苹果公司已获得一项美国专利，该专利涉及一项创新音频系统，该系统可根据可穿戴音频设备相对于用户身体结构的物理位置，动态地确定并应用音频滤波器。这项改进旨在增强空间音频渲染和麦克风拾音精度，尤其是在外置耳机和 AR/VR 头显等设备中。
苹果专利图示中的示意图具有误导性。该设备主要体现概念设计，实际产品可能采用AirPods、AirPods Max或其他组合音频设备构成单一装置。这些音频设备既可独立存在，也可集成于未来智能眼镜的镜腿中。
核心创新
该专利描述了一种方法，利用成像系统（例如智能手机摄像头或结构光扫描仪）捕捉用户佩戴的音频设备的图像。通过分析这些图像，可以识别设备上的可见数据，该数据与扬声器或麦克风等隐藏组件存在几何关联。利用这种已知的几何关系，系统可以计算出电声换能器与耳道或口腔等关键解剖特征之间的相对位置。
一旦确定了相对位置，系统就会选择或生成适合该特定配置的音频滤波器。该滤波器可以补偿设备佩戴带来的空间偏移和声学伪影，从而提升空间音频播放的真实感和麦克风输入的保真度。
应用和用例
该专利概述了若干实用实现方案：
- 音频播放：系统将滤波器应用于音频输入信号（可能与头相关传递函数 (HRTF) 结合使用），以产生空间化信号。然后，该信号用于驱动扬声器，呈现模拟真实世界声学行为的声音。
- 音频拾音：对于麦克风输入，滤波器会根据换能器的方向以及与声源（例如用户嘴部）的距离来调整捕获的信号。这可以提高语音清晰度，并支持主动降噪等功能。
- 采集流程：用户可以通过辅助设备（例如智能手表或耳机）的视觉、音频或触觉提示完成图像采集过程。这可确保成像设备准确定位，从而实现最佳数据采集效果。
技术架构
该系统包括：
- 具有成像功能的远程设备
- 带有扬声器和/或麦克风的可穿戴音频设备
- 用于存储 CAD 模型、过滤数据集和捕获图像的处理器和内存
- 用于个性化音频渲染的 HRTF 和位置过滤器数据库
对未来设备的影响
这项专利表明苹果公司持续投入个性化音频体验，尤其关注AR/VR环境和可穿戴技术。通过考虑个体的生理差异和设备贴合度，苹果公司旨在为其整个产品生态系统提供更具沉浸感且一致的音频体验。
该技术可以集成到未来的 AirPods、Vision Pro 或其他头戴式设备中，为用户提供量身定制的声学体验，而无需复杂的手动校准。
战略分析：苹果的空间音频滤波器专利如何融入其更广泛的专利议程
苹果公司新获授权的空间音频滤波系统专利，体现了其深思熟虑的、层层递进的战略，涵盖硬件、软件和用户体验，尤其是在可穿戴设备、AR/VR 和个性化计算领域。以下是它与苹果公司更广泛的专利发展轨迹的契合点：
1. 个性化音频体验
Apple 一直在寻求根据个人用户定制音频输出的专利。这些专利包括：
- 头部相关传输函数 (HRTF) 个性化
- 使用摄像头或传感器检测耳形
- 根据 AirPods 的贴合度和密封性进行自适应均衡
新专利在此基础上，根据设备相对于用户身体结构的物理位置动态调整音频过滤器，确保无论佩戴或移动如何，空间音频都能保持准确。
2. AR/VR生态系统整合
对于 Vision Pro 和未来的混合现实设备而言，空间音频对于沉浸感至关重要。这项专利支持：
- 虚拟环境的实时声学建模
- 精确拾音麦克风，用于语音命令和通信
- 基于耳机方向和用户运动的动态滤波器应用
它补充了专注于视线跟踪、环境映射和手势识别的其他专利——为 AR/VR 形成了一个有凝聚力的感官界面。
3. 跨设备智能
Apple 的生态系统依靠连续性和情境感知蓬勃发展。这项专利能够实现：
- 设备间校准（例如，iPhone 捕捉耳机位置）
- Apple Watch、iPhone 和 Vision Pro 之间的传感器融合
- 用于音频优化的共享空间数据
它反映了苹果对环境智能的更广泛推动，即设备协作来解读用户意图和环境。
4. 注重隐私的数据处理
虽然该专利涉及图像捕捉和解剖建模，但苹果的申请通常强调设备内处理和匿名数据。这与以下观点一致：
- 用于生物特征数据的安全 Enclave 集成
- 用于手势和音频个性化的联合学习模型
- 用户控制的注册和校准
苹果的策略是在不损害隐私的情况下提供个性化服务——这是其专利语言和实施的一个关键区别。
5. 硬件差异化
这项专利可能成为未来 AirPods Max、Vision Pro 甚至全新可穿戴设备形态的基石。通过在硬件层面嵌入空间音频智能，苹果能够：
- 加强垂直整合
- 打造可防御的 IP，打造优质音频体验
- 提升沉浸式声音的竞争对手标准
这不仅仅关乎音质，它还关乎使音频具有情境感知性、解剖学精确性和无缝自适应性。
苹果列出的几位发明家包括计算机视觉 + 机器学习框架的 Andrew R.、音频技术专家 Theo Auclair 和音频技术开发杰出工程师 Marty Johnson。
值得注意的是，每一款新上市的苹果设备和功能都是从专利开始的。而谣言通常是在新设备或功能上市的最后一程才开始浮现。
来源：https://www.patentlyapple.com/2025/09/a-newly-granted-patent-from-apple-advances-spatial-audio-with-anatomically-aware-filtering.html
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