CN105592395B - 用于音频设备的音频校准的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于音频设备的音频校准的方法和系统。提供了一种用于音频设备的音频校准的方法。所述方法包括：通过麦克风(108)记录音频信号(114)的表示；通过数据处理单元将所记录的音频信号(114)的表示处理成反馈图像数据；在显示器(112)上显示所述反馈图像数据；通过相机(106)采集在所述显示器(112)上显示的所述反馈图像数据；基于通过所述相机(106)采集的所述反馈图像数据更改影响音频设备(102)的音频的设置。进一步提供了一种用于音频设备的音频校准的系统。

Description

用于音频设备的音频校准的方法和系统

技术领域

本发明涉及用于音频设备的音频校准的方法和系统。

背景技术

通过更改影响音频设备的音频的设置可以改变音频设备的听觉体验。换句话说，可以更改音频设备的设置(例如音量、平衡、高音和/或位置)，或者更改音频设备的部件，使得可以获得期望的听觉体验。然而，对于音频设备的安装者和/或使用者而言，基于听觉体验来使用和设定影响音频的设置是复杂的。在听觉体验受音频设备的环境影响时，情况变得更加复杂。环境可例如包括环境声以及阻碍声音的物体，使得听觉体验受到影响。此外，音频设备或其部件可以在视觉上阻碍安装者和/或使用者和/或放置在距离安装者和/或使用者一定距离处，这会妨碍为改变听觉体验而有效地更改影响音频设备的音频的设置。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于执行音频设备的音频校准的更有效的方法。

根据本发明的第一方面，通过提供用于音频设备的音频校准的方法实现了该目的和其他目的。该方法包括：通过麦克风记录音频信号的表示；通过数据处理单元将所记录的音频信号的表示处理成反馈图像数据；在显示器上显示所述反馈图像数据；通过相机采集在所述显示器上显示的所述反馈图像数据；基于所述相机采集的所述反馈图像数据更改影响音频设备的音频的设置。

术语“音频信号”应该被理解为任何听觉信号。在一个实施例中，音频信号包括在约20至20000Hz音频范围内的频率。换句话说，音频信号包括人类可听见的至少一种音调。音频信号可以包括在时间上多个同时的或顺序的音调。音频信号可以包括在音频频率范围之外的频率，即在人类听觉极限之外，但是其可以通过音频麦克风记录。音频信号可以源自环境声。音频信号可以从扬声器发射。

术语“反馈图像数据”应该进一步被理解为作为对音频信号发送者的响应而被反馈的数据。反馈数据可以被表示为在显示器上的图像，即例如通过像素被可视化。换句话说，反馈图像数据可以包括数据的光学机器可读表示。

该方法的优点是在相机和显示器之间创建信息通道，通过该信息通道可以传递产生于所记录的音频信号的表示的反馈图像数据，并且基于该信息通道可以更改影响音频设备的音频的设置。换句话说，对如由麦克风记录的感知音频信号的反馈经由显示器提供从而便于音频设备的校准。

通过打开新的信息通道，减少了在相机和显示器之间的公共通道(例如网络通道)的带宽的约束。获得了简单和有效的音频设备的音频校准。针对音频设备的安装者和/或使用者而言，该方法进行了简化以获取期望的听觉体验。

通过外围设备的麦克风可以执行音频信号的记录。由此音频设备的安装者和/或使用者可以使用用于记录音频信号的外围设备。由此，独立于例如特定安装者和/或使用者的音频记录能力而提供对音频信号的表示的有效和可复制的记录。外围设备进一步允许麦克风相对于音频设备被有效定位。通过能够将外围设备定位在不同位置处，该不同位置具有相对于音频设备的不同距离，可以获得对音频设备的改进校准。换句话说，通过使用多个校准点，即相对于音频设备位置的外围设备的位置，可以获得对音频设备的改进音频校准。

可以在外围设备的数据处理单元上执行将记录的音频信号的表示处理成反馈图像数据。优点是通过外围设备可以提供反馈图像数据，不需要任何另外的处理工具。在外围设备和外围设备之外的其它数据处理单元之间的通信无需用于提供反馈图像数据。由此提供了用于校准音频设备的简单和成本有效的方法。

可以在外围设备的显示器上执行反馈图像数据的显示。由此可以以简单和直接的方式将反馈图像数据的表示呈现给相机，使得相机可以采集反馈图像数据。另外，反馈图像数据可以被显示给例如音频设备的安装者和/或使用者。因为不需要用于显示反馈图像数据的另外工具，因此提供了一种用于校准音频设备的简单且成本有效的方法。而且，有权使用外围设备的音频设备的安装者和/或使用者可以以有效的方式使用反馈图像数据。

通过音频设备的相机可以执行反馈图像数据的采集。由此音频设备可直接使用所显示的反馈图像数据。由此提供了反馈图像数据从显示器到音频设备的有效传输。

本方法可以进一步包括通过扬声器发射音频信号。由此可以获得对音频信号的物理特性的改进控制，物理特性例如音谱(tone spectrum)和音量。由此提供了音频信号的期望的频谱和振幅分布。可以进一步实现音频信号发射的期望时间分布。

通过选择适当的扬声器和/或控制其位置，可以控制音频信号发射的方向性，使得麦克风可以有效地记录音频信号的表示。

通过音频设备的扬声器可以执行音频信号的发射。因为在音频设备操作期间使用的扬声器也可以用于发射音频信号，所以可以获取音频设备的改进的音频校准。由此可以提供用于提供音频设备的音频校准的简单和有效的方法。

反馈图像数据可以包括静态图像或视频序列。静态图像或视频序列可以有效地提供反馈图像数据，基于反馈图像数据，可以更改影响音频设备的音频的设置。

反馈图像数据可以包括以下至少之一：QR码、条形码、文本以及图表。由此可以提供清晰的和可理解的反馈图像数据。对所记录的音频信号的表示提供了一种清楚和简单的表示。

术语“图表”在此应该也被广泛地解释为包括作为黑色和白色和/或彩色图、直方图或图表的数据的二维和三维视觉化。

通过数据处理单元的处理可以进一步包括处理所记录的音频信号的表示，使得反馈图像数据包括如何更改影响音频设备的音频的设置的表示。由此可以提供一有效的通道，该通道用于提供基于通过相机采集的反馈图像数据如何更改影响音频设备的音频的设置的指示。通过提供如何更改影响音频的设置的表示，可以实现有效的音频校准，使得可以实现期望的音频体验。进一步提供了音频设备的简单和有效的音频校准。

该方法可以进一步包括通过音频设备的数据处理单元处理反馈图像数据以决定如何更改音频设备的音频设置。由此通过音频设备，基于反馈图像数据，可以有效地更改影响音频设备的音频的设置，使得执行对音频设备的音频校准。

外围设备可以是手机、个人数字助理、计算机、平板电脑或者音频校准设备，外围设备包括麦克风和显示器。由此提供了用于音频设备的音频校准的通用方法。

该音频设备可以是双向通信站。

术语“双向通信站”应该被理解为允许单向或双向可听见通信的站，也被分别称为在两个分开位置之间的单工通信或双工通信。双工通信可以是全双工通信或半双工通信。由此双向通信站允许点对点通信。双向通信站例如允许对着双向通信站说话的人能够在远离该双向通信站的位置处被听见。经由双向通信站，可以进一步与在双向通信站附近的人通信。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于音频设备的音频校准的系统。该系统包括音频设置单元、相机、麦克风、数据处理单元以及显示器，其中所述麦克风被设置成记录音频信号的表示，其中所述数据处理单元被设置成将所记录的音频信号的表示处理成反馈图像数据，以及其中所述显示器被设置成显示所述反馈图像数据；其中所述相机被设置成采集在所述显示器上显示的所述反馈图像数据，并且其中所述音频设置单元被设置成基于通过所述相机采集的所述反馈图像数据更改影响所述音频设备的音频的设置。

所述系统可进一步包括扬声器，所述扬声器被设置成发射音频信号。

上面关于所述方法描述了用于音频设备的音频校准的系统的功能和优点。在应用时，上述提及的特征也可应用至第二方面。

应指出的是，本发明涉及在权利要求中叙述的特征的所有可能组合。

附图说明

现在将参照示出本发明的实施例的附图，更加详细地描述本发明的这些和其它方面。如在附图中图示的，为了说明的目的，放大了图层和区域的尺寸，并且因此提供图层和区域的尺寸用来图示本发明实施例的总体结构。在整篇说明书中，相似的附图标记指的是相似的元件。

图1根据本发明的一个实施例图示用于音频设备的音频校准的系统。

图2根据本发明的一个实施例图示反馈图像数据的显示。

图3根据本发明的另一个实施例图示反馈图像数据的显示。

图4根据本发明的另一个实施例图示用于音频设备的音频校准的系统。

图5根据本发明的一个实施例图示用于音频设备的音频校准的方法。

具体实施方式

现在将参照附图，在下文中更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的当前优选的实施例。然而，本发明可以以多种不同形式来体现并且不应该被解释为限制到本文提出的实施例；相反地，这些实施例为彻底和完全理解而提供，并且将本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。

在下面，将参照图1至图5描述用于音频设备的音频校准的方法和系统。

图1根据本发明的一个实施例图示用于音频设备102的音频校准的系统100。系统100包括音频设置单元104、相机106、麦克风108、数据处理单元110以及显示器112。

麦克风108被设置成记录音频信号114的表示。麦克风108是音频麦克风。

数据处理单元110被设置成将所记录的音频信号114的表示处理成反馈图像数据。该图像反馈数据进一步被显示在显示器112上，使得通过相机106可以采集所显示的反馈图像数据。音频设置单元104被设置成基于通过相机106采集的反馈图像数据更改影响音频设备102的音频的设置，如下面将进一步描述的。

根据该实施例，相机106和音频设置设备104被集成到音频设备102。这是有利的，因为可提供独立的音频设备102。在该实施例中，音频设备102是例如门口机的双向通信站。

根据该实施例，麦克风108、数据处理单元110以及显示器108被集成到外围设备116中。外围设备116可以是手持设备。外围设备116可例如是手机、个人数字助理、计算机、平板电脑或者包括麦克风和显示器的音频校准设备。

在相机106和显示器112之间建立信息通道。结果是，公共信道带宽中的约束(例如在音频设备102和外围设备116之间的网络通道)可例如被降低。换句话说，通过相机106和显示器112提供的信息通道导致外围设备116不必经由通信网络(例如电信网络)来通信。通信网络可以可替代地由因特网、互联网或者以太网(例如局域网LAN)提供。由此获得了在音频设备102和外围设备116之间的简单和成本有效的信息交换。

根据该实施例，系统100进一步包括设置成发射音频信号114的扬声器118。有利的是，音频设备102包括用于发射音频信号114的扬声器118，因为同一个扬声器118随后可用于音频设备102的音频校准以及用于将音频信号提供给音频设备102的安装者和/或用户。由此，可以提供音频设备102的更加有效的音频校准。针对该情形，通过音频设备102使用扬声器118提供音频信号114的发射，可以使用优选的和优化的音频信号114。换句话说，由此可以获得对音频信号的物理特性(例如音谱和音量)的改进控制。

音频信号114可例如包括在约20至20000Hz音频范围内的频率。音频信号114由此包括可由人类听见的至少一种音调。由此可以在可听见的并由此与音频设备102的用户相关的频带宽度内提供音频设备102的音频校准。

音频信号114可以进一步包括多个音调，该多个音调是在时间上同时的或顺序的，其可以改进音频校准的质量。音频信号114可以是校准音调。

音频信号114可以进一步包括音频范围之外(即人类听觉极限之外)的频率，但是该频率可以通过音频麦克风108记录。这对于为音频设备102的用户提供改进的听觉体验可能是有利的。

音频信号114可以进一步包括麦克风108所接触的环境声，即来自非扬声器118的生源的声音。在执行音频设备102的音频校准时，例如，当考虑音频设备102和/或外围设备116的背景音时，这是有利的。在校准音频设备102时，例如可以将繁忙街道上的声音景观考虑在内，使得音频设备102的使用者在音频校准之后可以更好地区分由音频设备102的扬声器118所发射的声音与环境声。由此通过系统100提供了改进的听觉体验。

根据其它实施例，音频信号可以仅包括环境声。环境声用于音频设备的校准。因此，根据这种实施例，扬声器不需要发射用于音频校准的音频信号。由此提供了包括较少部件的音频设备的音频校准的系统。

应当指出的是，音频设备102可以进一步包括麦克风(未示出)。由此可以提供全双工的音频设备102。音频设备102的安装者和/或使用者可以经由音频设备102(即通过其相机106、扬声器118和麦克风)与音频设备102以及音频设备102的操作者通信。换句话说，音频设备102允许点对点通信使得对着音频设备102说话的音频设备102的安装者和/或使用者可以在远离音频设备102的位置处被听见。

仍然参照图1，数据处理单元110被示出为是外围设备116的部件。数据处理单元110被设置成处理通过麦克风108记录的音频信号114的表示。所记录的音频信号114的表示进一步被处理成反馈图像数据。反馈图像数据被显示在外围设备116的显示器112上使得其通过音频设备102的相机106可以被采集。优点是通过外围设备116可以提供反馈图像数据，而不需要任何其他的处理工具。因此，不需要在外围设备116和外围设备116之外的其它数据处理单元之间的通信，以用于提供反馈图像数据。提供了音频设备的简单且成本有效的校准。

然而，应当指出的是，如下面将要讨论的，数据处理单元可以被设置在外围设备116之外。

图2图示在外围设备116的显示器112上执行的反馈图像数据的显示。根据该实施例，反馈图像数据包括显示图表202和机器可读条形码204的静态图200。图表202和条形码204提供关于从扬声器118发射的、通过麦克风108记录的音频信号114的表示的信息。由此，可以以简单且直接的方式将反馈图像数据呈现给音频设备的安装者和/或使用者。

应当指出的是，反馈图像数据在不同实施例中可以包括简单的信息(例如“这是记录的音频信号”)，或者可替代地包括更加复杂的信息，即包括涉及由数据处理单元处理的所记录的音频信号的信息。复杂信息可例如包括关于如何更改影响音频设备102的音频的设置的信息。

反馈图像数据可以包括关于在由扬声器118发射的预定发射音频信号和如由麦克风108所记录的预定音频信号的记录表示之间区别的信息。如果预定音频信号的频谱特性是外围设备已知的，那么可以例如获得该区别。预定音频信号可以被标准化。

根据其它实施例，外围设备可以将与应当从音频设备发射的音频信号的频谱特性相关的信息提供给音频设备。

使用外围设备的音频设备的安装者和/或使用者此外可以以有效的方式访问反馈图像数据。基于所显示的静态图像200，音频设备102的安装者获取关于音频设备102的校准状态的知识。所显示的静态图像200的图表202可以例如指示音频设备102的校准是所发射的音频信号114的频谱特性与所记录的音频信号114的表示在预定容差范围内是相符的。在这种情况下，可以不需要对音频设备102的进一步校准。

然而，在另一种情形下，所显示的静态图像200可使音频设备102的安装者意识到需要对音频设备102进一步校准。可替代地，基于所采集的显示静态图像200，音频设置单元104可以确定是否需要对音频设备102进一步校准。

所显示的反馈图像数据可以向音频设备102的安装者和/或使用者提供关于相对于音频设备102在何处设置外围设备116(即外围设备116的麦克风108和/或显示器112)的信息。由此，可以在音频设备102的环境中的特定位置处执行音频设备102的校准，该环境与音频设备102的操作相关。外围设备116可以例如放置在音频设备102的安装者和/或使用者相对于音频设备102可能放置的位置。外围设备116可以进一步被放置在不同位置处使得获得对音频设备102的改进校准。这是有利的，因为取决于音频设备102或其部件是否是被阻碍，音频设备的安装者和/或使用者可以位于相对于音频设备102的不同位置处。可以进一步缓解与音频设备102或其部件放置在距离音频设备102的安装者和/或使用者一定距离处从而妨碍影响音频的设置的直接更改相关联的问题，使得提供了对影响音频设备的音频的设置的有效更改。

静态图像200被设置成有效地提供要被相机106采集的反馈图像数据。基于相机106采集的反馈图像数据，音频设置单元104更改影响音频设备102的音频的设置。静态图像200的机器可读条形码204提供可由音频设备102的相机106有效地采集的简单和直接的图像。提供用于校准音频设备102的简单且成本有效的方法，因为不需要用于显示反馈图像数据的其他工具。

根据其它实施例，反馈图像数据可以包括QR码、条形码、文本和图表中的至少之一。由此可以提供清晰且可理解的反馈图像数据。提供了所记录的音频信号的表示的清楚且简单的呈现。

根据其它实施例，反馈图像数据可以包括视频序列。

图3根据本发明的另一个实施例图示显示在显示器112上的反馈图像数据。反馈图像数据被呈现为静态图像300，并且包括如何更改影响音频设备的音频的设置的表示。静态图像300包括显示为快速响应码(QR码)302的反馈图像数据。作为示例，QR码302显示指令“增加音量到5”，如在显示器112上进一步显示为文本304。该指令来源于所记录的音频信号114的表示的处理，使得反馈图像数据包括如何更改影响音频设备的音频的设置的表示，该表示可以通过相机106采集。

在反馈图像数据采集之后，基于指令，音频设备102的音频设置单元104可以更改影响音频设备102的音频的设置。由此可以提供一有效通道，该通道用于基于反馈图像数据提供如何更改影响音频设备102的音频的设置的指示。通过提供如何更改影响音频的设置的指令，实现了对音频设备102的有效音频校准，使得通过音频设备102可以提供期望的音频体验。

图4根据本发明的另一个实施例图示音频设备402的音频校准的系统400。系统400包括音频设置单元404、相机406、麦克风408和多个数据处理单元420、422、430，以及显示器412。相机406和音频设置设备404被包括在音频设备402中。系统400进一步包括设置成发射音频信号414的扬声器418。

麦克风408和显示器412被包括在外围设备416中。

数据处理单元430被设置在外围设备416之外。数据处理单元430可以位于通信网络440(例如局域网、LAN、因特网或电信网络)内。由此，减少了对处理数据(例如与所记录的音频信号414的表示相关的数据)的外围设备416的需求。

音频设备402和/或外围设备416还包括如通过数据处理单元420和422图示的数据处理单元。音频设备402的数据处理单元420可以例如被设置成处理显示在显示器412上的反馈图像数据，该反馈图像数据通过相机406采集，使得音频设置单元404接收如何更改影响音频设备402的音频的设置的输入数据。音频设备402的数据处理单元420可以进一步被设置成处理反馈图像数据以决定如何更改音频设备402的音频设置。如果处理单元430例如临时没有连接到外围设备416，那么这还允许有效的音频校准。

外围设备416的数据处理单元422以及数据处理单元430可以共同地或单独地将所记录的音频信号的表示处理成反馈图像数据和/或在显示器412上显示反馈图像数据。

根据其它实施例，音频设备402的数据处理单元420以及另外的数据处理单元(未示出，该另外的数据处理单元被包括在通信网络内)可以基于通过相机406采集的反馈图像数据而共同地或单独地提供用于更改影响音频设备402的音频的设置的数据输入和/或处理采集的反馈图像数据以决定如何更改音频设备402的音频设置。

参照图5，图示了音频设备的音频校准的方法500。方法500包括以下步骤：通过麦克风记录502音频信号的表示；通过数据处理单元将记录的音频信号的表示处理504成反馈图像数据；在显示器上显示506反馈图像数据；通过相机采集508在显示器上显示的反馈图像数据；基于通过相机采集的反馈图像数据更改510影响音频设备的音频的设置。

上面关于音频设备的校准的系统描述了使用方法500的功能和益处。为了避免不必要的重复，参考上面的描述。

本领域技术人员会意识到，本发明决不限于上面描述的优选实施例。相反地，多种修改和变化在所附权利要求范围内是可能的。

音频系统可以包括经由网络连接到音频设备的扬声器(未示出)。扬声器由此可以远程连接到音频设备。由此可以提供模块化的音频设备，其可以被配置成用于不同情形。取决于期望的听觉体验，可以例如容易地交换扬声器。音频系统可以进一步包括几个扬声器。

相机和显示器此外可以属于不同的网络通道或网络，其简化并增加了用于音频设备的音频校准的方法的通用性。

音频设备可以是门口机。

此外，根据对附图、公开内容以及所附权利要求的研究，实践要求保护的发明的技术人员会理解和实施对本发明公开实施例的变化。词语“包括”并不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或者“一种”并不排除多个。在互相不同的从属权利要求中叙述的某些措施的单纯事实并不指示这些措施的组合不能用于获得优点。

Claims (15)

1.一种用于音频设备的音频校准的方法，所述方法包括：

通过外围设备(116、416)的麦克风(108、408)记录(502)音频信号(114、414)的表示；

通过数据处理单元(422、430)将所记录的音频信号(114、414)的表示处理(504)成反馈图像数据；

在所述外围设备(116、416)的显示器(112、412)上显示(506)所述反馈图像数据；

通过所述音频设备(102、402)的相机(106、406)采集(508)在所述显示器(112、412)上显示的所述反馈图像数据；

基于通过所述相机(106、406)采集的所述反馈图像数据更改(510)影响所述音频设备(102、402)的音频再现的设置。

2.根据权利要求1所述的方法，其中将所记录的音频信号(114、414)的表示处理(504)成反馈图像数据是在所述外围设备(116、416)的数据处理单元(422)上执行的。

3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括通过扬声器(118、418)发射所述音频信号(114、414)。

4.根据权利要求3所述的方法，其中通过所述音频设备(102、402)的扬声器(118、418)执行所述音频信号(114、414)的发射。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述反馈图像数据包括静态图像(200、300)或者视频序列。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述反馈图像数据包括以下至少之一：QR码(302)、条形码(204)、文本(304)和图表(202)。

7.根据权利要求1所述的方法，其中通过所述数据处理单元(422、430)的处理(504)进一步包括：处理所记录的音频信号(114、414)的表示，使得所述反馈图像数据包括如何更改影响所述音频设备(102、402)的音频的设置的表示。

8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：通过所述音频设备(102)的数据处理单元(420)处理所述反馈图像数据，以决定如何更改所述音频设备(420)的音频设置。

9.根据权利要求2所述的方法，其中所述外围设备(116、416)是手机、个人数字助理、计算机、平板电脑或者音频校准设备，所述外围设备(116、416)包括麦克风(108、408)和显示器(112、412)。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述音频设备(102、402)是双向通信站。

11.一种用于音频设备的音频校准的系统，所述系统(100、400)包括：

所述音频设备(102、402)，包括相机(106、406)和音频设置单元(104、404)；

外围设备(116、416)，包括麦克风(108、408)和显示器(112、412)；以及

数据处理单元(420、422、430)，

其中所述麦克风(108、408)被设置成记录音频信号(114、414)的表示，

其中所述数据处理单元(420、422、430)被设置成将所记录的音频信号(114、414)的表示处理成反馈图像数据，

其中所述显示器(112、412)被设置成显示所述反馈图像数据，

其中所述相机(106、406)被设置成采集在所述显示器(112、412)上显示的所述反馈图像数据，以及

其中所述音频设置单元(104、404)被设置成基于通过所述相机(118、418)采集的所述反馈图像数据更改影响所述音频设备(102、402)的音频再现的设置。

12.根据权利要求11所述的系统，进一步包括扬声器(118、418)，所述扬声器被设置成发射音频信号(114、414)。

13.根据权利要求12所述的系统，其中所述音频设备(102、402)包括所述扬声器(118、418)。

14.根据权利要求11所述的系统，其中所述反馈图像数据包括以下至少之一：QR码(302)、条形码(204)、文本(304)和图表(202)。

15.根据权利要求11所述的系统，其中数据处理单元(422、430)被设置成处理所记录的音频信号(114、414)的表示，使得所述反馈图像数据包括如何更改影响所述音频设备(102、402)的音频再现的设置的表示。