提供這種區(qū)分。
[0131]在塊154中，檢測(cè)器測(cè)量一對(duì)或多對(duì)不同信號(hào)源之間的時(shí)間差。然后在塊156中把在裝置處接收的一對(duì)不同的源信號(hào)的標(biāo)識(shí)符和時(shí)間差提供給位置計(jì)算器。
[0132]在塊158中，位置計(jì)算器使用上述數(shù)據(jù)來(lái)估計(jì)移動(dòng)裝置位置。位置計(jì)算器使用前面概述的TDOA方法。
[0133]我們已經(jīng)描述了用于把音頻定位信號(hào)集成到音頻聲音系統(tǒng)中以便通過(guò)分析經(jīng)由裝置的麥克風(fēng)捕捉的一個(gè)源信號(hào)或多個(gè)源信號(hào)來(lái)計(jì)算移動(dòng)裝置位置的備選方法。這些方法可以以各種配置方式和組合方式使用以便在移動(dòng)裝置處提供定位和導(dǎo)航。存在著各種增強(qiáng)可以使用，而不會(huì)干擾提供背景聲音和公共廣播節(jié)目的音頻回放設(shè)備的主要功能。
[0134]一種增強(qiáng)是基于感測(cè)到的周圍聲音水平而使水印強(qiáng)度得到適應(yīng)。隨著周圍聲音水平的提高，相應(yīng)地增強(qiáng)水印信號(hào)從而保持處于由周圍聲音提供的較高的掩蔽閾值內(nèi)。
[0135]另一種增強(qiáng)是把主信號(hào)集合提供給接收器，然后使用該接收器來(lái)進(jìn)行非盲水印檢測(cè)。在這種檢測(cè)中，利用對(duì)主信號(hào)的認(rèn)識(shí)來(lái)提高編碼數(shù)據(jù)的可恢復(fù)性。例如，在主信號(hào)與水印信號(hào)相干擾的情況下可以利用對(duì)主信號(hào)的認(rèn)識(shí)來(lái)去除主信號(hào)干擾。作為另一實(shí)例，可以利用對(duì)主信號(hào)的認(rèn)識(shí)來(lái)確定水印編碼的取決于內(nèi)容的參數(shù)，諸如基于主信號(hào)特性施加于水印信號(hào)的增益。
[0136]另一種增強(qiáng)是對(duì)定位網(wǎng)絡(luò)中的揚(yáng)聲器的特定鄰近區(qū)域的房間聲學(xué)特性建模，然后使用該模型來(lái)實(shí)現(xiàn)接收器在該鄰近區(qū)域中捕捉的音頻的房間聲學(xué)效應(yīng)的逆推。
[0137]揚(yáng)聲器的范圍是有限的，所以可能并不總是必須進(jìn)行三角測(cè)量來(lái)推斷移動(dòng)裝置的位置。可以根據(jù)僅僅一個(gè)揚(yáng)聲器來(lái)推斷接近度信息。
[0138]可以使用脆弱水印和魯棒水印的組合一在較遠(yuǎn)的距離處，脆弱水印將無(wú)法得到恢復(fù)，這會(huì)提供距離源的距離的指標(biāo)。源信號(hào)在第一層中編碼有主標(biāo)識(shí)符，然后在附加的第二層中編碼有相應(yīng)標(biāo)識(shí)符，在每個(gè)層中都以隨著距離源的距離的增加而變得無(wú)法檢測(cè)到的魯棒性水平(例如幅度或頻率帶)進(jìn)行編碼。
[0139]此外，處于同一鄰近區(qū)域中的多個(gè)手機(jī)可以相互通信(例如使用W1-Fi協(xié)議或藍(lán)牙協(xié)議)、并基于相對(duì)定位而交換信息。
[0140]上述技術(shù)的各個(gè)方面可應(yīng)用于在諸如移動(dòng)電話之類的移動(dòng)裝置上可檢測(cè)到的不同類型的源信號(hào)。例如，移動(dòng)電話配備有其它類型的傳感器，這些傳感器可以檢測(cè)對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)位置的源信號(hào)，諸如RFID或NFC信號(hào)。
[0141]圖6是示出用于在定位系統(tǒng)上構(gòu)建應(yīng)用服務(wù)的系統(tǒng)架構(gòu)的圖。硬件層由最終用戶的移動(dòng)裝置160和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)162組成。從用戶裝置的角度來(lái)看，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)包括服務(wù)器和其它對(duì)等裝置的網(wǎng)絡(luò)，所述其它對(duì)等裝置提供額外的計(jì)算資源、存儲(chǔ)器和捕捉額外的位置和背景環(huán)境數(shù)據(jù)的裝置，所述額外的位置和背景環(huán)境數(shù)據(jù)通過(guò)影響其它移動(dòng)裝置的傳感器而將情報(bào)饋送到系統(tǒng)中、并且還把計(jì)算資源和功率消耗的負(fù)擔(dān)從移動(dòng)裝置轉(zhuǎn)移到服務(wù)器(例如“云”計(jì)算服務(wù))。對(duì)等移動(dòng)裝置具有如麥克風(fēng)、攝像機(jī)、加速計(jì)等之類的傳感器。對(duì)等移動(dòng)裝置還具有移動(dòng)操作系統(tǒng)(OS)來(lái)提供裝置上的基本操作功能(如內(nèi)存管理、任務(wù)管理等)、以及應(yīng)用程序編程接口(API)，該應(yīng)用程序編程接口用于提供對(duì)傳感器和來(lái)自裝置上的這些傳感器的數(shù)據(jù)流的編程訪問(wèn)。
[0142]在該硬件層面上方，駐留著定位服務(wù)軟件層164。該層被分布在對(duì)等移動(dòng)裝置和服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)中。如上面更詳細(xì)所述，駐留在移動(dòng)裝置上的定位服務(wù)軟件通過(guò)移動(dòng)OS捕捉來(lái)自傳感器的數(shù)據(jù)、并且與服務(wù)器軟件協(xié)同操作從而計(jì)算移動(dòng)裝置位置。定位服務(wù)軟件層還提供會(huì)話信息給跟蹤層以便開始和結(jié)束用于移動(dòng)裝置的跟蹤會(huì)話。
[0143]跟蹤層166位于基本服務(wù)層的上方、并且管理移動(dòng)裝置的會(huì)話。跟蹤層登記一裝置的會(huì)話ID并跟蹤位置和來(lái)自該裝置的其它相關(guān)傳感器數(shù)據(jù)，并且使其與會(huì)話ID和裝置ID相關(guān)。
[0144]應(yīng)用程序?qū)?68是使用跟蹤層和從層164開始所涉及的基本服務(wù)來(lái)提供基于位置的應(yīng)用的一組應(yīng)用程序。所有三個(gè)層164-168被描繪為部分地駐留在移動(dòng)裝置對(duì)等裝置160和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)162上，因?yàn)樗鼈兪欠植际綉?yīng)用。
[0145]移動(dòng)裝置上的額外傳感器
[0146]如上所述，除了移動(dòng)裝置上的麥克風(fēng)以外的傳感器可以用于協(xié)助提供位置和導(dǎo)航信息。這些傳感器包括現(xiàn)在通常被包含在智能手機(jī)中的加速計(jì)、羅盤/磁力計(jì)、陀螺儀、攝像機(jī)、RFID裝置和基于衛(wèi)星的GPS。加速計(jì)或陀螺儀(諸如在智能手機(jī)和視頻游戲控制器中設(shè)置的那些)提供移動(dòng)裝置的取向。磁力計(jì)通過(guò)感測(cè)磁場(chǎng)而像羅盤那樣提供取向。
[0147]攝像機(jī)既提供靜止圖像捕捉又提供視頻流捕捉，這兩種捕捉會(huì)以各種方式對(duì)定位、導(dǎo)航和其它基于位置的服務(wù)做出貢獻(xiàn)。靜止和視頻捕捉這兩者使裝置能夠讀取在周圍物體中編碼的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(諸如數(shù)字水印或條形碼)。該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)提供物體的標(biāo)識(shí)信息。繼而，該標(biāo)識(shí)信息可以在數(shù)據(jù)庫(kù)中被參考以便提供關(guān)于該物體自身的相關(guān)信息以及該物體的背景環(huán)境，諸如其位置以及用于導(dǎo)航和相關(guān)用戶界面(UI)服務(wù)的本地2D和3D地圖，其中所述相關(guān)用戶界面服務(wù)提供關(guān)于位置、取向、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)等的反饋。除了提供數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)之外，機(jī)器可讀符號(hào)還提供取向信息。特別地，系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算諸如商店墻壁或貨架壁、地板或天花板之類的固定表面上的機(jī)器可讀符號(hào)的取向，來(lái)推導(dǎo)出移動(dòng)裝置的取向。
[0148]在裝置上捕捉的靜止和視頻圖像還可以對(duì)圖像識(shí)別應(yīng)用做出貢獻(xiàn)。這樣的應(yīng)用包括:從鄰近物體上的唯一圖像(例如標(biāo)志、紋理、圖形)識(shí)別如產(chǎn)品、地板/天花板和墻壁圖案等之類的鄰近物體。另一應(yīng)用是通過(guò)跟蹤圖像幀中的圖像特征來(lái)推導(dǎo)出取向信息從而檢測(cè)表面，諸如類似于可據(jù)以計(jì)算幾何參照系的墻壁、地板或天花板的平面表面。例如，利用圖像特征識(shí)別技術(shù)來(lái)識(shí)別基本上為平面的表面上的圖像特征。然后通過(guò)檢測(cè)來(lái)自智能手機(jī)上的視頻攝像機(jī)的一系列視頻幀中的特征，來(lái)隨時(shí)間跟蹤這些特征的位置。從特征位置推導(dǎo)出表面的取向參數(shù)從而提供智能手機(jī)位置的參照系和相對(duì)于表面的取向。特征的實(shí)例包括:使用尺度不變特征變換(SIFT)和包括被稱為加速魯棒特征(SURF)的算法在內(nèi)的變型計(jì)算出的魯棒特征。該參照系使得如AR型顯示器之類的UI服務(wù)能夠得以實(shí)現(xiàn)，其中在AR型顯示器中，選定的UI項(xiàng)目的合成圖形被疊加到由裝置捕捉的視頻流上的幾何參照系中或者被疊加到鄰近的貨架和其它物體的3D合成畫面中。
[0149]通過(guò)移動(dòng)裝置上的圖像捕捉實(shí)現(xiàn)的另一種能力是讀取在周圍光源中發(fā)送的隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)信號(hào)的能力。移動(dòng)裝置上的攝像機(jī)使系統(tǒng)能夠讀取和解碼在設(shè)施照明或物體發(fā)光中傳遞的信號(hào)(例如基于LED的光信號(hào)發(fā)送)、視頻顯示畫面中傳遞的信號(hào)(包括其它智能手機(jī)的顯示畫面)、商店照明中傳遞的信號(hào)、產(chǎn)品顯示畫面中傳遞的信號(hào)、等等。隨時(shí)間變化的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)可以通過(guò)利用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流調(diào)制發(fā)光裝置輸出來(lái)傳遞給移動(dòng)裝置。在商店中部署的視頻顯示器可以通過(guò)顯示采用嵌入鏈接數(shù)字地加有水印的圖像、或者在條形碼數(shù)據(jù)中編碼有鏈接的條形碼，來(lái)提供去往促銷信息的機(jī)器可讀鏈接。
[0150]盡管麥克風(fēng)主要被用于感測(cè)上述定位系統(tǒng)中的定位用的音頻源，但是麥克風(fēng)也可以用于解碼涉及產(chǎn)品信息、店內(nèi)促銷或者去往系統(tǒng)的跟蹤層或應(yīng)用程序?qū)拥南到y(tǒng)命令的水印信息。
[0151]額外的無(wú)線裝置傳感器(如移動(dòng)裝置上的RFID讀取器(包括近場(chǎng)通信(NFC)裝置)、W1-Fi和藍(lán)牙接口)提供額外的數(shù)據(jù)來(lái)增強(qiáng)系統(tǒng)。這些增強(qiáng)包括:識(shí)別鄰近物體(如通過(guò)圖像或音頻信號(hào)發(fā)送方式傳遞的其它數(shù)據(jù)載波)，以及還提供通信信道以便在網(wǎng)絡(luò)中的各裝置之間傳遞位置和定時(shí)信號(hào)。
[0152]除了捕捉來(lái)自周圍物理環(huán)境的輸入或裝置的運(yùn)動(dòng)的傳感器之外，移動(dòng)裝置的計(jì)算平臺(tái)還包括保存用戶背景環(huán)境信息(諸如用戶概況和偏好、交易歷史、日程表等)的邏輯輸入。特別地，用戶的智能手機(jī)系統(tǒng)上的購(gòu)買和搜索交易歷史以及日程表可以通過(guò)使得能夠從以前的交易和用戶日程表推斷出偏好，來(lái)提供用戶偏好和用戶背景環(huán)境的代理，其中所述用戶日程表指示用戶背景環(huán)境，如時(shí)間、地點(diǎn)、相關(guān)的聯(lián)系信息和主題描述符。
[0153]跟蹤層
[0154]上面，我們概述了用于處理在手持機(jī)上捕捉的位置和相關(guān)數(shù)據(jù)(來(lái)自傳感器的音頻源信號(hào)、取向數(shù)據(jù))以便向移動(dòng)裝置的用戶以及系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)者和其它委托人提供服務(wù)的幾種方法。在系統(tǒng)中引入跟蹤層不僅會(huì)改善計(jì)算裝置位置這一核心功能的準(zhǔn)確性，而且還使得通過(guò)應(yīng)用程序?qū)犹峁┑念~外服務(wù)能夠得以實(shí)現(xiàn)，其中所述應(yīng)用程序?qū)訕?gòu)建在隨時(shí)間跟蹤數(shù)據(jù)這一層上。跟蹤層是在系統(tǒng)內(nèi)(例如在移動(dòng)裝置上)實(shí)現(xiàn)、并且支持網(wǎng)絡(luò)計(jì)算環(huán)境(“云”)的一組方法，用于對(duì)來(lái)自移動(dòng)裝置的位置進(jìn)行記錄和內(nèi)插、并且提供移動(dòng)裝置的連續(xù)路徑，該連續(xù)路徑利用諸如速度、運(yùn)動(dòng)方向等之類的額外信息進(jìn)行增強(qiáng)。來(lái)自移動(dòng)裝置的位置檢測(cè)事件和傳感器供給數(shù)據(jù)被用于增強(qiáng)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和魯棒性，并且通過(guò)跟蹤層API向應(yīng)用程序?qū)又械膽?yīng)用程序提供位置、取向、連續(xù)路徑、速度、加速度、物體標(biāo)識(shí)和其它跟蹤信息。應(yīng)用程序?qū)邮褂酶檶拥姆?wù)來(lái)構(gòu)建應(yīng)用程序，如裝置導(dǎo)航、購(gòu)物應(yīng)用(來(lái)自移動(dòng)裝置的購(gòu)物指南、比較購(gòu)物、促銷和優(yōu)待券兌換、電子購(gòu)物等)、基于位置的搜索服務(wù)、基于位置的消息收發(fā)和社交網(wǎng)絡(luò)、市場(chǎng)情報(bào)收集等。
[0155]跟蹤層是在與網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)裝置通信的一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。在任何給定的應(yīng)用中，移動(dòng)裝置通過(guò)導(dǎo)航會(huì)話進(jìn)入和退出網(wǎng)絡(luò)，在所述導(dǎo)航會(huì)話期間跟蹤層對(duì)于該會(huì)話登記該裝置、并捕捉來(lái)自該裝置的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)包括從裝置上的麥克風(fēng)以及其它傳感器(如提供裝置取向的加速計(jì)、磁力計(jì)、和/或陀螺儀，提供捕捉圖像的攝像機(jī)，提供更廣泛的位置背景的GPS(例如當(dāng)用戶到達(dá)與店內(nèi)應(yīng)用程序相關(guān)的商店或購(gòu)物中心時(shí)，在用戶的智能手機(jī)上啟動(dòng)店內(nèi)移動(dòng)應(yīng)用程序)，等等)捕捉的數(shù)據(jù)。
[0156]在會(huì)話內(nèi)，跟蹤層分析移動(dòng)裝置在該會(huì)話中的位置和取向數(shù)據(jù)的變化，并推導(dǎo)出用于基于位置的服務(wù)的另外的信息，諸如速度(裝置速率和方向)。根據(jù)該信息，跟蹤層預(yù)測(cè)用戶運(yùn)動(dòng)，檢測(cè)和去除數(shù)據(jù)中的異常值，并且向用戶裝置提供反饋以便基于從裝置捕捉的數(shù)據(jù)來(lái)提高計(jì)算的準(zhǔn)確性。
[0157]例如，在把移動(dòng)裝置的位置確定為處于其麥克風(fēng)范圍中的音頻源的位置的上述系統(tǒng)中，當(dāng)移動(dòng)裝置處于鄰近聲源之間的邊界時(shí)會(huì)存在模糊性。當(dāng)移動(dòng)裝置在信號(hào)源鄰居之間行進(jìn)時(shí)，其麥克風(fēng)會(huì)捕捉到來(lái)自兩個(gè)源的聲音，從而產(chǎn)生模糊性。系統(tǒng)中的跟蹤層使用檢測(cè)度量來(lái)評(píng)估哪個(gè)源信號(hào)更可靠，并且因此評(píng)估哪個(gè)源對(duì)應(yīng)于更近的源。跟蹤層還使用檢測(cè)度量來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)消息收發(fā)服務(wù)，這些系統(tǒng)消息收發(fā)服務(wù)使應(yīng)用程序?qū)又械某绦蚰軌蛘{(diào)用這些服務(wù)來(lái)在智能手機(jī)Π中提供反饋消息。因此Π指導(dǎo)用戶如何使用該裝置(例如將該裝置指向某方向，或者對(duì)于某一會(huì)話如何穩(wěn)定該裝置或?qū)υ撗b置進(jìn)行初始化)，或者指導(dǎo)用戶把該裝置移動(dòng)到哪里(沿著過(guò)道緩慢向前移動(dòng))。通過(guò)隨時(shí)間跟蹤用戶的位置和取向，跟蹤層預(yù)測(cè)附近的源的方向、并向應(yīng)用程序?qū)犹峁┓较蝾A(yù)測(cè)服務(wù)，應(yīng)用程序?qū)邮褂眠@些服務(wù)來(lái)通過(guò)裝置上的反饋引導(dǎo)用戶到達(dá)那里(例如簡(jiǎn)單地在顯示器上輸出消息或者輸出音頻提示用戶沿著購(gòu)物過(guò)道向前或向后移動(dòng))。
[0158]除了處理模糊性和修剪或過(guò)濾數(shù)據(jù)中的異常值之外，跟蹤層還計(jì)算裝置的速度(速率和方向)和加速度、并把該信息提供給使用該信息提供導(dǎo)航服務(wù)的應(yīng)用程序。對(duì)于該服務(wù)，跟蹤層預(yù)測(cè)裝置隨時(shí)間的位置，從而產(chǎn)生裝置的連續(xù)路徑(例如，對(duì)穿過(guò)隨時(shí)間推移而出現(xiàn)的位置點(diǎn)的路徑進(jìn)行插值)。通過(guò)使用來(lái)自加速計(jì)和磁力計(jì)的隨時(shí)間推移而出現(xiàn)的取向數(shù)據(jù)、對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波以消除異常值、并根據(jù)經(jīng)濾波的數(shù)據(jù)繪出裝置的軌跡，來(lái)推導(dǎo)出關(guān)于用戶的取向和運(yùn)動(dòng)的細(xì)節(jié)。
[0159]應(yīng)用程序?qū)?br> [0160]應(yīng)用程序?qū)邮鞘褂酶檶觼?lái)向用戶提供軟件應(yīng)用程序的軟件編程層。該應(yīng)用程序可以是至少部分地在用戶裝置上運(yùn)行、并且與跟蹤層服務(wù)相互作用從而為用戶提供服務(wù)的應(yīng)用程序。該應(yīng)用程序也可以是主要在系統(tǒng)或服務(wù)器端運(yùn)行從而向企業(yè)提供服務(wù)(如市場(chǎng)情報(bào)數(shù)據(jù)收集和報(bào)告)的應(yīng)用程序。在下一節(jié)中，我們描述應(yīng)用程序?qū)拥母鞣N與導(dǎo)航相關(guān)的應(yīng)用程序。
[0161]導(dǎo)航
[0162]導(dǎo)航應(yīng)用程序使用基本位置信息和來(lái)自跟蹤層的有關(guān)裝置的運(yùn)動(dòng)、取向和方向的附加信息來(lái)提供導(dǎo)航服務(wù)。導(dǎo)航應(yīng)用程序包括將裝置的用戶引導(dǎo)到一個(gè)目的地或一系列目的地的應(yīng)用程序。這些目的地可以由用戶交互地輸入，基于其他用戶輸入而被推導(dǎo)出，和/或在用戶會(huì)話期間根據(jù)背景環(huán)境數(shù)據(jù)或從背景環(huán)境數(shù)據(jù)得出的推斷而動(dòng)態(tài)地生成。
[0163]由于上述定位技術(shù)特別適應(yīng)于室內(nèi)定位應(yīng)用，所以一些最有用的導(dǎo)航應(yīng)用涉及使用戶在大型商店或購(gòu)物中心內(nèi)的購(gòu)物體驗(yàn)變得便利。一種這樣的應(yīng)用是在系統(tǒng)的導(dǎo)航服務(wù)上構(gòu)建的引導(dǎo)購(gòu)物體驗(yàn)。
[0164]圖7-10是示出定制成用于購(gòu)物的導(dǎo)航應(yīng)用的實(shí)例的流程圖。除了在這些圖中示出的特定處理流程之外，我們還將描述與其不同的各種備選處理模塊和序列。處理模塊和操作序列可以重新配置并利用其它特征得到增強(qiáng)，并且這些實(shí)例僅是代表性的實(shí)例。
[0165]圖7是示出導(dǎo)航應(yīng)用的初始數(shù)據(jù)收集和行程規(guī)劃階段的流程圖。塊170描繪出數(shù)據(jù)收集處理，在該數(shù)據(jù)收集處理中偏好由用戶直接提供、并且從其它輸入推導(dǎo)出。直接輸入包括用戶的購(gòu)物列表上的條目，這可以通過(guò)按照商店、產(chǎn)品類別等組織起來(lái)的下拉菜單和搜索界面選項(xiàng)而便利化。從各種來(lái)源推導(dǎo)出間接輸入。一個(gè)來(lái)源是促銷信息或優(yōu)待券，其例如通過(guò)類似Groupon或LivingSocial之類的促銷服務(wù)而被電子地發(fā)送給系統(tǒng)。另一來(lái)源是通過(guò)用戶使用智能手機(jī)攝像機(jī)從產(chǎn)品或顯示器掃描優(yōu)待券。
[0166]另一輸入來(lái)源來(lái)自于從消息收發(fā)應(yīng)用程序(如電子郵件、文本、社交網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序(例如發(fā)布到FaceBook、Twitter、FourSquare賬戶的帖子))發(fā)布到系統(tǒng)的消息。這種類型的輸入解決了家庭和朋友經(jīng)常購(gòu)物的典型方式:家庭成員向其他家庭成員提供購(gòu)物列表和建議，朋友推薦其他朋友可能會(huì)喜歡的產(chǎn)品，小孩向父母發(fā)送禮物列表，等等。為了支持該消息收發(fā)，應(yīng)用程序具有使其能夠讀取各種形式的產(chǎn)品發(fā)布信息的消息收發(fā)接口，而不管這些產(chǎn)品發(fā)布信息是通過(guò)電子郵件、文本消息、還是社交網(wǎng)絡(luò)服務(wù)(例如Facebook、Twitter等)發(fā)送的。來(lái)自朋友的附加輸入(如表示推薦信息的文本、或音頻/視頻剪輯)也可以被發(fā)布，由系統(tǒng)捕捉、并且被記入日志，以便在購(gòu)物行程期間在相關(guān)的時(shí)間和地點(diǎn)被回放為發(fā)送給購(gòu)物者的警報(bào)消息。
[0167]塊172表示從之前收集的各種形式的用戶數(shù)據(jù)推導(dǎo)出偏好的處理。這包括:從直接和間接輸入編輯出的購(gòu)物列表，以及存儲(chǔ)在應(yīng)用程序中的以前的用戶購(gòu)物歷史。另外的偏好可以通過(guò)從其它應(yīng)用程序歷史(諸如搜索歷史、用戶日程表、用戶的社交網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的偏好設(shè)置、等等)推斷偏好來(lái)推導(dǎo)出。
[0168]塊174表示基于在先前的步驟中收集的信息，編輯出一組復(fù)合的偏好的處理。當(dāng)然可以向用戶提供機(jī)會(huì)來(lái)選擇操作模式，在這種情況下通過(guò)選擇應(yīng)用程序要訪問(wèn)的源的類型來(lái)使用或不使用某些類型的偏好。一旦完成，應(yīng)用程序就在數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢購(gòu)物場(chǎng)所(例如“用戶的最愛”列表上的處于特定區(qū)域中的商店、購(gòu)物中心、或商店群組)，如塊176中所示。該查詢會(huì)返回與用戶偏好及其相關(guān)位置匹配的產(chǎn)品。商店運(yùn)營(yíng)者針對(duì)用戶的偏好條目或相關(guān)條目已經(jīng)在系統(tǒng)中輸入的任何促銷信息被返回。在該階段可以促使用戶表示對(duì)某些產(chǎn)品、產(chǎn)品類別或促銷的興趣水平。
[0169]接著，塊178表示為用戶感興趣的一個(gè)商店或一組商店計(jì)算購(gòu)物路徑的處理?；谟脩魞H購(gòu)買他/她已經(jīng)選擇的條目的興趣(主要路徑)、或者用戶購(gòu)買附加條目或相關(guān)產(chǎn)品的興趣(次要路徑)來(lái)計(jì)算主要和次要路徑，其中所述附加條目基于來(lái)自商店運(yùn)營(yíng)者的促銷而可能使用戶感興趣，所述相關(guān)產(chǎn)品基于其與用戶已經(jīng)直接輸入的條目的關(guān)系而可能使用戶感興趣?；趯?duì)應(yīng)于每個(gè)路徑的產(chǎn)品位置和商店內(nèi)的這些條目的地圖來(lái)計(jì)算路徑。計(jì)算主要路徑以便為與該路徑相關(guān)聯(lián)的條目提供高效行進(jìn)路徑。次要路徑為商店運(yùn)營(yíng)者提供了機(jī)會(huì)從而向購(gòu)物者提供對(duì)商店中的其它產(chǎn)品和促銷產(chǎn)品的額外選擇。
[0170]塊180表示產(chǎn)生路徑的地圖的處理，所述地圖是在商店地圖(例如平面布置圖)的背景中對(duì)路徑的圖形描繪。該圖形描繪可以提供一種預(yù)先地以及在購(gòu)物行程期間向用戶告知可用的選項(xiàng)的手段。用戶可以查看主要和次要路徑，放大、以及選擇或不選擇路徑上指示的條目或促銷產(chǎn)品。一旦用戶已經(jīng)接受感興趣的一個(gè)或多個(gè)路徑，應(yīng)用程序就產(chǎn)生與所選的產(chǎn)品、促銷產(chǎn)品、其他人發(fā)布的消息等相對(duì)應(yīng)的一組警報(bào)選項(xiàng)，如塊182中所示。應(yīng)用程序?yàn)橛脩籼峁│皝?lái)回顧警報(bào)選項(xiàng)、查看這些選項(xiàng)、以及添加/刪除提醒。該Π可以提前調(diào)用、以及在購(gòu)物行程期間調(diào)用以便更新警報(bào)設(shè)置，如下面進(jìn)一步描述的那樣。
[0171]一旦用戶接受(包括由用戶預(yù)先設(shè)定的任何默認(rèn)接受)，應(yīng)用程序就對(duì)警報(bào)進(jìn)行安排，如塊184中所示。該安排處理將警報(bào)放置于按照位置對(duì)每個(gè)警報(bào)作索引的隊(duì)列中，使得當(dāng)用戶的位置匹配列入隊(duì)列中的警報(bào)的位置時(shí)，應(yīng)用程序觸發(fā)來(lái)自該隊(duì)列的警報(bào)。應(yīng)用程序向用戶提供Π來(lái)訪問(wèn)該隊(duì)列并回顧已安排的警報(bào)，回放這些警報(bào)(包括來(lái)自系統(tǒng)或朋友的相關(guān)文本、視頻或音頻消息)，并適當(dāng)?shù)馗逻@些警報(bào)。
[0172]圖8是示出用于跟蹤移動(dòng)裝置在會(huì)話期間的移動(dòng)的處理的流程圖。該處理可以使用基本定位服務(wù)(例如圖6中的層164)、跟蹤服務(wù)(例如圖6中的跟蹤層166)、以及在應(yīng)用程序?qū)?68處運(yùn)行的應(yīng)用程序的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。在該實(shí)例中，定位服務(wù)計(jì)算裝置位置，并且跟蹤層跟蹤移動(dòng)裝置在會(huì)話期間的移動(dòng)。當(dāng)某些系統(tǒng)檢測(cè)事件發(fā)生時(shí)，可以自動(dòng)地啟動(dòng)該處理(塊190);當(dāng)用戶通過(guò)應(yīng)用程序的Π啟動(dòng)該處理時(shí)(例如當(dāng)用戶到達(dá)實(shí)現(xiàn)有基于位置的購(gòu)物服務(wù)的商店時(shí))，或者在手動(dòng)觸發(fā)和計(jì)算機(jī)自動(dòng)觸發(fā)的混合情況下(其中系統(tǒng)向用戶提醒有導(dǎo)航服務(wù)可用、并且自動(dòng)地啟動(dòng)導(dǎo)航應(yīng)用程序，作為響應(yīng)，用戶參與進(jìn)來(lái)、選擇期望的一個(gè)路徑或多個(gè)路徑、并啟動(dòng)導(dǎo)航會(huì)話)，可以手動(dòng)地啟動(dòng)該處理。該移動(dòng)跟蹤處理的啟動(dòng)會(huì)開始跟蹤會(huì)話，如塊192中所示，在所述跟蹤會(huì)話中跟蹤層跟蹤移動(dòng)裝置在會(huì)話中的移動(dòng)。
[0173]在會(huì)話期間，控制該會(huì)話的應(yīng)用程序向系統(tǒng)發(fā)出呼叫以便開啟用于確定裝置的位置和取向的傳感器。在該示例性智能手機(jī)應(yīng)用的情況下，使用麥克風(fēng)感測(cè)周圍音頻。如塊194中所示，定位服務(wù)層通過(guò)如上面詳述的技術(shù)中所述的那樣檢測(cè)音頻源來(lái)計(jì)算位置。跟蹤層將位置數(shù)據(jù)記入日志，如塊196中所示。如塊198中提及的那樣，跟蹤層還把從裝置捕捉的取向數(shù)據(jù)(具體地，來(lái)自加速計(jì)、羅盤和/或陀螺儀的裝置取向)和從隨時(shí)間推移而計(jì)算出的位置數(shù)據(jù)的歷史中推導(dǎo)出的速度記入日志。塊194-198中的處理繼續(xù)進(jìn)行，直到會(huì)話在塊200中結(jié)束。會(huì)話的結(jié)束如同其開始那樣可以被自動(dòng)觸發(fā)(例如當(dāng)裝置離開當(dāng)前場(chǎng)所時(shí))或者通過(guò)應(yīng)用程序Π由用戶觸發(fā)。
[0174]移動(dòng)跟蹤處理提供移動(dòng)裝置的位置、取向和移動(dòng)(速度、加速度)的歷史，根據(jù)該歷史可以提供附加服務(wù)。圖9和10是這些附加服務(wù)的實(shí)例。
[0175]圖9是示出路徑跟蹤處理的實(shí)例的流程圖。通過(guò)跟蹤層與導(dǎo)航應(yīng)用程序的協(xié)同來(lái)提供該處理。在該實(shí)例中，用戶移動(dòng)的跟蹤被用于計(jì)算會(huì)話期間用戶的實(shí)時(shí)路徑。路徑跟蹤服務(wù)在會(huì)話開始時(shí)被啟動(dòng)，如塊210中所示。在塊212中，跟蹤層過(guò)濾處于最近的時(shí)間窗口中的位置和取向數(shù)據(jù)，從而去除異常值并使數(shù)據(jù)平滑。跟蹤層然后計(jì)算穿過(guò)位置數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)路徑，如塊214中所示。該實(shí)時(shí)路徑計(jì)算涉及把曲線擬合為符合經(jīng)過(guò)濾的數(shù)據(jù)。
[0176]實(shí)時(shí)路徑繼而被提供給應(yīng)用程序?qū)右蕴峁?dǎo)航引導(dǎo)。塊216-218中的處理流程中描繪的一個(gè)這樣的實(shí)例是把路徑疊蓋在購(gòu)物場(chǎng)所的平面地圖上，然后在移動(dòng)裝置的UI顯示器中再現(xiàn)該地圖以便示出用戶相對(duì)于購(gòu)物場(chǎng)所中的商品顯示器、墻壁和其它物體的位置和移動(dòng)。該路徑的描繪方面的細(xì)節(jié)是應(yīng)用程序的UI設(shè)計(jì)的問(wèn)題，并且許多備選Π特征是可能的。
[0177]例如，路徑可以疊加在2D或3D平面地圖上，任選地利用AR型特征進(jìn)行增強(qiáng)，并且相對(duì)于如圖7的處理中計(jì)算的最佳路徑進(jìn)行顯示。在一個(gè)Π配置中，應(yīng)用程序Π使用戶能夠從圖7中計(jì)算的購(gòu)物路徑當(dāng)中進(jìn)行選擇。用戶然后可以把應(yīng)用程序切換到自發(fā)模式，在該自發(fā)模式下手機(jī)在?？吭谥Ъ苤械耐瑫r(shí)提供不同級(jí)別的警報(bào)，從而引導(dǎo)用戶沿著所選的路徑行進(jìn)、和/或在已安排的警報(bào)的條件得到滿足時(shí)發(fā)出警報(bào)?？商鎿Q地，用戶可以把應(yīng)用程序切換到交互模式，在該交互模式下用戶可以相對(duì)于智能手機(jī)的顯示器上再現(xiàn)的預(yù)先計(jì)算的路徑來(lái)查看自己的路徑。[0178]為了節(jié)省移動(dòng)手持機(jī)上的功率消耗，上述再現(xiàn)處理可以局限于用戶對(duì)顯示的特定請(qǐng)求，使得僅當(dāng)警報(bào)條件得到滿足時(shí)才提供視覺(jué)/音頻/觸覺(jué)(裝置振動(dòng))警報(bào)。作為顯示路徑這一方案的替代，合成語(yǔ)音輸出可以用于提供引導(dǎo)以便響應(yīng)于當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到用戶已經(jīng)偏離所選的購(gòu)物路徑時(shí)觸發(fā)的系統(tǒng)警報(bào)。
[0179]停放在購(gòu)物手推車的支架中的智能手機(jī)可以切換成攝像機(jī)模式以便支持額外的U1、對(duì)象識(shí)別和數(shù)據(jù)讀取特征。在一個(gè)配置中，例如，智能手機(jī)?？吭谥Ъ苤惺沟妹嫦蚯胺降臄z像機(jī)捕捉手推車前方的店內(nèi)物體的視頻。支架的運(yùn)動(dòng)自由度可以被限制使得手機(jī)正確地指向前方或者橫著面對(duì)產(chǎn)品貨架。來(lái)自移動(dòng)裝置攝像機(jī)的輸入不僅提供周圍環(huán)境的圖像，而且提供圖像幀的流，從圖像幀的流中可以推導(dǎo)出鄰近物體的取向從而構(gòu)建鄰近物體、表面(例如地板、天花板和商品貨架)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示畫面。
[0180]不管Π顯示畫面包含的是合成的地圖圖形、把捕捉的視頻與圖形元素相混合的AR特征、還是兩者的某種組合，UI顯示畫面都可以進(jìn)一步用圖形畫面來(lái)填充，所述圖形畫面對(duì)應(yīng)于與位于Π上描繪的店內(nèi)部分中的商品相對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品或促銷產(chǎn)品。如上所述，許多備選配置是可能的，并且我們將在用于管理警報(bào)的一系列示例性應(yīng)用程序特征的背景中返回到該Π概念。
[0181]圖10是示出用于在導(dǎo)航應(yīng)用中管理警報(bào)的處理的流程圖。如前所述，警報(bào)是從幾個(gè)不同的來(lái)源得到的，一些警報(bào)是根據(jù)購(gòu)物列表和消息收發(fā)應(yīng)用程序預(yù)先計(jì)算的，并且另一些警報(bào)是按照與結(jié)合圖7所述的方式相同的方式根據(jù)偏好計(jì)算的、但是這是基于用戶在商店中的動(dòng)態(tài)背景環(huán)境動(dòng)態(tài)地計(jì)算的，在這種情況下響應(yīng)于在商店中在會(huì)話期間自動(dòng)檢測(cè)到的、或者由用戶或其朋友輸入的變化的狀況，而實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地更新用戶偏好。動(dòng)態(tài)背景環(huán)境通過(guò)輸入來(lái)驅(qū)動(dòng)，所述輸入例如是用戶對(duì)游覽期間推送給用戶的店內(nèi)促銷、競(jìng)賽等的反應(yīng)，用戶對(duì)從其他人接收到的消息的反映(例如，來(lái)自于購(gòu)買某條目的最后時(shí)刻的提醒，或者來(lái)自于發(fā)布到社交網(wǎng)絡(luò)服務(wù)賬戶的更新)。動(dòng)態(tài)背景環(huán)境也基于用戶在商店中瀏覽購(gòu)物選項(xiàng)時(shí)從購(gòu)物應(yīng)用程序上的選項(xiàng)菜單中拉取出的條目而被更新。當(dāng)來(lái)自于推送型或拉取型警報(bào)生成方式的新警報(bào)被輸入時(shí)，這些警報(bào)都被添加到警報(bào)隊(duì)列中并且進(jìn)行安排，全部指向商店內(nèi)的位置。
[0182]參考圖10，導(dǎo)航應(yīng)用程序在會(huì)話期間監(jiān)視警報(bào)，如塊220中所示。這可以通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn):向跟蹤層發(fā)布定期更新的隊(duì)列，跟蹤層繼而監(jiān)視基于跟蹤用戶的特定位置和在商店的某一區(qū)域中的宏觀位置而觸發(fā)警報(bào)的條件(例如，購(gòu)物者是否剛進(jìn)入建筑物，是否站在顧客服務(wù)處，是否在瀏覽過(guò)道，或者是否在等待結(jié)賬？)?；谄渌袦y(cè)到的背景環(huán)境以及響應(yīng)于來(lái)自其它編程處理的即時(shí)請(qǐng)求而觸發(fā)警報(bào)，所述其它編程處理通過(guò)消息收發(fā)應(yīng)用程序或其它移動(dòng)OS級(jí)別的事件與應(yīng)用程序通過(guò)接口連接。
[0183]當(dāng)警報(bào)條件得到滿足(如判定塊222中大體描繪的那樣)時(shí)，應(yīng)用程序輸出警報(bào)。盡管UI的細(xì)節(jié)可以變化，但是優(yōu)選地根據(jù)用戶偏好(顯示、振動(dòng)和/或音頻消息)并且與如下附加的用戶選項(xiàng)一起輸出警報(bào):重新計(jì)算路徑，播放消息(來(lái)自朋友的視頻或音頻、產(chǎn)品的促銷視頻、展示產(chǎn)品操作的指導(dǎo)視頻、等等)，管理警報(bào)(刪除、推遲、響應(yīng)等)，或者在用戶裝置上啟動(dòng)任何數(shù)量的其它相關(guān)移動(dòng)應(yīng)用程序。
[0184]根據(jù)警報(bào)啟動(dòng)應(yīng)用程序的可能性是相當(dāng)多的。在塊226-232中，圖10示出通過(guò)基于位置和背景環(huán)境的警報(bào)而啟動(dòng)的應(yīng)用程序的幾個(gè)實(shí)例。一個(gè)應(yīng)用程序是啟動(dòng)產(chǎn)品驗(yàn)證應(yīng)用程序226，其幫助購(gòu)物者驗(yàn)證購(gòu)物者已經(jīng)選擇的產(chǎn)品是否匹配在購(gòu)物列表中指定的、并且在購(gòu)物者到達(dá)商店中的該產(chǎn)品的位置時(shí)觸發(fā)的警報(bào)中突出顯示的產(chǎn)品。該應(yīng)用程序使用用戶移動(dòng)裝置的攝像機(jī)來(lái)讀取條形碼或識(shí)別產(chǎn)品包裝并驗(yàn)證是否匹配。額外的購(gòu)物效率增強(qiáng)特征也可以添加到該應(yīng)用程序中，諸如用表格表示購(gòu)物手推車中各條目的價(jià)格總和，對(duì)照購(gòu)物列表示出已獲得的條目的進(jìn)展，示出通過(guò)應(yīng)用所提供的優(yōu)待券或促銷而獲得的節(jié)省，通過(guò)將手推車中的條目傳送給商店的銷售點(diǎn)支付網(wǎng)絡(luò)或事務(wù)部門的計(jì)算系統(tǒng)、電子支付等來(lái)加快結(jié)賬速度。
[0185]另一實(shí)例是促銷應(yīng)用程序228，其是設(shè)計(jì)成促銷產(chǎn)品的移動(dòng)應(yīng)用程序，其中所促銷的產(chǎn)品或者是用戶在其列表上已有的產(chǎn)品，或者與列表上的另一產(chǎn)品相關(guān)，或者是商店基于從購(gòu)物者得到的背景環(huán)境和購(gòu)物者的會(huì)話背景環(huán)境而試圖提供從而獎(jiǎng)勵(lì)購(gòu)物者的產(chǎn)品。通過(guò)從購(gòu)物者已經(jīng)游覽商店內(nèi)的幾個(gè)位置、和/或已經(jīng)表示對(duì)某些產(chǎn)品的興趣的會(huì)話歷史中進(jìn)行觀察(例如通過(guò)使用智能手機(jī)傳感器對(duì)關(guān)于產(chǎn)品的信息進(jìn)行采樣)，來(lái)推導(dǎo)出該背景環(huán)境。在該實(shí)例中，購(gòu)物者的位置或其他購(gòu)物者背景環(huán)境會(huì)導(dǎo)致促銷警報(bào)被安排在商店內(nèi)的特定地點(diǎn)或預(yù)定情形中發(fā)出(例如，部分地從跟蹤移動(dòng)歷史中得到的逝去時(shí)間和/或產(chǎn)品興趣)。通過(guò)了解購(gòu)物者的客流模式(traffic pattern),商店運(yùn)營(yíng)者可以設(shè)計(jì)出一系列促銷活動(dòng)從而獎(jiǎng)勵(lì)從跟蹤會(huì)話中辨認(rèn)出的購(gòu)物者活動(dòng)。
[0186]促銷警報(bào)的背景環(huán)境也可以通過(guò)對(duì)借助跟蹤會(huì)話確定的店內(nèi)購(gòu)物活動(dòng)進(jìn)行的整體監(jiān)視來(lái)驅(qū)動(dòng)?？梢陨删瘓?bào)以便服務(wù)于在特定位置處檢測(cè)到的特定客流，或者把客流驅(qū)動(dòng)到整合的會(huì)話日志中反映的未被游覽的其它位置。
[0187]盡管對(duì)購(gòu)物者會(huì)話的監(jiān)視會(huì)受到用戶可選擇的隱私限制的影響(例如，由于因這樣做會(huì)有促銷獎(jiǎng)勵(lì)而選擇跟蹤)，但是從移動(dòng)裝置定位系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)也可以利用其他店內(nèi)客流監(jiān)視來(lái)增強(qiáng)，使得即使用戶試圖將其購(gòu)物會(huì)話保持為私密，但是商店仍能夠匿名地監(jiān)視客流模式?？土鞅O(jiān)視可以利用其它類型的傳感器(諸如光學(xué)、音頻或壓力傳感器)執(zhí)行，從而檢測(cè)和測(cè)量穿過(guò)商店過(guò)道的客流。一種這樣的傳感器網(wǎng)絡(luò)是光纖電纜網(wǎng)絡(luò)，其從用戶在商店地板上的行走中感測(cè)振動(dòng)，基于信號(hào)識(shí)別處理對(duì)其進(jìn)行表征，然后將識(shí)別事件整合到客流模式數(shù)據(jù)中。光纖傳感器網(wǎng)絡(luò)和信號(hào)表征系統(tǒng)被記述在F.Blackmon和J.Pollock 的“Blue Rose Perimeter Defense and Security System，，(Technologiesfor Homeland Security and Homeland Defense V,Proceedings of SPIE,Volume6201, pp.620123, 2006)中，據(jù)此通過(guò)引用將其結(jié)合在本文中。為了在購(gòu)物中心或商店中實(shí)現(xiàn)這種類型的傳感器系統(tǒng)，把由光纖組成的傳感器網(wǎng)絡(luò)安裝在該場(chǎng)所的地板中。光纖通過(guò)瑞利光學(xué)散射來(lái)感測(cè)由地板上行走的購(gòu)物者傳遞的聲壓。具有類似于音頻的特性的感測(cè)信號(hào)從光學(xué)接收器被捕捉，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后將該數(shù)字信號(hào)提供給在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行的信號(hào)識(shí)別程序。該信號(hào)識(shí)別程序檢測(cè)與地板上行走的人相關(guān)的信號(hào)模式，并且提供整合到行走客流的測(cè)量結(jié)果中的檢測(cè)事件。
[0188]如果用戶不選擇使用其智能手機(jī)用于購(gòu)物，則購(gòu)物手推車可以實(shí)現(xiàn)有具備類似功能的專用移動(dòng)裝置。
[0189]通過(guò)本地背景環(huán)境驅(qū)動(dòng)式警報(bào)觸發(fā)的另一示例性應(yīng)用程序是社交網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序230。在這種情況下，用戶的店內(nèi)背景環(huán)境會(huì)觸發(fā)與智能手機(jī)上的社交網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序賬戶中注冊(cè)的社交網(wǎng)絡(luò)服務(wù)相關(guān)的警報(bào)。如前所述，該警報(bào)可以是由朋友提供的對(duì)商店中的條目的推薦。當(dāng)購(gòu)物者到達(dá)這些條目中的一個(gè)條目的位置時(shí)，社交應(yīng)用程序啟動(dòng)并且呈現(xiàn)該用戶的朋友的建議。警報(bào)也可以由購(gòu)物者和其他購(gòu)物者生成。購(gòu)物者不僅可以接收來(lái)自通過(guò)店內(nèi)背景環(huán)境觸發(fā)的社交網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的警報(bào)，而且還可以通過(guò)對(duì)特定產(chǎn)品或商店陳列品加標(biāo)簽來(lái)向社交網(wǎng)絡(luò)發(fā)布消息。例如，用戶可以向社交網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)發(fā)布對(duì)以特定店內(nèi)位置作為索引的產(chǎn)品的推薦或反饋(例如產(chǎn)品評(píng)級(jí)，有關(guān)產(chǎn)品的問(wèn)題，產(chǎn)品的想法和用途如食譜等)。社交網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)可以對(duì)于商店的一部分區(qū)域而言是特定的，對(duì)于某一商店而言是特定的，對(duì)于某一用戶而言是特定的(用戶自己的Facebook頁(yè)面或Twitter賬戶)。這種基于背景環(huán)境而觸發(fā)的對(duì)店內(nèi)產(chǎn)品進(jìn)行的或者對(duì)商店激發(fā)的反饋進(jìn)行的社交網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽添加使得導(dǎo)航應(yīng)用程序能夠在用戶被購(gòu)物體驗(yàn)激勵(lì)時(shí)引起社交互動(dòng)。這使得購(gòu)物者能夠在與商店中的特定產(chǎn)品背景環(huán)境綁定的購(gòu)物體驗(yàn)期間分享和獲得直接來(lái)自于商店運(yùn)營(yíng)者、其他購(gòu)物者和朋友的反饋。由于通過(guò)用戶對(duì)商店內(nèi)的產(chǎn)品和產(chǎn)品位置所作的標(biāo)簽式社交輸入來(lái)整合社交體驗(yàn)，所以導(dǎo)航應(yīng)用程序可以通過(guò)在眾人的發(fā)布信息滿足購(gòu)物者會(huì)話的警報(bào)條件(例如，如從類似圖7的處理推導(dǎo)出的那樣)時(shí)提醒用戶關(guān)注其他人的這種基于眾人的標(biāo)簽添加，來(lái)增強(qiáng)購(gòu)物體驗(yàn)。
[0190]優(yōu)選地，產(chǎn)品條目的社交標(biāo)簽被綁定回到商店的庫(kù)存管理系統(tǒng)。商品數(shù)據(jù)庫(kù)使用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理來(lái)動(dòng)態(tài)地更新產(chǎn)品可獲得性、并使該可獲得性與產(chǎn)品位置相關(guān)。此外，當(dāng)產(chǎn)品在商店內(nèi)移動(dòng)時(shí)，在一個(gè)位置加過(guò)標(biāo)簽的產(chǎn)品在數(shù)據(jù)庫(kù)中利用新產(chǎn)品位置動(dòng)態(tài)地得到更新。
[0191]又一實(shí)例是如塊232中所示的搜索應(yīng)用程序。該搜索應(yīng)用程序可以設(shè)計(jì)成使對(duì)產(chǎn)品評(píng)論、比較購(gòu)物、產(chǎn)品指導(dǎo)手冊(cè)等的搜索便利化。導(dǎo)航應(yīng)用程序提供基于位置并且從購(gòu)物者會(huì)話推導(dǎo)出的背景環(huán)境以便對(duì)目標(biāo)搜索引擎查詢進(jìn)行裁制。在由警報(bào)啟動(dòng)搜索應(yīng)用程序的特定情況下，向該搜索應(yīng)用程序提供對(duì)應(yīng)于該警報(bào)的店內(nèi)背景環(huán)境，包括產(chǎn)品標(biāo)識(shí)和位置(包括商店中的產(chǎn)品顯示器的背景環(huán)境，和商店的背景環(huán)境)、相關(guān)促銷信息、和購(gòu)物者的會(huì)話歷史。這使得搜索能夠得到裁制，并使搜索及其結(jié)果更有效。
[0192]支架增強(qiáng)方案
[0193]如我們?cè)谏厦嫣岬降哪菢樱糜谟脩舻闹悄苁謾C(jī)的支架或類似形式的?？慷丝诳梢蕴峁┰S多特征和優(yōu)點(diǎn)。其使免提自發(fā)操作模式便利化。其還可以相對(duì)于購(gòu)物手推車參照系固定傳感器(包括智能手機(jī)或其它移動(dòng)裝置上的麥克風(fēng)和攝像機(jī))的位置。其解決的另一挑戰(zhàn)是可用性。如果購(gòu)物者不具有便利的方式來(lái)在購(gòu)物時(shí)與其智能手機(jī)上的移動(dòng)應(yīng)用程序交互，則用戶不太可能使用這些移動(dòng)應(yīng)用程序。通過(guò)使用戶更易于與裝置交互，用戶就更可能使用它。
[0194]通過(guò)添加誘使用戶將其裝置放入支架中的特征和組件來(lái)進(jìn)一步提高可用性。一個(gè)組件是電池充電器。這可以解決當(dāng)智能手機(jī)處于用于定位應(yīng)用程序的連續(xù)偵聽模式(和/或通過(guò)攝像機(jī)進(jìn)行的觀察模式)時(shí)的功率消耗問(wèn)題，并且可以向用戶提供保持裝置得到充電的益處。實(shí)現(xiàn)充電器的一種方式是提供感應(yīng)充電支架端口，其將電力從安裝在購(gòu)物手推車上的電池提供給裝置。電池充當(dāng)充電站，從而通過(guò)端口和位于該端口中的移動(dòng)裝置之間的感應(yīng)耦合來(lái)提供能量。可以通過(guò)把電池直接插入手推車站(cart stand)處的充電站中，或者通過(guò)使用手推車電池和連接到購(gòu)物手推車端口的第二充電站之間的更強(qiáng)大的感應(yīng)耦合來(lái)對(duì)該車裝電池自身充電，其中手推車在不使用時(shí)被返回到所述購(gòu)物手推車端口。[0195]感應(yīng)充電器使用感應(yīng)線圈來(lái)從充電基站內(nèi)產(chǎn)生交變電磁場(chǎng)，并且便攜式裝置中的第二感應(yīng)線圈從該電磁場(chǎng)取得電力、并將其轉(zhuǎn)換回成電流以對(duì)電池充電。相互接近的兩個(gè)感應(yīng)線圈組合從而形成電力變壓器。在智能手機(jī)支架的情況下，感應(yīng)線圈位于智能手機(jī)所插入的端口(例如套筒)中。電池也與手推車上的其殼體中的感應(yīng)線圈配對(duì),從而使電池能夠通過(guò)購(gòu)物手推車返回端口中的充電基站所發(fā)射的電磁場(chǎng)得到充電。
[0196]結(jié)束語(yǔ)
[0197]盡管已經(jīng)參考特定實(shí)現(xiàn)方案描述和舉例說(shuō)明了本技術(shù)的原理，但是應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，本技術(shù)可以以許多其它不同的形式實(shí)現(xiàn)。為了提供全面的公開而不過(guò)渡加長(zhǎng)本說(shuō)明書，本 申請(qǐng)人:通過(guò)引用將上面提到的文獻(xiàn)和專利申請(qǐng)結(jié)合在本文中。
[0198]上述方法、處理和系統(tǒng)可以用硬件、軟件或者硬件和軟件的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，用于在各個(gè)源之間進(jìn)行區(qū)分和計(jì)算位置的信號(hào)處理操作可以被實(shí)現(xiàn)為存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中并且在可編程計(jì)算機(jī)中執(zhí)行的指令(包括軟件和固件指令)，實(shí)現(xiàn)為專用數(shù)字電路中的數(shù)字邏輯電路，或者實(shí)現(xiàn)為在一個(gè)或多個(gè)處理器中執(zhí)行的指令和數(shù)字邏輯電路模塊的組合。上述方法和處理可以被實(shí)現(xiàn)在從系統(tǒng)的存儲(chǔ)器(計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，例如電子、光學(xué)或磁存儲(chǔ)裝置)執(zhí)行的程序中。上述方法、指令和電路對(duì)電子信號(hào)或其它電磁形式的信號(hào)進(jìn)行操作。這些信號(hào)進(jìn)一步表示各種物理信號(hào)，例如在圖像傳感器中捕獲的圖像信號(hào)、在音頻傳感器中捕獲的音頻、以及在用于其他信號(hào)類型的傳感器中捕獲的其他類型的物理信號(hào)。這些電磁信號(hào)表示形式如上面詳述的那樣被變換成不同的狀態(tài)以檢測(cè)信號(hào)屬性、執(zhí)行模式識(shí)別和匹配、編碼和解碼數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)、計(jì)算來(lái)自不同的源的源信號(hào)的相對(duì)屬性、等等。
[0199]上述方法、指令和硬件對(duì)參考信號(hào)成分和待檢信號(hào)成分進(jìn)行操作。由于信號(hào)可以被表示為通過(guò)將信號(hào)投射到基函數(shù)上而形成的信號(hào)成分的總和，所以上述方法可以一般地應(yīng)用于各種信號(hào)類型。例如，傅立葉變換將信號(hào)表示為該信號(hào)在一組基函數(shù)上的投射的總和。
[0200]上面詳述的實(shí)施例中的元素和特征的特定組合僅是示例性的；這些教導(dǎo)與本申請(qǐng)和通過(guò)引用結(jié)合在本文中的專利/申請(qǐng)中的其他教導(dǎo)的互換和替換也是可預(yù)期到的。
【權(quán)利要求】
1.一種用于在場(chǎng)所中進(jìn)行室內(nèi)導(dǎo)航的方法，包括: 通過(guò)移動(dòng)裝置的麥克風(fēng)接收音頻信號(hào)，所述麥克風(fēng)捕捉所述場(chǎng)所中的處于包括人類聽覺(jué)頻率范圍的頻率范圍中的聲音； 基于對(duì)所述音頻信號(hào)的識(shí)別，確定所述移動(dòng)裝置在所述場(chǎng)所中的位置； 監(jiān)視所述移動(dòng)裝置的位置； 當(dāng)所述移動(dòng)裝置的位置處于與基于位置的警報(bào)相關(guān)聯(lián)的預(yù)先確定的位置內(nèi)時(shí)，在所述移動(dòng)裝置的輸出裝置上輸出所述基于位置的警報(bào)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述確定步驟包括:從所述音頻信號(hào)中提取標(biāo)識(shí)信肩、O
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述音頻信號(hào)是從用于在室內(nèi)設(shè)施內(nèi)向人輸出音頻內(nèi)容的多個(gè)布置的揚(yáng)聲器輸出的一組音頻信號(hào)中的一個(gè)音頻信號(hào)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法,其中所述多個(gè)布置的揚(yáng)聲器包括聲音掩蔽系統(tǒng)的多個(gè)揚(yáng)聲器。
5.如權(quán)利要求3所述的方法,其中所述多個(gè)布置的揚(yáng)聲器包括公共廣播系統(tǒng)的多個(gè)揚(yáng)聲器。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述監(jiān)視步驟包括:跟蹤從通過(guò)所述移動(dòng)裝置的麥克風(fēng)捕捉的音頻信號(hào)中推導(dǎo)出的位置；以及基于對(duì)所述位置的跟蹤，提供對(duì)在所述場(chǎng)所中進(jìn)行的室內(nèi)導(dǎo)航的反饋。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述反饋包括:在所述移動(dòng)裝置附近的區(qū)域的地圖上描繪出所述移動(dòng)裝置行進(jìn)的連續(xù)路徑。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述反饋包括:相對(duì)于基于從用戶輸入推導(dǎo)出的偏好而計(jì)算出的所述場(chǎng)所中的路徑，描繪出所述行進(jìn)的路徑。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述反饋對(duì)應(yīng)于通過(guò)以下步驟計(jì)算出的基于位置的警報(bào): 從輸入中推導(dǎo)出關(guān)于所述場(chǎng)所中的產(chǎn)品的偏好； 確定所述產(chǎn)品在所述場(chǎng)所中的位置；以及 安排基于位置的警報(bào)，使得當(dāng)所述移動(dòng)裝置被檢測(cè)到接近所述產(chǎn)品在所述場(chǎng)所中的位置時(shí)觸發(fā)所述基于位置的警報(bào)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述推導(dǎo)步驟包括:識(shí)別作為所述輸入而輸入的購(gòu)物列表中的產(chǎn)品。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述推導(dǎo)步驟包括:識(shí)別經(jīng)由電子消息發(fā)送給用戶的電子促銷信息中的產(chǎn)品。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述推導(dǎo)步驟包括:從發(fā)布到與所述移動(dòng)裝置的用戶相關(guān)聯(lián)的社交網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)的電子消息中識(shí)別產(chǎn)品。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述推導(dǎo)步驟包括:從通過(guò)拍攝移動(dòng)裝置上的產(chǎn)品優(yōu)待券或促銷信息的圖像而捕捉的輸入中識(shí)別產(chǎn)品。
14.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述反饋步驟包括:當(dāng)所述移動(dòng)裝置被放置在購(gòu)物手推車上的支架中時(shí)，從移動(dòng)裝置自動(dòng)地發(fā)出提供導(dǎo)航方向的音頻消息。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，包括:基于對(duì)來(lái)自所述移動(dòng)裝置上的取向傳感器的取向數(shù)據(jù)進(jìn)行的采樣，跟蹤所述移動(dòng)裝置的取向。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，包括:基于從捕捉的音頻推導(dǎo)出的位置和通過(guò)對(duì)取向數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣而獲得的取向，在所述移動(dòng)裝置上提供產(chǎn)品警報(bào)。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，包括:監(jiān)視所述場(chǎng)所中的用戶客流，并且從對(duì)所述場(chǎng)所中的所述用戶客流的監(jiān)視結(jié)果中推導(dǎo)出產(chǎn)品警報(bào)。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中通過(guò)從所述移動(dòng)裝置上捕捉的音頻信號(hào)中檢測(cè)移動(dòng)裝置在所述場(chǎng)所中的位置，來(lái)監(jiān)視所述用戶客流。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其中通過(guò)所述場(chǎng)所中的光纖電纜傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視所述用戶客流。
20.如權(quán)利要求1所述的方法，包括:通過(guò)在移動(dòng)裝置上接收與處于第一位置的產(chǎn)品相關(guān)的來(lái)自用戶的輸入、檢測(cè)處于所述第一位置的移動(dòng)裝置位置、并把包括所述用戶輸入和第一位置的發(fā)布信息發(fā)送到社交網(wǎng)絡(luò)，來(lái)做出對(duì)所述社交網(wǎng)絡(luò)的基于位置的發(fā)布。
21.如權(quán)利要求1所述的方法，包括:確定移動(dòng)裝置何時(shí)接近所述第一位置，確定所述基于位置的發(fā)布是否符合所述移動(dòng)裝置的用戶的偏好，并且響應(yīng)于確定所述基于位置的發(fā)布符合所述移動(dòng)裝置的用戶的偏好，在所述移動(dòng)裝置上發(fā)出關(guān)于所述社交網(wǎng)絡(luò)上的所述發(fā)布的警報(bào)。
22.一種用于在場(chǎng)所中進(jìn)行室內(nèi)導(dǎo)航的系統(tǒng)，包括:多個(gè)布置的音頻源，每個(gè)音頻源`發(fā)送與位置相對(duì)應(yīng)的唯一可識(shí)別的音頻信號(hào)；一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)，用于從所述場(chǎng)所中的移動(dòng)裝置接收提供所述場(chǎng)所中的音頻源的標(biāo)識(shí)信息的音頻檢測(cè)事件，根據(jù)所述檢測(cè)事件計(jì)算移動(dòng)裝置位置，監(jiān)視所述移動(dòng)裝置在所述場(chǎng)所中的位置，并且當(dāng)所述移動(dòng)裝置的位置處于與警報(bào)相關(guān)聯(lián)的位置時(shí)向所述移動(dòng)裝置發(fā)送所述警報(bào)。
23.如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)音頻源包括所述場(chǎng)所中的公共音頻回放系統(tǒng)的多個(gè)揚(yáng)聲器。
24.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中所述公共音頻回放系統(tǒng)包括公共廣播系統(tǒng)。
25.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中所述公共音頻回放系統(tǒng)包括聲音掩蔽系統(tǒng)。
26.如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述移動(dòng)裝置包括無(wú)線電話，并且所述音頻檢測(cè)事件是從所述場(chǎng)所中的揚(yáng)聲器輸出、并且通過(guò)所述無(wú)線電話上的麥克風(fēng)捕捉的聲音中的標(biāo)識(shí)信息的檢測(cè)事件。
27.如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述移動(dòng)裝置被放置在所述場(chǎng)所內(nèi)的購(gòu)物手推車支架中。
28.如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中所述移動(dòng)裝置包括無(wú)線電話，并且所述購(gòu)物手推車支架包括用于無(wú)線電話的電池充電站。
29.如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，還包括客流監(jiān)視系統(tǒng)，其中所述客流監(jiān)視系統(tǒng)提供關(guān)于所述場(chǎng)所中的客流的信息，根據(jù)所述信息產(chǎn)生基于位置的警報(bào)并將其發(fā)送給所述場(chǎng)所中的移動(dòng)裝置。
30.如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其中所述客流監(jiān)視系統(tǒng)包括光纖傳感器網(wǎng)絡(luò)。
31.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，在所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上存儲(chǔ)有指令，所述指令在被計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)執(zhí)行包括以下步驟的用于室內(nèi)導(dǎo)航的方法: 從在麥克風(fēng)上捕捉的音頻信號(hào)中檢測(cè)音頻源標(biāo)識(shí)信息； 將所述音頻源標(biāo)識(shí)信息提供給用于計(jì)算移動(dòng)裝置在場(chǎng)所中的位置的處理；以及當(dāng)所述移動(dòng)裝置的位置處于所述場(chǎng)所中的與基于位置的警報(bào)相關(guān)聯(lián)的預(yù)先確定的位置內(nèi)時(shí)，在所述移動(dòng)裝置的輸出裝置上產(chǎn)生所述基于位置的警報(bào)。
32.如權(quán)利要求31所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中所述介質(zhì)包括所述移動(dòng)裝置的存儲(chǔ)器。
33.如權(quán)利要求32所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中所述移動(dòng)裝置包括無(wú)線電話，并且所述麥克風(fēng)是所述無(wú)線電話的麥克風(fēng)。
34.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，在所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上存儲(chǔ)有指令，所述指令在被計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)執(zhí)行包括以下步驟的用于室內(nèi)導(dǎo)航的方法: 接收在從移動(dòng)裝置的麥克風(fēng)捕捉的音頻中檢測(cè)到的音頻源標(biāo)識(shí)信息； 使用所述標(biāo)識(shí)信息計(jì)算移動(dòng)裝置在場(chǎng)所中的位置；以及 產(chǎn)生基于位置的警報(bào)，以便當(dāng)所述移動(dòng)裝置的位置處于所述場(chǎng)所中的與基于位置的警報(bào)相關(guān)聯(lián)的預(yù)先確定的位置內(nèi)時(shí)，在所述移動(dòng)裝置上輸出所述基于位置的警報(bào)。
35.如權(quán)利要求34所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括與所述移動(dòng)裝置通信的服務(wù)器計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器。
36.一種確定移動(dòng)裝置的 位置的方法，包括: 在所述移動(dòng)裝置的麥克風(fēng)中接收來(lái)自兩個(gè)或更多不同的音頻源的音頻信號(hào)，其中所述音頻信號(hào)對(duì)于人類聽眾而言聽起來(lái)基本上相似，然而具有不同的特性從而能夠區(qū)分所述不同的音頻源； 基于從所述音頻信號(hào)中確定的兩層或更多層區(qū)別性特性，來(lái)使所述音頻信號(hào)彼此區(qū)分開，其中第一層區(qū)別性特性提供標(biāo)識(shí)一組音頻源的信息，并且第二層區(qū)別性特性提供標(biāo)識(shí)所述一組音頻源內(nèi)的特定音頻源的信息； 基于對(duì)特定音頻源的識(shí)別，確定所述特定音頻源的位置； 基于所述特定音頻源的位置，確定所述移動(dòng)裝置的位置。
37.如權(quán)利要求36所述的方法，包括:基于所述音頻源的位置和所接收的音頻信號(hào)的相對(duì)屬性，確定所述移動(dòng)裝置的位置。
38.如權(quán)利要求37所述的方法，其中所述相對(duì)屬性包括所接收的音頻信號(hào)的到達(dá)時(shí)間。
39.如權(quán)利要求37所述的方法，其中所述相對(duì)屬性包括通過(guò)分析來(lái)自不同的源的音頻信號(hào)的強(qiáng)度而得到的信號(hào)強(qiáng)度度量。
40.如權(quán)利要求36所述的方法，其中所述移動(dòng)裝置包括移動(dòng)電話。
41.如權(quán)利要求36所述的方法，其中區(qū)分所述音頻信號(hào)包括:檢測(cè)編碼到主音頻內(nèi)容中的數(shù)字水印。
42.如權(quán)利要求36所述的方法，其中區(qū)分所述音頻信號(hào)包括:通過(guò)執(zhí)行內(nèi)容指紋識(shí)別來(lái)對(duì)源進(jìn)行區(qū)分。
43.如權(quán)利要求36所述的方法，其中所述區(qū)分步驟包括:檢測(cè)與特定音頻源或一組源相關(guān)聯(lián)的回波模式。
44.如權(quán)利要求36所述的方法，其中所述區(qū)分步驟包括:檢測(cè)頻率音調(diào)的模式。
45.如權(quán)利要求36所述的方法，其中所述區(qū)分步驟包括:檢測(cè)在從各個(gè)源裝置輸出所述音頻信號(hào)之前引入到所述音頻信號(hào)中的多個(gè)變更所構(gòu)成的模式，其中所述多個(gè)變更能夠被分別檢測(cè)，而所述輸出音頻信號(hào)被人類聽眾感知為是相同的信號(hào)。
46.如權(quán)利要求45所述的方法，其中所述多個(gè)變更所構(gòu)成的模式是通過(guò)從音頻回放系統(tǒng)到揚(yáng)聲器的路徑中的信號(hào)處理電路插入的。
47.如權(quán)利要求45所述的方法，其中所述模式包括時(shí)間抖動(dòng)。
48.一種定位系統(tǒng),包括: 麥克風(fēng)，用于接收處于可聽范圍中的音頻源信號(hào)、并將其轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)，其中所述音頻信號(hào)對(duì)于人類聽眾而言聽起來(lái)基本上相似，然而具有不同的特性從而能夠區(qū)分不同的音頻源；以及 一個(gè)或多個(gè)處理器，用于執(zhí)行以下操作:取得與所接收的音頻信號(hào)相對(duì)應(yīng)的電子信號(hào)；基于從所述音頻信號(hào)中確定的兩層或更多層區(qū)別性特性來(lái)使所述音頻信號(hào)彼此區(qū)分開，其中第一層區(qū)別性特性提供標(biāo)識(shí)一組音頻源的信息，并且第二層區(qū)別性特性提供標(biāo)識(shí)所述一組音頻源內(nèi)的特定音頻源的信息；基于對(duì)所述特定音頻源的識(shí)別，確定所述特定音頻源的位置；以及基于所述特定音頻源的位置，確定移動(dòng)裝置的位置。
49.一種音頻信號(hào)產(chǎn)生系統(tǒng),包括: 控制器，用于控制由音頻回放裝置輸出的音頻信號(hào)，所述音頻信號(hào)包括用于標(biāo)識(shí)連接到所述音頻回放裝置的一組揚(yáng)聲器的第一層特性；以及 連接在所述音頻回放裝置和第一揚(yáng)`聲器之間的信號(hào)處理器，用于把第二層信號(hào)特性引入到所述音頻信號(hào)中，以便區(qū)分來(lái)自與所述信號(hào)處理器連接的所述第一揚(yáng)聲器的所述音頻信號(hào)；以及 數(shù)據(jù)庫(kù)，其存儲(chǔ)所述音頻信號(hào)的各層唯一特性和所述揚(yáng)聲器的位置之間的關(guān)聯(lián)，所述數(shù)據(jù)庫(kù)響應(yīng)于查詢而提供與從來(lái)自所述揚(yáng)聲器的音頻信號(hào)中得到的唯一特性相對(duì)應(yīng)的揚(yáng)聲器的位置。
50.如權(quán)利要求49所述的系統(tǒng)，其中所述信號(hào)處理器包括延遲線電路，所述延遲線電路用于引入與所述延遲線電路所連接于的特定揚(yáng)聲器相關(guān)聯(lián)的回波模式。
51.如權(quán)利要求49所述的系統(tǒng)，其中所述信號(hào)處理器包括頻率振蕩器，所述頻率振蕩器用于引入與所述信號(hào)處理器所連接于的特定揚(yáng)聲器相關(guān)聯(lián)的頻率音調(diào)模式。
52.一種確定移動(dòng)裝置的位置的方法，包括: 在所述移動(dòng)裝置的傳感器中接收來(lái)自兩個(gè)或更多不同的源的源信號(hào)； 基于從所述源信號(hào)中確定的兩層或更多層區(qū)別性特性，來(lái)使所述源信號(hào)彼此區(qū)分開，其中第一層區(qū)別性特性提供標(biāo)識(shí)一組源的信息，并且第二層區(qū)別性特性提供標(biāo)識(shí)所述一組源內(nèi)的特定源的信息； 基于對(duì)特定源的識(shí)別，確定所述特定源的位置； 基于所述特定源的位置和所接收的源信號(hào)的相對(duì)屬性，確定所述移動(dòng)裝置的位置。
53.一種確定移動(dòng)裝置的位置的方法，包括: 在所述移動(dòng)裝置的麥克風(fēng)中接收來(lái)自兩個(gè)或更多不同的音頻源的音頻信號(hào)，其中所述音頻信號(hào)對(duì)于人類聽眾而言聽起來(lái)基本上相似，然而具有不同的特性從而能夠區(qū)分所述不同的音頻源； 基于從所述音頻信號(hào)中確定的區(qū)別性特性，來(lái)使所述音頻信號(hào)彼此區(qū)分開，其中所述區(qū)別性特性提供標(biāo)識(shí)特定音頻源的信息； 基于對(duì)特定音頻源的識(shí)別，確定所述特定音頻源的位置； 基于所述特定音頻源的位置和所接收的音頻信號(hào)的相對(duì)屬性，確定所述移動(dòng)裝置的位置。
54.如權(quán)利要求51所述的方法，其中所述相對(duì)屬性包括不同的音頻信號(hào)的到達(dá)時(shí)間。
55.如權(quán)利要求5 1所述的方法，其中所述相對(duì)屬性包括來(lái)自不同的音頻信號(hào)源的信號(hào)強(qiáng)度。
【文檔編號(hào)】H04W24/00GK103503503SQ201280019958
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月23日
【發(fā)明者】S·塔格杜希瓦帕, T·F·羅德里格斯 申請(qǐng)人:數(shù)字標(biāo)記公司