智能音箱vs毛线球：快速了解苹果Homepod特色及专利
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就在昨晚，苹果WWDC2017发布会上，苹果主要发布6项产品，除了按照传统惯例推出最新的iOS 11，Mac OS，TVOS，WatchOS，还有iPad Pro和HomePod两款硬件新品发布。
我们最关心的是，库克压轴隆重介绍的智能音箱HomePod。HomePod圆润可爱，线条优美，不过总觉得哪里不对，难道是吸取了毛线球和向日葵的艺术元素^_^？
我们脑补一下，HomePod和毛线球相遇的情景！
（毛线球图片来自互联网，羊羊羊嵌入式广告）
一、产品架构：
作为一个音箱产品，音质好，那是必须的。我们最关心的，还是产品特点、产品架构，以及对应的专利技术! 先看系统架构！（技术宅的眼光不一样）
（此图素材来自苹果官网）
Homepod最外面是一种纺织物。从顶向下，依次是：
（1）电路板和显示屏；（A8，很牛x的处理器）
（2）低频扬声器阵列；（自动低音均衡，动态建模）
（3）麦克风阵列；（6个麦克环形阵列）
（4）高频扬声器阵列。（7个喇叭环形阵列，波束赋形技术，多通道回声消除）
二、产品特色：
HomePod有4个特色：
（1）1.Rock the house
由于HomePod里面有7个波束赋形的高频扬声器阵列，可以精准控制声学效果以及发声方向；低频扬声器，低音效果好；另外，还采用的是跟苹果手机一样的A8处理芯片，还带有实时声学建模，音频波束形成，多通道回声消除技术。（舍得砸成本）
（2）Spatial awareness
空间感，就是HomePod先扫描你的房间，重构出你房间的结构模型，再根据你房间的结构，来调整音乐效果。精准的指向性，回声消除处理，可以使音乐填满整个房间。苹果推荐一次买两个HomePod，据说好事成双，那样音效会更好^_^！更形象的示意图，请看这个视频！（视频约470K，来自苹果官网）
https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=b1318ynhvxl&width=500&height=375&auto=0
（3）Musicologist
音乐家，苹果在音乐上赚了不少钱，在HomePod同样不会放弃机会！
（4）Home assistant
HomePod内置了苹果Siri，采用了6麦环形阵列技术，你说“Hello Siri”，它顶部的指示灯就会亮起，并倾听你的指令。跟在iPhone上使用方式类似。唯一不同的是，手机上要近距离说话，而这个可以远距离对话。
三、专利拆解：
检索：“苹果”+“麦克风”+“扬声器”，可以检索到一些列跟苹果HomePod相关的中国专利。初步查到5个核心发明专利（未公开的肯定还有很多）：
（1）CN105794231A 免提波束方向图配置 APPLE J·J·贝克尔 M·E·约翰森 A·法米利+3 2014-09-25 2016-07-20 审查中-实审 http://www2.soopat.com/Patent/201480063466
（2）CN105144747B 用于对设备的取向进行广播的声学信标 APPLE M·E·约翰森 A·法米利 T-D·W·J·萨奥克斯 2014-03-13 2017-03-08 授权 http://www2.soopat.com/Patent/201480022796?lx=FMSQ
（3）CN105144746A 房间和节目响应扬声器系统 APPLE T·M·霍尔曼 2014-03-06 2015-12-09
（4）CN105190743A 基于一个或多个收听者的位置来调整扬声器阵列的波束图案 APPLE M·E·约翰森 R·N·伊萨克 A·法米利 2014-03-04 2015-12-23
（5）CN105122844A 扬声器的整个指向性范围内的音色恒定性 Timbre constancy across a range of directivities for a loudspeaker 2014-03-06 2015-12-02 M·E·约翰森 T·霍尔曼
这些专利，有一些共同点：
（1）发明人相对集中，例如约翰森和霍尔曼等几人是主力；
（2）提前布局，2014年申请，2017年才出产品；
（3）不提前公开，都是2-3年才在中国公开的，布局套路太深。
（4）都是先申请PCT专利，然后进入世界各国的。
我们来学习下其中一些专利：
第一个专利：CN105794231A 免提波束方向图配置
这个专利是基础框架，框定麦克阵列和喇叭阵列系统架构。
主要内容如下：
本发明描述了一种基于用户/收听者的偏好来调节由一个或多个扬声器阵列发出的一个或多个波束方向图的音频系统。该音频系统包括音频接收器，该音频接收器包含收听者位置估计器、收听者识别器和语音命令处理器。来自收听者位置估计器、收听者识别器和语音命令处理器的输入被馈送到阵列处理器中。该阵列处理器基于来自这些设备中的每个设备的输入来驱动一个或多个扬声器阵列，以将波束方向图发射到收听区域中。通过检查位置、优选使用设置以及来自收听者的语音命令，所生成的波束方向图被定制为收听者的具有最少指导输入的明确偏好和隐含偏好。还描述了其他实施方案。
简单的说，就是有一个麦克风阵列，以及一个喇叭阵列。
第一步，通过麦克风阵列，收集和识别用户的声音，识别用户的方位；
第二步，识别用户的语义并进行相应的处理（人工智能）；
第三步，再通过控制喇叭阵列，把答复的声音准确送达到用户的位置，确保用户清晰听到。
用户坐同一个位置很无聊，不停换地方，没关系，麦克风阵列实时检测用户位置；说话的人很多，也没关系，系统可以通过麦克风阵列和语音识别算法，识别出不同的人，可以通过喇叭阵列，把声音准确送达对应的人。
第二个专利：CN105144747B 用于对设备的取向进行广播的声学信标
这个专利，读起来拗口，其实就是定义了麦克阵列和喇叭阵列如何定位用户，定向发送声音给用户的技术方案。
本发明描述了一种用于确定扬声器相对于收听设备的取向的方法。该方法同时驱动每个换能器以发射与不同正交音频信号对应的波束图案。收听设备感测由正交音频信号所产生的声音并分析所感测的音频信号，以确定扬声器相对于收听设备的空间取向。还描述了其他实施例。
以上两个专利奠定这个系统架构的骨架，其他其他一些专利，是对这个系统架构具体应用实现方式的定义。
四、专利启示
由于时间有限，本文根据HomePod产品特点，检索分析了几个已经公开的专利。但对于HomePod如何识别整个房间的结构，如何调节音效，肯定有一大堆的专利和算法，但本人还没有找到。当然，也可能是苹果相关的专利还没有公开出来（英文专利检索起来也有一定困难）^_^。
苹果的HomePod有6个麦克；亚马逊的Echo有6+1个麦克；而Google的GoogleHome只有2个麦克，莫非是谷歌在规避苹果或者亚马逊的专利？
专利，不能等到产品做出来才去申请。在规划将来要做的产品时，先进行技术规划和专利布局，具体技术实现，可以后面再做！（苦口婆心）
专利布局，趁早！
与其临渊羡鱼，不如退而织网，与诸君共勉！
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最后，不要忘记老罗，第n次请老罗站台！
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