CN100534223C - 扬声器、音响系统及检测音响系统中扬声器布局结构的方法 - Google Patents
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Abstract
由多个扬声设备中的各个扬声设备中的麦克风来采集在听众位置上所产生的声音。服务器装置接收来自所有扬声设备所采集到的音频信号,并且计算在听众位置到最接近于听众的扬声设备的距离和听众到多个扬声设备中的各个扬声设备的距离之间距离差。当一个扬声设备发出声音时,服务器装置就可以接收所采集到并且由各个其它扬声设备发出声音的音频信号。服务器装置计算已经发出声音的扬声设备和各个其它扬声设备之间的扬声器与扬声器之间的距离。服务器装置基于距离差和扬声器与扬声器之间的距离来计算多个扬声设备的布局结构。
Description
发明背景
1.发明领域
本发明涉及一种服务器装置,扬声器设备和多个扬声器音响系统。本发明也涉及在多个扬声器音响系统中的扬声设备的配置结构检测方法。
2.相关技术描述
图61显示了一种典型的音响系统,在该音响系统中,采用多个扬声设备来产生诸如5.1声道环绕信号的多声道信号的多声道声场。
音响系统包括多声道放大器1和多个扬声设备2,扬声设备的数量等于声道的数量。5.1声道环绕信号包括一个左声道(L),一个右声道(R),一个中间声道,一个左环绕(LS)声道,一个右环绕(RS)声道,一个低频效果(LFE)声道的信号。如果使用所有声道来播放的话,就需要有六个扬声器。这六个扬声器可以排列在听众的正前方,使得播放的语音图象从设置在各个希望位置上的各个声道中发出。
多声道放大器1包括一个声道解码器3,和多个音频放大器4,其数量等于声道的数量。音频放大器4的输出端连接着各个输出端5(扬声器的连接端),其数量也等于声道的数量。
输入至输入端6的5.1声道环绕信号,通过声道解码器3分解成音频声道的信号。声道解码器3所输出的音频声道信号通过音频放大器以及随后的输出端5提供给扬声器2。各个声道的声音就从各个扬声设备2发出。在图6中没有显示音量的控制和音响效果的处理。
为了收听在图61所示的5.1声道环绕音响系统中的双声道的源,只需要使用左声道和右声道两个声道,而其余四个声道是不使用的。
为了收听诸如6.1声道的源或者7.1声道的源,则系统就使用下复用处理将输出声道的数量减小至5.1声道环绕信号。扬声器连接端的数量小于声道的数量,即使声道解码器3具备从多声道中提取所需音频信号的能力。可以采用5.1声道环绕信号工作的方式来进行下复用处理。
图62说明了可以将扬声器设备设计成连接着个人计算机。扬声器设备可以采用一对L声道模块7L和R声道模块7R的商品。
正如图62所示,L声道模块7L包括一个声道解码器8、一个音频放大器9L、一个L声道扬声器10L、和一个连接着个人计算机的通用串行总线(USB)的输入端11。R声道模块7R包括一个音频放大器9R,它通过连接电缆12连接着在L声道模块7L中的声道解码器8的R声道音频信号输出端,和一个R声道扬声器10R。
一个采用包含着L/R声道信号格式的音频信号可以从个人计算机的USB端输出,并随后通过输入端11输入至L声道模块7L中的声道解码器8。声道解码器8根据所输入的信号输出一个L声道音频信号和一个R声道音频信号。
从声道解码器8所输出的L声道音频信号通过音频放大器9L提供给L声道扬声器10L,用于扩音。从声道解码器8输出的R声道音频信号通过连接电缆12提供给R声道模块7R中的音频放大器9R。R声道音频信号随后通过音频放大器9R提供给R声道扬声器10R。
日本未审查专利申请公开号No.2002-199500披露了一种在5.1声道环绕音响系统中的虚拟语音图象位置处理器。该虚拟语音图象位置处理器在用户指令处理器改变语音图象时可以将虚拟语音图象位置改变成改进的语音图象位置。换句话说,所披露的音响系统进行对应于“多角度功能”的声音播放,这是DVD视频盘片的性能之一。
多角度功能允许用户将摄像机的角度从最大9度切换至用户所喜好的角度。电影场景、运动事件、生活事件的图像都可以多个摄像机角度类拍摄,并且存储于视频盘片上,用户可以随意地选择摄像角度中的任何一个角度。
多个扬声设备中的每一个扬声设备都可采用经过适当声道合成的多声道音频信号。根据用户所选择的角度模式,以更新和控制声道合成的比例,使得各个语言图象都处于适当的位置。根据所披露的技术,用户可以获得依据所选择的角度模式定位的语音图象播放声音。
图62所示的音响系统是L/R双声道系统。为了采用多声道源工作,就必须购买新的音响系统。
在图61和图62的熟知技术中,声道解码器3和8都是以固定多声道输入和固定分解输出声道的方式工作的,正如在本文中所说明的那样。这种结构对于用户来说就显得很不方便,因为用户既不能增加扬声器的数量,也不能将扬声器设备的布局排列成任何所希望的布局。
就此而言,所披露的虚拟语音图象位置处理技术可以提供一种音响系统,它允许所希望语音图象位置布局,即使在任何所需位置上排列任何数量的扬声器。
更具体地说,可以在音响系统中输入扬声器的数量和扬声器布局的信息,并且音响系统中的布局结构对于听众来说都是可以识别的。若扬声器布局结构是可以识别的,则可以计算出提供给各个扬声器的音频信号的声道合成比例。于是,音响系统就可获得所希望的声音位置,即使在任何位置上排列任何数量的扬声器。
所披露的技术并不限制与所声道音频信号的声道合成。例如,音响系统可以通过设置声道合成比例,从声音源,例如,单声道信号或者具有较少声道数量的声音源,产生可提供给比声音源声道数量更多扬声器的信号。于是,该音响系统产生赝多声道语音图象。
如果可以识别在音响系统中的扬声器数量和扬声器布局结构,就可以通过根据扬声器布局结构来设置声道编码比例和声道解码比例来产生在音响系统中所需要的语音图象。
然而,对于听众来说,将正确的扬声器布局信息输入至音响系统是困难的。当扬声器布局改变时,就必须输入新的扬声器布局信息。这对用户来说是十分不方便的。较佳的是,以自动的方式来输入扬声器布局结构。
发明内容
因此,本发明的目的是提供一种包括多个扬声设备的音响系统,可适用于自动检测设置在任何位置上的扬声设备的布局结构。
本发明在第一方面涉及一种适用于检测在音响系统中的扬声器布局结构的方法,其中,该系统包括多个扬声设备和一个服务器装置,该服务器装置可以根据多个扬声设备的位置从一个输入音频信号中产生提供给多个扬声设备中的各个扬声设备的扬声器信号。该方法包括:第一步,使用安装在多个扬声设备中的各个设备的拾取单元来采集听众位置上所发出的声音,并且将从各个扬声设备中所采集到的声音的音频信号发出至服务器装置;第二步,用于分析在第一步中由多个扬声设备中的各个扬声设备所发送出音频信号,并且计算听众位置与最接近于听众的扬声设备的距离和听众位置与多个扬声设备中的各个扬声设备的距离之间的距离差;第三步,根据从服务器装置所发出的命令信号从一个扬声设备发出所预定的声音;第四步,采用不是发出预定声音的扬声设备的扬声设备拾取单元采集在第三步中所发出的预定声音,并将声音的音频信号发送至服务器装置;第五步,用于分析在第四步中从不是已经发出预定声音的扬声设备所发出的音频信号,并且计算各个已经发送音频信号的扬声设备和已经发出预定声音的扬声设备之间扬声器与扬声器之间的距离;第六步,重复第三步至第五步,直至获得多个扬声设备的所有扬声器与扬声器之间的距离;以及第七步,基于在第二步中所获得的多个扬声设备各自的距离差,和在第五步中所获得的多个扬声设备的扬声器与扬声器之间的距离,来计算多个扬声设备的布局结构。
在本发明的音响系统中,拾取单元采集在听众位置上所产生的声音。多个扬声设备的拾取单元采集该声音,并将该声音的音频信号提供给服务器装置。
服务器装置分析由多个扬声设备所接收到的音频信号,从而计算出在听众位置与最接近于听众位置的扬声设备的距离和多个扬声设备中的各个扬声设备与听众位置的距离之间的距离差。
服务器装置基于设备与设备的基础向各个扬声设备发送使之发出预定声音的命令信号。响应之后,各个扬声设备发出预定的声音。由扬声设备来采集该声音,并且将该声音的音频信号发送至服务器装置。服务器装置计算在已经发出声音的扬声设备和各个其它扬声设备之间的扬声器与扬声器的距离。服务器装置使得扬声设备发出预定声音,直至可以确定在任何两个扬声设备之间的扬声器与扬声器的距离,从而计算出所有扬声设备的扬声器与扬声器的距离。
本发明在第二方面涉及一种用于检测在音响系统中的扬声器布局结构的方法,其中,该系统包括多个扬声设备和一个连接着多个扬声设备的系统控制器,输入音频信号可以通过通用传输线提供给多个扬声设备中的各个扬声设备,多个扬声设备中的各个扬声设备可以产生一个扬声器信号,并根据所输入的音频信号发出其声音。该方法包括:第一步,使用安装在多个扬声设备中的各个设备中的拾取单元来采集听众位置上所发出的声音,并且将从各个扬声设备中所采集到的声音的音频信号发出至系统控制器;第二步,用于分析在第一步中由多个扬声设备中的各个扬声设备所发送出音频信号,并且计算听众位置与最接近于听众的扬声设备的距离和听众位置与多个扬声设备中的各个扬声设备的距离之间的距离差;第三步,根据从系统控制器所发出的命令信号从一个扬声设备发出所预定的声音;第四步,采用不是发出预定声音的扬声设备的扬声设备拾取单元采集在第三步中所发出的预定声音,并将所采集声音的音频信号发送至系统控制器;第五步,用于分析在第四步中从不是已经发出预定声音的扬声设备所发出的音频信号,并且计算各个已经发送音频信号的扬声设备和已经发出预定声音的扬声设备之间扬声器与扬声器之间的距离;第六步,重复第三步至第五步,直至获得多个扬声设备的所有扬声器与扬声器之间的距离;以及第七步,基于在第二步中所获得的多个扬声设备各自的距离差,和在第五步中所获得的多个扬声设备的扬声器与扬声器之间的距离,来计算多个扬声设备的布局结构。
通过通用传输线将一个通用音频输入信号提供给多个扬声设备,而不是提供给各个扬声器信号。响应音频输入信号,各个扬声设备可以使用在其扬声器因子存储器中的扬声器因子来产生扬声器信号。
在音响系统中的扬声器布局结构检测方法中,在听众位置上所产生的声音,可以由多个扬声设备中拾取单元来采集,且发送至系统控制器。
系统控制器分析由多个扬声设备所接收到的音频信号,从而计算出听众的位置,以及在听众位置与最接近于听众位置的扬声设备的距离和多个扬声设备中的各个扬声设备与听众位置的距离之间的距离差。
系统控制器向各个扬声设备发送使之发出预定声音的命令信号。响应该命令信号,各个扬声设备发出预定的声音。随后,由其它扬声设备来采集所发出的声音,并且将该声音的音频信号发送至系统控制器。系统控制器计算在已经发出声音的扬声设备和各个其它扬声设备之间的距离。系统控制器使得各个扬声设备发出预定的声音,直至至少确定了任何一个扬声器与扬声器的距离。于是,就可以确定扬声设备的扬声器与扬声器的距离。
系统控制器基于距离差和扬声器与扬声器距离来计算多个扬声设备的布局结构。
本发明在第三方面涉及一种检测在音响系统中的扬声器布局结构的方法,在该音响系统中,包括多个扬声设备,并通过通用传输线向多个扬声设备中的各个扬声设备提供输入音频信号,多个扬声设备中的各个扬声设备根据所述音频信号产生一个扬声器信号并发出声音。该方法包括:第一步,将已经首先检测到听众位置所产生声音的一个扬声设备所输出的第一触发信号通过通用传输线提供给其它扬声设备;第二步,响应第一触发信号,并将其作为开始点,记录在听众位置上所产生的并且被已经接收到第一触发信号的多个扬声设备中的各个扬声设备的拾取单元所采集到的声音;第三步,分析在第二步中所记录的声音的音频信号,并且计算在听众位置与提供第一触发信号且最接近于听众位置的扬声设备的距离和各个扬声设备与听众位置的距离之间的距离差;第四步,用于将在第三步中所计算出的距离差的信息通过通用传输线从各个扬声设备发送至其它扬声设备;第五步,通过通用传输线将由多个扬声设备中的一个扬声设备所发出的第二触发信号发送至其它扬声设备,并发出多个扬声设备中的一个扬声设备的预定声音;第六步,根据第二触发信号的接收时间,作为开始点,记录在第五步中发出的并且被不是已经发出预定声音的扬声设备的各个其它扬声设备的拾取单元所采集到的预定声音;第七步,分析在第六步中不是已经发出预定声音的扬声设备的各个其它扬声设备所记录的音频信号,并且计算在已经发出预定声音的扬声设备和已经发送音频信号的各个扬声设备之间的扬声器与扬声器的距离;第八步,重复第五步至第七步,直至获得多个扬声设备的所有扬声器与扬声器的距离;以及第九步,基于在第三步中所获得多个扬声设备的距离差和在重复的第七步中所获得多个扬声设备的扬声器与扬声器的距离,来计算多个扬声设备的布局结构。
多个扬声设备中的每一个扬声设备都计算出距离差和扬声器与扬声器的距离,以及与其它扬声设备相互交换距离差和扬声器与扬声器的距离的信息。
多个扬声设备中的每一个扬声设备都从距离差和扬声器与扬声器的距离中计算出多个扬声设备的布局结构。
根据本发明的实施例,可以自动计算出多个扬声设备的布局结构。由于扬声器信号是由布局结构中所产生的,因此听众就能够通过简单的放置任何数量的扬声设备构成音响系统。
即使扬声设备增加或者扬声设备的布局改变,都不再需要麻烦的设置。
附图简要说明
图1是说明本发明第一实施例的音响系统的系统结构的结构示意图;
图2A和2B说明了根据本发明第一实施例从服务器装置提供给各个扬声设备的信号;
图3是说明根据本发明第一实施例的服务器装置的硬件结构的方框图;
图4是说明根据本发明第一实施例的服务器装置的硬件结构的方框图;
图5是说明根据本发明第一实施例为多个扬声设备中连接着总线的各个扬声设备分配一个识别号的操作第一序列的时序图;
图6是说明根据本发明第一实施例为多个扬声设备中连接着总线的各个扬声设备分配ID号的服务器装置的操作流程图;
图7是说明根据本发明第一实施例为多个扬声设备中连接着总线的各个扬声设备分配ID号的服务器装置的操作流程图;
图8是说明根据本发明第一实施例为多个扬声设备中连接着总线的各个扬声设备分配一个ID号的操作第二序列的时序图;
图9是说明根据本发明第一实施例为多个扬声设备中连接着总线的各个扬声设备分配ID号的服务器装置的操作流程图;
图10是说明根据本发明第一实施例指定多个扬声设备中连接着总线的各个扬声设备ID号的服务器装置的操作流程图;
图11说明了根据本发明第一实施例适用于获得在听众和扬声设备位置之间的一个相关距离信息的方法;
图12是说明根据本发明第一实施例采集在听众和扬声设备之间相关距离信息的服务器装置的操作流程图;
图13是说明根据本发明第一实施例采集在听众和扬声设备之间相关距离信息的服务器装置的操作流程图;
图14是说明根据本发明第一实施例适用于计算扬声器与扬声器的一个距离的方法的时序图;
图15A和15B说明了根据本发明第一实施例适用于确定扬声器与扬声器的距离的方法;
图16是说明根据本发明第一实施例确定扬声器与扬声器距离的扬声设备的操作流程图;
图17是说明根据本发明第一实施例确定扬声器与扬声器距离的服务器装置的操作流程图;
图18是根据本发明第一实施例有关确定扬声设备布局的列表信息;
图19是说明根据本发明第一实施例适用于确定扬声器与扬声器距离的另一方法的时序图;
图20说明了根据本发明第一实施例适用于定位在听众前方的遥控器的主要部分;
图21是说明根据本发明第一实施例确定听众前方作为一个参考方向的服务器装置的操作流程图;
图22A-22C说明了根据本发明第一实施例适用于确定听众前方作为参考方向的方法;
图23是说明根据本发明第一实施例确定听众前方作为参考方向的服务器装置的操作流程图;
图24是说明根据本发明第一实施例确定听众前方作为参考方向的服务器装置的操作流程图;
图25是说明根据本发明第一实施例依据声道合成因子进行确认和校正处理的服务器装置的操作流程图;
图26是说明根据本发明第一实施例依据声道合成因子进行确认和校正处理的服务器装置的操作流程图;
图27说明了根据本发明第二实施例的音响系统的系统结构;
图28A和28B说明了根据本发明第二实施例由服务器装置提供给多个扬声设备中的各个扬声设备的信号;
图29说明了根据本发明第二实施例的服务器装置的硬件结构;
图30说明了根据本发明第二实施例的系统控制器的硬件结构;
图31是说明根据本发明第二实施例的扬声设备的方框图;
图32是说明根据本发明第三实施例的扬声设备的硬件结构的方框图;
图33是说明根据本发明第三实施例进行为多个扬声设备中连接着总线的各个扬声设备分配一个ID号的第一处理的扬声设备的操作流程图;
图34是说明根据本发明第三实施例进行为多个扬声设备中连接着总线的各个扬声设备分配ID号的第一处理的扬声设备的操作流程图;
图35是说明根据本发明第三实施例进行为多个扬声设备中连接着总线的各个扬声设备分配一个ID号的第二处理的扬声设备的操作流程图;
图36是说明根据本发明第三实施例进行为多个扬声设备中连接着总线的各个扬声设备分配一个ID号的第三处理的扬声设备的操作流程图;
图37是说明根据本发明第三实施例进行为多个扬声设备中连接着总线的各个扬声设备分配ID号的第三处理的扬声设备的操作流程图;
图38是说明根据本发明第三实施例采集在听众和扬声设备之间相关距离信息的扬声设备的操作流程图;
图40是说明根据本发明第三实施例确定听众的前方作为参考方向的扬声设备的操作流程图;
图41是说明根据本发明第三实施例依据声道合成系数进行确认和校正处理的扬声设备的操作流程图;
图42是图41流程图的继续;
图43说明了根据本发明第四实施例的音响系统的系统结构;
图44是说明根据本发明第四实施例的扬声设备的硬件结构的方框图;
图45说明了根据本发明第四实施例的扬声设备中的麦克风的布局;
图46A-46C说明了根据本发明第四实施例适用于产生两个麦克风的总的输出和不同输出,以及其指向性图形的方法;
图47说明了根据本发明第四实施例两个麦克风的总的输出和不同输出的指向性;
图48说明了根据本发明第四实施例两个麦克风的总的输出和不同输出的指向性;
图49说明了根据本发明第四实施例的扬声设备中的麦克风的另一种布局;
图50说明了根据本发明第四实施例适用于确定在听众和扬声设备之间距离的方法;
图51是说明根据本发明第四实施例采集在听众和扬声设备之间相关距离信息的服务器装置的操作流程图;
图52是说明根据本发明第四实施例采集在听众和扬声设备之间相关距离信息的扬声设备的操作流程图;
图53A和53B说明了根据本发明第四实施例适用于确定在扬声设备之间距离的方法;
图54说明了根据本发明第四实施例适用于确定在扬声设备之间距离的方法;
图55说明了根据本发明第四实施例适用于确定在扬声设备之间距离的方法;
图56是根据本发明第四实施例确定扬声设备布局的列表信息;
图57是说明适用于确定听众的前方作为参考方向的服务器装置的操作流程图;
图58A-58F说明了根据本发明第七实施例的音响系统;
图59说明了根据本发明第七实施例的音响系统;
图60A-60G说明了根据本发明第七实施例的另一音响系统;
图61说明了熟知音响系统的系统结构;和,
图62说明了另一熟知音响系统的系统结构。
具体实施方法
以下参考附图描述本发明的音响系统的实施例。在音响系统的各个实施例中,声音源是多声道音频信号。即使改变信号的指标,例如,多声道声音和音乐源的声道数量,但是根据连接着系统的扬声设备,仍能提供一种适当的声音扩音和收听环境。
尽管本发明实施例的音响系统可以单声道源进行工作,即,单音源,但是在以下的讨论中假定是多声道的源。扬声器的信号是由声道编码的多声道音频信号所产生的,而扬声器信号因子是声道编码因子。如果声音源的声道数量是小的,则就进行声道解码而不是声道编码,并且扬声器信号是声道解码因子。
实施例的音响系统允许任何数量的扬声设备以任何布局结构来排列。根据本发明实施例,以任何布局结构所排列的任何数量的扬声设备提供一个产生适当语音图象的收听环境。
例如,根据在5.1声道环绕指标中所推荐的,相对于用户的位置将六个扬声设备设置成一个L声道、一个R声道、一个中间声道、一个LS声道、一个RS声道和一个LFE声道。于是,所设置的扬声设备就能发出L声道、R声道、中间声道、LS声道、RS声道和LFE声道的音频信号的各种声音。
然而,在一个以任意布局结构来排列任意数量的扬声设备的音响系统中,所产生的由扬声设备发出的声音(下文中称之为扬声器声音),使得对应于L声道、R声道、中间声道、LS声道、RS声道和LFE声道的语音图象可参考听众的位置适当地来设置。
在一种通过声道编码多声道音频信号产生语音图象的方法中,可根据两个扬声设备的方向来分配信号,其中,两个扬声设备对着存在声道信号定位的位置的一个角度。根据扬声设备的布局,可以向相邻的扬声设备提供一个延迟的声道信号,以提供一种在深度方向上的声音位置的感觉。
使用原先所讨论的虚拟语音图象定位技术,语音图象可以采用将声道信号定位在所需位置上的方向来定位。在这种情况下,每一个声道的扬声器数量是等于或大于2的任何数字。为了能够加宽适当的收听范围,可以使用尽可能多的扬声器,并且使用多级-输入/输出反相-滤波(MINT)原理来实施语音图象和声场控制。
以上所讨论的方法可应用于实施例。于是,可以通过声道编码多声道音频信号来产生扬声器信号。
在5.1声道环绕信号中,L声道、R声道、中间声道、LS声道、RS声道和LFE声道的信号可分别称之为SL、SR、SC、SLS、SRS和SLE,并且L声道信号、R声道信号、中间声道信号、LS声道信号、RS声道信号和LFE声道信号可分别称之为wL、wR、wC、wLS、wRS和wLEF。在任意给定位置上具有标识号(ID)为“i”的扬声器的扬声器信号SPi可以下列方式表示:
SPi=wLi*SL+wRi*SR+wCi*SC+wLSi*SLS+wRSi*SRS+wLFEi*SLFE
式中:wLi、wRi、wCi、wLSi、wRSi和wLEFi表示具有ID号为i的扬声器的声道合成因子。
声道合成因子一般认为是延迟时间和频率特性的原因。为了简化解释,声道合成因子简单地认为是加权系数,并且在下列的范围内:
0≤wL,wR,wC,wLS,wRS,wLEF≤1
音响系统包括多个扬声设备和一个用于向多个扬声设备提供音乐和声音源的音频信号的服务器装置。扬声器信号可以由服务器装置或者各个扬声设备来产生。
当由服务器装置产生扬声器信号时,服务器装置保持构成音响系统的所有扬声设备的声道合成因子。使用所保持的声道合成因子,服务器装置执行系统控制功能,从而通过声道编码产生所有的声道合成因子。
正如下文中所要讨论的那样,服务器装置通过系统控制功能与所有的扬声设备通讯,从而可以根据所有扬声设备的声道合成因子来进行确认和校正处理。
当各个扬声器都产生了扬声器信号时,则扬声器就保持着声道合成因子,同时服务器装置就将所有声道的多声道音频信号提供给各个扬声器。各个扬声器声道使用各自的声道合成因子将所接收到多声道音频信号编码成扬声器信号。
各个扬声器根据声道合成因子通过与其它每个扬声器的通讯来进行确认和校正处理。
本发明实施例的音响系统允许采用任何布局结构来设置任何数量的扬声器。音响系统可以自动检测和识别扬声器的数量、各个扬声器的识别信息、和多个扬声器的布局信息、并且根据所检测的结果来进行设置。以下将讨论示例性实施例。
第一实施例
图1是本发明第一实施例的音响系统的系统结构。第一实施例的音响系统包括一个服务器装置100,多个扬声设备200,可以采用通用传输线(例如,串行总线300)相互连接。在以下的讨论中,识别号(ID)可以用于识别各个扬声设备。
总线300可以是通用串行总线(USB)连接、IEEE(电器和电子工程师协会)1394标准连接、MID(音乐仪器数字接口)连接,或者其它等效连接中的一种。
服务器装置100从记录在磁盘400上的5.1声道环绕信号中播放,L声道、R声道、中间声道、LS声道、RS声道和LFE声道的多声道音频信号可相对于听众进行适当的设置。
第一实施例的服务器装置100具有系统控制功能单元,它可以从多声道音频信号中产生提供给扬声设备200的扬声器信号,以及通过总线300将扬声器信号分别提供给扬声设备200。
可以使用分离的线将扬声器信号从服务器装置100提供给扬声设备200。在第一实施例中,总线300作为一个通用的传输线,用于将扬声器信号提供给多个扬声设备200。
图2A说明了从服务器装置100发送给多个扬声设备200的各个扬声器信号的格式。
从服务器装置100提供给扬声设备200的音频信号是一种打包的数字音频信号。一个数据包包括用于连接着总线300数量的扬声设备的音频信号。正如图2A所示,有六个扬声设备200连接着总线300。SP1-SP6表示各个扬声设备的扬声器信号。连接着总线300的多个扬声设备200的所有扬声器信号都包含在单个数据包中。
音频数据SP1是一个具有ID号为1的扬声设备的扬声器信号,音频数据SP2是一个具有ID号为2的扬声设备的扬声器信号,...,以及音频数据SP6是一个具有ID号为6的扬声设备的扬声器信号。音频数据SP1-SP6可以通过声道编码多声道音频信号来产生,且各自持续预定的单位时间。音频数据SP1-SP6是压缩的数据。如果总线300具有高速的数据率,则就不需要压缩音频数据SP1-SP6。高速数据的使用是可以充分满足需要的。
数据包的引导部分是包头,它包含同步信号和声道结构信息。同步信号是用于同步扬声设备200的声音发出的时序。声道结构信息包含着与在一个数据包中所包含的扬声器信号的数量有关的信息。
各个扬声设备200通过从包头开始的音频数据次序的计数来识别音频数据(扬声器信号)。扬声设备200从通过总线300传输的包数据中提取出各自的音频数据,并且将该音频数据缓存在各自的随机存取存储器(RAM)中。
各个扬声设备200依据与包头同步信号相同的时序从RAM中读取扬声器信号,并且从扬声器201中发出声音。连接着总线300的多个扬声设备200都以同步信号中的相同时序来发出声音。
如果连接着总线300的扬声设备200的数量发生变化,则在一个数据包中所包含的扬声器信号的数量也相应发生变化。各个扬声器信号可以在长度上是固定的或者是可变的。在可变的扬声器信号的情况下,扬声器信号的比特数可以写在包头中。
数据包的包头可以包含控制变化信息。正如图2B所示,例如,在数据包的包头中包含了控制变化的声明,则对在包头之后具有“唯一ID”信息所表示的ID号的扬声设备进行控制。正如图2B所示,服务器装置100向采用唯一ID标识的扬声设备200发布控制命令将其声音发出电平(音量)设置为“-10.5dB”。可以在一个数据包中包含着多个控制信息。控制变化可以使得所有的扬声设备200都静音。
正如以上所讨论的,服务器装置100具有系统控制功能单元,它可以采用原先已经讨论的声道编码处理方法,产生分别提供给多个扬声设备200的扬声器信号。
服务器装置100检测连接着总线300的扬声设备200的数量,并且为各个扬声设备200分配一个ID号,使得各个扬声设备200在系统中都能够被识别。
服务器装置100可以使用以下将讨论的技术来检测多个扬声设备200的排列和连接总线300的布局结构。也可以使用该技术,将听众前方的方向设置成在检测多个扬声设备的布局结构中的参考方向。基于相对于听众的前方方向作为参考方向的扬声器布局结构,服务器装置100计算各个扬声设备200的声道合成因子来产生该扬声设备200的扬声器信号,并存储所计算出的声道合成因子。
正如以下所讨论的,服务器装置100的系统控制功能单元,根据实际布局的结构确认所存储的声道合成因子对各个扬声设备200都是最佳的,并且根据需要在每一个扬声设备的基础上对声道合成因子进行校正处理。
除了扬声器201之外,扬声设备200包括麦克风202和信号处理器(图1中未显示)。麦克风202采集由自身扬声设备200所发出的声音,由听众所产生的声音以及由其它扬声设备200所发出的声音。麦克风202所采集到的声音可以转换成电音频信号。下文中,电音频信号可以简单称之为由麦克风202所采集到的音频信号。音响系统在扬声设备200数量的检测处理过程中,各个扬声设备200的ID号分配处理过程中,多个扬声设备200的布局结构的检测处理过程中,听众的前方方向的检测处理过程中,以及语音图象位置确认和校正处理的过程中都要使用一个音频信号。
图3说明了根据本发明第一实施例的服务器装置的硬件结构。该服务器装置100包括一个微型计算机。
服务器装置100包括:中央处理单元(CPU)110、只读存储器(ROM)111、随机存取存储器(RAM)112、盘驱动器113、解码器114、通讯I/F115、发射信号发生器116、接收信号处理器117、扬声器布局信息存储器118、声道合成因子存储器119、扬声器设备的信号发生器120、传递特性计算机121、声道合成因子确认和校正处理器122,以及远程控制接收器123,所有的部件都通过系统总线101相互连接。
ROM 111存储着用于扬声设备200数量的检测处理,各个扬声设备200的ID号分配处理,多个扬声设备200的布局结构的检测处理,听众的前方方向的检测处理,以及语音图象位置确认和校正处理的程序。CPU110使用RAM 112作为工作区域执行处理。
盘驱动器113读取记录在磁盘400上的音频信息,并且将音频信息传递至解码器114。解码器114解码所读取的音频信息,从而产生诸如5.1声道环绕信号的多声道音频信号。
通讯I/F115,通过连接端103连接着总线300,通过总线300与各个扬声设备200通讯。
发射信号发生器116,包括发射缓存器,产生通过通讯I/F115和总线300发送至扬声设备200的信号。正如以上所讨论的,所发送的信号是打包的数字信号。发送的信号可以不仅包含扬声器信号,还可以包含发送至扬声设备200的命令信号。
接收信号处理器117,包括接收缓存器,通过通讯I/F115接收来自扬声设备200的数据包数据。接收信号处理器117将所接收到的数据包数据分解成包,并且根据来自CPU 110的命令将该数据包传递至传递特性计算机121。
扬声器布局信息存储器118存储着分配给连接在总线300上的各个扬声设备200的ID号,同时也存储着在使用相关ID号的扬声器的布局结构的检测处理中所获得扬声器的布局信息。
声道合成因子存储器119存储着声道合成因子,该数值是由扬声器布局信息结合各个相关的ID号所产生的。声道合成因子可用于产生各个扬声设备200的扬声器信号。
扬声器设备的信号发生器120从解码器114所解码的多声道音频信号中,结合存储于声道合成因子存储器119中的各个扬声设备200的声道合成因子,产生各个扬声器的扬声器信号SPi。
传递特性计算机121计算由扬声设备200的麦克风所采集和接收到的音频信号的传递特性。传递特性计算机121的计算结果可用于扬声器布局的检测处理,以及声道合成因子的确认和校正处理。
声道合成因子的确认和校正处理器122进行声道合成因子确认和校正的处理。
远程控制接收器123接收红外遥控信号,例如,来自遥控发射器102的。遥控发射器102发布磁盘400的播放命令。此外,遥控发射器102可用于为听众指示听众前方的方向。
解码器114、扬声器设备的信号发生器120、传递特性计算机121和声道合成因子确认和校正处理器122的处理程序都存储于ROM 111。通过让CPU 110执行处理程序,于是,这些部件的功能都可以软件的方式来执行。
图4说明了第一实施例的扬声设备200的硬件结构。扬声设备200包括一个信息处理器,其中具有一个微计算机。
扬声设备200包括:CPU 210、ROM 211、RAM 212、通讯I/F 213、发射信号发生器214、接收信号处理器215、ID号存储器216、输出音频信号发生器217、I/O 218、采集信号缓存219,以及定时器220,所有的部件都通过系统总线203相互连接。
ROM 211存储着用于扬声设备200数量的检测处理,各个扬声设备200的ID号分配处理,多个扬声设备200的布局结构的检测处理,听众的前方方向的检测处理,以及语音图象位置确认和校正处理的程序。CPU210使用RAM 212作为工作区域来进行处理。
通讯I/F 213,通过连接端204连接着总线300,通过总线300与服务器装置100和其它扬声设备通讯。
发射信号发生器214,包括发射缓存器,将信号通过通讯接口213和总线300发送至服务器装置100和其它扬声设备。正如以上所讨论的,所发送的信号是打包的数字信号。发送的信号包含着响应来自服务器装置100的请求信号的响应信号(下文称之为ACK信号),以及由麦克风202所采集道的音频声音的数字信号。
接收信号处理器215,包括接收缓存器,通过通讯I/F 213接收来自服务器装置100和其它扬声设备200的数据包数据。接收信号处理器215将所接收到的数据包数据分解成包,并且根据来自CPU 210的命令将所接收到的数据传递至ID号存储器216和输出音频信号发生器217。
ID号存储器216存储着由服务器装置100所发送的ID号作为其ID号。
输出音频信号发生器217从接收信号处理器215所接收到的数据包数据中提取自身设备的扬声器信号SPi,以及从所提取的扬声器信号SPi中产生适用于扬声器201的连续音频信号(数字信号),并且将连续的音频信号存储于其输出缓存器中。与在数据包数据的包头中所包含的同步信号同步读取输出缓存中的音频信号,并且输出至扬声器201。
如果以数据包形式所发送的扬声器信号是压缩的,则输出音频信号发生器217就解码(解压缩)所压缩的数据,以及与同步信号相同步将解码的音频信号通过输出缓存器输出。
如果总线300以高速数据率工作,则数据可以在发送之前采用传递时钟脉冲频率设置成高于音频数据的采样时钟脉冲频率的方式进行时间压缩,而不是数据的压缩。在这种情况下,输出音频信号发生器217可以在时间解压缩处理中将所接收到的音频数据速率重新设置在原始的数据速率上。
从输出音频信号发生器217所输出的数字音频信号,可以在通过输出放大器206提供给扬声器201之前,采用数字模拟(D/A)转换器205转换成模拟音频信号。随后,从扬声器201发出声音。
I/O 218采集通过麦克风202所采集到的音频信号。由麦克风202所采集到的音频信号,通过放大器207提供给A/D转换器208,用于模拟-数字转换。随后,数字信号通过I/O 218传递至系统总线203,并且存储于采集信号缓存219中。
采集信号缓存219是一个具有预定存储器容量的环形缓存器。
定时器220可用于测量在上述各种处理过程的时间。
输出放大器206和放大器207的放大倍数可以根据来自CPU 210的命令改变。
以下讨论扬声设备200数量的检测处理,各个扬声设备200的ID号分配处理,多个扬声设备200的布局结构的检测处理,听众的前方方向的检测处理,以及语音图象位置确认和校正处理。
用户不仅可以在服务器装置100上,还可以在各个扬声设备200上设置和注册登记连接着总线300的扬声设备200的数量以及连接着总线300的扬声设备200的ID号。在第一实施例中,检测扬声设备200的数量以及分配各个扬声设备200的ID号的处理都是由服务器装置100和各个扬声设备200结合以下所讨论的功能自动进行的。
可以使用与通用接口总线(GPIB)标准或小型计算机系统接口(SCSI)标准相兼容的方法在各个扬声设备200中设置ID号。例如,在各个扬声设备200上安装一个位开关,并且用户可设置该位开关使得在扬声设备200中没有重复的ID号。
图5说明了用于检测连接着总线300的扬声设备200数量和用于分配各个扬声设备200的ID号的处理第一序列。图6是在服务器装置100中由CPU 110所主要执行处理的流程图。图7是在扬声设备200中的CPU210主要执行处理的流程图。
在以下的讨论中,音频信号可采用广播的方式在不指定任何特殊目的的条件下通过总线300发送至连接着总线300的所有扬声设备200,并且音频信号也可以采用单播的方式通过总线300发送至特别指定的扬声设备200。
正如图5的时序图所示,服务器装置100,在处理的开始之前,基于由用户通过遥控发射器102发布的ID号删除命令操作,或者当检测到扬声设备200的增加或减少,将一个ID号删除信号广播至连接着总线300的所有扬声设备200。一旦接收到该ID号删除信号,各个扬声设备200删除存储于ID号存储器216的ID号。
服务器装置100等待,直至所有扬声设备200完成ID号的删除处理。CPU 100随后开始在图6所示的流程图中所讨论的处理例程,以分配ID号。在图6所示的步骤S1中,在服务器装置100中的CPU 110通过总线300向所有扬声设备200广播ID号分配的询问信号。
CPU 110在步骤S2中确定从预定扬声设备200预计要接收ACK信号的预定时间周期是否已经流逝。如果确定该预定时间周期还没有流逝,则CPU 110等待步骤S3从任何扬声设备200发出的ACK信号的到来。
在图7的步骤S11中,在各个扬声设备200中的CPU 210监控在删除ID号之后的ID号分配询问信号的到来。在确认了ID号分配询问信号的到来之后,CPU 210就在图7的步骤S12中确定ID号是否已存储于ID号存储器216。如果CPU 210确定ID号已经存储于ID号存储器216,换句话说,已经分配了ID号,则CPU 210就在没有发送ACK信号的条件下结束图7所示的处理例程。
如果在各个扬声设备200中的CPU 210在步骤S12中确定ID号没有存储,则CPU 210就设置定时器220,使得在预定时间周期之后再进行ACK信号的发送。随后,CPU 210在待机状态中等待(步骤S13)。为了在待机状态中等待ACK信号的发送,在定时器220中所设置的预定时间周期不是固定的,而是各个扬声器都是随机的。
在各个扬声设备200中的CPU210在步骤S14确定由其它扬声设备200所广播的ACK信号是会否已经通过总线300接收到了。如果已经接收到了ACK信号,CPU 210就停止对ACK信号的等待状态(步骤S19),并且结束处理的例程。
如果在步骤S14中确定还没有接收到ACK信号,则CPU 210就在步骤S15中确定在步骤S13中所设置的预定时间周期是否已经流逝。
如果在步骤S15中确定预定时间周期已经流逝,CPU 210就在步骤S16通过总线300广播ACK信号。还没有分配给它的ID且因此在ID号存储器216中没有存储ID号的扬声设备200以外,在第一次从服务器装置100接收到询问信号的预定时间周期已经流逝时,扬声设备200发布ACK信号。
在图5所示的时序图中,扬声设备200A发送ACK信号,并且没有分配给它的ID号的扬声设备200B和200C接收ACK信号,停止发送等待状态,以及在待机状态等待下一询问信号。
一旦在步骤S3中识别到来自任何扬声设备200的ACK信号的到来,则在服务器装置100中的CPU 110广播所有扬声设备200的ID号,包括已经发出ACK信号的扬声设备200A(图6步骤S4)。换句话说,已经分配了ID号。CPU 110使变量N增1,或者扬声设备200的号增1(步骤S5)。
CPU 100返回至步骤S1,在步骤S1中,从询问信号发送开始再次重复处理。如果在步骤S3中确定没有接收到ACK信号,即使在步骤S2中,预定时间周期,即,希望预定ACK信号到来的时间周期已经流逝,CPU 110确定已经完成了将ID号分配给所有连接着总线300的扬声设备200。CPU110也确定音响系统处于没有扬声设备200发布ACK信号的状态中,并且结束处理例程。
已经发送ACK信号的扬声设备200接收来自服务器装置100的ID号,正如原先所讨论的。CPU 210在步骤S17等待ID号的到来。一旦接收到ID号,CPU 210就在步骤S18中将ID号存储于ID号存储器216。尽管ID号是发送给其它扬声设备200的,但是只有在步骤S16已经发送ACK信号的扬声设备200可以在步骤S17执行该处理。相同的ID号是不能分配的。CPU 210结束处理例程。
每一次ID号询问信号的到来,各个扬声设备200都执行图7所示的处理例程。如果具有分配给它的ID号的扬声设备200在步骤S12中确认ID号的分配,则CPU就结束处理例程。只有已经具有分配给它的ID号的扬声设备200才能在步骤S13和随后的步骤中执行处理,直至各个ID号分配给所有的扬声设备200。
当完成ID号的分配时,服务器装置100检测在步骤S5中增加的变量N,作为连接到在音响系统中的扬声设备200的扬声设备200的数量。服务器装置100将所分配的ID号存储于扬声器布局信息存储器118中。
在第一时序中,服务器装置100通过总线300交换信号来计数连接着总线300的扬声设备200的数量,同时将ID号分配给各个扬声设备200。在以下所讨论的第二时序中,服务器装置100使得各个扬声设备200中的扬声器201发出测试信号。使用由麦克风202所采集到的声音,服务器装置100计数连接着总线300的扬声设备200的数量,同时向各个扬声设备200分配ID号。
根据第二时序,服务器装置100可以校对包括扬声器201和输出放大器206的声音输出系统和包括麦克风202和放大器207的声音输入系统是否具备正常的功能。
图8是说明适用于检测扬声设备200的数量和向各个扬声设备200分配ID号的第二时序的时序图。图9是在第二时序中由服务器装置100中的CPU 110所主要执行处理的流程图。图10是在第二时序中由扬声设备200中的CPU 210所主要执行处理的流程图。
正如在图8所示的时序图,正如在第一时序中,在处理开始之前,根据用户通过遥控发射器102所发布的ID号删除命令操作,或者当检测扬声设备200的增加或减少时,服务器装置100就向所有连接着总线300的扬声设备200广播一个ID号删除信号。一旦接收到ID号删除信号,各个扬声设备200就删除存储于ID号存储器216中的ID号。
服务器装置100等待,直至所有扬声设备200完成ID号的删除处理。随后,CPU 110开始在图9所示流程图中所讨论的处理例程,以分配ID号。在服务器装置100中的CPU 110通过总线300向所有扬声设备200广播一个适用于ID号分配的测试信号和一个声音发射命令信号(图9的步骤S21)。声音发射命令信号在功能上类似于原先所讨论的询问信号。
CPU 110确定预定时间周期,希望来自预定扬声设备200的ACK信号到来的预定时间周期是否已经流逝(步骤S22)。如果确定预定时间周期还没有流逝,则CPU 110就等待来自任何扬声设备200的ACK信号的到来(步骤S23)。
在各个扬声设备200中的CPU 210监控在ID号删除之后的ID号分配信号和声音发射命令信号的到来(图10的步骤S31)。在确认已经能够接收到ID号分配测试信号和声音发射命令信号,CPU 210就在步骤S32中确定ID号是否存储于ID号存储器216。如果CPU 210确定ID号存储于ID号存储器216,换句话说,分配了ID号,CPU 210就结束图10所示的处理例程。
如果在各个扬声设备200中的CPU 210在步骤S32中确定ID号还没有存储,则CPU 210就设置定时器,从而在预定时间周期之后执行ACK信号的发送和测试信号的声音发射。随后,CPU 210就在待机状态中等待(步骤S33)。在定时器220中所设置的预定周期并不是固定,而是各个扬声设备都是随机的。
在各个扬声设备200中的CPU 210在步骤S34中确定是否已经检测到由其它扬声设备200发出的测试信号的声音。发出声音的检测是根据由麦克风202所采集到的音频信号是否等于或者大于预定电平来进行的。如果在步骤S34中确定检测到了由其它扬声设备200所发出的测试信号的声音,则CPU 210就停止在步骤S33中所设置的等待时间(步骤S39),并且结束处理例程。
如果在步骤S34中确定还没有检测到有其它扬声设备200所发出的测试信号的声音,则CPU 210就在步骤S35中确定在步骤S33中所设置的预定时间周期是否已经流逝。
如果在步骤S35中确定预定时间周期已经流逝,则CPU 210就通过总线300广播ACK信号,同时发送测试信号(步骤S36)。还没有分配给它的ID号且因此在ID号存储器216中没有存储ID号的扬声设备200以外,在第一次从服务器装置100接收到询问信号的预定时间周期已经流逝时,扬声设备200发布ACK信号。扬声设备200也从扬声器201发出测试信号。
在图8所示的时序图中,扬声设备200A发送ACK信号,同时发射测试信号。还没有分配给它的ID号的扬声设备200的麦克风202检测测试信号的声音,CPU 210停止时间等待状态,并且在待机状态中等待下一测试信号和下一声音发射命令信号。
一旦在步骤S23中识别出来自任何扬声设备200的ACK信号,则在服务器装置100中的CPU 110就广播所有扬声设备200的ID号,包括已经发送了ACK信号的扬声设备200A(图9中的步骤S24)。换句话说,分配了ID号。CPU 110使变量N数值增1,或者扬声设备200的数增1(步骤S25)。
CPU 110返回至步骤S21,在该步骤中,重新从测试信号和声音发送命令信号的发射开始重复处理。如果确定在步骤S23中没有接收到任何ACK信号,即使在步骤22中希望ACK信号到来的预定时间周期已经流逝之后,则CPU 110就确定已经完成了向所有连接着总线300的扬声设备200的ID号分配。CPU 110也确定音响系统正处于没有任何扬声设备200发布ACK信号的状态,并且结束处理例程。
正如以上所讨论的,已经发送了ACK信号的扬声设备200接收到来自服务器装置100的ID号。CPU 210就在步骤S37等待ID号的接收。一旦接收到ID号,则CPU 210就在步骤S38中将ID号存储于ID号存储器216。尽管ID号是发送给其它扬声设备200的,但是只有已经在步骤S36中发送了ACK信号的扬声设备200才能够在步骤S37中执行该项处理。相同的ID号是不能分配的。CPU 210就结束处理例程。
每一次测试信号和声音发射命令信号的到来,各个扬声设备200都执行图10所示的处理例程。如果在步骤S32中已经分配了ID号的扬声设备200确认了ID号的分配,则CPU 210就结束处理例程。只有还没有分配到ID号的扬声设备执行步骤S33及其随后的步骤的处理,直至有关的ID号分配给所有的扬声设备200。
当完成了ID号的分配时,服务器装置100就检测变量N,该变量在步骤S25进行了增1,作为连接音响系统的扬声设备200的数。服务器装置100在扬声设备布局信息存储器118中存储着所分配的ID号。
在第一和第二时序中,在计数扬声设备200的数量和ID号分配处理之前,服务器装置100使得各个扬声设备200删除ID号。在音响系统的初始化设置时就能删除ID号是非常需要的。当扬声设备200增加至总线300或从总线300中去除时,就不再需要ID号的删除。
测试信号从服务器装置100发送至扬声设备200,正如以上所讨论的。另外,测试信号可以在扬声设备200中产生。例如,具有存储于扬声设备200的ROM 211中的波形的信号或噪声可以作为测试信号来使用。在这种情况下,服务器装置100简单地发送一个测试信号的声音发射命令至各个扬声设备200。
除了由服务器装置100发送测试信号的声音发射命令之外,用户也可以产生一些语音或掌声作为开始ID分配处理的信号。扬声设备200采用麦克风201检测到声音,并随后开始上述处理。
扬声设备200的布局结构的检测处理是由服务器装置100和扬声设备200以相互协作的功能自动进行的。
在扬声设备200的布局结构的检测处理之前,必须确认形成音响系统的扬声设备200的数量,以及必须为各个扬声设备200各自分配ID号。较佳的是,这一处理可以自动执行。另外,听众可以在服务器装置中注册登记扬声设备200的数量,分别向扬声设备200分配ID号,以及将所分配的ID号登记在扬声设备200中。
在第一实施例中,首先检测与听众有关的扬声设备200的布局结构。扬声设备200的麦克风202采集由听众所产生的语音。扬声设备200计算由麦克风202所采集到的音频信号的传递特性,以及从传播延迟时间确定在扬声设备200和听众之间的距离。
听众可以使用声音发生器(例如,蜂鸣器)来产生声音。这里使用由听众所产生的语音,因为这样所产生的语音接近于听觉的范围,而不再需要准备任何特殊器件。
尽管超声波或者光也可以用于测量距离,但是使用声波的测量适用于确定声波传播的路径长度。声波的使用可以提供正确的距离测量,只要该目标是在扬声设备200和听众之间。本文使用了采用声波的距离测量方法。
服务器装置100通过总线300向所有的扬声设备200广播听众与扬声器之间距离测量处理的开始信号。
一旦接收开始信号,各个扬声设备200就进入到等待模式,以便于采集由听众所产生的声音。扬声设备200停止从扬声器201发出声音(静音音频输出),同时开始在采集信号缓存(环形缓存器)219中记录由麦克风202所采集到的音频信号。
正如图11所示,例如,听众500对排列在任意位置上的多个扬声设备200产生语音。
在扬声设备200中的麦克风202采集由听众所产生的语音。任何首先采集到等于或者大于预定电平的语音的扬声设备200向所有其它扬声设备200发送触发信号。首先采集到等于或者大于预定电平的语音的扬声设备200是距离上最接近于听众500的扬声设备。
所有扬声设备200根据触发信号作为参考时序开始记录由麦克风202所采集的音频信号,以及继续记录音频信号且持续恒定的时间周期。当完成了在恒定时间周期内采集音频信号的记录时,各个扬声设备200就向服务器装置100发送附加了其ID号的记录音频信号。
服务器装置100计算从扬声设备200接收到的音频信号的传递特性,从而确定各个扬声设备200的传播延迟时间。各个扬声设备200所确定的传播延迟时间是从触发信号的时序延迟,并且已经产生触发信号的扬声设备200的传播延迟时间为零。
服务器装置100从扬声设备200的传输延迟时间中收集与听众500和各个扬声设备200之间的距离有关的信息。在听众500和扬声设备200之间的距离并不是直接确定的。让Do表示在听众500和已经产生触发信号的扬声设备200之间的距离,而Di表示在听众500和具有ID号为i的各个扬声设备200之间的距离,以及本文确定在距离Do和距离Di之间的距离差为ΔDi。
正如图11所示,扬声设备200A处于最接近听众500的位置。在听众500和扬声设备200A之间的距离可以由Do来表示,并且服务器装置100计算在距离Do和各个扬声设备200A、200B、200C和200D与听众500的距离之间的距离差Δi。
扬声设备200A、200B、200C和200D分别具有“1”、“2”、“3”、“4”作为ID号i,并且ΔD1、ΔD2、ΔD3和ΔD4分别作为距离差。这里,ΔD1为零。
以下参考图12的流程图讨论由服务器装置100执行的听众与扬声设备的距离测量处理。
CPU 110在步骤S41通过总线300向所有扬声设备200广播听众与扬声设备的距离测量处理开始信号。CPU 110在步骤S42等待来自任何扬声设备200的触发信号的到来。
一旦在步骤S42中识别出来自任何扬声设备200的触发信号的到来,则CPU 110就在步骤S43中将已经发送触发信号的扬声设备200的ID号存储于RAM 112或者扬声器布局信息存储器118中,作为最接近于听众500的扬声设备200。
CPU 110在步骤S44中等待来自各个扬声设备200记录信号的到来。一旦确认来自扬声设备200的ID号和记录信号的接收,则CPU 110就在步骤S45中将该记录信号存储于RAM 112。CPU 110在步骤S46中确认是否已经接收到来自连接着总线300的所有扬声设备200的记录信号。如果确认还没有接收到来自所有扬声设备200的记录信号,则CPU 110返回至步骤S44,在该步骤中,重复记录信号的接收处理,直至接收到来自所有扬声设备200的记录信号。
如果确认在步骤S46中已经接收到了来自所有扬声设备200的记录信号,则CPU 110就在步骤S47中控制传递特性计算机121计算扬声设备200的记录信号的传递特性。CPU 110在步骤S48中从扬声设备200的计算传递特性中计算各个扬声设备200的传播延迟时间,计算与最接近于听众500的扬声器和听众500之间距离Do有关的各个扬声设备200的距离差ΔDi,并且将距离差ΔDi和与此有关的扬声设备200的ID号一起存储于RAM 112或者扬声器布局信息存储器118。
以下将参考图13讨论由扬声设备200所执行的听众与扬声器的距离测量处理。
一旦通过总线300接收到来自服务器装置100的听众与扬声器的距离测量处理开始信号,则在各个扬声设备200中的CPU 210就开始图13所示流程图的处理。CPU 210开始在步骤S51中将由麦克风202所采集到的声音写入采集信号缓存(环形缓冲存储器)219。
CPU 210监控来自麦克风202的音频信号的电平。CPU 210在步骤S52中通过确定音频信号的电平是否等于或大于预定阈值电平来确定听众是否已经产生声音。进行音频信号的电平是否等于或大于预定阈值电平的确定,可以防止扬声设备200将错误检测到的噪声作为听众500所产生的声音。
如果在步骤S52中确定检测到音频信号的电平等于或大于预定阈值电平,则CPU 210就在步骤S53中通过总线300向服务器装置100和其它扬声设备200广播触发信号。
如果在步骤S52中确定没有检测到音频信号的电平等于或大于预定阈值电平,则CPU 210就在步骤S54中确定是否已经通过总线300接收到来自其它扬声设备200的触发信号。如果确定还没有接收到触发信号,则CPU 210就返回至步骤S52。
如果在步骤S54中确定已经接收到来自其它扬声设备200的触发信号,或者如果在步骤S53中通过总线300广播了触发信号。则CPU 210就步骤S55中将麦克风202所采集到的音频信号记录到采集信号缓存219,且从触发信号的接收时序或者触发信号的发送时序开始持续一段额定的时间。
CPU 210在步骤S56中将持续一段额定时间所记录的音频信号与自身设备的ID号一起通过总线300发送至服务器装置100。
在第一实施例中,通过在步骤S47中所计算的传递特性来确定传播延迟时间。另外,可以对最接近扬声器的记录信号和其它扬声设备200的记录信号进行交叉相关性计算,并且根据交叉相关性计算的结果来确定传播延迟时间。
只有距离差ΔDi作为听众500和扬声设备200之间距离的有关信息不足以确定多个扬声设备200的布局。根据第一实施例,测量在扬声设备200之间的距离,并且根据扬声器与扬声器的距离和距离差ΔDi来确定布局结构。
图14是说明适用于测量在扬声设备200之间距离的距离测量处理的时序图。图15说明了适用于测量扬声器与扬声器之间距离的设置。
服务器装置100向所有扬声设备200广播测试信号的声音发射命令信号。一旦接收到测试信号的声音发射命令信号,各个扬声设备200就进入随机时间等待状态。
扬声设备200在等待时间流逝中首先通过总线300广播触发信号,同时发送测试信号。通过总线300所发送的触发信号的数据包包含着扬声设备200的ID号。其它已经接收到触发信号的扬声设备200停止其时间等待状态,并且采用它的麦克风202采集和记录测试信号的声音。
扬声设备200产生在扬声设备200数量的检测处理、ID号分配处理、以及以下将讨论的几个其它处理中的触发信号。在这些处理中可以使用相同的触发信号,或者触发信号从一种处理到另一种处理是不同的。
正如图15所示,扬声设备200A通过总线300发送触发信号,同时由扬声器201发出测试信号。其它扬声设备200B、200C和200D使用其麦克风202来采集由扬声设备200A所发出的声音。
已经采集到测试信号所发出声音的扬声设备200B、200C和200D向服务器装置100发送从触发信号的时序开始持续一段时间所记录的信号。服务器装置100将记录信号存储于其缓存器中。发送给服务器装置100的记录信号数据包包含着扬声设备200B、200C和200D的各自ID号。
服务器装置100从附加在触发信号数据包中的ID号来检测已经发出测试信号的扬声设备200。基于附加在记录信号数据包上的ID号,服务器装置100可以从已经产生触发信号的扬声设备200中检测出已经采集和记录测试信号的扬声设备200。
服务器装置100计算所接收到的记录信号的传递特性,并且从传输延迟时间中,可以计算出具有附加在所接收到的记录信号上的ID号的扬声设备200和已经产生触发信号的扬声设备200之间的距离。例如,服务器装置100随后可将所计算的距离存储于扬声器布局信息存储器118。
服务器装置100通过发射测试信号发射命令信号重复上述处理,直至所有连接着总线300的扬声设备200都发出测试信号。这样,就可以计算出所有扬声设备200的扬声器与扬声器之间的距离。在相同扬声设备200之间的距离可以重复测量,并且可以采用测量距离的平均值。距离测量可以对一组扬声设备200进行一次,以避免测量重复。为了提高测量的精度水平,较佳的是,测量可重复。
以下将参考图16来讨论扬声设备200所执行的扬声器与扬声器的距离测量处理。
一旦通过总线300接收到来自服务器装置100的测试信号发射命令信号,则各个扬声设备200中的CPU 210就开始化图16流程图的处理。CPU210在步骤S61中就确定测试信号发射标志是否被断开。如果确定测试信号发射标志是被断开的,则CPU 210在步骤S62中确定测试信号还没有发射,并且等待测试信号的发出持续任意时间。
CPU 210在步骤S63中确定是否已经从另一扬声设备200接收到触发信号。如果确定还没有接收到触发信号,则CPU 210在步骤S64中就确定在步骤S62中所设置的等待时间是否已经流逝。如果确定等待时间还没有流逝,则CPU 210就返回至步骤S63,以监控来自另一扬声设备200的触发信号的到来。
如果在步骤S64中确定等待时间已经流逝但还没有接收到来自另一扬声设备200的触发信号,则CPU 210就在步骤S65中采用附加在其中的ID号来打包触发信号,并且通过总线300来广播触发信号。CPU 210在步骤S66中与发送触发信号的时序同步发送来自扬声器201的测试信号。CPU 210在步骤S67中设置测试信号发射标志。CPU 210随后就返回至步骤S61。
如果在步骤S63中确定在测试信号发射的等待时间周期中接收到来自另一扬声设备200的触发信号,在步骤S68中,记录由麦克风202所采集的音频信号,且持续从触发信号的时序开始的额定时间周期。在步骤S69中,CPU 210就将在额定时间周期中所记录的音频信号打包,并且在通过总线300向服务器装置100发送音频信号之前将ID号附加在数据包上。CPU 210返回至步骤S61。
如果在步骤S61中确定随着测试信号发射标志开启而发送测试信号,则CPU 210就在步骤S70中确定是否已经在预定时间周期内接收到来自另一扬声设备的触发信号。如果确定已经接收到了触发信号,则CPU 210就在步骤S68中记录麦克风202所采集到的测试信号,且持续从接收触发信号的时序开始的额定时间周期。CPU 210在步骤S69中将在额定时间周期中所记录的音频信号打包,并且在通过总线300将数据包发送至服务器装置100之前,将ID号附加在数据包上。
如果在步骤S70中确定在预定的时间周期内没有接收到来自另一扬声设备200的触发信号,则CPU 210就确定所有扬声设备200已经完成了测试信号的发送,并且结束处理例程。
以下将参考图17讨论由服务器装置100所执行的扬声器与扬声器之间距离测量处理。
在步骤S81中,在服务器装置100中的CPU 110通过总线300向所有扬声设备200广播适用于测试信号的声音发射开始信号。服务器装置100在步骤S82中确定预定的时间周期是否已经流逝,该时间周期是考虑到扬声设备200的测试信号的声音发送的等待时间而确定的。
如果在步骤S82中确定预定的时间周期还没有流逝,则CPU 110就在步骤S83中确定是否已经接收到来自任何扬声设备200的触发信号。如果确定还没有接收到任何触发信号,则CPU 110就返回至步骤S82,以便于监控预定时间周期是否已经流逝。
如果在步骤S83中确定已经接收到触发信号,则CPU 110就在步骤S84中从附加在触发信号数据包上的ID号区分出已经发送了触发信号的扬声设备200的ID号NA。
CPU 110在步骤S85中等待来自扬声设备200的记录信号。一旦接收到记录信号,则CPU 110就在步骤S86中从附加在触发信号数据包上的ID号区分出已经发送了记录信号的扬声设备200的ID号NB,并且将对应于ID号NB的记录信号存储于缓存器。
CPU 110在步骤S87中计算存储于缓存器中的记录信号的传递特性,从而从触发信号的产生时间来确定传输延迟时间。CPU 110在步骤S88中计算在已经发送测试信号的ID号NA的扬声设备200和已经发送记录信号的ID号NB的扬声设备200之间的距离Djk(即,在具有ID号j的扬声器和具有ID号k的扬声器之间的距离),并且将距离Djk存储于扬声器布局信息存储器118。
服务器装置100再次在步骤S87中通过计算传递特性来确定传输延迟时间。另外,可以对来自扬声设备200的测试信号和记录信号进行交叉相关计算,并且从交叉相关计算的结果中确定传播延迟时间。
CPU 110在步骤S89中确定是否已经从所有连接着总线300的扬声设备200而不是已经发送测试信号的ID号NA的扬声设备200接收到记录信号。如果确定还没有完成从所有扬声设备200接收记录信号,则CPU 110就返回至步骤S85。
如果在步骤S89中确定已经从所有连接着总线300的扬声设备200而不是已经发送测试信号的ID号NA的扬声设备200接收到记录信号,则CPU 110返回至步骤S81。CPU 110再次通过总线300向扬声设备200广播适用于测试信号的声音发射命令信号。
如果在步骤S82中确定预定的时间周期已经流逝但是并没有接收到来自任何扬声设备200的触发信号,则CPU 110就确定完成了从所有扬声设备200的测试信号的声音发送,以及完成了扬声器与扬声器之间的距离测量。CPU 110在步骤S90中计算连接着总线300的多个扬声设备200的布局结构,并且将所计算的布局结构信息存储于扬声器布局信息存储器118。
服务器装置100不仅基于在该处理例程中所确定的扬声器与扬声器的距离Djk还基于在上述处理例程中所确定的相对于扬声设备200和听众500之间距离的距离差ΔDi来确定扬声设备200的布局结构。
扬声设备200的布局结构是通过计算扬声器与扬声器之间的距离Djk和相对于听众500之间的扬声设备200的距离差ΔDi来确定的。于是,就确定了听众满意的布局结构的位置。听众的位置是采用几何学方式或者使用联立方程来确定的。由于距离测量和距离差测量都会存在着一些误差等级,所以可以使用最小二乘法或者类似方法来确定布局结构,以最小化误差。
图18是列出所获得距离的表格,它包括在扬声设备200和听众L之间的距离以及扬声设备200中的扬声器与扬声器之间距离。扬声器布局信息存储器118存储着至少在图18所示表格中所列出的信息。
在扬声设备200中的扬声器与扬声器之间距离的距离测量处理中,如果在服务器装置100向扬声设备200广播了测试信号的声音发射命令信号之后的预定时间周期内没有接收到任何扬声设备200的触发信号,则距离测量处理就结束。
正如以上所讨论的,服务器装置100存储着和了解连接着总线300的扬声设备200的数量以及其ID号。服务器装置100,当接收到所有连接着总线300的扬声设备200的触发信号时,就确定所有的扬声设备200都已经发送了测试信号。当记录信号持续对应于从其它扬声设备200接收所发出的测试信号的额定时间周期时,则服务器装置100就发送出距离测量结束的信号到总线300。于是,就完成了扬声设备200的扬声器与扬声器之间的距离测量处理。
在以上的讨论中,测试信号和声音发射命令信号是通过总线300广播的。由于服务器装置100了解连接着总线30的扬声设备200的数量以及其ID号,所以服务器装置100就可以向对应于所存储ID号的扬声设备200陆续单播测试信号和声音发射命令信号。随后,服务器装置110就对各个扬声设备200进行重复接收对应于来自其它扬声设备200的测试信号的所发出声音的记录信号。
参考图19所示时序图在下面来讨论该项处理。
服务器装置100向第一扬声设备200(例如,在图19所示的扬声设备200A)单播测试信号和声音发射命令信号。响应之后,扬声设备200A就通过总线300广播触发信号,同时发出测试信号。
其它扬声设备200B和200C采用麦克风202记录所发出的测试信号的声音,且通过总线300从发送触发信号的时序开始持续额定的时间周期,以及向服务器装置100发送记录信号。一旦接收到记录的信号,服务器装置100就计算传递特性,且随后从触发信号的时序中测量到的传输延迟时间,计算在已经发送测试信号的扬声设备200A与各个扬声设备200A和200B中之间的距离。
在计算了相对于扬声设备200A的各个扬声设备200C和200B的距离时,服务器装置100就向下一个扬声设备200B发送测试信号和声音发射命令信号,以及向扬声设备200B重复相同的处理。
这样,服务器装置100向所有的扬声设备200发送测试信号和声音发射命令信号,接收与已经发送测试信号的扬声设备200不同的扬声设备200的记录信号,从传递特性中计算传输延迟时间,以及计算在已经发送了测试信号的扬声设备200和各个其它扬声设备200之间的距离。服务器装置100随后结束扬声器与扬声器之间的距离测量处理。
在以上的讨论中,由服务器装置100来提供测试信号。由于在扬声设备200中的ROM 211一般都包含一个信号发生器,它用于产生正弦波信号或者其它类似信号,由在扬声设备200中的信号发生器所产生的信号可以用作为测试信号。对于距离计算处理来说,可以使用时间扩展脉冲(TSP)。
听众500和多个扬声设备200的布局结构信息并没有考虑到听众500视野前方的方向。换句话说,该布局结构不能相对于听众500前方所固定的左、右、中间、左环绕、右环绕来定位音频信号的语音图象。
在第一实施例中,使用了几项技术来指定听众500的前方作为参考方向,以使得音响系统的服务器装置100能够识别出听众500的前方方向。
在第一项技术中,服务器装置100通过远程控制接收器123接收听众500输入遥控发射器102的命令,来指定听众500的前方。遥控发射器102包括方向指示器1021,正如图20所示。类似磁盘形状的方向指示器1021是环绕着其中心轴旋转,并且可以对着遥控发射器102的主体按压。
方向指示器1021是在具有指向参考位置标记1023的箭头标记1022的原来位置上。方向指示器1021可以由听众500通过其原来位置旋转一个角度来旋转,并且可由听众500按压这一角度。遥控发射器102随后向遥控接收器123发送表示从原来位置旋转至与听众500的前方方向对准的角度的信号。
当听众500采用遥控发射器102来旋转和按压方向指示器1021一对准听众500的前方方向时,就向服务器装置100指示相对于听众500的前方方向的旋转角度。使用方向指示器1021,就可以在形成音响系统的多个扬声设备200的布局中确定听众500的前方方向作为参考方向。
图21是参考方向确定处理的处理例程和服务器装置100的后续处理。
服务器装置100的CPU 110在步骤S101中向从多个扬声设备200中任意选择任意的扬声设备200单播测试信号的使用发射命令信号。较佳的是,中音噪声或者突发信号作为测试信号使用。并不推荐窄带信号,因为驻波和反射波效应会产生错误的声音定位。
一旦接收到测试信号和使用发射命令信号,则扬声设备200就发出测试信号的声音。听众500可以采用将遥控发射器102的原来位置对准听众500的前方方向,将方向指示器1021旋转至扬声设备200发出测试信号的方向,并且按压方向指示器1021通知服务器装置100可以收听测试信号的方向。换句话说,指示与前方方向有关的输入测试信号方向的方向指示信息发送至服务器装置100。
在服务器装置100中的CPU 110在步骤S102中监控来自遥控发射器102的方向指示信息的到来。一旦识别出来遥控发射器102的方向指示信息的到来,在服务器装置100中的CPU 110就在步骤S103中检测存储于扬声器布局信息存储器118中的多个扬声设备200的布局结构中的听众500的前方方向(参考方向),并且将方向信息存储于扬声器布局信息存储器118。
当确定了参考方向时,CPU 110就确定各个扬声设备200的声道合成因子,使得与听众500前方方向有关的预定位置与由L声道、R声道、C声道、LS声道、RS声道和LFE声道的5.1声道环绕信号中任意位置上所设置多个扬声设备200定位的语音图象相一致。在步骤S104中,所计算的各个扬声设备200的声道合成因子与相关的扬声设备200的ID号一起存储于声道合成因子存储器119。
CPU 110在步骤S105中开始声道合成因子确认和校正处理器122,从而执行声道合成因子的确认和校正处理。在步骤S106中,在声道合成因子的确认和校正处理中校正的扬声设备200的声道合成因子存储于声道合成因子存储器119,用于更新。
同样,在这种情况下,由扬声设备200中的信号发生器提供测试信号,而不是由服务器装置100提供。
在步骤S101-103中的测试信号的发射,听众的响应操作,以及方向信息的存储可以多次执行。该处理例程可以提供给其它扬声设备200。如果获得多个方向信息,可以进行平均处理,来确定参考方向。
在参考方向确定的第二项技术中,服务器装置100使得扬声设备200发出测试声音,并且接收听众500对遥控发射器102的操作输入,以便于确定听众500的前方作为参考方向,在第二项技术中,一个或多个扬声设备200可以发出测试信号,使得语音图象定位在听众500的前方方向。
用于第二项技术的遥控发射器102可以包括方向调整盘。尽管没有显示,但是该方向调整盘具有类似于遥控发射器102的旋转控制。在第二项技术中,服务器装置100控制遥控发射器102,使得对应于扬声设备200的测试信号的图象声音定位位置处于方向调整盘的旋转方向中。
参考图22,现在,扬声设备200A发出测试信号。由于测试信号发出并从相对于听众500的前方方向的左边进入,所以听众500可以顺时针旋转遥控发射器102的方向调整盘1024。
服务器装置100通过远程控制接收器123接收遥控发射器102的方向调整盘1024的操作信号。服务器装置100随后使得在扬声设备200A右边的扬声设备200D发出测试信号的声音。服务器装置100根据方向调整盘1024的旋转角度控制由扬声设备200A和200D所发出的测试信号电平,从而根据由两个扬声设备200A和200D所发出的测试信号来调整声音定位的位置。
当方向调整盘1024进一步旋转时,即使当扬声设备200D所发出的测试信号的电平达到最大值(以由扬声设备200A发出的测试信号的电平达到零)时,发出测试信号的扬声器组合,变成两个扬声设备200D和200C都处于方向调整盘1024的旋转方向中。
如果对应于测试信号的声音发射的声音定位的方向对准于听众50的前方方向,则听众500可通过遥控发射器102输入判定输入。根据这判定输入,服务器装置100基于扬声设备200的组合和来自扬声设备200所发出的音频信号的合成比例来确定将听众500的前方方向作为参考方向。
图23是在第二项技术的参考方向确定处理中由服务器装置100所执行的处理例程的流程图。
在步骤S111中,在服务器装置100中的CPU 110向从多个扬声设备200中选择出的任何扬声设备200单播测试信号和声音发射命令信号。较佳的是,中音噪声或者突发信号作为测试信号使用。并不推荐窄带信号,因为驻波和反射波效应会产生错误的声音定位。
一旦接收到测试信号和使用发射命令信号,则扬声设备200就发出测试信号的声音。如果测试信号是在前方方向听到的,则听众500可以输入判定输入。如果测试信号不是在前方方向听到的,则听众500可以旋转遥控发射器102上的方向调整盘1024,使得听到测试信号的声音图象定位位置移向听众500的前方方向。
在服务器装置100中的CPU 110在步骤S112中确定是否接收到来自遥控发射器102的方向调整盘1024的旋转输入的信息。如果确定没有接收到方向调整盘1024的旋转输入的信息,CPU 110就在步骤S117中确定是否接收到来自遥控发射器102的判定输入。如果确定没有接收到判定输入,则CPU 110就返回至步骤S112,以监控方向调整盘1024的旋转输入。
如果在步骤S112中确定接收到方向调整盘1024的旋转输入信息,则CPU 110就向正在发送测试信号的扬声设备200发送测试信号,而扬声设备200是在旋转方向上与正在发射的扬声设备200相邻。同时,CPU 110向两个扬声设备200发送命令,使之以对应于遥控发射器102的方向调整盘1024的旋转角度的比例发出测试信号的声音。
两个扬声设备200都以对应于方向调整盘1024旋转角度的比例发出测试信号的声音,并且对应于测试信号声音发射的声音图象定位位置将根号方向调整盘1024的旋转角度而变化。
在服务器装置100中的CPU 110在步骤S114中确定是否接收到来自遥控发射器102的判定输入。如果确定没有接收到判定输入,CPU 110就在步骤S115中确定来自定位在旋转方向附近的扬声设备200的测试信号的声音发射电平是否最大。
如果在步骤S115中确定来自定位在旋转方向附近的扬声设备200的测试信号的声音发射电平不是最大,则CPU 110就返回至步骤S112,以监控方向调整盘1024的旋转输入的接收。
如果在步骤S115中确定来自定位在旋转方向附近的扬声设备200的测试信号的声音发射电平是最大,则CPU 110就在步骤S116中变化扬声设备200的组合,使得测试信号以方向调整盘1024的旋转方向发送至下一个扬声设备,并且返回至步骤S112,以监控方向调整盘1024的旋转输入的接收。
如果在步骤S114或步骤S117中确定已经接收到遥控发射器102的判定输入,则CPU 110就在步骤S118中基于已经发出测试信号的扬声设备200的组合以及从两个扬声设备200的测试信号的声音发射的比例来检测听众500的前方方向(参考方向),并且将最终产生的方向信息存储于扬声器布局信息存储器118。
当确定了参考方向时,CPU 110就确定各个扬声设备200的声道合成因子,使得与听众500前方方向有关的预定位置与由L声道、R声道、C声道、LS声道、RS声道和LFE声道的5.1声道环绕信号中任意位置上所设置多个扬声设备200定位的声音图象相一致。在步骤S119中,所计算的各个扬声设备200的声道合成因子与相关的扬声设备200的ID号一起存储于声道合成因子存储器119。
CPU 110在步骤S120中开始声道合成因子确认和校正处理器122,从而执行声道合成因子的确认和校正处理。在步骤S121中,在声道合成因子的确认和校正处理中校正的扬声设备200的声道合成因子存储于声道合成因子存储器119,用于更新。
一对分别表示顺时针和逆时针旋转的操作键可以取代方向调整盘1024。
适用于参考方向确定的第三项技术无需听众500操作遥控发生器102。在第三项技术中,由听众所产生的语音可以在参考图12流程图所讨论的听众与扬声器距离测量中的扬声设备200的麦克风202来采集,并且可以使用语音的记录信号。在图12的步骤S45中,可以将扬声设备200的记录信号存储于服务器装置100中的RAM 112。使用存储于RAM 112中的记录信息来检测听众500的前方方向。
第三项技术的性能优点是人类语音的指向性图形是双侧对称的,并且语音的中音份量在听众500的前方方向上是最大,而在听众500的背后方向上是最小。
图24是服务器装置100根据第三项技术进行参考方向确定的处理例程的流程图。
根据第三项技术,在服务器装置100中的CPU 110在步骤S131中确定由听众500所发出声音的记录信号的频谱分布。听众500的声音是由在各个扬声设备200中的麦克风202所采集的信号,并作为记录信号,在图12的步骤S45中存储于RAM 112。记录信号的频谱强度可以根据在听众500和各个扬声设备200之间的距离DLi进行校正,并且考虑声音随着传播距离的衰减。
CPU 110在步骤S132中比较扬声设备200记录信号的频谱分布,并且从特性差异中评估听众500的前方方向。采用所评估的前方方向作为参考方向,CPU 110就能够检测相对于听众500的多个扬声设备200的布局结构。在步骤S133中,该布局结构信息与所评估的前方方向一起存储于扬声器布局信息存储器118。
当确定了参考方向时,CPU 110就确定各个扬声设备200的声道合成因子,使得与听众500前方方向有关的预定位置与由L声道、R声道、C声道、LS声道、RS声道和LFE声道的5.1声道环绕信号中任意位置上所设置多个扬声设备200定位的语音图象相一致。在步骤S134中,所计算的各个扬声设备200的声道合成因子与相关的扬声设备200的ID号一起存储于声道合成因子存储器119。
CPU 110在步骤S135中开始声道合成因子确认和校正处理器122,从而执行声道合成因子的确认和校正处理。在步骤S136中,在声道合成因子的确认和校正处理中校正的扬声设备200的声道合成因子存储于声道合成因子存储器119,用于更新。
计算形成音响系统的多个扬声设备200的布局结构,以及计算适用于产生提供给各个扬声设备200的声道合成因子。基于所计算的声道合成因子,服务器装置100产生扬声器信号并通过总线300提供给扬声设备200。根据来自诸如磁盘之类音乐源的多声道音频信号,服务器装置100就以音频播放中的预定位置来定位各个声道的音频输出的语音图象。
声道合成因子并不是使得扬声设备200播放扬声器信号所能够确认的因子,而是以上所讨论产生的因子。根据扬声设备200实际设置的声空间,就可以引申出对应于各个声道的音频输出的语音图象的声音定位的位置。
在第一实施例中,CPU 110确认各个扬声设备200的声道合成因子是实际适用的,并且可以根据需要校正声道合成因子。以下将参考图25和26的流程图来讨论服务器装置100的确认和校正处理。
在第一实施例中,服务器装置100可以一个声道接着一个声道地校对对应于音频信号的语音图象是否定位在预定的位置上,并且如果需要可以校正声道合成因子。
在步骤S141,CPU 110产生扬声器测试信号,以便于使用存储于声道合成因子存储器119中的声道合成因子对第m声道校对音频信号的图象声音定位状态。
如果第m声道等于声道L,则服务器装置100就产生扬声器测试信号,用于各个扬声设备200的各个声道L的音频信号。通过从扬声设备200的声道合成因子中读取声道L的因子wLi,并且将测试信号乘以因子wLi,即可获得各个扬声器测试信号。
在步骤S142中,CPU 110产生图2所示的数据包,该数据包包括计算的扬声器测试信号,并且通过总线300将该数据包发送至所有的扬声设备200。在扬声设备200中的CPU 110在步骤S143中通过总线300向所有的扬声设备200广播触发信号。
所有扬声设备200接收到通过总线300发送的扬声器测试信号,并且发出测试信号的声音。如果任何扬声设备200具有因子wLi=0,则那个扬声器就没有发出声音。
所有的扬声设备200开始将由其麦克风202所采集到的声音,作为音频信号,记录在采用环形缓冲器方式的采集信号缓存219中。一旦接收触发信号,扬声设备200就开始记录音频信号且持续对应于触发信号的额定时间周期,并且对额定时间周期中的记录信号进行打包,以便于将数据包发送至服务器装置100。
在服务器装置100中的CPU 110在步骤S144中等待来自扬声设备200且持续一段额定时间周期的记录信号,并且一旦检测到记录信号的到来,就在步骤S145中将记录信号存储于RAM 112。
CPU 110重复步骤S144和步骤S145,直至服务器装置100接收到来自所有的扬声设备200且持续额定时间周期的记录信号。当CPU 110在步骤S146中确定已经接收到来自所有的扬声设备200且持续额定时间周期的记录信号,则CPU 110就计算各个扬声设备200的持续额定时间周期的记录信号的传递特性,并且分析记录信号的频率。在步骤S147中,CPU 110分析传递特性和频率分析对应于第m声道的测试信号的声音发射的语音图象是否处于预定的位置的结果。
基于分析的结果,CPU 110在图25的步骤S151中确定对应于第m声道的测试信号的声音发射的语音图象是否处于预定的位置。如果确定语音图象没有位于预定的位置上,则服务器装置100就校正第m声道的各个扬声设备200的声道合成因子,将校正过的声道合成因子存储于缓存器,并且使用校正过的声道合成因子产生第m声道各个扬声器的扬声器测试信号(步骤S152)。
返回至步骤S142,CPU 110通过总线300向各个扬声设备200提供各个扬声器测试信号,该测试信号是使用在步骤S152中所产生的校正过的声道合成因子来产生的。CPU 110重复步骤S142以及后续步骤中的处理。
如果在步骤S151中确定对应于第m声道的测试信号的声音发射的语音图象是处于预定的位置上,则CPU 110就在步骤S153中采用校正的因子来更新存储于声道合成因子存储器119中第m声道的各个扬声器的声道合成因子。
CPU 110在步骤S145中确定是否已经完成所有声道的声道合成因子的校正。如果确定还没有完成声道合成因子的校正,则CPU 110就在步骤S155中指定要校正的下一个声道(m=m+1)。CPU 110就返回至步骤S141,以重复在步骤S141以及后续步骤中的处理。
如果在步骤S154中确定已经完成所有声道的声道合成因子的校正,则CPU 100就结束处理例程。
根据第一实施例,可以自动检测以任意位置所设置的多个扬声设备200的布局结构,并根据布局结构的信息自动产生提供给各个扬声设备200所适用的扬声器信号。无论所产生的扬声器信号已被验证实际上形成了一个适用的声场,而如果需要可以校正扬声器信号。
在第一实施例中的声道合成因子的确认和校正处理并不限制于自动检测在任意位置上的多个扬声设备的布局结构的情况。另外,用户可以在服务器装置100中输入设置,服务器装置100基于所设置的信息来计算声道合成因子。在这种情况下,进行确认和校正处理可以确定从所计算的声道合成因子中是否能够形成最佳的声场。
换句话说,首先并不需要设置在任意位置上的扬声设备200的布局结构的严密精确的确定。布局结构可以先粗略地设置,并且基于布局结构信息的声道合成因子可以在确认和校正处理中进行校正。于是,就能够获得创造最佳声场的声道合成因子。
在以上的讨论中,是在声道与声道的基础上对各个声道合成因子进行确认和校正处理。如果不同声道的扬声器测试信号是从麦克风202所采集的音频信号中分别产生的,则多个声道的声道合成因子就需要同时进行确认和校正处理。
不同声道的扬声器测试信号可以采用滤波器通过频率分离多个测试信号中的各个测试信号来产生,并且扬声器测试信号从可以同时从各个扬声设备200发出。
各个扬声设备200采用滤波器将麦克风202所采集到的扬声器测试信号的音频信号分离成一种音频信号分量,并且对各个分离的音频信号进行确认和校正处理,正如以上所讨论的。这样,就可以在确认和校正处理中对多个声道同时校正声道合成因子。
同样,在这种情况下,同样,在这种情况下,由扬声设备200中的信号发生器提供测试信号,而不是由服务器装置100提供。
第二实施例
图27是说明根据本发明第二实施例的音响系统整体结构的方框图。在第二实施例中,系统控制器600,从服务器装置100中分离出,和多个扬声设备200,通过总线300相互连接。
在第二实施例中,服务器装置100不再具备从多声道音频信号中产生各个扬声器信号的功能。各个扬声设备200具备产生一个扬声器信号的功能。
服务器装置100通过总线300发送数据包形式的音频数据,在数据包中,将每一预定时间周期的音频信号打包成数据包。诸如由服务器装置100所发送的5.1声道环绕信号的音频数据,在一个数据包中包含着L声道信号、R声道信号、中间声道信号、LS声道信号、RS声道信号和LFE声道信号,正如图28A所示。
在一个数据包中所包含的多声道音频数据L、R、C、LS、RS和LFE是压缩的。如果总线300是以高速数据速率工作的话,则就不一定要压缩音频数据L、R、C、LS、RS和LFE。以高速数据速率来传输音频数据是足够的。
各个扬声设备200都在RAM中缓存了由服务器装置100发送到一个数据包的信息,使用所存储的声道合成因子来产生各自的扬声器信号,并且与数据包的包头中所包含的同步信号同步从扬声器201发出所产生的扬声器信号。
根据第二实施例,数据包的包头部分包含着控制变化的信息,正如图28B所示。
系统控制器600具备扬声设备200数量的检测功能、各个扬声设备200的ID号分配功能、多个扬声设备200的布局结构检测功能、听众的前方方向的检测功能、以及语音图象定位确认和校正功能,尽管服务器装置100在第一实施例中具备上述功能。
图29说明了根据第二实施例的服务器装置100的硬件结构。第二实施例的服务器装置100包括:CPU 110、ROM 111、RAM 112、盘驱动器113、解码器114、通讯I/F 115、以及发射信号发生器116,所有的部件都通过系统总线101相互连接。
第二实施例的服务器装置100将每隔预定时间周期从磁盘驱动器400中读取到的多声道音频信号进行打包,正如图28A和图28B所示,并且通过总线300将该数据包发送至各个扬声设备200。第二实施例的服务器装置100不具备第一实施例的服务器装置100的其它功能。
图30说明了第二实施例的系统控制器600的硬件结构。图30所示的系统控制器在结构上类似于第一实施例的服务器装置100中的系统控制功能单元。
更具体的说,系统控制器600包括:CPU 610、ROM 611、RAM 612、通讯I/F 615、发射信号发生器616、接收信号处理器617、扬声器布局信息存储器618、声道合成因子存储器619、传递特性计算机621、声道合成因子确认和校正处理器622,以及远程控制接收器623,所有的部件都通过系统总线601相互连接。
图30所示的系统控制器600在结构上类似于图3所示的第一实施例的服务器装置100,只是从中去除了盘驱动器113、解码器114以及扬声器设备的信号发生器120。
图31说明了根据第二实施例的扬声设备200的硬件结构。图31所示的第二实施例的扬声设备200在结构上类似于图4所示的第一实施例的扬声设备200,只是附加了声道合成因子存储器221和自身扬声器设备的信号发生器222。
正如第一实施例的服务器装置100,第二实施例的系统控制器600基于有各个扬声设备200的麦克风202所采集到的音频信号,以及检测听众的前方方向作为多个扬声设备200的布局结构中参考信号,来计算多个扬声设备200的布局结构。扬声设备200的检测布局结构存储于扬声器布局信息存储器618。基于布局结构信息,计算各个扬声设备200的声道合成因子,并且将所计算的声道合成因子存储于声道合成因子存储器619。
系统控制器600通过总线300将所计算的各个扬声设备200的声道合成因子发送至所对应扬声设备200。
扬声设备200接收到来自系统控制器600的声道合成因子,并且将该声道合成因子存储于声道合成因子存储器221。扬声设备200从服务器装置100采集图28A和图28B所示的多声道音频信号,并且使用存储于声道合成因子存储器221中的声道合成因子产生自身扬声器设备的信号发生器222来产生自身扬声器信号,以及从扬声器201发出扬声器信号的声音。
此外,系统控制器600采用声道合成因子确认和校正处理器622以相同于第一实施例的方法来校正声道合成因子,并且将所校正的声道合成因子存储于声道合成因子存储器619。系统控制器600随后将校正的声道合成因子通过总线300发送至对应的扬声设备200。
一旦接收到声道合成因子,各个扬声设备200就采用校正过的声道合成因子来更新声道合成因子存储器221中的内容。
正如第一实施例,当在第二实施例中扬声设备200的布局结构稍微改动时,通过开始第二实施例的声道合成因子确认和校正处理就能够容易地获得所需要的声场。
在第二实施例中,赋于系统控制器600的功能可以集成到服务器装置100的功能中,或者集成到一个扬声设备200的功能中。
第三实施例
正如图1所示的第一实施例的音响系统,本发明第三实施例的音响系统包括一个服务器装置100和通过总线300连接着服务器装置100的多个扬声设备200。各个服务器装置100具备系统控制器600的功能。
正如第二实施例,第三实施例的服务器装置100不具备从多声道音频信号产生各个扬声器信号的功能。各个扬声设备200具备产生各自扬声器信号的功能。服务器装置100通过总线300发送数据包形式的音频数据,在数据包中,将每一预定时间周期的多声道音频信号打包成数据包,正如图28A所示。在第三实施例中,适用于图28B所示的控制变化的数据包是有效的。
各个扬声设备200都在其RAM中缓存了由服务器装置100发送的一个数据包的信息,使用所存储的声道合成因子来产生一个扬声器信号,并且与数据包的包头中所包含的同步信号同步从扬声器201发出所产生的扬声器信号。
第三实施例的服务器装置100具有与图29所示服务器装置相同的结构。第三实施例的扬声设备200具有与图32所示扬声设备相同的硬件结构。除了图4所示的第一实施例的扬声设备200的元件,第三实施例的扬声设备200包括替代ID号存储器216的扬声器列表存储器231、扬声设备布局信息存储器233、声道合成因子存储器234、自身扬声设备的信号发生器235、以及声道合成因子确认和校正处理器236。
扬声器列表存储器231存储着包括自身扬声设备200的ID号和其它扬声设备200的ID号的扬声器列表。
传递特性计算器232和声道合成因子确认和校正处理器236可以如同先前实施例以软件的方式来实施。
在第三实施例中,各个扬声设备200在扬声器列表存储器231中存储着构成音响系统的多个扬声设备200的ID号,以便于管理。各个扬声设备200计算构成音响系统的多个扬声设备200的布局结构,正如稍后将讨论的,并且将所计算的扬声设备200的布局结构的信息存储于扬声设备布局信息存储器233。
各个扬声设备200基于在扬声设备布局信息存储器233中的扬声器布局信息计算声道合成因子,并且将计算的声道合成因子存储于声道合成因子存储器234。
各个扬声设备200从声道合成因子存储器234读取其声道合成因子,采用自身扬声设备的信号发生器235产生用于自身扬声设备200的扬声器信号,并且从扬声器201发出扬声器信号的声音。
在各个扬声设备200中的声道合成因子确认和校正处理器236对各个扬声设备200的声道合成因子进行确认和校正处理,正如以下所讨论的那样,并且采用校正的结果来更新声道合成因子存储器234的储存内容。在声道合成因子的确认和校正处理过程中,由扬声设备200校正的声道合成因子进行平均并且将所得到的声道合成因子存储于各个扬声设备200的声道合成因子存储器234。
正如先前所讨论的,用户可以在自身扬声设备中设置和注册登记连接着总线300的扬声设备200的数量和连接着总线300的扬声设备的ID号。在第三实施例中,检测连接着总线300的扬声设备200数量的检测功能以及向各个扬声设备200分配ID号的ID号分配功能都可以由各个扬声设备200与其它扬声设备200协同自动进行,正如以下所讨论的。
图33和34所示的流程图说明了根据第三实施例检测连接着总线300的扬声设备200数量的检测功能以及向各个扬声设备200分配ID号的ID号分配功能的第一处理。第一处理主要是由在各个扬声设备200中的CPU210来执行。
当服务器装置100和扬声设备200中的一个向总线300发送总线复位信号时,总线300就复位。响应总线300的复位,各个扬声设备200开始图33和图34的处理例程。
在扬声设备200中的CPU 210在步骤S161中清除存储于扬声器列表存储器231中的扬声器列表。扬声设备200在步骤S162处于待机状态等待任意时间。
CPU 210在步骤S163中确定自身扬声设备200是否从其它扬声设备200接收到用于开始测试信号声音发射的测试信号声音发射开始信号。如果确定扬声设备200没有接收任何发送的开始信号,则CPU 210确定在步骤S162中所设置的等待时间是否已经流逝。如果确定等待时间还没有流逝,则CPU 210就返回至步骤S163,以监控来自其它扬声设备200的测试信号声音发射开始信号的到来。
如果在步骤S164中确定等待时间已经流逝,则CPU 210就确定自身扬声设备200变成为主设备,以向自身扬声设备200分配ID号,设置自身扬声设备200的ID号为ID=1,并且将ID号存储于扬声器列表存储器231。在第三实施例中,第一扬声设备200成为第一个准备发出测试信号的,从总线复位功能变为主设备,而其它扬声设备200具有从动的功能。
CPU 210在步骤S166中通过总线300向其它扬声设备200广播测试信号声音发射开始信号,同时发出测试信号。较佳的是,测试信号是窄带信号(蜂鸣声),例如,一种隆起的正弦波,或者多个频率的窄带信号所构成的信号,或者这些信号中的一个信号的重复版。测试信号并不限制于这些信号。
CPU 210在步骤S167中检测来自其它扬声设备200的ACK信号。如果确定在步骤S167中已经接收到来自其它扬声设备200的ACK信号,则CPU 210就在步骤S168中提取出附加在ACK信号上的其它扬声设备200的ID号,并且将那个ID号存储于扬声器列表存储器231中的扬声器列表中。
扬声器201在步骤S169中通过总线300广播ACK信号和自身扬声设备200的ID号(=1)。这一行为可理解成在申明说“一个从动扬声设备的ID号已经注册登记了。任何其它扬声设备还保持吗?”。CPU 210返回至步骤S167中,以等待来自其它扬声设备200的ACK信号的到来。
如果CPU 210在步骤S167中确定没有接收到来自其它扬声设备200的ACK信号,则CPU 210就在步骤S170中确定是否预定的时间周期已经流逝还没有接收ACK信号。如果确定预定的时间周期还没有流逝,则CPU 210就返回至步骤S167。如果确定预定的时间周期已经流逝,CPU210就在步骤S171中确定所有的从动扬声设备200都已经发出了ACK信号,并且通过总线300广播一个结束信号。
如果在步骤S163中确定接收到来自另一扬声设备200的测试信号声音发射开始信号,则CPU 210就确定自身扬声设备200变成为一个从动设备。CPU 210在图34的步骤S181中确定由另一扬声设备200作为主设备发出并由麦克风202所采集到的测试信号的声音是否等于或大于额定电平。如果扬声设备200使用先前所提及的窄带信号作为测试信号,则可以使用带通滤波器来滤波麦克风202输出的音频信号。CPU 210确定带通滤波器的输出信号电平是否等于或者大于阈值。如果确定滤波器的输出信号电平等于或大于阈值,则CPU 210就确定采集到了测试信号的声音。
如果确定在步骤S181中采集到了测试信号的声音,则CPU 210就在步骤S163中接收到的,附加在测试信号声音发射开始信号上的ID号,存储于扬声器列表存储器231的扬声器列表中(步骤S182)。
在步骤S183中,CPU 210确定总线300是否已被放弃使用,即,总线300是否准备着自身扬声设备200的发送。如果确定在步骤S182中总线300还没有被放弃,则CPU 210就在步骤S184中监控来自连接着总线300的另一扬声设备200的ACK信号的接收。一旦识别ACK信号的接收,则CPU 210就在步骤S185中提取附加在所接收到的ACK信号上的另一扬声设备200的ID号,并且将该ID号存储于扬声器列表存储器231中的扬声器列表中。CPU 210返回至步骤S183,以等待总线300的放弃。
如果在步骤S183中确定总线300已被放弃,则CPU 210就在步骤S186中确定自身扬声设备200的ID号,并且通过总线300广播ACK信号和所确定的ID号。这一行为可理解成在声明说“测试信号的声音发射已经确认”。自身扬声设备200的ID号可确定为在扬声器列表中最小的有效号。
CPU 210在步骤S187中将在步骤S186中所确定的ID号存储于扬声器列表存储器231中扬声器列表中。
在步骤S188中,CPU 210确定是否通过总线300接收到结束的信号。如果确定还没有接收到结束的信号,则CPU 210就在步骤S189中确定是否已经接收到来自另一扬声设备200的ACK信号。
如果确定在步骤S189中没有接收到来自另一扬声设备200的Ack信号,则CPU 210就返回至步骤S188,以监控结束信号的接收。如果确定在步骤S189中已经接收到来自另一扬声设备200的ACK信号,则CPU210就在步骤S190中将附加在ACK信号上的ID号存储于扬声器列表存储器231中的扬声器列表。
如果确定在步骤S188中已经通过总线300接收到结束信号,则CPU210就结束处理例程。
检测到的连接总线300的扬声设备200的数量作为最大的ID号。所有扬声设备200存储着相同的扬声器列表。各个扬声设备200都具有它自身的ID号。
图35是根据第三实施例检测连接着总线300的扬声设备200数量的检测功能以及向各个扬声设备200分配ID号的ID号分配功能的第二处理的流程图。图35所示流程图的处理例程主要是由在各个扬声设备200中的CPU 210来执行。不同于第一处理,第二处理没有为了ID号的分配而将扬声设备200分成为主设备和从设备。在第二处理中,发出测试信号的自身扬声设备200也使用麦克风202来采集声音,并且使用声音的音频信号。
当服务器装置100和扬声设备200中的一个向总线300发送总线复位信号时,总线300就复位。响应总线300的复位,各个扬声设备200开始图35的处理例程。
在扬声设备200中的CPU 210在步骤S201中清除存储于扬声器列表存储器231中的扬声器列表。扬声设备200在步骤S202中处于待机状态等待任意时间。
CPU 210在步骤S203中确定扬声设备200是否从其它扬声设备200接收到用于开始测试信号声音发射的测试信号声音发射开始信号。如果确定扬声设备200没有接收任何发送的开始信号,则CPU 210在步骤S204中确定是否将ID号分配给自身扬声设备200。
现在,CPU 210确定自身CPU 210是否已经有权发出测试声音或者正处于收听来自其它扬声设备200的声音的位置上。在步骤S204的处理中阐明ID号是否分配给自身扬声设备200,以便于以下的处理,换句话说,自身扬声设备200的ID号是否存储于扬声器列表存储器231中。
如果确定在步骤S203中扬声设备200没有接收来自其它扬声设备200的测试信号声音发射开始信号以及如果在步骤S204中确定没有ID号分别给自身扬声设备200,换句话说,如果确定自身扬声设备200还有权发出测试信号的声音,则CPU 210就在步骤S205中确定扬声器列表中的最小有效号作为自身扬声设备200的ID号,并且将ID号存储于扬声器列表存储器231。
CPU 210在步骤S206中通过总线300向其它扬声设备200广播测试信号声音发射开始信号,同时发出测试信号的声音。测试信号类似于在第一处理中所使用的测试信号。
CPU 210采集来自自身扬声设备200所发出的测试信号的声音,并且在步骤S207中确定所接收到的声音电平是否等于或者大于阈值。如果接收到的声音电平等于或者大于阈值,则CPU 210确定自身扬声设备200中的扬声器201和麦克风202具备正常功能,并返回至步骤S203。
如果在步骤S207中确定所接收到的声音的电平小于阈值,CPU 210在步骤S208中确定在扬声设备200中的自身扬声器201和麦克风202并不具有正常的功能,清除在扬声器列表存储器231中的存储内容,并且结束处理例程。在这种情况下,扬声设备200表现出好象没有连接着总线300。
如果确定在步骤S203中接收到了来自其它扬声设备200的测试信号声音发射开始信号,或者如果确定在步骤S204将ID号分配给自身扬声设备200,则CPU 210在步骤S209中监控来自其它扬声设备200的ACK信号的到来。
如果确定在步骤S209接收到来自其它扬声设备200的ACK信号,则CPU 210就在步骤S210中提取出附加在ACK信号中的其它扬声设备200的ID号,并且将该ID号添加在扬声器列表存储器231中的扬声器列表中。
如果确定在步骤S209中没有接收到来自其它扬声设备200的ACK信号,则扬声器201在步骤S211中确定预定的时间周期是否流逝。如果确定预定的时间周期还没有流逝,则CPU 210就返回至步骤S209。如果确定预定的时间周期已经流逝,则CPU 210就结束处理例程。如果在步骤S209中没有接收到任何ACK信号,则CPU 210就在步骤S211中等待预定的时间周期。如果还没有从其它扬声设备200返回的ACK信号,CPU210就确定所有扬声设备200重已经返回了ACK信号,并且结束处理例程。
检测到连接着总线300的扬声设备200的数量可作为最大数字的ID号。所有扬声设备200存储相同的扬声器列表。各个扬声设备200具有它自身的ID号。
在第一和第二处理中,当扬声设备200重新连接着总线300时,在总线300重新复位之后,就将一个ID号分配给扬声设备200。在第三处理中,没有执行总线300的复位。当重新连接总线300时,扬声设备200就在总线连接之际发出连接语句声音,并且陆续加入扬声器列表。
图36是由重新连接总线300的扬声设备200所执行的第三处理的处理例程的流程图。图37是由已经连接总线300的扬声设备200所执行的处理例程的流程图。
正如图36所示,在第三处理中,当扬声设备200重新连接总线300时,CPU 210就在步骤S221中检测总线连接。在步骤S222中,CPU 210预置扬声设备200的号为“i”,同时复位自身扬声设备200的ID号。
CPU 210在步骤S223中发出扬声器201的连接语句声音。可以使用类似于先前所讨论的测试信号的信号来发出连接语句声音。
CPU 210在步骤S224中确定是否在从连接语句声音发出开始的预定时间周期中接收到另一扬声设备200的ACK信号。
如果确定在步骤S224中已经接收到了另一扬声设备200的ACK信号,则CPU 210就在步骤S225中提取附加在所接收的ACK信号上的ID号,并且将该ID号添加至扬声器列表存储器231中扬声器列表。在步骤S226中,CPU 210使扬声器计数“i”增1。CPU 210返回至步骤S223,发出连接语句声音,以及重复步骤S223-S226。
如果在步骤S224中确定在预定的时间周期中还没有接收到来自其它扬声设备200的ACK信号,则CPU 210就确定已经接收到了来自所有连接这总线300的扬声设备200的ACK信号。CPU 210随后在步骤S227中,识别扬声设备200直到现在数列的计数,并且识别其它扬声设备200的ID号。CPU 210在步骤S228中确定ID号,在识别的ID号中没有重复,作为自身扬声设备200的ID号并且将自身的ID号存储于扬声器列表存储器231中。这里,所确定的ID号是最小的有效号。在这种情况下,第一号连接着总线300的扬声设备200的ID号为“1”。
在步骤S229中,CPU 210根据所确定的自身扬声设备200的ID号,来确定是否自身扬声设备200是第一个连接着总线300的设备。如果确定自身扬声设备200是第一个连接的扬声设备200,则连接总线300的扬声设备200的号是“1”,并且CPU 210结束处理例程。
如果确定在步骤S229中自身扬声设备200不是第一个连接着总线300的,则在步骤S230中,CPU 210就将在步骤S228中所确定的自身扬声设备200的ID号通过总线300向其它扬声设备200广播。CPU 210在步骤S231中确定是否已经接收了来自所有其它扬声设备200的ACK信号。CPU 210重复步骤S230,直至接收到来自所有其它扬声设备200的ACK信号。在识别出已经接收拉来自所有其它扬声设备200的ACK信号之后,则CPU 210就结束处理例程。
如果第一个扬声设备200连接着还没有连接着的现存扬声设备200的总线300,则在步骤S224中就不会接收到ACK信号。扬声设备200就认定自身作为第一个连接着总线300的,并且确定“1”作为自身扬声设备200的ID号,以及结束处理例程。
当第二个和后续扬声设备200连接着总线300时,总线300具有连接着的现存扬声设备200。CPU 210就获取扬声设备200的数量和其ID号。CPU 210就确定一个与已经分配给连接着总线300的扬声设备200的ID号不重复且连续的号,作为自身扬声设备200的ID号,并且将自身扬声设备200的ID号通知扬声设备200。
以下参考图37,讨论已经连接着总线300的扬声设备200的处理例程。当麦克风202采集到等于或大于额定电平的连接语句声音时,各个已经连接着总线300的扬声设备200就开始图37所示的处理例程。
一旦检测到等于或大于额定电平的连接语句声音时,在各个已经连接着总线300的扬声设备200中的CPU 210就在步骤S241中进入任意时间的等待状态。CPU 210就在步骤S242中监控来自其它扬声设备200的ACK信号。一旦识别出ACK信号到来,则CPU 210就结束处理例程。当扬声设备200再次检测到等于或大于额定电平的连接语句声音,则扬声设备201就再次开始图37的处理例程。
如果在步骤S242中确定从其它扬声设备200设有接收到ACK信号,则CPU 210在步骤S243中确定等待时间是否流逝。如果确定返等待时间没有流逝,则CPU 210返回至步骤S242。
如果在步骤S243中确定等待时间已经流逝,则CPU 210就在步骤S244中通过总线300广播具有附加在ACK信号上的自身扬声设备200的ID号的ACK信号。
在步骤S245中,CPU 210等待来自其它扬声设备200的ID号,即,在步骤S230中广播确定ID号的新连接的扬声设备200。一旦接收到ID号,CPU 210就在步骤S146中将新连接的扬声设备200的ID号存储于扬声器列表存储器231中。CPU 231向新连接的扬声设备200单播一个ACK信号。
在这一过程中,当扬声设备200新连接着音响系统中的总线300时,就不再需要ID号的重新分配。
正如第一和第二实施例,在第三实施例中,也确定扬声设备200相对于听众距离的距离差ΔDi。但是,在第三实施例中,各个扬声设备200计算距离差ΔDi。
图38是由各个扬声设备200执行的听众与扬声器之间距离测量处理的流程图。在这种情况下,服务器装置100不向各个扬声设备200提供听众与扬声器距离测量处理开始信号。另外,当扬声设备200检测到听众的两次掌声的声音,作为听众与扬声器距离测量处理开始信号时,各个扬声设备200就开始图38所示的处理例程。
一旦检测到开始信号时,在各个扬声设备200中的CPU 210就开始图38的处理例程,并且进入采集听众发出声音的等待模式。CPU 210在步骤S251中停止从扬声器201中发出声音(静音输出),同时开始将麦克风202所采集的音频信号写入到采集信号缓存(环形缓存器)219中。
CPU 210监视由麦克风202所采集音频信号的电平。基于音频信号是否提升到在额定电平之上,进行听众是否已经产生声音的步骤S525的确定。进行音频信号是否在额定电平上的确定,可防止背景噪声作为听众所产生的声音来检测。
如果在步骤S252中确定检测到高于额定电平的音频信号,则CPU 210就在步骤S253中通过总线300向其它扬声设备200广播触发信号。
由于CPU 210发送了触发信号,CPU 210就在步骤S254中确定自身扬声设备200作为最接近于听众500扬声设备200(最近距离的扬声器),并且确定距离差ΔDi=0。CPU 210就在步骤S255中将距离差ΔDi存储于缓存器或者扬声设备布局信息存储器233,同时向其它扬声设备200广播距离差ΔDi。
CPU 210在步骤S256中等待来自另一扬声设备200的距离差ΔDi的到来。一旦确认接收到来自其它扬声设备200的距离差ΔDi,CPU 210就在步骤S257中将所接收到的距离差ΔDi存储于扬声设备布局信息存储器233。
CPU 210确定在步骤S258中是否已经接收到来自所有其它扬声设备200的距离差ΔDi。如果确定还没有完成接收来自所有其它扬声设备200的距离差ΔDi,则CPU 210就返回至步骤S256。如果确定完成了接收来自所有其它扬声设备200的距离差ΔDi,则CPU 210就结束处理例程。
如果确定在步骤S252中没有检测到高于额定电平的音频信号,则CPU 210就确定在步骤S259中是否已经接收到另一扬声设备200通过总线300发出的触发信号。如果确定没有接收任何触发信号,则CPU 210就返回至步骤S252。
如果确定在步骤S259中已经接收到来自其它扬声设备200的触发信号,则CPU 210就在步骤S260中将麦克风202所采集的音频信号记录在采集信号缓存219中且从接收到的触发开始持续额定时间周期。
CPU 210在步骤S261中使用传递特性计算机232来计算持续额定时间周期所记录的音频信号的传递特性,在步骤S262中从传输延迟时间计算相对于听众500的最近距离扬声器的距离差ΔDi,并且所计算的距离差ΔDi存储于缓存器或者扬声设备布局信息存储器233,以及在步骤S255中向其它扬声设备200广播具有附加到自身扬声设备200的ID号的距离差ΔDi。
CPU 210在步骤S256中等待来自其它扬声设备200的距离差ΔDi的到来。一旦识别出来自其它扬声设备200的距离差ΔDi的到来,则CPU 210就在步骤S257中将所接收的带有与其相关的ID号的距离差ΔDi存储于其缓存器或者扬声设备布局信息存储器233。
CPU 210确定在步骤S258中扬声设备200是否已经接收到来自所有连接着总线300的其它扬声设备200的距离差ΔDi。如果确定扬声设备200还没有接收到来自所有其它扬声设备200的距离差ΔDi,则CPU 210就返回至步骤S256。如果确定扬声设备200已经接收到来自所有其它扬声设备200的距离差ΔDi,则CPU 210就结束处理例程。
在第三实施例中,只是确定距离差ΔDi作为与听众500和扬声设备200之间距离有关的信息。
距离差ΔDi仅仅只作为与听众500和扬声设备200之间距离有关的信息并不足以确定多个扬声设备200的布局结构。根据第三实施例,也需要测量在扬声设备200之间的距离,以及从扬声器与扬声器之间的距离和距离差ΔDi来确定布局结构。
适用于扬声器与扬声器之间的距离测量的测试信号的声音发射开始命令是由连接着总线300的扬声设备200发出的。正如参考图16的第一实施例所讨论的,服务器装置100可以向所有扬声设备200广播测试信号的声音发射命令信号。但是,在第三实施例中,扬声设备200执行根据第一实施例的服务器装置100所执行的处理。例如,各个扬声设备200检测由听众500发出的三次掌声,作为开始扬声器与扬声器之间距离测量处理的命令。
在第三实施例中的测试信号并不是服务器装置100所发出的信号,而是存储于各个扬声设备200中的ROM 211的信号。
一旦接收到了开始扬声器与扬声器之间距离测量处理的命令,则扬声设备20就进入到随机时间等待状态。扬声设备200随着等待时间的消逝第一次通过总线300广播触发信号,同时发出测试信号的声音。发送至总线300的触发信号数据包包含着扬声设备200的ID号。各个已经接收到了触发信号的其它扬声设备200就停止时间的等待状态,同时采用麦克风22来采集和记录扬声设备200发出的测试信号的声音。
已经记录了测试信号的音频信号的扬声设备200计算从触发信号时序开始的额定时间周期中所记录的记录信号的传递特性,基于从触发信号时序的传输延迟时间来计算已经发出触发信号的扬声设备200的距离,并且将距离信息存储于扬声设备布局信息存储器233。扬声设备200将所计算的距离信息发送至其它扬声设备200,同时接收由其它扬声设备200所发出的距离信息。
各个扬声设备200根据测试信号声音发射命令开始重复上述处理,直至所有连接着总线300的扬声设备200都发出测试信号。计算所有扬声设备200的扬声器与扬声器之间距离,并存储于各个扬声设备200。在相同扬声设备200之间的距离可重复测量,并且采用测量距离的平均值。
参考图39的流程图来讨论由扬声设备200所执行的扬声设备200之间的距离测量处理。
一旦以麦克风200采集音频信号的方式检测到测试信号的发射命令,各个扬声设备200中的CPU 210开始图39所示流程图的处理例程。CPU210在步骤S271中确定测试信号发射标志是否断开。如果确定测试信号发射标志是断开的,CPU 210就在步骤S272中确定测试信号的发射还没有完成,并且进入到测试信号发射的随机时间等待状态。
CPU 210在步骤S273中确定是否已经接收到来自另一扬声设备200的触发信号。如果确定还没有接收到来自另一扬声设备200的触发信号,则CPU 210就在步骤S274中确定在步骤S272中所确定的等待时间是否已经流逝。如果确定等待时间还没有流逝,则CPU 210就返回至步骤S273中,以继续监控来自另一扬声设备200的触发信号。
如果确定在步骤S274中等待时间已经流逝且没有接收来自另一扬声设备200的触发信号,则CPU 210就在步骤S275中将触发信号与附加与其的ID号一起打包,并且通过总线300广播触发信号。CPU 210也在步骤S276中与发送触发信号同步从扬声器中发出测试信号的声音。扬声器201随后在步骤S277中将测试信号发射标志设置为开通,并且返回至步骤S271。
如果确定在步骤S273中已经采用测试信号发射标志开通来发送测试信号,则CPU 210就在步骤S278中确定是否在预定的时间周期中接收到来自另一扬声设备200的触发信号。如果确定在预定的时间周期中还没有接收到来自另一扬声设备200的触发信号,则CPU 210就结束处理例程。
如果确定在步骤S278中已经接收触发信号,则CPU 210就在步骤S279中记录由麦克风202采集到的且从接收到的触发信号的时序开始持续额定时间周期的测试信号的声音。如果确定在步骤S273中已经接收到来自其它扬声设备200的触发信号,CPU 210就转入步骤S279,在该步骤中,CPU 210记录由麦克风202采集到的且从接收到的触发信号的时序开始持续额定时间周期的测试信号的声音。
CPU 210在步骤S280中计算从接收触发信号的时序开始持续额定时间周期的记录信号的传递特性,并且在步骤S281中根据相对于触发信号时序的传输延迟时间来计算已经发出触发信号的扬声设备200的距离。在步骤S282中,CPU 210将自身扬声设备200和已经发出触发信号的扬声设备200之间的距离信息存储于扬声设备布局结构信息存储器233,同时向其它扬声设备200广播距离信息以及附加与其的ID号。
CPU 210在步骤S283中等待来自其它扬声设备200的距离信息的到来。一旦接收到距离信息,CPU 210就在步骤S284中将所接收到的距离信息以及与之有关的附加已接收到的在距离信息上的其它扬声设备200的ID号存储于扬声设备布局信息存储器233。
CPU 210在步骤S285中确定是否已经接收到相对于已经发出触发信号的扬声设备200的所有其它扬声设备200的距离信息。如果确定还没有接收到所有其它扬声设备200的距离信息,则CPU 210就返回至步骤S283,以等待距离信息。如果确定已经接收到了所有其它扬声设备200的距离信息,则CPU 210就返回至步骤S271。
在第三实施例中,计算听众500和多个扬声设备200的布局结构的信息并没有考虑听众500的前方方向。几项技术都可以有效地应用于扬声设备200自动识别听众500的前方方向作为参考方向。
在确定参考方向的第一种方法中,连接着总线300的一个特定的扬声设备200,例如,在多个扬声设备200中的具有ID号=1的扬声设备200采用间断方式输出测试信号。该测试信号可以是中音爆发式声音,这种声音可以使人具有相对较好的方向感觉。例如,具有放在2KHz中心的八度音阶的能量带宽度噪声可以作为测试信号使用。
在以间断方式输出测试声音的方法中,测试信号的声音发射周期为200ms,随后静音周期为200ms,重复三次,并且随后再使用静音周期为2秒来重新恢复。
如果已经听到测试信号的听众500感觉到中心位置偏右,则听众500可以在2秒的静音周期中击掌一次以表示这感觉。如果已经听到测试信号的听众500感觉到中心位置偏左,则听众500可以在2秒的静音周期中击掌二次以表示这感觉。
各个连接着总线300的扬声设备200从麦克风202所采集的音频信号中检测在2秒静音周期中的听众500的击掌计数。如果任何扬声设备200都检测到听众500的击掌计数,则扬声设备200就向其它扬声设备200广播击掌计数的信息。
如果听众500击掌一次,则不仅具有ID号=1的扬声设备200发出测试信号,而且位于具有ID号=1的扬声设备200的紧接右边的扬声设备200也发出测试信号。
调整和发出声音,从而可以使用测试信号的声音将语音图象的位置方向顺时针旋转至预定角度,例如,相对于原先语音图象位置方向的30°。
信号声音的调整包括测试信号的幅度调整和相位调整。假定具有等于在听众500和具有ID号=1的扬声设备200之间距离的假想的圆,并且各个扬声设备200计算测试信号,使得声音图象定位的位置能够沿着圆周顺时针或者逆时针移动。
更具体的说,如果扬声设备200放置在以听众500为中心的圆中,则语音图象就位于两个相邻扬声设备200之间的中间位置上,只要两个相邻扬声设备200以适当的信号分布比例发出声音。如果扬声设备200与听众500不是等距离的,则放置在离听众500最远距离的扬声设备200和听众500之间的距离可作为参考距离。各个放置在离听众500较近距离的扬声设备200可以提供测试信号,且该信号可具有相当于其中所引入的参考距离的距离差的延迟。
如果在2秒的静音周期中由听众500所产生的击掌计数为零或者根本就没有检测到,则在相同的位置方向上就再次发出测试信号。
如果确定在2秒的静音周期中产生了两次击掌,则用于发出测试信号的两个扬声设备200用一种方式调整和发出信号声音,使得由测试信号声音所产生的语音图象位置方向可逆时针旋转一个角度,例如,小于原先顺时针旋转的角度,15°。
只要保持相同的击掌计数,角度精度的级差可保持不变,并且语音图象定位位置可以相同的方向连续旋转。如果掌声的计数发生变化,则语音图象定位位置可以相反的方向以小于原先调整的角度精度级差旋转。于是,语音图象定位方向可以逐渐会聚在听众500的前方方向。
当听众500赞许语音图象定位方向作为前方方向时,听众500就迅速连续击掌三次。任何首先检测到掌声声音的扬声设备200就通知所有其它扬声设备200结束参考方向的处理例程。于是,就结束处理例程。
图40是第二种参考方向确定方法的流程图。
在第二种参考方向的确定方法中,当输入了用于开始参考方向确定处理的命令时,例如,听众500的四次掌声,就开始图40的处理例程。
响应图40的处理例程的开始,在各个扬声设备200中的CPU 210就在步骤S291中开始将由麦克风202所采集到的音频信号写入到采集信号缓存(环形缓冲存储器)219。
听众500可以在前方方向上发出任何声音。在各个扬声设备200中的CPU 210监控音频信号的电平。当音频信号的电平上升至等于或大于额定电平时,CPU 210就在步骤S292中确定听众500发出的声音。进行音频信号的电平是否等于或大于预定阈值电平的确定是为了防止扬声设备200错误地将所检测到的噪声作为由听众500所产生的声音。
如果在步骤S292中确定已检测到音频信号等于或大于额定电平,则CPU 210通过总线300向其它扬声设备200广播触发信号。
如果在步骤S292中确定未检测到音频信号的电平等于或大于额定电平,CPU 210就在步骤S294中确定是否接收到另一扬声设备200通过总线300发送的触发信号。如果确定还没有接收到其它扬声设备200的触发信号,则CPU 200返回至步骤S292。
如果在步骤S294中确定已经接收到其它扬声设备200的触发信号,或者如果CPU 210在步骤S293中通过总线300广播触发信号,则CPU 210就在步骤S295中将从所接收到的触发信号的时序开始或者从所发送的触发信号的时序开始的额定时间周期中的音频信号记录在采集信号缓存219中。
在各个扬声设备200中的CPU 210在步骤S296中把由麦克风202所采集到听众500的声音经受中音滤波器的处理,并且测量滤波器输出的电平。考虑到沿着传输距离的声波衰减,则CPU 210就根据在听众500和扬声设备200之间的距离DLi来校正信号电平。在步骤S297中,将所测量到的信号电平和与其有关的自身扬声设备200的ID号一起存储。
在步骤S298中,CPU 210通过总线300向其它扬声设备200广播所测量到的信号电平和自身扬声设备200的ID号。
CPU 210在步骤S299中等待其它扬声设备200的测量到的信号电平的信息。一旦识别出测量信号电平信息的到来,CPU 210就在步骤S300中存储所接收到的测量信号电平信息和与其相关的其它扬声设备200的ID号。
CPU 210在步骤S301中确定是否已经完成来自所有其它扬声设备200的测量信号电平信息的接收。如果确定还没有完成来自所有其它扬声设备200的测量信号电平信息的接收,则CPU 210就返回至步骤S299,以接收来自其余扬声设备200的信号电平的信息。
如果确定在步骤S301中完成了来自所有其它扬声设备200的测量信号电平信息的接收,则CPU 210就在步骤S302中分析信号电平的信息、评估听众500的前方方向,并且将作为参考方向的评估前方方向的信息存储于扬声设备布局信息存储器233。该评估方法是基于人声音指向性图形是双侧对称的性质,并且声音的中音分量在听众500的前方方向中具有最大值,而在听众的背后方向中具有最小值。
由于所有扬声设备200都执行上述处理,所有的扬声设备200都能够提供相同的处理结果。
为了提高处理中的正确性,在步骤S296中。可以在使用的滤波器中准备两个或者多个适用于提取的带宽,并且在各自的带宽中相互校对最终所评估的前方方向。
正如以上所讨论的,计算形成音响系统的多个扬声设备200的布局结构和确定参考方向。于是,就需要计算适用于产生提供给扬声设备200的扬声器信号的声道合成因子。
根据第三实施例,各个扬声设备200确认其实际适用的声道合成因子,并且如果需要就校正声道合成因子。以下参考图41和42的流程图来讨论由扬声设备200所执行的确认和校正处理。
一旦检测到用于开始声道合成因子确认和校正处理的提示声音,扬声设备200就开始图41和42的处理例程。该提示声音可以是由听众500所产生的几次掌声或者是由听众500所产生的声音或口哨声。
在第三实施例中,各个扬声设备200以声道与声道作为基础来确认由音频信号所产生的语音图象位于预定的位置上,并且根据需要来校正声道合成因子。
在步骤S311中,为了进行声道合成因子确认将第一声道的m设置为m=1,CPU 210执行开始处理。声道1是用于L声道的音频信号。
CPU 210在步骤S312中确定扬声设备200是否已经检测到该提示声音。如果确定扬声设备200检测到由听众500所产生的提示声音,则扬声设备200就在步骤S314中通过总线300向其它扬声设备200广播用于第m声道音频信号的声道合成因子的确认和校正处理的触发信号。
如果在步骤S312中确定没有检测到提示声音,则扬声设备200就在步骤313中确定扬声设备200是否已经接收到来自另一扬声设备200用于第m声道音频信号的声道合成因子的确认和校正处理的触发信号。如果确定还没有接收触发信号,则CPU 210就返回至步骤S312。
如果确定在步骤S313中已经接收到用于第m声道音频信号的声道合成因子的确认和校正处理的触发信号,或者在步骤S314中通过总线300向其它扬声设备200广播之后,已经接收到用于第m声道音频信号的声道合成因子的确认和校正处理的触发信号,则CPU 210就转入至步骤S315。在步骤315中,CPU 210就使用选自声道合成因子存储器234所存储的声道合成因子中的自身扬声设备200的声道合成因子,来产生并随后发出用于确认在第m声道的音频信号的语音图象位置状态的扬声器信号。
为了产生用于作为第m声道的L声道的音频信号的扬声器测试信号,各个扬声设备200从扬声设备200的声道合成因子中读取用于L声道的因子wLi,并且将测试信号与因子wLi相乘。这里,所使用的测试信号是存储于各个扬声设备200的ROM 211中的信号。如果扬声设备200所具有因子wLi=0,则扬声设备200就没有执行声音发射。
CPU 210在步骤S316中使用麦克风202采集声音,并且开始记录音频信号并持续以触发信号的时序开始的额定时间周期。CPU 210在步骤S317将持续额定时间周期的记录信号和附加于其的各个扬声设备200的ID号打包,并且向其它扬声设备200广播最后所得到的信号。
CPU 210在步骤S318中等待来自其它扬声设备200持续额定时间周期的记录信号的到来。一旦识别出记录信号的到来,则CPU 210就在步骤S319中将记录信号存储于RAM 212。
CPU 210重复步骤S318和S319,直至接收到来自所有扬声设备200的记录信号。一旦在步骤S320中识别出来自所有扬声设备200持续额定时间周期的记录信号的接收,则CPU 210就计算自身扬声设备200和其它扬声设备200的持续额定时间周期的记录信号的传递特性,并且对传递特性进行频率分析。基于频率分析的结果,CPU 210就在图42的步骤S331中分析由在第m声道的测试信号发射所引起的语音图象是否处于预定的位置。
基于分析的结果,CPU 210就在步骤S332中确定由在第m声道的测试信号发射所引起的语音图象是否处于预定的位置。如果确定语音图象不是处于预定位置上,则CPU 210就在步骤S333中根据分析结果校正在第m声道的扬声设备200的声道合成因子,将所校正的声道合成因子存储于缓存器,并且使用校正的声道合成因子来产生在第m声道上的自身扬声设备200的扬声器测试信号。CPU 210返回至步骤S315,来发射使用在步骤S333中所产生的校正声道合成因子所产生的扬声器测试信号。
如果在步骤S332中确定由在第m声道的测试信号的语音图象处于预定的位置,则CPU 210就在步骤S334中通过总线300广播所有扬声设备200的校正声道合成因子与自身扬声设备200的ID号。
CPU 210在步骤S335中接收来自所有扬声设备200的所有扬声设备200的校正声道合成因子。CPU 210从所有扬声设备200接收到的声道合成因子中确定已校正的声道合成因子的收敛数值。CPU 210在步骤S336中将声道合成因子的收敛数值存储于声道合成因子存储器234,用于更新。
CPU 210在步骤S337中确定是否完成了所有声道的校正处理。如果确定完成了所有声道的校正处理,则CPU 210就结束处理例程。
如果确定在步骤S337中设有完成所有声道的校正处理,则CPU 210就在步骤S338中确定触发信号是否由自身扬声设备200发出。如果确定已经发出触发信号的扬声设备200就是自身扬声设备200,则CPU 210就在步骤S339中指定下一声道,并且返回至步骤S314。如果确定在步骤S338中已经发出触发信号的扬声设备200不是自身扬声设备200,则CPU210就在步骤S340中在指定了下一声道之后返回至步骤S313。
根据第三实施例,各个扬声设备200自动检测放置在任意位置上的多个扬声设备200的布局结构,基于布局结构的信息自动产生提供给各个扬声设备200的适当扬声器信号,并且执行确认和校正处理以确认所产生的扬声器信号可形成一个适当的声场。
第三实施例的声道合成因子确认和校正处理并不限制于放置在任意位置上的多个扬声设备200的布局结构的自动检测。用户可以输入对各个扬声设备200的设置,并且各个扬声设备200可以基于设置的信息来计算其声道合成因子。在这种情况下,第三实施例的确认和校正处理也可以应用于确认所计算的声道合成因子在声音播放中实际形成一个最佳声场。
换句话说,并不需要设置在任意上的扬声设备200的布局结构的严密精确的确定。布局结构可以先粗略地设置,并且基于布局结构信息的声道合成因子可以在确认和校正处理中进行校正。于是,就能够获得创造最佳声场的声道合成因子。
在第三实施例中,通过开始声道合成因子确认和校正处理就能够容易地获得所需要的声场,而不是像在第二实施例中,当扬声设备200的布局结构稍微改变之后需要重新计算扬声设备200的布局结构。
在第三实施例中,对多个声道同时进行确认和校正处理,而不是基于声道与声道的基础各个声道合成因子。如果不同声道的扬声器测试信号是由麦克风202所采集的音频信号分别产生的,则多个声道的声道合成因子就需要同时进行确认和校正。
第四实施例
图43是根据本发明第四实施例的音响系统的方框图。第四实施例是第一实施例的改良。在第四实施例中,作为拾取单元的麦克风202包括两个麦克风,麦克风202a和麦克风202b。
根据第四实施例,在各个扬声设备200中的两个麦克风202a和202b都是用于采集声音。麦克风202a和202b检测相对于扬声设备200的声音输入方向,而所检测的声音输入方向是用来计算多个扬声设备200的布局结构。
图44说明了根据本发明第四实施例的扬声设备200的硬件结构。
在第四实施例中扬声设备200,由麦克风202a所采集音频信号通过放大器207a馈送至模拟数字转换器(A/D)208a。A/D转换器208a对音频信号进行模拟数字转换,并随后通过I/O218a和系统总线203传输至信号缓存存储器219。
由麦克风202b所采集音频信号通过放大器207b馈送至模拟数字转换器(A/D)208b。A/D转换器208b对音频信号进行模拟数字转换,并随后通过I/O 218b和系统总线203传输至信号缓存存储器219。
根据第四实施例,两个麦克风202a和202b设置在扬声设备200,正如图45所示。图45的上半部分是扬声设备200的俯视图,图45的下半部分是扬声设备200的前视图。扬声设备200安放在其安装位置的长边表面上。正如图45的下半部分所示,两个麦克风202a和202b都沿着中心线的右手边和左手边且相互保持2d距离来设置的。
两个麦克风202a和202b都是全向性。在第四实施例中,CPU 210在ROM的程序控制下使用RAM作为工作区域。使用软件处理,通过I/O 218a和218b从采集到存入采集信号缓存219中的数字音频信号AUDa和AUDb来确定叠加信号和差值信号。
根据第四实施例,数字音频信号的叠加信号和差值信号S0和S1都可以用于计算从声音源到扬声设备200的输入方向。
图46A是说明对来自两个麦克风202a和202b的数字音频信号S0和S1进行处理的处理器电路的方框图,该处理等效于由CPU 210所进行的处理。
正如图46A所示,来自两个麦克风202a和202b的数字音频信号S0和S1通过电平调节器241提供给叠加放大器242和差值放大器243。电平调节器241调节数字音频信号S0和S1,以消除在两个麦克风202a和202b中间的增益差异。
叠加放大器242输出数字音频信号S0和数字音频信号S1的叠加输出Sadd。差值放大器243输出数字音频信号S0和数字音频信号S1的差值输出Sdiff。
正如图46B和46C所示,叠加输出Sadd是全向的,而差值输出Sdiff是双向的。以下将参考图47和图48来讨论如图所示的叠加输出Sadd和差值输出Sdiff提供指向性图形的原因。
正如图47所示,两个麦克风M0和M1设置在水平延伸线上,且两者之间保持距离为2d。从声音源至两个麦克风M0和M1的声音输入方向相对于水平方向为θ。
以S0表示麦克风M0的输出,而麦克风M1的输出S1可以由图48所示的公式1所表示。如果k2d<<1,则在输出S0和输出S1之间的差值输出Sdiff可以由图48所示的公式2所表示。如果k2d<<1,则输出S0和输出S1的叠加输出Sadd可以由图48所示的公式3所表示。
两个麦克风M0和M1的叠加输出Sadd是全向的,而差值输出Sdiff是双向的。从叠加输出Sadd和差值输出Sdiff中可以确定声音源的声音输入方向,因为在取决于声音输入方向的输出极性中两个指向性图形是相反的。
声音输入方向的测量方法是确定声场强度的方法。声场强度的确定可理解成“单位时间通过单位面积的流体能量”,并且声场强度的单位是W/cm2。测量来自两个麦克风的声音能量流动,并且可以将声场强度与流体的方向一起处理成矢量。
该方法可称之为两个麦克风方法。首先到达麦克风M0和随后到达麦克风M1的波的波前在时间上是不同的。相对于麦克风轴的声音传播方向和声音幅值分量可以根据时间差来计算。以S0(t)表示在麦克风M0上的声压,而S1(t)则表示在麦克风M1上的声压,并且可以采用图48中所示的公式4和公式5来解释声压的平均值S(t)和粒子的速度V(t)。
通过S(t)和V(t)与时间平均的乘积就能够确定声场的强度。叠加输出Sadd对应于声压的平均数值S(t),而差值输出Sdiff对应于粒子的速度V(t)。
在上述讨论中,假定多个扬声设备200沿着水平面设置的,则两个麦克风200a和202b可以沿着水平线设置。并不需要两个麦克风202a和202b沿着通过扬声设备200的扬声器201中心的中心线设置。以基本水平线设置两个麦克风202a和202b就足够了。
正如图45所示,两个麦克风202a和202b设置在扬声器201的两侧,正如图49所示,而不是设置在扬声器201的一侧,正如图45所示。图49的上半部分是扬声设备200的俯视图,而图49的下半部分是扬声设备200的前视图。两个麦克风202a和202b沿着通过扬声器201中心的水平线设置。
即使在两个麦克风202a和202b安装在扬声器201的两侧,也并不需要两个麦克风202a和202b沿着通过扬声器201中心的中心延伸线设置。
根据第四实施例,对于听众与扬声器之间的距离测量和扬声器与扬声器之间的距离测量,上述是结合第一实施例的原先讨论,扬声设备200将两个麦克风202a和202b所采集到的音频信号提供给服务器装置100。为了计算听众与扬声器之间的距离和扬声器与扬声器之间的距离,服务器装置100就计算叠加输出Sadd和差值输出Sdiff来确定扬声设备200的声音输入方向,并且将声音输入方向的信息与最后得到的距离信息一起存储。
图50说明了根据第四实施例用于测量听众与扬声器之间距离的音响系统结构。第四实施例用于测量听众与扬声器之间距离的测量方法等同于第一实施例的测量方法。各个扬声设备200采集由听众所产生的声音。在第四实施例和第一实施例之间的差异是在第四实施例中采用两个麦克风202a和202b来采集声音,正如图50所示。
以下参考图51的流程图来讨论用于测量听众与扬声器之间距离的服务器装置100的处理例程。
服务器装置100在步骤S351中通过总线300向所有扬声设备200广播听众与扬声器距离测量处理开始信号。CPU 110在步骤S352中等待来自任何扬声设备200通过总线300发出的触发信号的到来。
一旦识别出来自任何扬声设备200的触发信号的到来,则CPU 110就在步骤S353中确定已经发出触发信号的扬声设备200作为放置在离听众500最近位置上的扬声设备200,并且将扬声设备200的ID号存储于RAM 112或者扬声器布局信息存储器118。
在步骤354中,CPU 110等待由两个麦克风202a和202b所采集音频信号的记录信号的到来。一旦识别出扬声设备200的ID号和记录信号的到来,则CPU 110就在步骤S355中将记录存储于RAM 112。CPU110在步骤S356中确定是否已经接收到来自所有连接着总线300的扬声设备200由两个麦克风202a和202b所采集到音频信号的记录信号、如果确定还没有接收到来自所有扬声设备200的记录信号,则CPU 110就返回至步骤S354,在该步骤中,CPU 110就重复记录信号的接收处理,直至接收到来自所有扬声设备200由两个麦克风202a和202b所采集到的音频信号的记录信号。
如果确定在步骤S356中已经接收到来自所有的扬声设备200由两个麦克风202a和202b所采集到音频信号的记录信号,则CPU 110就在步骤S357中控制传递特性计算机121,计算由各个扬声设备200中的两个麦克风202a和202b所采集的音频信号的记录信号的传递特性。
在这种情况下,服务器装置100能够从两个麦克风202a和202b中的一个或者两个的音频信号中计算传递特性。
在步骤S358中,CPU 110从所计算的传递特性中计算各个扬声设备200的传播延迟时间,计算相对于在最接近扬声器200和听众500之间距离Do的各个扬声设备200的距离差ΔDi,并且将距离差ΔDi信息以及与其相关的扬声设备200的ID号存储于RAM 112或者扬声器布局信息存储器118。
服务器装置100可以根据来自两个麦克风202a和202b中的一个或两个音频信号计算传递特性。例如,服务器装置100可以从两个麦克风202a和202b的音频信号的叠加输出Sadd中计算传递特性。
当从两个麦克风202a和202b中的一个麦克风所采集音频信号的传递特性计算各个扬声设备200的传播延迟时间时,就可以计算出听众与扬声器之间的距离。
当从两个麦克风202a和202b的音频信号的叠加输出Sadd中计算传递特性和已经从传递特性中计算各个扬声设备200的传播延迟时间时,在两个麦克风202a和202b之间的中心点可以作为各个扬声设备200的位置。当两个麦克风202a和202b采用如图49所示结构来设置时,则扬声器201的中心可作为扬声设备200的参考位置。
在步骤S359中,扬声设备200计算两个麦克风202a和202b的叠加输出Sadd和差值输出Sdiff,作为从扬声设备200的记录信号来接收,计算由听众500向扬声设备200所产生声音的声音输入方向,即,扬声设备200面对着听众500的方向,并且将听众方向信息和与其相关的扬声设备200的ID号一起存储于RAM 112和扬声器布局信息存储器118。
以下参考图52的流程图来讨论根据第四实施例用于测量听众与扬声器之间距离的扬声设备200的处理例程。
一旦通过总线300接收到来自服务器装置100的听众与扬声器之间距离测量处理开始信号,则在各个扬声设备200中的CPU 210就开始图52流程图的处理例程。CPU 210在步骤S361中将麦克风202a和202b所采集的音频信号写入在采集信号缓存219中。
CPU 210监控来自两个麦克风202a和202b中的一个或两个的音频信号电平。为了确定在步骤S362中听众500是否已经产生声音,那么CPU210就确定如果是使用一个麦克风则一个麦克风的音频信号电平,或者如果是使用两个麦克风202a和202b则两个麦克风202a和202b中的一个麦克风的音频信号电平是否超过预定额定的电平。进行音频信号是否等于或者大于预定预置电平的确定有利于防止将扬声设备200错误检测到的背景噪声作为听众500所产生的声音。
如果在步骤S362中确定检测到等于或大于额定电平的音频信号,则CPU 210就在步骤S363中通过总线300向服务器装置100以及其它扬声设备200广播触发信号。
如果在步骤S362中确定没有检测到等于或大于额定电平的音频信号,则CPU 210就在步骤S364中确定是否已经接收到来自另一扬声设备200的触发信号。如果确定还没有接收任何触发信号,则CPU 210就返回至步骤S362。
如果确定在步骤S364中已经接收到了来自另一扬声设备200的触发信号,或者当CPU 210在步骤S363中通过总线300广播触发信号时,CPU210就在步骤S365中,从接收到触发信号的时序开始或者从发出触发信号的时序开始,将由麦克风202a和202b所采集的音频信号开始记录在采集信号缓存219中。
CPU 210在步骤S366中,将来自两个麦克风202a和202b持续记录额定时间的音频信号与自身扬声设备200的ID号一起通过总线300发送至服务器装置100。
根据第四实施例,CPU 110在步骤S357中计算传递特性,从而可确定各个扬声设备200的传播延迟时间。另外,可以对来自最接近扬声器的记录信号和来自另一扬声设备200中的每一个的记录信号进行交叉相关性的计算,并从交叉相关性计算的结果中确定传播延迟时间。
根据第四实施例的扬声器与扬声器之间的距离测量处理保持与第一实施例的距离测量处理的不变。图53说明了扬声设备200的扬声器与扬声器之间距离测量处理。服务器装置100向扬声设备200发出测试信号发射命令信号。其它扬声设备200采集来自已经执行声音发射的扬声设备200的声音,并且将该声音的音频信号提供给服务器装置100。服务器装置100计算各个扬声设备200的扬声器与扬声器之间的距离。
根据第四实施例,由两个麦克风202a和202b所采集的音频信号可以用于计算各个扬声设备200的声音输入方向,于是可以更加精度地计算扬声设备200的布局结构。
以下参考图54的流程图来讨论根据第四实施例扬声设备200的扬声器与扬声器之间的距离测量处理例程。
一旦接收通过总线300来自服务器装置100的测试信号声音发射命令信号,在各个扬声设备200中的CPU 210开始图54流程图的处理例程。CPU 210在步骤S371中确定测试信号发射标志是否断开“OFF”。如果确定测试信号发射标志是断开“OFF”,则CPU就在步骤S372中确定没有发射测试信号,并且等待测试信号发射且持续任意时间。
CPU 210在步骤S373中确定是否接收到来自另一扬声设备200的触发信号。如果确定还没接收到任何触发信号则CPU 210就在步骤S374中确定在步骤S373中所设置的等待时间是否已经流逝。如果确定等待时间还没有流逝,则CPU 210就返回至步骤S373,以继续监控来自另一扬声设备200的触发信号的到来。
如果确定在步骤S374中等待时间已经流逝但是还没有接收来自另一扬声设备200的触发信号,则CPU 210就在步骤S375中将触发信号和附加于其的自身ID号一起打包,并通过总线300发送该数据包。与所广播的触发信号相同步,CPU 210在步骤S376中发出扬声器201的测试信号的声音。CPU 210在步骤S377中将测试信号发射标志设置为开启“ON”,并随后返回至步骤S371。
如果确定在步骤S373中在测试信号的发射等待时间中已经接收到来自另一扬声设备200的触发信号,则CPU 210就在步骤S378中记录由各个扬声设备200的两个麦克风202a和202b所采集到的测试信号的音频信号。CPU 210在步骤S379中将两个麦克风202a和202b在额定时间内所采集到的音频信号打包,将ID号附加在数据包上,并且通过总线300将数据包发送至服务器装置100。CPU 210返回至步骤S371。
如果确定在步骤S371中已经采用测试信号发射标志开启来发射测试信号,则CPU 210就在步骤S380中确定是否在预定的时间周期中已经接收到来自另一扬声设备200的触发信号。如果确定已经接收到了触发信号,则CPU 210就在步骤S378中记录由两个麦克风202a和202b所采集到从接收触发信号开始持续额定时间的测试信号的音频信号。CPU 210在步骤S379中将两个麦克风202a和202b在额定时间内所采集到的音频信号打包,将ID号附加在数据包上,并且通过总线300将数据包发送至服务器装置100。
如果确定在步骤S380中没有在预定的时间周期中接收到来自另一扬声设备200的触发信号,则CPU 210就确定完成了来自所有扬声设备200的测试信号的声音发射,并结束该处理例程。
以下将参考图55的流程图来讨论根据第四实施例用于测量扬声器与扬声器之间距离的服务器装置100的处理例程。
服务器装置100中的CPU 110在步骤S391中通总线300向所有扬声设备200广播测试信号发射命令信号。CPU 110在步骤S392中确定,根据等待扬声设备200的测试信号发射所设置的,预定等待时间周期是否已经流逝。
如果确定在步骤S392中预定的时间周期还没有流逝,则CPU 110就确定是否已经接收到来自任何扬声设备200的触发信号。如果确定还没有接收到任何触发信号,则CPU 110就返回至步骤S392,以监控预定时间周期是否已经流逝。
如果确定在步骤S393中已经接收到了触发信号,则CPU 110就在步骤S394中从附加在触发信号数据包上的ID号识别出已经发出触发信号的扬声设备200的ID号NA。
在步骤S395中,CPU 110等待扬声设备200中的两个麦克风202a和202b所采集到的音频信号的记录信号的到来。一旦识别出记录信号的到来,则CPU 110就从附加在触发信号数据包上的ID号识别出已经发出记录信号的扬声设备200的ID号NB。CPU 110就在步骤S396中将记录信号和与其相关的ID号NB一起存储于缓存中。
在步骤S397中,CPU 110计算存储于缓存器中的记录信号的传递特性,从而从产生触发信号的时序中确定传播延迟时间。在步骤S398中,CPU 110计算在已经发出测试信号具有ID号NA的扬声设备200和已经发出记录信号具有ID号NB的扬声设备200之间的距离Djk(即,在具有ID号j的扬声设备200和具有ID号k的扬声设备200之间的距离),并且将距离Djk的信息存储于扬声器布局信息存储器118。
服务器装置100可以根据两个麦克风202a和202b中的一个或两个所采集到的音频信号来计算传递特性。例如,服务器装置100可以从两个麦克风202a和202b的音频信号的叠加输出Sadd中计算出传递特性。
当从两个麦克风202a和202b中的一个所采集到的音频信号的传递特性中计算出各个扬声设备200的传播延迟时间时,就可以计算出相对于单个麦克风的听众与扬声器之间的距离。
当从两个麦克风202a和202b的音频信号的叠加输出Sadd中计算出传递特性以及从传递特性中计算出各个扬声设备200的传播延迟时间时,就可以将两个麦克风202a和202b之间的中间点视为各个扬声设备200的位置。当两个麦克风202a和202b是以图49所示的方式设置时,扬声器201的中心可作为扬声设备200的参考位置,并且扬声器与扬声器之间的距离是在一个扬声器201的中心和另一扬声器201的中心之间的距离。
扬声设备200计算,从具有ID号NB的扬声设备200以记录信号接收到的,两个麦克风202a和202b的叠加输出Sadd和差值输出Sdiff。基于叠加输出Sadd和差值输出Sdiff,CPU 210在步骤S399中计算从已经发出测试信号且具有ID号NA的扬声设备200到具有ID号NB的扬声设备200的测试信号声音输入方向θjk(即,从具有ID号k的扬声设备200到具有ID号j的扬声设备200的声音输入角度),并且将声音输入方向信息存储于扬声器布局信息存储器118。
通过在步骤S397中计算传递特性就可以确定传播延迟时间。另外,可以对其它各个扬声设备200的测试信号和记录信号进行交叉相关计算,并且从交叉相关计算的结果中确定传播延迟时间。
CPU 110在步骤S400中确定是否已经接收来自连接着总线300的所有扬声设备200的记录信号,除了已经发出测试信号具有ID号NA的扬声设备200。如果确定还没有完成来自所有扬声设备200的记录信号的接收,则CPU 110就返回至步骤S395。
如果确定在步骤S400中已经接收了来自连接着总线300的所有扬声设备200的记录信号,除了已经发出测试信号具有ID号NA的扬声设备200,则CPU 110就返回至步骤S391,以再次通过总线300向扬声设备200广播测试信号发射命令信号。
如果确定在步骤S392中预定的时间周期已经流逝且还没有接收到来自任何扬声设备200的触发信号,则CPU 110就确定所有扬声设备200都已经发出了测试信号,并且已经完成了扬声器与扬声器之间的距离测量以及对各个扬声设备200的测试信号的声音输入方向的测量。CPU 100在步骤S401中计算连接着总线300的多个扬声设备200的布局结构,并且将所计算的布局结构的信息存储于扬声器布局信息存储器118。
服务器装置100可以根据在这一处理例程中所确定的扬声器与扬声器之间的距离Djk和各个扬声设备200的测试信号的声音输入方向θjk,以及与听众500相对于各个扬声设备200的相关距离的距离差ΔDi,和从听众500到各个扬声设备200的声音的输入方向,来确定扬声设备200的布局结构。
由于根据第四实施例确定了扬声器与扬声器之间的距离Djk和声音输入方向θjk,因此就可以比第一实施例更加精确地确定扬声设备200的布局结构。可以比第一实施例更加精确地确定满足于相对听众500的各个扬声设备200的距离差ΔDi和从听众500到各个扬声设备200的声音输入方向的听众位置。
图56说明了听众与扬声器距离和扬声器与扬声器距离的列表。扬声器布局信息存储器118至少存储着图56所示的表格信息。
根据第四实施例,扬声设备200将由麦克风202a和202b所采集到的音频信号发送至服务器装置100。另外,扬声设备200可以计算叠加输出Sadd和差值输出Sdiff,并且将叠加输出Sadd和差值输出Sdiff发送至服务器装置100。由麦克风202a和202b所采集到的音频信号发送至服务器装置100用于传递特性的计算。如果传递特性是从叠加输出Sadd计算的,则就不需要向服务器装置100发送由麦克风202a和202b所采集到的音频信号。
如同第一实施例,在第四实施例中,听众500的前方方向可以确定为参考方向,并且可以采用一种原先所讨论的技术。由于根据第四实施例,可以从各个扬声设备200的麦克风202a和202b所采集到的音频信号计算出声音源的声音输入方向,所以通过采用第三种技术应用于声音输入方向的参考确定就可以提高参考方向确定的精度水平。
正如以上所讨论的,用于确定参考方向的第三种技术消除了由听众500操作遥控发射器102的需要。在参考图51的流程图讨论的听众于扬声器之间距离测量处理中,根据第四实施例用于确定参考方向的第三种技术使用了响应听众500所产生声音所记录和由麦克风202a和202b所采集的信号。在图51所示的步骤S355中,来自各个扬声设备200的两个麦克风202a和202b的音频信号的记录信号存储于服务器装置100中的RAM 112。于是,存储于RAM 112中的音频信息可以用于检测听众500的前方方向。
正如以上所讨论的,第三种技术所具有的优点是具有人的声音的指向性图形是双侧对称性的性质,并且在听众500的前方方向上声音的中音分量最大,而在听众500的背后方向上则是最小。
图57是用于根据第四实施例确定参考方向由服务器装置100所执行第三种技术的处理例程以及后续处理例程的流程图。
根据第三种技术,服务器装置100中的CPU 110在步骤S411中确定由各个扬声设备200的麦克风202a和202b所采集到的听众500声音的记录信号的频谱分布,并且存储于RAM 112。考虑到声波通过传播的衰减,频谱强度可以根据在听众500和扬声设备200的麦克风202a和202b各自之间的距离进行校正。
CPU 110在步骤S412中比较扬声设备200的频谱分布,并且从特性的差异中评估听众500的前方方向。在步骤S413中,CPU 110可以使用图15所示步骤S359中所确定的由听众500对各个扬声设备200产生声音的输入方向的方法来提高评估前方方向的精确水平(各个扬声设备200参考听众500的相对方向)。
采用以参考方向所设置的评估前方方向就能够检测相对于听众500的多个扬声设备200的布局结构。在步骤S414中,该布局结构信息可以与评估前方方向的信息一起存储。
当确定了参考方向时,CPU 110就确定各个扬声设备200的声道合成因子,使得相对于听众500前方方向的预定位置与根据L声道、R声道、C声道、LS声道、RS声道和LFE声道的5.1声道环绕信号在任意位置上所设置的多个扬声设备200定位的语音图象相一致。在步骤S415中,将所计算的各个扬声设备200的声道合成因子和与其相关的扬声设备200的ID号一起存储于声道合成因子存储器119。
CPU 110在步骤S416中开始声道合成因子确认和校正处理器122,从而执行声道合成因子的确认和校正处理。在步骤S417中,将在声道合成因子的确认和校正处理中所校正的各个扬声设备200的声道合成因子存储于声道合成因子存储器119,用于更新。
第四实施例提供了以高于第一实施例的精确度的多个扬声设备200布局结构,从而产生了一个适当的声道合成因子。
第一实施例的剩余结构和功能可以同样应用于第四实施例。
第五实施例
根据第五实施例,在第二实施例的结构中各个扬声设备200都使用两个麦克风202a和202b,如同第四实施例。基于两个麦克风202a和202b的叠加输出Sadd和差值输出Sdiff可以获得各个扬声设备200的声音输入方向。
根据第五实施例,两个麦克风202a和202b的音频信号提供给系统控制器600,而不是服务器装置100。系统控制器600使用声音输入方向来计算多个扬声设备200的布局结构。第五实施例的其余部分保持与第二实施例不变。
在第五实施例中,取代由两个麦克风202a和202b所采集的音频信号发送至系统600,扬声设备200可以计算叠加输出Sadd和差值输出Sdiff,并将所计算的叠加输出Sadd和差值输出Sdiff发送至系统控制器600。由麦克风202a和202b所采集的音频信号可以发送至系统控制器600,用于传递特性的计算。如果从叠加输出Sadd中计算传递特性的话,则就不需要将麦克风202a和202b所采集的音频信号发送至系统控制器600。
第六实施例
根据本发明的第六实施例,在第三实施例的结构中各个扬声设备200都使用两个麦克风202a和202b,如同第四实施例。各个扬声设备200检测声音的输入方向。使用声音输入方向信息,第六实施例以高于第三实施例的精度水平提供了多个扬声设备200的布局结构。
根据第六实施例,可以由两个麦克风22a和202b采集由听众500所产生的声音,以及计算相对于在最接近扬声设备200和听众500之间距离的距离差。计算由听众500对各个扬声设备200产生的声音的输入方向,并随后将所计算的距离差的和声音输入方向的信息发送至其它扬声设备200。
由自身扬声设备200中的麦克风202a和202b采集由另一扬声设备200所发出的声音,以确定扬声器与扬声器之间的距离。可以计算由另一扬声设备200向自身扬声设备200所发送声音的输入方向。将扬声器与扬声器之间距离的信息和声音的输入方向的信息发送至其它扬声设备200。
在第六实施例中计算扬声设备200的布局结构的处理基本等同于第四实施例的处理,除了在第六实施例中由各个扬声设备200执行计算布局结构的处理。第六实施例的详细结构的其余部分等同于第二实施例。
根据第六实施例,各个扬声设备200产生叠加输出Sadd和差值输出Sdiff,计算声音输入方向,以及向其它扬声设备200发送声音输入方向的信息。另外,各个扬声设备200可以向其它扬声设备200发送由麦克风202a和202b所采集到的音频信号,以及接收到音频信号的各个其它扬声设备200可以产生叠加输出Sadd和差值输出Sdiff,以计算声音输入方向。
第七实施例
在上述的各个实施例中,是在假定多个扬声设备200设置在水平平面的基础上计算布局结构的。然而,实际上,左后和右后的扬声器时常是放置在抬高的位置上。在这种情况下,采用以上讨论方法所计算的扬声设备200的布局结构会产生精度下降。
本发明第七实施例试图提高所计算的布局结构的精度。根据第七实施例,将一个分离的麦克风设置在一个不同于麦克风202即扬声设备200中所设置麦克风202a和202b的高度水平上。
图58说明了在根据第七实施例的音响系统中的扬声设备的布局。正如所示,音响系统包括相对于听众500的五个扬声器:左前方的扬声设备200LF、右前方的扬声设备200RF、前中间扬声设备的200C、左后方的扬声设备200LB和右后方的扬声设备200RB。
正如第一至第三实施例,五个扬声设备200LF-200RB中的每一个都包括一个扬声器单元201和一个单个的麦克风202。
根据第七实施例,服务器装置700,类似于服务器装置100,安装在前中间的扬声设备200C上。服务器装置700在预定的位置上装置着一个麦克风701。于是,将具有麦克风701的服务器装置700安装在放置于听众500前方的扬声设备200C上。麦克风701放置在从扬声设备200LF-200RB的麦克风202的高度水平垂直移动的高度水平上。
图59说明了第七实施例的音响系统的连接,等同于第一实施例的音响系统的连接。换句话说,服务器装置700和五个扬声设备200LF-200RB通过系统总线300相互连接。
根据第七实施例,麦克风701采集由听众500产生的声音和由扬声设备200LF-200RB所发出的声音。声音的音频信号可用于计算相对于在最接近扬声器和听众500之间各个扬声设备200距离的各个扬声器的听众与扬声器之间的距离差和相对各个扬声器的扬声器与扬声器之间距离,正如关于第一实施例所讨论的那样。于是,可以改进的精度来三维地计算听众与扬声器之间的距离和扬声器与扬声器之间的距离。
更加具体的说,各个麦克风200LF-200RB以触发信号作为起始点开始记录由听众500所产生且由麦克风202所采集的声音,并将记录信号提供给服务器装置700。服务器装置700也响应触发信号作为起始点开始记录由听众500所产生且由麦克风202所采集的声音。
当各个麦克风200LF-200RB计算相对于在最接近扬声器和听众500之间距离的各个扬声设备200的距离差时,不仅使用由各个麦克风202记录的信号,而且还使用由麦克风701记录的信号。
根据第七实施例,基于在最接近扬声器与听众500的距离和麦克风701与听众500的距离之间的距离差来评估所计算的各个麦克风200LF-200RB的距离差。因此,在计算的结果中考虑了一个三维的元件。
当计算扬声器与扬声器之间距离时,需要考虑在已经发出声音的扬声器和麦克风701之间的距离。这样,就可以计算麦克风200LF-200RB的布局结构,即使麦克风200LF-200RB是以三维方式而不是两维方式设置的。
根据第一实施例,可以从两个扬声器中获得有关扬声器与扬声器之间距离的相同信息。根据第七实施例,可以获得扬声器与扬声器之间距离,以及还可以计算在扬声器与扬声器距离测量过程中发出声音的扬声器和麦克风701之间的距离。由于麦克风701的位置是已知的,所以根据已知的位置就可以评估出两个扬声器的布局结构。于是,可以使用其它扬声器的扬声器与扬声器之间距离和在正发出声音的扬声器和麦克风701之间的距离来评估三维布局结构。
例如,当以三个扬声器设置在相同平面上使用正发出声音的扬声器和麦克风701之间的距离时,则所计算的扬声器与扬声器之间距离可能与在扬声设备和麦克风701之间的距离不一致。通过将扬声器设置在三维布局中就可以克服这种不一致。换句话说,可以使用扬声器与扬声器之间距离和扬声器和麦克风701之间距离来计算多个扬声设备的三维布局结构。
在预定位置上的单个麦克风的使用,与各个扬声设备200中的麦克风202相分离,提供了一种相对于麦克风的相对几何。为了检测更加精确的三维布局,可以将两个麦克风设置在预定分离的位置上,与扬声设备的麦克风202相分离,并且可以使用由两个麦克风所采集声音的音频信号。
图60说明了这类例子。左后方的扬声设备200LB和右后方的扬声设备200RB可以是具有地脚的长形扬声设备。左后方的扬声设备200LB和右后方的扬声设备200RB包括在接近于其垂直上部的各个麦克风202和在其底部预定位置上的各个分离的麦克风801LB和801RB。正如图60所示,麦克风801LB和801RB都分别安装在扬声设备200LB和200RB的地脚上。
另外,麦克风801LB和801RB和麦克风202可以在其安装的位置上相互交换。
由听众500产生的声音的音频信号,以及用于测量扬声器与扬声器中间距离的扬声设备发出的声音的音频信号都可以被麦克风801LB和801RB采集。由麦克风801LB和801RB所采集到的音频信号与鉴别出是由麦克风801LB和801RB所采集的一个音频信号的信息一起发送至图4中的服务器装置100。
基于两个麦克风801LB和801RB中的各自和声音源之间的距离信息,服务器装置100可以计算多个扬声设备的三维布局结构。
已经参考第一实施例讨论了第七实施例。第七实施例也可以同样应用于第二和第三实施例的结构。
正如图59所示,麦克风701安装在服务器装置700上,作为一个单个分离的麦克风。另外,麦克风701可在预定的位置安装在一个特殊的扬声设备上,而不是服务器装置上。如果放大器设置在预定位置上,则麦克风701可以安装在该放大器上。
在图60A-60F的系统中,麦克风可以安装在预定位置上,而不是麦克风801LB和801RB的位置上。
可替代实施例
在上述讨论的实施例中,ID号可用于识别各个扬声设备。该识别并不限制于ID号。任何类型的识别都可以使用,只要可以识别扬声设备200即可。识别符号可以包括字符,或者字符和数字的组合。
在上述讨论的实施例中,扬声设备可以通过在音响系统中总线300相互连接。另外,服务器装置可以通过扬声器电缆连接着各个扬声设备。本发明可以应用于音响相同,在该系统中,控制信号和音频数据可以无线的方式在服务器装置和扬声设备之间交换,各自都装备了无线电通讯单元。
在上述讨论的实施例中,校正声道合成因子,可产生提供给各个扬声设备的扬声器信号。麦克风所采集的音频信号可以进行频率分析。于是,各个声道都可以使用频率分析的结果进行音调的控制。
在上述讨论的实施例中,声音的拾取单元是麦克风。另外,扬声设备200的扬声器201可以作为麦克风单元使用。
Claims (89)
1.一种检测在音响系统中的扬声器布局结构的方法,所述音响系统包括多个扬声设备和一个服务器装置,所述服务器装置从一个输入音频信号中,根据多个扬声设备的位置,产生提供给多个扬声设备中的各个扬声设备的扬声器信号,该方法包括:
第一步骤,使用安装在多个扬声设备中的各个扬声设备上的拾取单元来采集听众位置上所发出的声音,并且将从各个扬声设备中所采集到的声音的音频信号发出至服务器装置;
第二步骤,用于分析在第一步骤中从多个扬声设备中的各个扬声设备所发送的音频信号,并且计算听众位置与最接近于听众的扬声设备的距离和听众位置与多个扬声设备中的各个扬声设备的距离之间的距离差;
第三步骤,响应于来自服务器装置的命令信号,从一个扬声设备发出预定声音;
第四步骤,采用不是已经发出预定声音的扬声设备的扬声设备的拾取单元采集在第三步骤中所发出的预定声音,并将所采集的声音的音频信号发送至服务器装置;
第五步骤,用于分析在第四步骤中从不是已经发出预定声音的扬声设备的扬声设备所发送的音频信号,并且计算在已经发送音频信号的各个扬声设备和已经发出预定声音的扬声设备之间的扬声器与扬声器距离;
第六步骤,重复第三步骤至第五步骤,直至获得多个扬声设备的所有扬声器与扬声器距离为止;以及
第七步骤,基于在第二步骤中所获得的多个扬声设备中的各个扬声设备的距离差和在第五步骤中所获得的多个扬声设备的扬声器与扬声器距离,来计算多个扬声设备的布局结构。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第一步骤包括从已经首先检测到在听众位置上产生的声音的扬声设备向服务器装置和其它扬声设备提供触发信号,以及
其中,所述第二步骤包括使用触发信号作为参考来计算相对于听众位置的各个扬声设备的距离差。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第三步骤包括从已经响应于服务器装置的命令信号发出预定声音的扬声设备向服务器装置和其它扬声设备提供触发信号;
其中,所述第四步骤包括将由已经接收到触发信号的扬声设备响应于触发信号所采集的音频信号发送至服务器装置;以及
其中,所述第五步骤包括以已经发送触发信号的扬声设备作为已经发出声音的扬声设备计算扬声器与扬声器距离。
4.根据权利要求1所述的方法,还包括通过使得一个扬声设备发出预定声音和通过接收在听众位置上听到声音的方向和听众的前向方向之间的偏差信息来检测听众的前向方向的步骤。
5.根据权利要求1所述的方法,还包括基于两个相邻扬声设备的组合和由听众输入的方向调整信号的合成比例来检测听众的前向方向的步骤,其中,服务器装置使得两个相邻扬声设备中的各个扬声设备响应于该合成比例发出预定声音。
6.根据权利要求1所述的方法,还包括通过分析在第一步骤中从多个扬声设备发送的音频信号来检测听众的前向方向的步骤,其中在第一步骤中,听众位置上所产生的声音是听众的语音。
7.根据权利要求1所述的方法,其中,所述服务器装置和多个扬声设备通过通用传输线相互连接;
其中,所述服务器装置通过通用传输线将命令信号提供给多个扬声设备;以及
其中,各个扬声设备通过通用传输线向所述服务器装置发送音频信号。
8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述服务器装置向多个扬声设备提供询问信号,并且响应于询问信号向任何扬声设备通知已经发送应答信号的扬声设备的识别号,从而向多个扬声设备中的各个扬声设备分配识别号并且识别出扬声设备号。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,已经从所述服务器装置接收到询问信号的一个扬声设备通过通用传输线向服务器装置和其它扬声设备发送应答信号;并且其中,阻止已经接收到应答信号的其它扬声设备向服务器装置发送应答信号。
10.根据权利要求8所述的方法,其中,已经从所述服务器装置接收到询问信号的一个扬声设备发出预定声音,并且通过通用传输线向服务器装置发送应答信号;并且其中,阻止已经从扬声设备接收到预定声音的其它扬声设备向服务器装置发送应答信号。
11.根据权利要求1所述的方法,其中,对应于由扬声设备要发出的声音的音频信号是使用也能够由多个扬声设备中的各个扬声设备产生的信号来产生的。
12.根据权利要求1所述的方法,其中,所述多个扬声设备中的各个扬声设备包括两个拾取单元,并且向服务器装置发送由两个拾取单元在第一步骤和第四步骤中所采集到的声音的音频信号;
其中,第二步骤包括基于由两个拾取单元所采集到的声音,计算各个扬声设备相对于听众位置的距离差,并计算在听众位置上产生的声音到各个扬声设备的入射方向;
其中,第五步骤包括计算扬声器与扬声器距离,并计算从已经发出预定声音的扬声设备输入到各个扬声设备的声音的入射方向;以及
其中,第七步骤包括基于在第二步骤中所计算的、在听众位置上产生的声音的入射方向以及在第五步骤中计算的、从扬声设备发出的预定声音的入射方向,计算多个扬声设备的布局结构。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,所述各个扬声设备的两个拾取单元的每一个都是全向的;并且其中,各个扬声设备向服务器装置发送由用于计算预定声音到各个扬声设备的入射方向的两个拾取单元所采集的音频信号的叠加信号和差值信号。
14.根据权利要求12所述的方法,其中,所述各个扬声设备的两个拾取单元的每一个都是全向的;并且其中,服务器装置产生来自于两个拾取单元的音频信号的叠加信号和差值信号,并根据叠加信号和差值信号计算声音到各个扬声设备的入射方向。
15.根据权利要求1所述的方法,还包括步骤:
向服务器装置发送由排列在预定位置上、与多个扬声设备中的各个扬声设备所提供的多个拾取单元相分离的至少一个分离的拾取单元所采集到的、在听众位置上所产生的声音的音频信号;以及
每次重复第三步骤时向服务器装置发送从扬声设备所发出的、被分离的拾取单元所采集的声音的音频信号,
其中,第七步骤包括基于在听众位置上所产生的、被分离的拾取单元所采集的声音的音频信号以及从多个扬声设备中的各个扬声设备所发出的声音的音频信号,计算多个扬声设备的布局结构。
16,根据权利要求15所述的方法,其中,所述至少一个分离的拾取单元排列在至少一个扬声设备上。
17.根据权利要求15所述的方法,其中,所述至少一个分离的拾取单元排列为与所述扬声设备相分离。
18.一种用于检测在音响系统中的扬声器布局结构的方法,该系统包括多个扬声设备和一个连接至该多个扬声设备的系统控制器,输入音频信号通过通用传输线提供给多个扬声设备中的各个扬声设备,而该多个扬声设备中的各个扬声设备产生扬声器信号以便响应于该输入音频信号从其中发出声音,该方法包括:
第一步骤,利用安装在多个扬声设备中的各个扬声设备中的拾取单元来采集听众位置上所产生的声音,并且将所采集到的声音的音频信号从各个扬声设备发送至系统控制器;
第二步骤,利用系统控制器分析在第一步骤中由多个扬声设备中的各个扬声设备所发送的音频信号,并且计算听众位置与最接近于听众的扬声设备的距离和听众位置与多个扬声设备中的各个扬声设备的距离之间的距离差;
第三步骤,响应于来自系统控制器的命令信号,从一个扬声设备发出预定声音;
第四步骤,利用不是已经发出预定声音的扬声设备的扬声设备的拾取单元采集在第三步骤中所发出的预定声音,并将该声音的音频信号发送至系统控制器;
第五步骤,用于分析在第四步骤中从不是已经发出预定声音的扬声设备的扬声设备中发送的音频信号,并且计算已经发送音频信号的各个扬声设备和已经发出预定声音的扬声设备之间的扬声器与扬声器距离;
第六步骤,重复第三步骤至第五步骤,直至获得多个扬声设备中的所有扬声器与扬声器距离为止;以及
第七步骤,基于在第二步骤中所获得的多个扬声设备中的各个扬声设备的距离差以及在第五步骤中所获得的多个扬声设备的扬声器与扬声器距离,计算多个扬声设备的布局结构。
19.根据权利要求18所述的方法,其中,所述多个扬声设备中的各个扬声设备包括两个拾取单元,并且向系统控制器发送在第一步骤和第四步骤中由该两个拾取单元所采集到的声音的音频信号;
其中,第二步骤包括基于由该两个拾取单元所采集到的声音的音频信号,计算各个扬声设备与听众位置的距离差和在听众位置上产生的声音到扬声设备的入射方向;
其中,第五步骤包括计算扬声器与扬声器距离,并且计算从已经发出预定声音的扬声设备输入至各个扬声设备的声音的入射方向;以及
其中,第七步骤包括基于在第二步骤中所计算的在听众位置上产生的声音的入射方向以及在第五步骤中所计算的扬声设备发出的预定声音的入射方向,计算多个扬声设备的布局结构。
20.根据权利要求19所述的方法,其中,所述各个扬声设备的两个拾取单元都是全向的;并且其中,各个扬声设备向系统控制器发送由用于计算预定声音到各个扬声设备的入射方向的两个拾取单元所采集的音频信号的叠加信号和差值信号。
21.根据权利要求19所述的方法,其中,所述各个扬声设备的两个拾取单元都是全向的;并且其中,系统控制器产生由该两个拾取单元所采集的音频信号的叠加信号和差值信号,并且根据该叠加信号和差值信号计算该声音到各个扬声设备的入射方向。
22.根据权利要求18所述的方法,还包括步骤:
向系统控制器发送由排列在预定位置上、与多个扬声设备中的各个扬声设备所提供的多个拾取单元相分离的至少一个分离的拾取单元所采集到的、在听众位置上所产生的声音的音频信号;以及
每次重复第三步骤时向系统控制器发送由扬声设备所发出的、被分离的拾取单元所采集的音频信号,
其中,第七步骤包括基于在听众位置上所产生的、被分离的拾取单元所采集的声音的音频信号以及从多个扬声设备中的各个扬声设备所发出的预定声音的音频信号,计算多个扬声设备的布局结构。
23.根据权利要求22所述的方法,其中,所述至少一个分离拾取单元排列在至少一个扬声设备上。
24.根据权利要求22所述的方法,其中,所述至少一个分离拾取单元排列在系统控制器中。
25.一种检测在音响系统中的扬声器布局结构的方法,该音响系统包括多个扬声设备,通过通用传输线向多个扬声设备中的各个扬声设备提供输入音频信号,并且多个扬声设备中的各个扬声设备响应于该输入音频信号产生扬声器信号以从其中发出声音,该方法包括:
第一步骤,从已经首先检测到听众位置处产生的声音的一个扬声设备、通过通用传输线将第一触发信号提供给其它扬声设备;
第二步骤,响应于作为开始点的第一触发信号,记录在听众位置上所产生的、被已经接收到第一触发信号的多个扬声设备中的各个扬声设备的拾取单元所采集到的声音;
第三步骤,分析在第二步骤中所记录的声音的音频信号,并且计算听众位置与已经提供了第一触发信号且最接近于听众位置的扬声设备的距离和各个扬声设备与听众位置的距离之间的距离差;
第四步骤,用于将在第三步骤中所计算出的距离差的信息通过通用传输线从各个扬声设备发送至其它扬声设备;
第五步骤,用于通过通用传输线将第二触发信号从多个扬声设备之一发送至其它扬声设备,并用于从多个扬声设备之一发出预定声音;
第六步骤,响应于作为开始点的第二触发信号的接收时间,记录在第五步骤中发出的、被不是已经发出预定声音的扬声设备的各个扬声设备的拾取单元所采集到的预定声音;
第七步骤,分析在第六步骤中以不是已经发出预定声音的扬声设备的各个扬声设备所采集的音频信号,并且计算在已经发出预定声音的扬声设备和已经发送预定声音的音频信号的各个扬声设备之间的扬声器与扬声器距离;
第八步骤,重复第五步骤至第七步骤,直至获得多个扬声设备的所有扬声器与扬声器距离为止;以及
第九步骤,基于在第三步骤中所获得的多个扬声设备的距离差以及重复执行第七步骤中所获得的多个扬声设备的扬声器与扬声器距离,计算多个扬声设备的布局结构。
26.根据权利要求25所述的方法,还包括步骤:从多个扬声设备中的两个相邻扬声设备发出预定声音以便将声音图像定位于两个扬声设备之间的区域中,以多个扬声设备之一来检测听众所产生的语音且将该声音的音频信号通知给所有其它扬声设备,响应于听众所发出的语音来调整相邻两个扬声设备所产生的声音,并且根据调整状态检测听众的前向方向。
27.根据权利要求25所述的方法,还包括步骤:以多个扬声设备中的各个扬声设备的拾取单元采集听众所产生的语音,分析该语音的音频信号,并且通过通用传输线将分析结果发送至其它扬声设备;以及
基于从其它扬声设备所接收到的分析结果,以多个扬声设备中的各个扬声设备来检测听众的前向方向。
28.根据权利要求25所述的方法,还包括步骤:基于从多个扬声设备发出的声音,由扬声设备的拾取单元所采集到的声音的音频信号以及通过通用传输线在多个扬声设备之间交换的信号来向多个扬声设备中的各个扬声设备分配识别号。
29.根据权利要求28所述的方法,其中,所述识别号分配步骤包括:
向一个扬声设备分配第一识别号,如果确定该一个扬声设备首先发出用于识别号分配的预定声音,则将第一识别号存储于扬声器列表中;
通过通用传输线将第一识别号所附随的声音发出开始信号从具有向其分配了第一识别号的扬声设备发送至所有其它扬声设备,并且从具有向其分配了第一识别号的扬声设备发出预定声音;
通过通用传输线接收声音发出开始信号,并且将由已经采集到预定声音的扬声设备的拾取单元所检测到的第一识别号存储于扬声器列表中;以及
利用已经检测到并在扬声器列表中存储了第一识别号的扬声设备来确定通用传输线的可用性,如果扬声设备确定通用传输线是可用的,则参考该扬声器列表将在扬声器列表中发现的无副本识别号设置自身扬声设备的识别号并且通过通用传输线向其它扬声设备发送所设置的识别号,而如果扬声设备确定通用传输线不可用,则接收从其它扬声设备所发送的识别号,以将该识别号存储在扬声器列表中。
30.根据权利要求28所述的方法,其中,所述识别号分配步骤包括:
第一确定步骤,在多个扬声设备中的各个扬声设备中,用于确定多个扬声设备中的各个扬声设备是否已接收到来自于其它扬声设备的预定声音的声音发出开始信号;
第二确定步骤,在已经在第一确定步骤中确定未从其它扬声设备接收到预定声音的声音发出开始信号的扬声设备中,用于确定自身扬声设备的识别号是否被存储在扬声器列表中;
如果扬声设备在第二确定步骤中确定自身扬声设备的识别号未被存储在扬声器列表中,则将在扬声器列表中发现的无副本识别号设置为自身扬声设备的识别号且将该识别号存储在扬声器列表中的步骤;
在已将自身扬声设备的识别号存储在扬声器列表上的扬声设备中,用于通过通用传输线向所有其它扬声设备发送预定声音的声音发出开始信号并且发出预定声音的步骤;以及
在已在第一确定步骤中确定已从其它扬声设备接收到预定声音的声音发出开始信号的扬声设备或已在第二确定步骤中确定自身扬声设备的识别号被存储在扬声器列表中的扬声设备中,用于接收来自其它扬声设备的信号并且将接收信号中所包含的识别号存储至扬声器列表上的步骤。
31.根据权利要求25所述的方法,其中,所述多个扬声设备中的各个扬声设备包括两个拾取单元;
其中,第三步骤包括基于所确定的自身扬声设备相对于听众位置的距离差以及由两个拾取单元所采集的声音的音频信号,来计算在听众位置处产生的声音到自身扬声设备的入射方向;
其中,第四步骤包括通过通用传输线向其它扬声设备发送在第三步骤中所计算的距离差和声音入射方向的信息;
其中,第七步骤包括计算扬声器与扬声器距离以及输入至已经发送音频信号的扬声设备的声音的入射方向;以及
其中,第九步骤包括基于距离差、扬声器与扬声器距离以及到各个扬声设备的声音入射方向,来计算多个扬声设备的布局结构。
32.根据权利要求25所述的方法,还包括步骤:
向多个扬声设备发送在听众位置处产生的、由与多个扬声设备中的各个扬声设备所提供的多个拾取单元相分离的、排列在预定位置处的至少一个分离的拾取单元响应于作为开始点的第一触发信号采集到的声音的音频信号;以及
每次重复第五步骤时向不同于已经发出声音的扬声设备的扬声设备发送从扬声设备所发出的且被分离的拾取单元响应于作为开始点的第二触发信号而采集的声音的音频信号,
其中,第九步骤包括基于由分离的拾取单元所采集到的声音的音频信号,来计算多个扬声设备的布局结构。
33.一种音响系统,其包括多个扬声设备和一个服务器装置,该服务器装置依据多个扬声设备的位置,根据输入音频信号产生待提供给多个扬声设备中的各个扬声设备的扬声器信号,
其中,多个扬声设备中的各个扬声设备包括:
拾取单元,用于采集声音;
用于当一个扬声设备的拾取单元检测到等于或大于预定电平的声音而没有接收到来自其它扬声设备的第一触发信号时,将来自该一个扬声设备的第一触发信号发送到各个其它扬声设备和服务器装置的部件;
用于当从接收到服务器装置的命令信号之后已经经过预定时间段而没有接收到来自于其它扬声设备的第二触发信号时,向各个其它扬声设备以及服务器装置发送第二触发信号并且发出预定声音的部件;以及
用于当接收到来自于其它扬声设备的第一触发信号和第二触发信号之一时,响应于作为开始点的第一触发信号和第二触发信号之一的接收时间来记录拾取单元所采集的声音的音频信号并且将该音频信号发送至服务器装置的部件;
其中,所述服务器装置包括:
距离差计算部件,用于当在没有发送命令信号的情况下从扬声设备接收到音频信号时分析该音频信号,并且计算在由拾取单元所采集的声音的源到已经产生第一触发信号的扬声设备的距离和各个扬声设备到声音源的距离之间的距离差;
用于向所有多个扬声设备提供命令信号的部件;
扬声器与扬声器距离计算部件,用于当命令信号的传输之后从扬声设备接收到音频信号时分析音频信号,以及计算在已经发送音频信号的扬声设备和已经产生第二触发信号的扬声设备之间的扬声器与扬声器距离;
扬声器布局结构计算部件,用于基于距离差计算部件的计算结果和扬声器与扬声器距离计算部件的计算结果来计算多个扬声设备的扬声器布局结构;以及
存储器,用于存储由扬声器布局结构计算部件所计算的扬声器布局信息的信息。
34.根据权利要求33所述的音响系统,其中,所述服务器装置包括:
听众前向方向检测部件,用于检测听众的前向方向;以及
用于基于多个扬声设备的扬声器布局结构信息和听众的前向方向的信息来产生待提供给各个扬声设备的扬声器信号的部件。
35.根据权利要求34所述的音响系统,其中,听众前向方向检测部件包括一个检测器,其使得一个扬声设备发出预定声音并接收在听众位置处听到声音的方向和听众的前向方向之间的偏差信息。
36.根据权利要求34所述的音响系统,其中,听众前向方向检测部件包括一个检测器,用于基于两个相邻的扬声设备的组合以及由听众所输入的方向调整信号的合成比例来检测听众的前向方向,其中,所述服务器装置使得两个相邻的扬声设备的每一个响应于该合成比例来发出预定声音。
37.根据权利要求34所述的音响系统,其中,听众前向方向检测部件包括一个检测器,其通过分析响应于作为开始点的第一触发信号的接收时间而记录的、从多个扬声设备所发送的音频信号来检测听众的前向方向。
38.根据权利要求33所述的音响系统,其中,所述服务器装置和多个扬声设备通过通用传输线相互连接;
其中,服务器装置通过通用传输线向多个扬声设备提供命令信号;以及
其中,各个扬声设备通过通用传输线向服务器装置发送音频信号。
39.根据权利要求38所述的音响系统,其中,所述服务器装置通过通用传输线向多个扬声设备提供询问信号,并且响应于询问信号向任意扬声设备通知已发送应答信号的扬声设备的识别号,从而向多个扬声设备中的各个扬声设备分配识别号并识别出扬声设备号。
40.根据权利要求39所述的音响系统,其中,已经从服务器装置接收到询问信号的一个扬声设备通过通用传输线向服务器装置和其它扬声设备发送应答信号;并且其中,限制已经接收到应答信号的所述其它扬声设备向服务器装置发送应答信号。
41.根据权利要求39所述的音响系统,其中,已经从服务器装置接收到询问信号的一个扬声设备发出预定声音,并且通过通用传输线向服务器装置发送应答信号;并且其中,限制已经从扬声设备接收到预定声音的所述其它扬声设备向服务器装置发送应答信号。
42.根据权利要求38所述的音响系统,其中,所述服务器装置通过通用传输线向多个扬声设备分别提供用于多个扬声设备的多个扬声器信号;以及
其中,多个扬声设备中的各个扬声设备从通过通用传输线所发送的多个扬声器信号中提取用于自身扬声设备的一个扬声器信号,并且发出所提取的扬声器信号的声音。
43.根据权利要求42所述的音响系统,其中,通过通用传输线从服务器装置发送的多个扬声器信号中的每一个都包含着其同步信号;并且其中,多个扬声设备中的各个扬声设备都以同步信号所确定的时序响应于其扬声器信号来发出声音。
44.根据权利要求33所述的音响系统,其中,使用也能够由多个扬声设备的每一个所产生的信号来产生与待由扬声设备发出的声音对应的音频信号。
45.根据权利要求33所述的音响系统,其中,所述多个扬声设备中的各个扬声设备都包括两个拾取单元,并且向服务器装置发送由两个拾取单元所采集到的声音的音频信号;
其中,所述服务器装置包括用于基于由两个拾取单元所采集到的声音来计算在听众位置处产生的声音到扬声设备的入射方向的部件;以及
其中,所述扬声器布局结构计算部件基于声音入射方向来计算多个扬声设备的扬声器布局结构。
46.根据权利要求45所述的音响系统,其中,各个扬声设备的两个拾取单元中的每一个都是全向的;并且其中,各个扬声设备向服务器装置发送由两个拾取单元所采集的音频信号的叠加信号和差值信号,用于计算该声音到各个扬声设备的入射方向。
47.根据权利要求46所述的音响系统,其中,各个扬声设备的两个拾取单元中的每一个都是全向的;并且其中,服务器装置产生来自于两个拾取单元的音频信号的叠加信号和差值信号,以及根据叠加信号和差值信号计算该声音到各个扬声设备的入射方向。
48.根据权利要求33所述的音响系统,还包括:
排列在预定位置处的、与多个扬声设备中的各个扬声设备中所提供的多个拾取单元相分离的至少一个分离的拾取单元;以及
用于向服务器装置发送由分离的拾取单元响应于作为开始点的第一触发信号和第二触发信号之一的接收时间所采集到的声音的音频信号的部件,
其中,所述服务器装置基于由分离的拾取单元所采集的声音的音频信号来计算多个扬声设备的布局结构。
49.一种音响系统,其包括多个扬声设备以及连接至该多个扬声设备的系统控制器,通过通用传输线向多个扬声设备中的各个扬声设备提供输入音频信号,并且多个扬声设备中的各个扬声设备响应于输入音频信号产生扬声器信号以从其发出声音,
其中,多个扬声设备中的各个扬声设备包括:
拾取单元,用于采集声音;
用于当一个扬声设备的拾取单元检测到等于或大于预定电平的声音而没有接收到来自其它扬声设备的第一触发信号时,向其它扬声设备中的各个扬声设备以及系统控制器发送来自于一个扬声设备的第一触发信号的部件;
用于当在来自于系统控制器的命令信号的接收之后已经经过预定时间段而没有接收到来自于其它扬声设备的第二触发信号时,向各个其它扬声设备以及系统控制器发送第二触发信号并且发出预定声音的部件;以及
用于当接收到来自于其它扬声设备的第一触发信号和第二触发信号之一时,响应于作为开始点的第一触发信号和第二触发信号之一的接收时间来记录拾取单元所采集的声音的音频信号并且将该音频信号发送至系统控制器的部件;
其中,所述系统控制器包括:
距离差计算部件,用于当在没有发送命令信号的情况下从扬声设备接收到音频信号时分析该音频信号,并且计算在由拾取单元所采集的声音的源到已经产生第一触发信号的扬声设备的距离和各个扬声设备到声音源的距离之间的距离差;
用于向所有多个扬声设备提供命令信号的部件;
扬声器与扬声器距离计算部件,用于当命令信号的传输之后从扬声设备接收到音频信号时分析音频信号,并且计算在已经发送音频信号的扬声设备和已经产生第二触发信号的扬声设备之间的扬声器与扬声器距离;
扬声器布局结构计算部件,用于基于距离差计算部件的计算结果和扬声器与扬声器距离计算部件的计算结果来计算多个扬声设备的扬声器布局结构;以及
存储器,用于存储由扬声器布局结构计算部件所计算的扬声器布局信息的信息。
50.根据权利要求49所述的音响系统,其中,所述多个扬声设备中的各个扬声设备都包括两个拾取单元,并且向系统控制器发送由两个拾取单元所采集到的声音的音频信号;
其中,所述系统控制器包括用于基于由两个拾取单元所采集到的声音来计算在听众位置处产生的声音到扬声设备的入射方向的部件;以及
用于基于两个拾取单元所采集的声音来计算从扬声设备发出的声音到各个扬声设备的入射方向的部件;以及
其中,所述扬声器布局结构计算部件基于在听众位置上所产生的声音到扬声设备的入射方向和从扬声设备发出到各个扬声设备的声音的入射方向来计算多个扬声设备的扬声器布局结构。
51.根据权利要求50所述的音响系统,其中,所述各个扬声设备的两个拾取单元的每一个都是全向的;并且其中,各个扬声设备向系统控制器发送由用于计算预定声音到各个扬声设备的入射方向的两个拾取单元所采集的音频信号的叠加信号和差值信号。
52.根据权利要求50所述的音响系统,其中,所述各个扬声设备的两个拾取单元的每一个都是全向的;并且其中,系统控制器产生来自于该两个拾取单元的音频信号的叠加信号和差值信号,并且根据该叠加信号和差值信号计算该声音到各个扬声设备的入射方向。
53.根据权利要求49所述的音响系统,还包括:
排列在预定位置处的、与多个扬声设备中的各个扬声设备中所提供的多个拾取单元相分离的至少一个分离的拾取单元;以及,
用于向系统控制器发送由分离的拾取单元响应于作为开始点的第一触发信号和第二触发信号之一的接收时间所采集到的声音的音频信号的部件;
其中,所述系统控制器基于由所述分离的拾取单元所采集的声音的音频信号来计算多个扬声设备的布局结构。
54.一种音响系统,其包括多个扬声设备,通过通用传输线向多个扬声设备中的各个扬声设备提供输入音频信号,并且多个扬声设备中的各个扬声设备响应于所输入的音频信号产生扬声器信号以从其发出声音,
其中,多个扬声设备中的各个扬声设备包括:
拾取单元,用于采集声音;
第一发送部件,用于当一个扬声设备的拾取单元检测到等于或大于预定电平的声音而没有通过通用传输线接收到来自其它扬声设备的第一触发信号时,向其它扬声设备中的各个扬声设备发送来自一个扬声设备的第一触发信号;
声音发出部件,用于当已经经过预定时间段而没有通过通用传输线接收到来自其它扬声设备的第二触发信号时,向其它扬声设备中的各个扬声设备发送第二触发信号,并且发出预定声音;
距离差计算部件,用于当接收来自其它扬声设备的第一触发信号时,响应于作为开始点的第一触发信号的接收时间来记录由拾取单元所采集到的声音的音频信号,分析该音频信号,并且计算拾取单元所采集声音的源到已经发出第一触发信号的扬声设备的距离和自身扬声设备到声音源的距离之间的距离差;
第二发送部件,用于通过通用传输线向所有其它扬声设备发送由距离差计算部件所计算的距离差信息;
扬声器与扬声器距离计算部件,用于当接收到来自其它扬声设备的第二触发信号时,响应于作为开始点的第二触发信号的接收时间来记录由拾取单元所采集到的声音的音频信号,分析该音频信号,并且计算自身扬声设备和已经产生第二触发信号的扬声设备之间的距离;
第三发送部件,用于通过通用传输线向所有其它扬声设备发送由扬声器与扬声器距离计算部件所计算的距离的信息;
接收部件,用于通过通用传输线接收来自其它扬声设备的距离差的信息以及扬声器与扬声器距离的信息;以及
扬声器布局结构计算部件,用于根据接收部件所接收到的距离差和扬声器与扬声器距离的信息来计算多个扬声设备的布局结构。
55.根据权利要求54所述的音响系统,其中,所述多个扬声设备中的各个扬声设备都包括:
用于调整预定音频信号并随后发出声音的部件;
用于控制调整响应于听众所产生的、被拾取单元采集的声音的预定音频信号,或通过通用传输线从利用其拾取单元已采集到听众所产生的声音的另一扬声设备接收到的预定音频信号的部件;以及
用于基于所述预定音频信号的调整状态来检测听众的前向方向的部件。
56.根据权利要求55所述的音响系统,其中,所述多个扬声设备中的各个扬声设备都包括基于多个扬声设备的布局结构信息以及听众的前向方向的信息产生待提供给多个扬声设备中的各个扬声设备的扬声器信号的部件。
57.根据权利要求54所述的音响系统,其中,所述多个扬声设备中的各个扬声设备都包括:
用于使用拾取单元来采集由听众所产生的语音,分析该语音的音频信号,并且将分析结果发送至其它扬声设备的部件;以及
用于根据自身扬声设备的分析结果和从其它扬声设备接收到的分析结果检测听众的前向方向的部件。
58.根据权利要求54所述的音响系统,其中,所述多个扬声设备中的各个扬声设备都包括:
判决部件,用于基于是否在扬声器列表清除之后已经经过了预定时间段而没有接收到来自其它扬声设备的声音发出开始信号的确定,判决是否首先发送用于扬声器识别号分配的预定声音;
第一存储部件,用于如果判决部件判决首先发出用于扬声器识别号分配的预定声音,则在向自身扬声设备分配识别号之后,在扬声器列表中存储该识别号;
用于第一存储部件在扬声器列表中存储第一识别号之后,通过通用传输线向所有其它扬声器发送附随第一识别号的声音发出开始信号并且发出预定声音的部件;
第二存储部件,用于在预定声音的发出之后通过通用传输线来从所有其它扬声设备接收扬声设备的识别号,并且将该识别号存储于扬声器列表中;
声音发出检测部件,用于如果判决部件判决不首先发出用于扬声器识别号分配的预定信号,则以拾取单元来采集和检测从其它扬声设备所发出的声音;
第三存储部件,用于当声音发出检测部件检测到声音的发出时,在扬声器列表中存储通过通用传输线从其它扬声设备所发送的声音发出开始信号中所包含的第一识别号;
可用性确定部件,用于在第一存储部件将第一识别号存储于扬声器列表中之后,确定通用传输线是否是可用的;
用于如果可用性确定部件确定通用传输线是可用的,则将在扬声器列表中发现的无副本的识别号设置为自身扬声设备的识别号,并且将所设置的识别号发送至其它扬声设备的部件;以及
用于如果可用性确定部件确定通用传输线是不可用的,则在扬声器列表中接收和存储从其它扬声设备发送的其它扬声设备的识别号的部件。
59.根据权利要求54所述的音响系统,其中,所述多个扬声设备中的各个扬声设备包括:
第一确定部件,用于确定是否已经从另一扬声设备接收到预定声音的声音发出开始信号;
第二确定部件,用于如果第一确定部件确定还没有从其它扬声设备接收到预定声音的声音发出开始信号,则确定是否在扬声器列表中存储了自身扬声设备的识别号;
第一存储部件,用于如果第二确定部件确定在扬声器列表中未存储自身扬声设备的识别号,则将扬声器列表中发现的无副本的识别号设置为自身扬声设备的识别号,且将该识别号存储在扬声器列表中;
用于在第一存储部件在扬声器列表中存储了自身扬声设备的识别号之后,通过通用传输线向所有其它扬声设备发送预定声音的声音发出开始信号以及发出预定声音的部件;以及
第二存储部件,用于如果第一确定部件确定已经从其它扬声设备接收到预定声音的声音发出开始信号或者如果第二确定部件确定在扬声器列表中存储了自身扬声设备的识别号,则从其它扬声设备接收信号且将所接收到的信号中包含的识别号存储于扬声器列表中。
60.根据权利要求54所述的音响系统,其中,所述多个扬声设备中的各个扬声设备都包括两个拾取单元;
其中,所述距离差计算部件基于各个扬声设备到声音源的距离差以及来自两个拾取单元的音频信号来计算从声音源到自身扬声设备的声音的入射方向;
其中,第二发送部件向所有其它扬声设备发送距离差以及声音到自身扬声设备的入射方向的信息;
其中,扬声器与扬声器距离计算部件基于扬声器与扬声器距离和两个拾取单元所采集到的声音的音频信号,来计算来自于已经发出第二触发信号的扬声设备的声音的入射方向;
其中,第三发送部件向所有其它扬声设备发送由扬声器与扬声器距离计算部件所计算的扬声器与扬声器距离以及来自已经发出第二触发信号的扬声设备的声音的入射方向的信息;以及
其中,扬声器布局结构计算部件基于由接收部件所接收到的距离差的信息和扬声器与扬声器距离的信息以及声音的入射方向,来计算多个扬声设备的布局结构。
61.根据权利要求60所述的音响系统,其中,所述各个扬声设备的两个拾取单元的每一个都是全向的;并且其中,多个扬声设备中的各个扬声设备均产生来自于两个拾取单元的音频信号的叠加信号和差值信号,并且根据叠加信号和差值信号计算声音到扬声设备的入射方向。
62.根据权利要求54所述的音响系统,还包括:
排列在预定位置处的、与多个扬声设备中的各个扬声设备中所提供的多个拾取单元相分离的至少一个分离的拾取单元;以及
用于响应于作为开始点的第一触发信号的接收时间,向多个扬声设备发送由分离的拾取单元所采集到的声音的音频信号的部件;
用于响应于作为开始点的第二触发信号的接收时间,向不是已经发出声音的扬声设备的其它扬声设备发送由扬声设备所发出的、被分离的拾取单元所采集到的声音的音频信号的部件;以及
其中,多个扬声设备中的各个扬声设备基于由分离的拾取单元所采集到的声音的音频信号来计算多个扬声设备的布局结构。
63.一种服务器装置,该装置从输入音频信号产生扬声器信号并且根据多个扬声设备的位置向多个扬声设备中的各个扬声设备提供扬声器信号,该服务器装置包括:
第一接收部件,用于接收来自最接近听众位置的扬声设备的第一触发信号;
距离差计算部件,用于当在没有发送命令信号的情况下从多个扬声设备中的各个扬声设备接收到音频信号时,分析所接收到的音频信号,并且计算听众位置上的声音的源到已经产生第一触发信号的扬声设备的距离和各个扬声设备到声音源的距离之间的距离差;
用于向多个扬声设备中的所有扬声设备提供命令信号;
第二接收部件,用于接收从已经接收到命令信号的多个扬声设备之一所发送的第二触发信号;
扬声器与扬声器距离计算部件,用于分析在命令信号的传输之后从各个扬声设备接收到的音频信号,并且计算已经发送音频信号的扬声设备和已经产生第二触发信号的扬声设备之间的距离;
扬声器布局结构计算部件,用于基于距离差计算部件的计算结果和扬声器与扬声器距离计算部件的计算结果,计算多个扬声设备的布局结构;以及
存储器,用于存储由扬声器布局结构信息计算部件所计算的多个扬声设备的布局结构的信息。
64.根据权利要求63所述的服务器装置,还包括:
听众前向方向计算部件,用于检测听众的前向方向;以及
用于基于多个扬声设备的扬声器布局结构的信息和听众的前向方向的信息来产生待提供给各个扬声设备的扬声器信号的部件。
65.根据权利要求64所述的服务器装置,其中,所述听众前向方向计算部件包括一个检测器,用于使得一个扬声设备发出预定声音,以及接收在听众位置上听到的声音的方向和听众的前向方向之间的偏差的信息。
66.根据权利要求64所述的服务器装置,其中,所述听众前向方向计算部件包括一个检测器,用于基于相邻的两个扬声设备的组合和由听众所输入的方向调整信号的合成比例来检测听众的前向方向,其中,所述服务器装置使得两个相邻的扬声设备的每一个响应于合成比例来发出预定声音。
67.根据权利要求64所述的服务器装置,其中,所述听众前向方向计算部件包括一个检测器,用于通过分析响应于作为开始点的第一触发信号的接收时间而记录的且从多个扬声设备发送的音频信号来检测听众的前向方向。
68.根据权利要求63所述的服务器装置,其中,所述服务器装置通过通用传输线连接至多个扬声设备;
其中,所述服务器装置通过通用传输线向多个扬声设备提供命令信号;以及
其中,各个扬声设备通过通用传输线向服务器装置发送音频信号。
69.根据权利要求68所述的服务器装置,其中,所述服务器装置通过通用传输线向多个扬声设备提供询问信号,以及响应于询问信号向任何扬声设备通知已经发送应答信号的扬声设备的识别号,从而向多个扬声设备中的各个扬声设备分配识别号并且识别出扬声设备号。
70.根据权利要求63所述的服务器装置,接收由两个拾取单元所采集到的声音的音频信号,并且包括:
用于基于由两个拾取单元所采集到的声音,计算在听众位置处产生的、到扬声设备的声音的入射方向的部件;以及
用于基于由两个拾取单元所采集到的声音,计算从扬声设备发出至各个扬声设备的声音的入射方向的部件;以及
其中,所述扬声器布局结构计算部件基于在听众位置上所产生的声音至扬声设备的入射方向以及从扬声设备发出的声音至扬声设备的入射方向,计算多个扬声设备的扬声器布局结构。
71.根据权利要求70所述的服务器装置,其中,所述各个扬声设备的两个拾取单元中的每一个都是全向的;并且其中,产生由两个拾取单元所采集的音频信号的叠加信号和差值信号,以用于计算该声音到各个扬声设备的入射方向。
72.一种在音响系统中的扬声设备,该音响系统包括多个扬声设备和一个服务器装置,所述服务器装置从音频输入信号中产生待提供给各个扬声设备的扬声器信号,并且各个扬声设备响应于扬声器信号发出声音,所述扬声设备包括:
用于采集声音的拾取单元;
用于当一个扬声设备的拾取单元检测到等于或大于预定电平的声音且没有接收到来自其它扬声设备的第一触发信号时,将来自一个扬声设备的第一触发信号发送至其它扬声设备中的各个扬声设备和服务器装置的部件;
用于当在来自于服务器装置的命令信号的接收之后已经经过预定时间段,而没有接收到来自于其它扬声设备的第二触发信号时,向其它扬声设备中的各个扬声设备和服务器装置发送第二触发信号并且发出预定声音的部件;以及
用于当接收到来自于其它扬声设备的第一触发信号和第二触发信号之一时,响应于作为开始点的第一触发信号和第二触发信号之一的接收时间来记录拾取单元所采集的声音的音频信号并且将该音频信号发送至服务器装置的部件。
73.根据权利要求72所述的扬声设备,其中,所述扬声设备和其它扬声设备都通过通用传输线连接至所述服务器装置;以及
其中,多个扬声器信号中的各个扬声设备从由服务器装置通过传输线发送的多个扬声器信号中提取用于自身扬声设备的一个扬声器信号,并且发出已提取扬声器信号的声音。
74.根据权利要求72所述的扬声设备,其中,也可以使用多个扬声设备中的各个扬声设备所产生的信号来产生对应于扬声设备所发出声音的音频信号。
75.根据权利要求72所述的扬声设备,其中,所述多个扬声器信号中的各个扬声设备从由服务器装置通过传输线发送的多个扬声器信号中提取用于自身扬声设备的一个扬声器信号,并且发出已提取的扬声器信号的声音。
76.根据权利要求75所述的扬声设备,其中,从服务器装置通过传输线发送的多个扬声器信号中的各个扬声器信号都包含其同步信号;并且其中,多个扬声设备中的各个扬声设备都以同步信号所确定的时序来发出扬声器信号的声音。
77.根据权利要求72所述的扬声设备,还包括两个拾取单元,并且向服务器装置发送由两个拾取单元所采集的声音的音频信号。
78.根据权利要求77所述的扬声设备,其中,所述各个扬声设备的两个拾取单元中的每一个都是全向的;并且其中,各个扬声设备向服务器装置发送由两个拾取单元所采集的音频信号的叠加信号和差值信号,以用于计算该声音的入射方向。
79.一种在音响系统中的扬声设备,该音响系统包括多个扬声设备和一个系统控制器,通过其它扬声设备通用的通用传输线将输入音频信号提供给扬声设备,并且从该输入音频信号中产生扬声器信号以从其发出声音,所述扬声设备包括:
一个用于采集声音的拾取单元;
用于当一个扬声设备的拾取单元检测到等于或大于预定电平的声音且没有接收到来自其它扬声设备的第一触发信号时,将来自一个扬声设备的第一触发信号发送至其它扬声设备中的各个扬声设备和系统控制器的部件;
用于当在来自于系统控制器的命令信号的接收之后已经经过预定时间段而没有接收到来自其它扬声设备的第二触发信号时,向其它扬声设备中的各个扬声设备和系统控制器发送第二触发信号并且发出预定声音的部件;以及
当接收到来自于其它扬声设备的第一触发信号和第二触发信号之一时,用于响应于作为开始点的第一触发信号和第二触发信号之一的接收时间来记录拾取单元所采集的声音的音频信号并且将该音频信号发送至系统控制器的部件。
80.根据权利要求79所述的扬声设备,还包括两个拾取单元,并且向系统控制器发送由该两个拾取单元所采集的声音的音频信号。
81.根据权利要求80所述的扬声设备,其中,所述各个扬声设备的两个拾取单元中的每一个都是全向的;并且其中,各个扬声设备向系统控制器发送由两个拾取单元所采集的音频信号的叠加信号和差值信号,以用于计算扬声设备的声音入射方向。
82.一种在音响系统中的扬声设备,该音响系统包括多个扬声设备,通过其它扬声设备通用的通用传输线将输入音频信号提供给扬声设备,并且从该输入音频信号中产生扬声器信号以从其发出声音,所述扬声设备包括:
一个用于采集声音的拾取单元;
第一发送部件,用于当一个扬声设备的拾取单元检测到等于或大于预定电平的声音而没有通过通用传输线接收到来自其它扬声设备的第一触发信号时,向其它扬声设备中的各个扬声设备发送来自一个扬声设备的第一触发信号;
声音发出部件,用于当已经经过预定时间段而没有通过通用传输线接收到来自其它扬声设备的第二触发信号时,向其它扬声设备中的各个扬声设备发送第二触发信号,并且发出预定声音;以及
距离差计算部件,用于当接收来自其它扬声设备的第一触发信号时,响应于作为开始点的第一触发信号的接收时间来记录由拾取单元所采集到的声音的音频信号,分析该音频信号,并且计算拾取单元所采集到的声音的源到已经发出第一触发信号的扬声设备的距离和自身扬声设备到声音源的距离之间的距离差;
第二发送部件,用于通过通用传输线向所有其它扬声设备发送由距离差计算部件所计算的距离差信息;
扬声器与扬声器距离计算部件,用于当接收到来自其它扬声设备的第二触发信号时,响应于作为开始点的第二触发信号的接收时间来记录由拾取单元所采集到的声音的音频信号,分析该音频信号,并且计算自身扬声设备和已经产生第二触发信号的扬声设备之间的距离;
第三发送部件,用于通过通用传输线向所有其它扬声设备发送由扬声器与扬声器距离计算部件所计算的距离的信息;
接收部件,用于通过通用传输线从其它扬声设备接收距离差的信息以及扬声器与扬声器距离的信息;以及
扬声器布局结构计算部件,用于根据接收部件所接收到的距离差和扬声器与扬声器距离的信息来计算多个扬声器的布局结构。
83.根据权利要求82所述的扬声设备,还包括:
用于调整预定音频信号并随后发出声音的部件;
用于控制调整响应于听众所产生的、被拾取单元采集的声音的预定音频信号,或通过通用传输线从利用其拾取单元已采集到听众所产生的声音的另一扬声设备接收到的预定音频信号的部件;以及
用于基于所述预定音频信号的调整状态来检测听众的前向方向的部件。
84.根据权利要求83所述的扬声设备,还包括用于基于多个扬声设备的布局结构信息和听众前向方向的信息来产生待提供给多个扬声设备中的各个扬声设备的扬声器信号的部件。
85.根据权利要求82所述的扬声设备,还包括:
用于以拾取单元采集由听众所产生的语音,分析该语音的音频信号,并且将分析结果发送至其它扬声设备的部件;以及
用于根据自身扬声设备的分析结果和从其它扬声设备接收到的分析结果来检测听众的前向方向的部件。
86.根据权利要求82所述的扬声设备,还包括:
判决部件,用于基于是否在扬声器列表清除之后已经经过预定时间段而没有接收到来自其它扬声设备的声音发出开始信号的确定,判决是否首先发出用于扬声器识别号分配的预定声音;
第一存储部件,用于如果判决部件判决首先发出用于扬声器识别号分配的预定声音,则在向自身扬声设备分配识别号之后,在扬声器列表中存储该识别号;
用于由第一存储部件在扬声器列表中存储第一识别号之后,通过通用传输线向所有其它扬声器发送附随第一识别号的声音发出开始信号并且发出预定声音的部件;
第二存储部件,用于在预定声音的发出之后通过通用传输线来从所有其它扬声设备接收扬声设备的识别号,并且将该识别号存储于扬声器列表中;
声音发出检测部件,用于如果判决部件判决不首先发出用于扬声器识别号分配的预定信号,则以拾取单元来采集和检测从其它扬声设备所发出的声音;
第三存储部件,用于当声音发出检测部件检测到声音的发出时,在扬声器列表中存储通过通用传输线从其它扬声设备所发送的声音发出开始信号中所包含的第一识别号;
可用性确定部件,用于在第一存储部件将第一识别号存储于扬声器列表中之后,确定通用传输线是否是可用的;
用于如果可用性确定部件确定通用传输线是可用的,则将在扬声器列表中发现的无副本识别号设置为自身扬声设备的识别号,并且将所设置的识别号发送至其它扬声设备的部件;以及
用于如果可用性确定部件确定通用传输线是不可用的,则在扬声器列表中接收和存储从其它扬声设备发送的其它扬声设备的识别号的部件。
87.根据权利要求82所述的扬声设备,还包括:
第一确定部件,用于确定是否已经从另一扬声设备接收到预定声音的声音发出开始信号;
第二确定部件,用于如果第一确定部件确定还没有从其它扬声设备接收到预定声音的声音发出开始信号,则确定是否在扬声器列表中存储了自身扬声设备的识别号;
第一存储部件,用于如果第二确定部件确定未在扬声器列表中存储自身扬声设备的识别号,则将在扬声器列表中发现无副本识别号设置为自身扬声设备的识别号,且将该识别号存储于扬声器列表中;
用于第一存储部件在扬声器列表中存储了自身扬声设备的识别号之后,通过通用传输线向所有其它扬声设备发送预定声音的声音发出开始信号并且发出预定声音的部件;以及
第二存储部件,用于如果第一确定部件确定已经从其它扬声设备接收到预定声音的声音发出开始信号或者如果第二确定部件确定在扬声器列表中存储了自身扬声设备的识别号,则从其它扬声设备接收信号且将所接收到的信号中包含的识别号存储于扬声器列表中。
88.根据权利要求82所述的扬声设备,还包括两个拾取单元;
其中,所述距离差计算部件基于到声音源的扬声设备的距离差以及两个拾取单元所采集的音频信号来计算从声音源到自身扬声设备的声音的入射方向;
其中,第二发送部件向所有其它扬声设备发送距离差以及声音到自身扬声设备的入射方向的信息;
其中,扬声器与扬声器距离计算部件基于扬声器与扬声器的距离和两个拾取单元所采集到的声音的音频信号,计算来自于已经发出第二触发信号的扬声设备的声音的入射方向;
其中,第三发送部件向所有其它扬声设备发送由扬声器与扬声器距离部件所计算的扬声器与扬声器距离以及来自已经发出第二触发信号的扬声设备的声音的入射方向的信息;以及
其中,扬声器布局结构计算部件基于由接收部件所接收到的距离差的信息和扬声器与扬声器距离的信息以及声音的入射方向,来计算多个扬声设备的布局结构。
89.根据权利要求88所述的扬声设备,其中,所述两个拾取单元的每一个都是全向的;并且其中,根据该两个拾取单元所采集的音频信号产生叠加信号和差值信号,并且根据该叠加信号和差值信号计算到各个扬声设备的声音的入射方向。
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