CN105723680B - 用于音频分配的方法和计算机设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于向连接至网络的多个音频回放设备分配音频数据的方法和设备。多个音频回放设备的一个或多个网络相关的性能准则被比较。基于该比较，至少一个音频回放设备被指定为主设备并且至少一个其他的音频回放设备被指定为从设备。主设备随后控制音频数据向一个或多个从设备的分配。

Description

用于音频分配的方法和计算机设备
背景技术
本公开涉及在网络上的音频数据的分配。
音频系统可以被布置为将数字音频数据串流到连接至诸如局域网(LAN)之类的网络的多个音频回放设备中的一个或多个音频回放设备。每个音频回放设备能够通过一个或多个扬声器播放该音频数据。在一些这样的网络音频系统中，主设备接收来自音频源的音频数据并且管理数据在网络上向其他音频设备的分配，这些其他音频设备被认为是从设备，其接收并随后播放由主设备供应的音频。
发明内容
主音频回放设备是用于将数字音频串流到多个网络回放设备的网关。在无线网络中，不同音频回放设备的链接速度可显著变化。在具有专用主设备的系统中，如果主设备的链接速度较慢，或者若其随时间劣化，整个网络的性能也可劣化。由于音频数据的连续递送和回放中的中断对用户造成问题，主设备链接速度劣化是重要的议题。
链接速度劣化在主设备的性能上的任何效果可通过将具有音频数据的最大成功传输率的回放设备选择为主回放设备而被减轻。此外，在具有正在播放相同串流的音频数据的多个回放设备的网络中(其中主设备服务多个从设备)，主设备的链接速度可显著变慢。在这样的情况下，可以通过将两个或多个音频回放设备指定为主设备而维持可接受的数据递送速度，并且将每个主设备与可控大小群组的从设备相关联。
以下提及的所有示例和特征可以以任何技术上可行的方式进行结合。
在一个方面，一种用于将音频数据分配到连接至网络的多个音频回放设备的方法包括将多个音频回放设备的一个或多个网络相关的性能准则进行比较，并且基于该比较而将多个音频回放设备中的至少一个指定为主设备并且将多个音频回放设备中的至少另一个指定为从设备，其中主设备控制音频数据向一个或多个从设备的分配。
各个实施例可以包括以下特征中的一个或其任意组合。网络相关的性能准则可以包括多个音频回放设备的成功数据传送率。成功数据传送率可以包括由音频回放设备实现的网络吞吐量。成功数据传送率可以基于由分组错误率修改的物理数据率而被确定。成功数据传送率可以部分地基于数据传输错误率而被确定。成功数据传送率可以部分地基于数据传输错误率的标准差而被确定。该比较可以至少部分地基于在预定时间段上的成功数据通信率。数据通信率可以包括在预定时间段上由音频回放设备实现的成功数据传送率的移动平均。
各个实施例可以包括以下附加特征中的一个或其任意组合。音频数据可以源自音频源，并且该方法可以进一步包括在主设备与音频源之间建立数据连接，并且在主设备与一个或多个从设备之间建立数据连接。每个音频回放设备可以包括计算机存储器，并且该方法可以进一步包括在每个音频回放设备的存储器中存储主设备和每个从设备的标识。
各个实施例可以包括以下特征中的一个或其任意组合。该方法可以进一步包括监视主设备的性能准则并且响应地将从设备指定为第二主设备，该第二主设备控制音频数据向一个或多个其他从设备的分配。该方法可以进一步包括，在将从设备指定为第二主设备之后，在一个或多个从设备与主设备之间建立数据连接，其中每个从设备被连接到仅仅一个主设备。监视所述主设备的性能准则可以包括确定由主设备实现的成功数据通信率。成功数据通信率可以基于由分组错误率修改的物理数据率而被确定。
在另一方面，一种计算机设备被配置为控制音频数据向连接至网络的音频回放设备的分配，该计算机设备包括存储器以及通信地耦合到该存储器的处理器，并且该处理器被配置为将多个音频回放设备的一个或多个网络相关的性能准则进行比较，并且基于该比较来将多个音频回放设备中的一个指定为主设备并且将多个音频回放设备中的至少另一个指定为从设备。主设备控制音频数据向一个或多个从设备的分配。处理器还致使主设备和从设备的标识被存储在存储器中。
各个实施例可以包括以下特征中的一个或其任意组合。网络相关的性能准则可以包括多个音频回放设备的成功数据通信率。成功数据通信率可以包括由音频回放设备实现的网络吞吐量。成功数据通信率可以包括在预定时间段上由音频回放设备实现的成功数据通信率的移动平均。该处理器可以进一步被配置为监视主设备的性能准则并且响应地将从设备指定为第二主设备，该第二主设备控制音频数据向一个或多个其他从设备的分配。该处理器可以进一步被配置为，在将从设备指定为第二主设备之后，在一个或多个从设备与主设备之间建立数据连接，其中每个从设备被连接到仅仅一个主设备。
附图说明
图1是有助于在多个音频回放设备之间维持可接受的音频分配率的音频分配系统的示意性框图。
图2图示了用于完成音频数据向多个音频回放设备有效的递送的方法。
图3图示了在音频分配系统中主设备与从设备之间的关系。
图4图示了可以在音频数据分配中指定及使用第二从设备的方法。
具体实施方式
具有多个音频回放设备的音频分配系统可以被动态地配置，使得设备中的一个设备用作主设备并且控制音频数据向被认为是从设备的其他音频回放设备的分配。当音频回放设备是网络的部分时，可以基于在该网络上所有的现用(active)回放设备的基于网络的性能的分析来确定哪个设备被指定为主设备。基于网络的性能的一个测量是由设备完成的网络吞吐量，该测量可以基于由分组错误率修改的设备的物理数据率。
图1的音频分配系统10可以被用来完成用于将音频数据分配到连接至网络的音频回放设备的方法，并且还包括在主题音频分配中涉及的计算机设备。系统10适于递送数字音频(例如数字音乐)。系统10包括在该系统的一组音频输出设备20之间的多个音频回放设备22、24和26。在一个非限制性实施例中，音频回放设备是每个均包括数模转换器的相同设备，其能够接收数字音频信号并将它们转换成模拟形式。音频回放设备还包括接收模拟音频信号并将它们转换为声音的电声换能器。音频回放设备还包括处理器。音频回放设备被连接到彼此并且还经由网络30被连接到路由器/接入点32。音频回放设备因而能够与彼此通信。网络30可以是有线的和/或无线的网络，并且可以使用已知的网络连接方法。网络30是LAN 12的连接到广域网(WAN)14的部分，在该非限制性示例中是通过连接到互联网56进行的。LAN 12还包括一个或多个单独的计算设备40以及一个或多个单独的本地数字音频源46。在该非限制性示例中，计算设备包括个人计算机42和移动计算设备44，诸如智能电话、平板电脑等。WAN 14包括服务器50和互联网无线电服务52，其两者均可以经由互联网56与LAN通信。
系统10的一种用途是在群组20中的一个或多个音频回放设备上播放音频流。数字音频的源提供了对诸如在网络30上移动到音频回放设备的音频流之类的内容的接入。这样的音频流的源例如可以包括互联网无线电站和用户定义的播放列表。每个这样的数字音频源维持音频内容的储存，其可以由用户选择在一个或多个音频回放设备上播放。这样的数字音频源可以包括基于互联网的音乐服务，诸如举例而言，
Figure GDA0002333436250000041
和
Figure GDA0002333436250000042
诸如数字音频源46之类的网络附加存储设备以及诸如可在移动计算设备上找到的媒体服务器应用也可以是音频数据的源。通常，用户经由PC 42和/或移动设备44选择音频源和回放设备。
当用户已经选择使音频流在多于一个音频回放设备上播放时，为了音乐被恰当地同步以使得相同的音轨同时在所有的音频回放设备上播放，需要在所有的音频回放设备之间有适当且充分的协调。可以完成这样的协调的一种方式是使用音频回放设备中的一个音频回放设备来控制音频数据向正在被用来播放内容的所有的其他音频回放设备的分配。控制音频数据向其他现用的回放设备的分配的该设备可以被认为是主设备，并且其余的现用设备(即，被用来播放内容的其余的回放设备)可以被认为是从设备。
在具有专用的主设备的音频分配系统中，如果主设备的网络数据链接率劣化，所有的音频回放设备的性能将相应地劣化。这样的潜在的性能劣化可以通过基于所有的现用音频回放设备的一个或多个相关的网络性能准则动态地选择主设备而被减小。例如，网络性能准则可以是网络数据通信率。如果具有最大成功数据通信率的音频回放设备被选择为主设备，考虑到网络配置和性能，网络的性能将保持在其可能的最高水平。
由于所有的音频回放设备22、24和26具有相同的功能性，它们中的每一个可以用作主设备。系统可以动态地确定哪个设备将承担主设备的功能性的一个非限制性方式如下所述。每个音频回放设备将确定与其功能性相关的一个或多个网络相关的性能准则的其水平作为主设备。当音频回放设备具有相同的硬件和固件时，相关的性能准则是由该设备完成的在网络30上的成功数据传送的速率，其可以基于由在网络上的数据丢失的速率修改的数据链接率或比特率(即，每单位时间传输的比特数)而被确定。在一个非限制性示例中，性能度量是基于以下公式所确定的成功数据传输的速率：(物理数据率)*(1-分组错误率)。确定网络性能准则的其他已知手段可以被替代地使用。
用于完成音频数据向多个音频回放设备有效的递送的方法由图2的方法100被图示。第一步骤102是确定已被选为播放音频的所有的音频回放设备(即，现用设备)的成功数据传送率。成功数据传送率(或其他网络性能准则)的测量通过每个音频回放设备被单独地完成。然而，准则可以以其他方式被确定，例如在个人计算机42中驻存的软件或在服务器50中驻存的软件的控制下。在一个示例中，每个现用音频回放设备被适配为测量其性能度量。成功数据传送率的测量可以随着设备被操作而大致上连续地进行，并且该测量可以以适当的方式被保存；每个音频回放设备具有处理器和关联的存储器，并且处理器可以被用来监视其并且在本地设备存储器中存储适当的数据。以该方式，可能的是既瞬间地又随时间行进地考虑成功数据传送率。
在大多情况下，一旦主设备被指定，该指定在设备正在使用以播放串流的音频时不会改变。然而，如以下所述的，主设备的指定可以在系统使用中时动态地改变。由于瞬时成功数据传送速度可以随设备被用来播放音频的时间而变化，瞬时测量可能不是用来确定将最成功地用作主设备的设备的最佳测量。在一般意义上，最佳的将是指定主设备为在长时间段上具有一贯良好的成功网络速度(例如，网络吞吐量)并且在该期间的任何时候其数据传送都没有以任何理由被中断的设备。以该方式测量速度的一个方式将是在一段时间上或在时间上移动“窗”上取移动平均。在一个非限制性示例中，该窗可以是从大约5分钟高至大约2小时。设备可以被配置为在该预定时间段上既看成功数据传送率也看其标准差。设备还可以被配置为找到并存储诸如数据传送失败之类的漂移或离群值，并随后基于这样的离群值修改移动平均。例如，如果设备的成功数据传送率通常非常好但周期性地大幅受损，使得该设备将不能成功地管理音频数据向从设备的分配，那么将该设备选择为主设备将是不明智的。
一旦所有的现用设备的成功数据传送率已经基于诸如以上所述的预定准则或多个准则而被确定，在步骤104，成功数据传送率被大致上从最佳到最差排序。由于现用设备在网络30上通信，每个设备可以在其本地存储器中维持所有的现用设备的成功数据传送率。在步骤106，具有最佳成功数据传送率的设备随后被指定为主设备并且所有的其他设备被指定为从设备。主设备将向从设备通信该状态，其将向其他设备确认它们的状态。一旦主/从关系已经被建立，在步骤108，向所有的音频回放设备的音频数据的串流通过将主设备连接到音频源而被完成，使得其接收串流数据。在步骤110，主设备和从设备随后在网络上连接。这可以通过使从设备将数据套接连接到主设备而被完成。网络现在被配置为向每个现用音频回放设备分配串流的音频数据。
在步骤112，主设备管理数据向从设备的分配。该管理可以以在网络领域中已知的方式被完成。例如，主设备可以推送其已经接收到的音频数据到从设备，或者主设备可以使得音频数据可用于从设备获取。音频数据可以以数据分组被递送。数据分组可以是时间戳的，使得每个设备可以以恰当顺序并且在适当时间播放数据，使得设备的音频输出被同步。作为结果，例如在多个房间中均存在音频回放设备的家庭网络中，相同的音乐将在所有的房间播放。
图3示意性地部分描绘了系统80，在其中音频数据从主设备路由到一个或多个从设备。来自网络的音频数据由路由器82所接收并且路由到主音频回放设备84。设备84控制数据向从设备86、88和90的分配。数据通过路由器82从主设备移动到每个从设备。当存在多于一个由主设备服务的从设备时，或在主设备的指定之后一个或多个附加从设备被添加至网络的情况下，主设备的带宽可以增大。这可导致在网络中的音频数据分配的质量下降，因而其可降低音频回放设备的音频输出的质量。这些问题可通过监视主设备的一个或多个网络相关的性能准则而被减轻。准则或多个准则可以是以上描述的那些类型。如果主设备的监视的准则开始受损到一定程度，这可能影响音频分配系统的性能，该系统可以被允许来将当前的从设备指定为新的、第二主设备。
可以在音频数据分配中指定及使用第二主设备的一种方法由图4的方法120图示。第一步是在步骤122监视主设备的相关网络性能准则。这样的监视可以是大致上连续的，或者可以以一速率被周期性地完成，考虑到网络配置，该速率被选为足以可能地捕获到问题。如果主设备的性能准则是不足的(例如，基于预定阈值)，下一步是在步骤124确定从设备的性能准则。在步骤126，这些从最佳到最差被排序。在步骤128，具有最佳性能的从设备随后被指定为第二主设备。
现在有两个主设备，最佳的是以被设计为在整个网络上完成最佳的数据分配的方式将剩余的从设备在两个主设备之间拆分。在步骤130，这通过将每个从设备与一个主设备关联而被完成。当存在两个主设备时，酱油两组设备，每组具有一个主设备和一个或多个从设备。在步骤132，每个主设备管理数据在其组中向从设备的分配。包括一个主设备和一个或多个从设备的每个组可以以针对一个这样的组的上述方式操作。
回到图3，示出了第二主设备92。像第一主设备84一样，该新的主设备经由路由器82接收来自云的串流音频。作为替代选择，数据可以从本地网络上的源被接收。在当前的示例中，相同的数据流被提供到主设备两者。第二主设备92例如以上述方式控制音频数据的分配到其包括从设备94和从设备96的从设备组。如上所述，音频数据流可以从主设备92到从设备94和96而被推送或拉取。
可能最佳的是不即时改变主设备(即，当系统正在使用时)，因为这样做的过程可消耗显著的网络资源并且甚至可造成音频丢失。但系统可具有有效的短期“音频丢失检测器”(例如，在软件中)，当其现用时将致使系统询问其他音频回放设备或客户检验它们是否可能具有比当前主设备的短期性能显著更好的网络性能。如果是，将最佳将最佳性能的从设备提升为新的主设备。从设备的性能评级可基于短期性能和较长期平均值，如已经在以上所述的。这样做的一个原因是若主设备经历性能降低，切换到降低至同等低或更低的性能水平的从设备将不会是有利的。“音频丢失检测器”将可能需要触发阈值来初始化该动作，该阈值的一个非限制性示例是：至少“N”个从设备在前10秒上具有大于5-10秒的结合的音频丢失时间期间。
以上描述的这些系统和方法的实施例包括计算机部件和计算机实施的步骤，其对本领域技术人员而言将是明显的。例如，应当被本领域技术人员所理解的是，计算机实施的步骤可以作为计算机可读介质上的计算机可执行指令被存储，该计算机可读介质诸如举例而言是软盘、硬盘、光盘、闪存ROMS、非易失性ROM以及RAM。此外，应当由本领域技术人员理解的，计算机可执行指令可以在各种处理器上被执行，该处理器诸如举例而言为微处理器、数字信号处理器、门阵列等。为了便于说明，不是以上描述的系统和方法的每个步骤或元件都在本文中被描述为计算机系统的一部分，但本领域技术人员将认识到，每个步骤或元件可以具有对应的计算机系统或软件构件。因此，这样的计算机系统和/或软件构件通过描述其对应的步骤或元件(即，它们的功能)而被启用，并且处于本公开的范围之内。
若干实施方式已经被描述。然而，将理解的是，可以做出附加的修改而不偏离本文描述的发明构思的范围，并且相应地，其它实施例也处于以下权利要求书的范围以内。

Claims (16)

1.一种用于向连接至网络的多个音频回放设备分配音频数据的方法，所述方法包括：
将所述多个音频回放设备的一个或多个网络相关的性能准则进行比较；
基于所述比较，将所述多个音频回放设备中的一个音频回放设备指定为第一现用主设备并且将所述多个音频回放设备中的其余的音频回放设备指定为从设备，其中所述第一现用主设备控制音频数据向所述从设备的分配；
监视所述第一现用主设备的性能准则并且作为响应将从设备指定为第二现用主设备，所述第二现用主设备控制音频数据向一个或多个其它从设备的分配；以及
在将从设备指定为第二现用主设备之后，在所述从设备中的每个从设备与所述第一现用主设备和所述第二现用主设备中的一个之间建立数据连接，其中每个从设备被连接到仅仅一个主设备，以及
其中每个主设备控制音频数据仅向其所连接的所述从设备的分配。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述网络相关的性能准则包括所述多个音频回放设备的成功数据传送率。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述成功数据传送率包括由音频回放设备实现的网络吞吐量。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述成功数据传送率基于由分组错误率修改的物理数据率而被确定。
5.根据权利要求2所述的方法，其中所述成功数据传送率部分地基于数据传输错误率而被确定。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述成功数据传送率部分地基于所述数据传输错误率的标准差而被确定。
7.根据权利要求2所述的方法，其中所述比较至少部分地基于在预定时间段上的成功数据通信率。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述数据通信率包括在所述预定时间段上由音频回放设备实现的所述成功数据传送率的移动平均。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述音频数据源自音频源，并且其中所述方法进一步包括在所述主设备中的每个主设备与所述音频源之间建立数据连接。
10.根据权利要求1所述的方法，其中每个音频回放设备包括计算机存储器并且其中所述方法进一步包括在每个音频回放设备的存储器中存储每个主设备和每个从设备的标识。
11.根据权利要求1所述的方法，其中监视所述第一现用主设备的性能准则包括确定由所述第一现用主设备实现的成功数据传送率。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述成功数据传送率基于由分组错误率修改的物理数据率而被确定。
13.一种计算机设备，被配置为控制音频数据向连接至网络的多个音频回放设备的分配，包括：
存储器；以及
处理器，所述处理器与所述存储器通信地耦合并且被配置为：
比较所述多个音频回放设备的一个或多个网络相关的性能准则；
基于所述比较，将所述多个音频回放设备中的一个音频回放设备指定为第一现用主设备并且将所述多个音频回放设备中的其余的音频回放设备指定为从设备，其中所述第一现用主设备控制音频数据向所述从设备的分配；
致使所述第一现用主设备和所述从设备的标识被存储在所述存储器中；
监视所述第一现用主设备的性能准则并且作为响应将从设备指定为第二现用主设备，所述第二现用主设备控制音频数据向一个或多个其它从设备的分配；以及
在将从设备指定为第二现用主设备之后，在所述从设备中的每个从设备与所述第一现用主设备和所述第二现用主设备中的一个之间建立数据连接，其中每个从设备被连接到仅仅一个主设备，以及
其中每个主设备控制音频数据仅向其所连接的所述从设备的分配。
14.根据权利要求13所述的设备，其中所述网络相关的性能准则包括所述多个音频回放设备的成功数据通信率。
15.根据权利要求14所述的设备，其中所述成功数据通信率包括由音频回放设备实现的网络吞吐量。
16.根据权利要求14所述的设备，其中所述成功数据通信率包括在预定时间段上由音频回放设备实现的所述成功数据传送率的移动平均。
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