CN106507240A - 一种将扬声器系统的扬声器的物理位置关联至扬声器标识符的方法 - Google Patents

一种将扬声器系统的扬声器的物理位置关联至扬声器标识符的方法 Download PDF

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Abstract

一种将扬声器系统的扬声器的物理位置关联到扬声器标识符的方法,扬声器系统包括多个扬声器,多个扬声器由至少一根扬声器总线连接并且通过通信耦合至总线驱动器,扬声器被安装在集合环境中的不同位置,集合环境包括一个或多个局部环境。物理位置和扬声器标识符之间的关系由移动设备所决定的环境属性提供。

Description

一种将扬声器系统的扬声器的物理位置关联至扬声器标识符 的方法
技术领域
本发明涉及定位和配置在扬声器系统中的扬声器。
背景技术
在本领域中所周知的是应用扬声器通过语音对大众讲话。这种系统通常可以是有线的或无线的,而且系统使用中央控制器来管理所要呈现的以及在哪里呈现。在许多这种现有技术系统中,扬声器分布在广泛的面积区,旨在于大众所在之处以相关的音频对大众讲话。这种系统可以,例如适配成为在等候房间的大众提醒相关的行程信息,在商店中提供背景音乐,实现与会者之间的内部交流等。这些选项是很多的,并且这种扬声器系统可涵盖火车站、机场、公共建筑物、办公房间酒店、餐馆等的广大面积区。由于这种系统中的扬声器通常只能根据他们的物理布线配置和管理,传统的商业系统相对较不灵活,重新配置和调整需要繁琐的重新安装工作,涉及为其新的配置而重新为扬声器布线。
发明内容
在一个方面,本发明涉及一种将扬声器系统的扬声器的物理位置关联至扬声器标识符的方法,扬声器系统包括多个扬声器,多个扬声器由至少一根扬声器总线连接并且通过通信耦合至总线驱动器。
扬声器被安装在集合环境中的不同位置,集合环境包括一个或多个局部环境。该方法包括以下步骤:
-提供移动设备,移动设备包括由电池供电的摄像头、显示屏、内存装置和计算处理器装置,
-计算处理器装置根据存储在内存装置中的算法处理数据,显示屏被设置用于显示由摄像头捕捉的并由计算处理器装置处理的图像,
-借由移动设备的摄像头捕捉环境的图像,
-借由计算处理器装置根据图像提取环境属性,
-根据环境属性计算一个或多个扬声器的物理位置,
-手动地或自动地将一个或多个扬声器的物理位置作为关系至少部分地根据计算的物理位置关联至相应的扬声器标识符,及
将关系存储在与总线驱动器关联的位置数据库中。
根据本发明,可在有许多扬声器的大型扬声器方案中提供可单独地寻址的扬声器,因为该方案过程有利于该系统的扬声器电线的物理安装可以很少或不用考虑与各个扬声器或扬声器组的寻址相关的最终需求。本发明的另一个优势是,技术人员可以在安装物理扬声器时考虑独立的环境而不考虑构建一个反映最终系统的预期用途的总线布局。
这种优势导致进一步的巨大优势,即与扬声器或扬声器组的可寻址性相关的要求不会对在不同的环境中的音频设计有负面影响。这种建立关于音频而被优化的局部环境的自由度是很重要的。
本发明的另一个重要特征是,一个或多个扬声器系统可以以可靠和可行的方式设定,从而获得功能被很好地定义的系统,从而有利于该系统在寻址特定扬声器或扬声器组时根据意向而工作。而且,还有益处的是,扬声器组或特定的扬声器可以在需要对扬声器或扬声器系统维护时方便地定位并具有较低的出错风险。
在一个实施例中,一个有利的特征是,被确定的并且被存储的关系可以在之后的情景下很容易地改变和调整。
环境可以被理解为房间、开放空间、大厅等,即,任何用于容下扬声器系统的有关场所。
环境的图像被理解为涵盖了完整的环境或某些环境的某种类型的图像。图像可能包含一个以上单独的图像。图像的覆盖范围应足以使计算处理器装置能够计算由移动设备的用户选定的扬声器的物理位置。
位置数据库可以与总线驱动器整合而集中地被存储,或者它可以驻留在一个或多个分散式位置数据库中,分散式位置数据库被,例如,包括在移动设备中,只要使位置数据库可被总线驱动器使用,以便于当需要时或作为基于云服务器系统的一部分对扬声器的有效寻址。
扬声器总线可以是扬声器或节点的任何通信耦合,用于间接地将扬声器耦合至总线驱动器以用于控制由扬声器呈现的音频。在有利的实施例中,扬声器总线、总线驱动器和至少一些扬声器或节点促进数据通信,例如,除了音频信号,控制参数,并且更优选的实施例还促进某种程度的双向通信,允许节点和扬声器与总线驱动器对初始化、状态、错误或其他消息进行通信。
当扬声器系统包括扬声器总线、一个或多个带电音频总线和关联的总线驱动器时,获得有利的实施例。多个扬声器通过所述带电音频总线的扬声器节点构成,并且中央控制器被连接到所述总线驱动器或与总线驱动器整合。带电音频总线向所连接的扬声器和/或节点提供音频信号和电能。
在带电音频总线被用于分发、互连和供电给包括放大器和扬声器的扬声器节点的扬声器系统中,本发明的实施例可以使高度相关的。在某些带电音频总线系统中,总线驱动器或中央控制器可以在距离或沿扬声器节点的总线电缆的相邻者方面知道电气位置,如扬声器和节点的顺序。然而,因为扬声器和带电音频总线可以根据任意的拓扑被建立为通常的长总,例如,20米至100米长,以任何不可预测的方式在天花板上方转绕和扭转,所以非常有利地能够映射具有空间布局或环境的被电气识别的扬声器节点。
当扬声器系统的扬声器可由总线驱动器单独地寻址,以用于呈送由总线驱动器提供的音频时,获得有利的实施例。
扬声器可以以许多种方式单独地寻址。驱动器可以由此对单个特定的扬声器或扬声器组进行寻址。关于物理位置,扬声器可以以一种非常特定的方式被定位,在此方式中,每个扬声器的特定位置在2D或3D的位置图表中被定位。扬声器还可以在多个组中被定位,其中单独的扬声器都被特定地物理定位。在进一步的实施例中,扬声器还可以以扬声器组被物理定位,该扬声器组仅关于预定的区域被定位。总线驱动器由此可以基于知道单独的扬声器在哪里而对单独的扬声器寻址,并且/或者基于知道单独的扬声器在哪里而对一个或多个组寻址。
当扬声器系统的扬声器可由总线驱动器单独地寻址,以用于在中央控制器的控制下呈送由总线驱动器提供的音频时,获得有利的实施例。
当扬声器系统包括与一个或多个扬声器总线通过通信耦合的总线驱动器时,获得有利的实施例。
根据本发明的一个实施例,可以将不同的总线合并成一个扬声器网络的组合布局,在一个环境中的扬声器的位置可以,例如,借助于耦合至同一个中央总线驱动器的两个不同总线获得。在此上下文中的同一个总线驱动器指定的是,总线驱动器是逻辑上统一的。电气耦合可以通过一个或多个总线连接获得。
当扬声器系统包括两个或更多个扬声器总线时可以获得有利的实施例,其中所述总线通过通信耦合至所述总线驱动器,所述总线驱动器实现对设置在一个以上扬声器总线中的扬声器的寻址,且其中对设置在一个以上扬声器总线中的扬声器的所述寻址由中央控制器控制,所述中央控制器通过通信耦合至总线驱动器。
当扬声器系统包括两个或更多个扬声器总线时获得有利的实施例,其中总线被设置在集合环境中,该集合环境包括至少两个分开的环境并且其中至少一个环境包括至少两个总线。
当根据所述图像和用户提供的图像参数确定了一个或多个扬声器的物理位置时获得有利的实施例。
提供了用户提供的图像参考,这将允许用户主动选择或精确定位有关的一个或多个扬声器用来确定物理位置。
用户提供的参考可以以几种不同的方式来提供。一个可能的解决方案可以是在移动设备的显示屏上可视地包括固定参考,即显示屏使一个固定目标可视化,用户借助于此可以将移动设备指向考虑中的扬声器,并且由此精确定位该扬声器的位置。然后,运行在计算机处理器上的软件可结合所抓取的位置并提取物理环境属性。
另一个简单的解决方案可以是,用户使用显示屏来精确定位考虑中的扬声器(多个),例如,通过触摸屏,然后让运行在计算机处理器装置上的软件将所抓取的位置和所提取的物理环境属性组合到扬声器的一个或多个物理位置中。
用户提供的图像参考可因此通常以运行在移动设备上的增强现实应用程序中运作的精确定位应用被给出,从而允许用户在视觉上抓取特定的扬声器来确定环境中的位置,例如在房间里,然后借助于运行在移动设备上的增强现实应用推断出该位置。
当一个或多个扬声器的物理位置是根据图像和在捕捉的图像中自动识别扬声器来确定时得到有利的实施例,且其中自动识别是根据图像借助于计算处理器装置来计算的。
扬声器的自动识别可以以几种不同的方式来执行。存储在所述存储器装置中的算法可因此被设计成对在所捕捉的图像中的扬声器执行自动识别。这个自动识别与所提取的环境属性一起可以建立对在图像中检测到的一个或多个扬声器的物理位置的估计。该识别可以通过几种不同类型的辅助者来协助。因此,这样的协助者可以是包括图像检测技术的算法,该图像检测技术完全依据扬声器基准数据或由扬声器基准数据支持。这种辅助者的实例可以例如包括可能的扬声器系统的图像数据描述。
当物理位置在集合环境的二维模型中被确定时得到有利的实施例。
在本发明的范围内,环境可以具有有许多不同的逻辑的定义。其中一个这样的逻辑定义可以简单地是,将一个特定的环境指定为一个特定的房间或空间。
当物理位置被确定为描述集合环境的若干二维模型时得到有利的实施例。
集合环境可以有利地通过例如相对于房间启用扬声器的多个环境来描述。
当物理位置在集合环境的三维模型中被确定时得到有利的实施例。
当物理位置被确定为描述集合环境的若干三维模型时得到有利的实施例。
集合环境可以有利地通过例如相对于房间启用扬声器的多个环境来描述。
当集合环境被分为至少两个不同的区域,且该两个不同的区域可由系统的总线驱动器单独地寻址时得到有利的实施例。
因此,区域可以划分环境、覆盖更多的环境、或重叠另一个区域。在这种情况下该区域是一个或多个扬声器的指示符,使中央总线驱动器对这样的单独区域的扬声器(多个)寻址。
当区域参考所述一个或多个扬声器的物理位置被定义时得到有利的实施例。
当物理位置被定义为区域时得到有利的实施例。
因此,物理位置可以更广泛地以区域被确定并计算。这样的区域可以是例如对其中安装了相关扬声器的房间的宽泛的确定。这样的对物理位置的更宽泛的理解可因此被应用于更加在区域的基础上对扬声器寻址,而同时发送用于音频再现的信号。
在同一框架内,标识符可以指定在环境之内的特定环境或特定区域。环境可以包括一个或多个区域,或者环境可以被指定为一个区域。
在这方面,应该指出的是,几个环境原则上可以被捆绑成一个区域,从而使一个区域指定多个环境或至少一个以上的环境。
当中央控制器被设置为在所述建立的物理位置的基础上,控制在所述扬声器系统中的音频信号的再现时,得到有利的实施例。
当中央控制器被设置为在所述位置抽象层次数据库的基础上,控制在所述扬声器系统中的音频信号的再现时,得到有利的实施例。
当物理位置映射到位置抽象层次数据库中时得到有利的实施例,物理位置与由用户至少在系统的最初设定期间定义的抽象层次关联,从而使中央控制器能够控制在一个或多个参考该位置抽象层次数据库被识别的扬声器中的音频信号的再现。
根据本发明的设置过程允许用户像系统设计者或技术员,用直观的术语来定义区域,比如“大门1”、“大门2”、“大厅”、“卫生间”,等。这样的设定,即,将物理上定位的扬声器关联到一个直观的和易于理解的术语,使得能够将由总线控制器控制下的总线驱动器提供的音频寻址到单独的区域。
当位置抽象层次数据库是指位置数据库或者与位置数据库整合时得到有利的实施例。
当扬声器系统包括用户界面,通过在所述抽象层次数据库中选择一个或多个抽象层次来辅助队两个或更多个不同的扬声器组寻址时,得到有利的实施例。
通过本发明的几个实施例的所提供的而可用的用户界面使得系统的操作者能够根据存储在抽象层次数据库中的直观的和动态的术语对扬声器或扬声器组寻址。这些组还可以被重新定义而不需要因为商店布局的翻新、修改而重新设计扬声器系统。系统然后可以简单地通过使用移动设备以及本发明提供的方法来重新校准。
当所述物理位置借助于所述移动设备自动地确定,且其中相应的扬声器标识符由移动设备和扬声器系统通过自动测试例程确定时,得到有利的实施例。
在当前情况下,自动测试例程被理解为在移动设备上的自动应用程序,其中扬声器系统的中央控制器触发扬声器识别,扬声器识别可以由移动设备自动检测,用于识别单独的扬声器或扬声器组的目的,然后建立物理位置与相应的扬声器标识符之间的关系。自动检测可以例如基于,中央控制器激活由移动设备的摄像头“可见”的二极管。移动设备的摄像头捕捉扬声器的图像并检测出特定扬声器已视觉激活。视觉激活可以例如借助于移动设备与扬声器系统的中央控制器通信来触发。再次,现在由中央控制器所定义的或所参考的扬声器识别可以与所提取的环境特性的基础上得到的物理位置相互关联。
自动测试例程还可以包含在设定阶段需要或多或少手动交互的各种音频辅助测试例程。自动测试过程还可以包含移动设备和中央控制器之间的通信,由此音频测试信号被系统再现并被移动设备的麦克风装置捕捉。麦克风设施可以永久地包括在移动设备中,或者可以耦合到移动设备。适用的自动测试例程的一个例子可以是在单个或一组扬声器上再现音频的测试例程,并且移动设备借助于计算处理器装置处理从连接移动设备的麦克风得到的信号,并自动确定该记录的声音是否由该移动设备所在的房间里的扬声器产生。换言之,一个简单的确定哪些扬声器在哪些环境中就可以足以使系统在设定阶段之后正常的工作。
更高级的确定也可以是,其中该移动设备的音频设施足够高级以提供相对高的分辨率,从而在房间或环境中对特定的位置定位,而不是仅仅确定所述扬声器实际上存在于房间。当需要维护时,即,当工程师需要定位在哪里找到特定的扬声器时,对单个的扬声器进行具体定位是特别有吸引力的。
在一个实施例中,移动设备确定从图像到扬声器的距离,并从另一个源接收扬声器之间的相对距离。由此,这些扬声器的相对位置可以从它们的相对距离来确定,扬声器的相对位置可以与图像信息进行比较以便旋转相对位置或对应相对位置来与图像匹配,从而至少关于图像中的环境,该相对位置变得绝对。用于确定扬声器之间的相对距离并由此确定它们的相对位置的各种发明实施例在同一申请人的共同未决专利申请“一种用于确定或验证在扬声器系统中的空间关系的方法”中描述,该专利申请特此通过引用的方式并入有关于涉及确定扬声器的距离和空间关系或装置的公开内容。
当移动设备通过通信耦合到中央控制器,且其中所述物理位置借助于所述移动设备自动地建立,且其中相应的扬声器标识符由移动设备和扬声器系统运行的自动测试例程建立时,得到有利的实施例。
当所述物理位置借助于所述移动设备自动地建立为提取的环境属性,且其中相应的扬声器标识符由移动设备和扬声器系统运行的半自动测试例程建立时,得到有利的实施例。
半自动测试例程可以,例如包含对与安装过程有关的更多的智能化的需求,其中工程师结合系统设定,读取并插入扬声器特定代码。
当由所述移动设备从相应的扬声器通过声的、光的或无线电频率的无线通信相得到扬声器标识符时得到有利的实施例。
优选地,移动设备能够从扬声器借助于声音或电磁通信直接接收扬声器标识符,这些通信为例如超声、蝙蝠啁啾、带有编码标识符的可听声音、射频(RF)通信例如通过蓝牙、ZigBee、WiFi或其它例如在2.4GHz频段的RF协议、通过近场通信、RFID标签等、通过光通信,如调制光、简单调制LED闪光方案、红外通信等。智能手机、平板电脑和其它大规模部署的智能设备通常提供:一个或多个麦克风和扬声器来接收和发送声音信号、摄像头来接收光信号,以及各种RF通信协议和硬件,典型地用于WiFi和蓝牙通信。有些还提供NFC通信、RFID标签读取器、红外线传感器等。扬声器或节点和移动设备之间的通信可以是双向的或任意单向的。
当所述要被关联到所述物理位置的所述相应的扬声器标识符由包括以下步骤中的一个或多个的测试例程来确定时得到有利的实施例,
-相互关联所述移动设备和所述扬声器之间的距离,该距离从所述环境特性确定以及从基于声波或无线电如基于声学啁啾的距离估计来确定;
-相互关联来自最近的物理扬声器位置的几个同时发送的扬声器的率先到达的声音信号如线性调频信号;
-相互关联包括麦克风的扬声器节点,麦克风首先接收带有移动设备的物理位置的声学信号,该移动设备发送该声学信号如啁啾。
当多个所述关系在当系统被安设和存储在所述位置数据库中时的最初设定过程中被建立时,得到有利的实施例。
通常,本设定过程在安设完成后被建立为初始设定。当然,可以时不时修改已建立的区域,如果需要增加或修改新区域的话。这种情况特别是由于这样一个事实,即使用的扬声器没有在逻辑上被总线布局约束,从而使得有可能通过本发明来添加的扬声器到环境,简单地通过安装另外的总线或接附到一个已经存在的总线布局。建立和记录单个的扬声器的位置的动态方案不需要带有接附扬声器的单个总线定义想要的或所需的区域,这有利于扬声器总线能重叠区域或甚至环境,而不影响扬声器系统的灵活性。
当关系在重新设计系统后被修改时,得到有利的实施例。
如果集合环境被扩展/改变,当关系被修改时,得到有利的实施例。
如果环境的区域需要被重新定义,当关系被修改时,得到有利的实施例。
在一个方面,本发明涉及一种扬声器系统,其包括多个扬声器,所述多个扬声器被配置用于在中央控制器的控制下音频信号的音频再现,其中所述中央控制器根据所述扬声器系统的扬声器的物理位置与相应的扬声器标识符之间的相互关联确定具体的或多组扬声器的音频再现,且其中扬声器的位置至少部分地根据如上所述的关联扬声器的物理位置的方法来确定。
在一个方面,本发明涉及到一种安设包括多个扬声器的扬声器系统的方法,该方法包括以下步骤:安装覆盖集合环境的一个或多个环境的并且由总线驱动器驱动的所述扬声器;定义多个抽象层次并将其存储在抽象层次数据库中;初始化关系数据库中的关系;使所述关系和所述抽象层相互关联,从而得到由所述关系数据库的所述关系决定的所述抽象层和所述扬声器的物理位置之间的相互关联;及,将所述抽象层整合入用户界面,从而方便操作者对具有经由所述总线驱动器的音频的被定义的抽象层次的扬声器进行寻址。
安设扬声器系统的方法的一个有利的实施例使用以上所描述的关于确定扬声器的所述物理位置的方法。该安设方法可与任何以上所描述的实施例和特征结合,从而在实施例中提供所描述的有益效果。
附图说明
下面将参考附图对本发明进行描述,其中
图1示出了根据本发明的一个优选实施例的扬声器系统的框图,
图2示出了根据本发明的一个优选实施例的集合环境,
图3和图4示出的集合环境,包括环境、扬声器和区域,
图5示出了根据本发明的一个优选实施例的移动设备的框图,
图6示出移动设备,检测扬声器并将此扬声器与区域关联,
图7示出描述强扬声器的物理位置关联到扬声器标识符的一个实施例的流程图,
图8示出的扬声器系统,其包括扬声器总线、总线驱动器和多个节点,其中一些节点是扬声器,
图9示出了用于扬声器总线的总线驱动器,
图10示出了扬声器总线的节点,
图11-13示出了连接到不同的网络拓扑中的节点的总线驱动器,
图14和15示出在扩展菊花链网络中的阻抗平衡,及
图16示出了不同的音频系统的布局和节点子集。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的一个优选实施例的扬声器系统LS的框图。
该实施例包括移动设备MDEV、中央控制器CC、用户界面UI、集合环境AENV、位置数据库LDB和一组总线驱动器BD。进一步地,该系统包括多个环境ENV、区域ZN和扬声器SP。该系统基于物理位置PL及扬声器标识符SPI之间的相互关联,管理向一个或多个扬声器SP的音频再现。
在本实施例中,根据从移动设备MDEV的摄像头CM捕捉的图像IM确定的环境特性ENVP,利用移动设备MDEV将扬声器SP的物理位置PL相关联到扬声器标识符SPI。移动设备MDEV通过无线通信如音频、电磁、光学、更具体地,Wi-Fi、蓝牙、近距离无线通信、红外线、超声波或类似的无线通信的形式,通过通信耦合到中央控制器;然而,在另一个实施例中,该通信链路也可以是有线的。
这个实施例还包括通过通信耦合到中央控制器的用户界面UI。用户界面UI使诸如以下的信息可视化:扬声器SP的位置、环境ENV的属性和在集合环境AENV中的区域ZN。用户界面UI使用户能够查看和更改哪些扬声器SP存在于单独的区域ZN中。
这个实施例还包括位置数据库LDB,其同样通过通信耦合到中央控制器CC。位置数据库LDB存储扬声器SP和扬声器标识符的物理位置PL之间的关系REL。在一些实施例中,此关系REL可以用将物理位置PL链接到数据库中的扬声器标识符的查找表或指针来描述。然而,在另一个实施例中,可以使用类似的用于存储两个参数之间的关系REL的方法。位置数据库LDB还保存关于每个扬声器SP被分发到哪些区域ZN的信息。进一步地,在另一实施例中,抽象层次数据库ALDB也可以被整合在位置数据库LDB中。抽象层次数据库ALDB存储优选由用户定义的区域ZN的抽象层次AL,即,用户可以例如限定区域ZN“1”作为“厨房”。位置数据库LDB可以与中央控制器或总线驱动器BD整合,或者位置数据库LDB可以被存储在一个非中央位置,其中在这种情况下,位置数据库LDB可以通过公共通信网络例如因特网访问。
中央控制器管理来自移动设备MDEV、用户界面UI、位置数据库LDB和集合环境AENV中的扬声器的输入。中央控制器可以转发信息到例如移动设备MDEV、用户界面UI或位置数据库LDB。
中央控制器通过扬声器系统LS中的一个或多个扬声器SP管理音频信号的再现,优选通过传送音频至通过扬声器总线通过通信耦合到扬声器系统LS中的一组扬声器SP的一个或多个总线驱动器BD。扬声器SP定位在包括一组环境的集合环境AENV中。应当指出的是,就电气或通信连接而言,扬声器系统LS的拓扑常常是与环境的拓扑相当无关联的。集合环境AENV和环境ENV在下面更详细地说明。中央控制器可以通过扬声器SP管理音频信号的再现,例如通过或者整合在中央控制器CC或者通过通信链路到中央控制器CC的总线驱动器BD传输音频信号。进一步地,中央控制器CC可以在由用户定义的区域ZN中管理音频信号的再现。区域ZN包括一组可以遍布各环境被定位的扬声器。在一些实施例中,其中所述中央控制器CC管理区域中的音频的再现,中央控制器CC转发音频和关联到该特定区域ZN的所有扬声器SP的扬声器标识符SPI到总线驱动器BD,总线驱动器BD随后相应地分发该音频。
在另一个实施例中,中央控制器被分布成使得总线驱动BD和扬声器系统LS来自第三方。这种分布能够使系统与现有的第三方扬声器系统整合。
图2示出了根据本发明的一个优选实施例的集合环境AENV。
集合环境AENV包括一组环境ENV,每一个环境ENV包括扬声器系统LS的一个或多个的扬声器SP。每个环境ENV包括物理面积区如走廊、会议房间、餐厅或类似的物理分隔的环境。换句话说,环境ENV通过被用作声学和/或视觉障碍的物理结构如墙壁、地板和天花板、门和窗、隔板、植物、窗帘,或甚至相当大的空间距离来定义。集合环境AENV从而可能例如是包括一组环境的办公楼,餐厅,建筑物等。集合环境AENV仅限于包括扬声器系统LS的扬声器SP的环境ENV的聚集,并可能因而限于建筑物、楼层等的一部分,并包括单个环境ENV或多个环境。扬声器系统LS可以包括安设在一个或多个环境中的扬声器SP。
就电气或通信连接而言,扬声器系统LS的拓扑通常可能与环境的拓扑相当无关联。
图2示出包括四个环境的集合环境AENV的实施例。每个环境ENV包括一组各自具有独特的物理位置的扬声器。扬声器在每个环境ENV中的数目可以根据环境的尺寸而变化。然而,在该实施例中,在每一个环境中有至少一个扬声器SP存在。
图3示出集合环境AENV,包括环境,扬声器SP和区域ZN。
这个实施例包括一组区域ZN和一组环境ENV,其各自都包括多个扬声器SP。
环境ENV包括物理面积区如走廊、会议房间、餐厅或类似的物理分隔的环境。换句话说,环境ENV通过被用作声学和/或视觉障碍的物理结构如墙壁、地板和天花板、门和窗、隔板、植物、窗帘,或甚至相当大的空间距离来定义。
区域ZN可以通过从聚合环境AENV选择并不限于在同一个环境内的扬声器SP来确定。环境ENV的拓扑不一定对应于扬声器区域ZN的拓扑。换句话说,扬声器总线,环境ENV和扬声器区域ZN都是无约束的,但是至少部分地重叠。区域ZN可以根据对扬声器SP的需求,时不时地被修改、添加和移除。
在图3中,区域ZN是由选自不同环境ENV的一组扬声器SP和由选自仅仅一个环境的扬声器SP组成的区域ZN确定的。此外,在本实施例中,扬声器SP中的一个被定义在两个区域ZN中。区域ZN的拓扑结构被存储在位置数据库LDB中,从位置数据库LDB中用户可以通过用户接口UI访问信息并重新排列区域ZN,例如如在图4中所见的。
在一个有利的实施例中,扬声器SP的物理位置PL可以关联到抽象层次AL。抽象层次AL包括描述一个区域ZN例如“厨房”,“走廊”或“酒廊”的文本字符串。知道在一个或多个总线上的一组扬声器的SP的物理位置PL就可将这些扬声器映射到抽象层次AL如“门厅”。这种映射可以有利于扬声器系统LS的用户发送音频至特定面积区,而无需知道扬声器识别符SPI、环境标识符ENV、区域ZN号码等。
一些实施例中,抽象层次AL由使用者定义并存储在抽象层次数据库ALDB中。然而,在另一个实施例中,抽象层次AL是预定义的。
抽象层次数据库ALDB持有到扬声器SP的物理位置PL抽象层AL关系REL。这个数据库是指位置数据库LDB。在另一个实施例中,抽象层次数据库ALDB可与位置数据库LDB整合。
在一个高级的实施例中,被分发的区域ZN和/或抽象层次AL未必是静态的或永久的,而是可以根据房间或大厅中的应用而改变。应用程序,如“现场音乐会”,“会议”或“休闲吧”,可能需要扬声器SP以满足不同的角色。
在一种高级的实施例中,扬声器SP的安设可以不需要首先将它们单个地配置成属于一个或多个区域ZN和/或抽象层次AL,且不需要安设的人必须在安设它们的同时维护这些单个的扬声器SP的序列号或ID的图表。此信息可以通过本发明“事后”提供。
图5示出了根据本发明的一个实施例的移动设备MDEV的框图。
在本实施例中,术语移动设备MDEV应当被理解为一种电子设备,诸如智能电话、平板电脑、PDA、膝上型计算机或能够优选通过内置的或附件的摄像头CM捕捉图像IM的类似设备。
图5示出与中央控制器通信的移动设备MDEV的一个实施例。移动设备MDEV可包括电池BAT、摄像头CM、计算处理装置COMP、通信装置CA、存储器装置MEM和显示器DISP。
移动设备MDEV可以包括用于记录的数字图像IM的一个或多个摄像头CM。进一步地,摄像头CM也可以是能够捕捉视频的。
由摄像头CM捕捉的图像IM实时地在移动设备MDEV的显示器DISP上显示。在进一步的实施例中,移动设备MDEV的显示器DISP包括触摸屏功能,使得移动设备MDEV的用户通过触摸显示器DISP在显示器DISP上指出扬声器SP的位置。
存储器装置MEM以可读指令的形式存储用于计算机处理器装置COMP的应用软件和增强现实软件。在一个实施例中,存储器装置MEM中还包括移动设备MDEV所位于的当前环境ENV的尺寸和位置。
计算机处理器装置COMP允许移动设备MDEV来执行存储在存储装置MEM中的计算机可读指令。
如图5所示,从通信装置CA到中央控制器装置CC的通信链路被建立。这种通信可以通过无线连接例如Wi-Fi、蓝牙、近场通信、红外、超声波或类似的无线通信方式或通过有线连接传送。在一些实施例中,通过该信道发送的数据包括扬声器SP的物理位置PL和已被用户分发了扬声器SP的区域ZN的物理位置PL。进一步地,该数据包括由移动设备MDEV捕捉的环境属性ENVP。
在另一个实施例中,移动设备MDEV还包括运动和/或取向的传感器例如罗盘、加速度计或陀螺仪,使移动设备MDEV能提供运动和/或取向信息。在本实施例中,运动可以包括速度和加速度,而取向可以包括欧拉角。
图6示出了移动设备MDEV,检测扬声器SP并将此扬声器SP与区域关联。
在本实施例中,两个扬声器SP被安装在环境中的天花板上。然而,在另一个实施例中,环境ENV中的扬声器SP的数量可以根据对于特定的环境的体积和覆盖要求而变化。
扬声器SP通过通信拓扑例如由总线驱动器BD驱动的总线、星型、树型或类似的拓扑结构被通过通信耦合到中央控制器单元(未示出)。中央控制器可以经由网络传输音频信号和/或初始化信号到各扬声器。
在一个实施例中,包括声音片断的初始化信号由选定的扬声器播放。然而,在其他实施例中,初始化信号可被用作触发器来接通嵌入在扬声器中的发光二极管(LED)。在又一个实施例中,该初始化信号简单地是在网络中的一个扬声器,在每次播放任意音频信号的时候接通。
初始化信号可以在设定扬声器系统LS时使用。由扬声器SP播放的初始化信号可以被用来由使用者在物理上检测扬声器的位置。这个扬声器SP然后可以通过利用包括对象识别软件和环境属性ENVP的移动设备MDEV被关联到扬声器标识符SPI。
图6进一步示出了平板电脑形式的移动设备MDEV,嵌有应用软件和增强现实软件。移动设备MDEV的摄像头CM指向扬声器SP的方向。由摄像头CM捕捉的图像IM由执行应用软件的计算处理装置进行分析。在本实施例中,使用存储在存储器应用程序中的图像处理算法自动检测扬声器SP。这些算法可包括特征检测、物体检测、对象识别或识别适合于在图像IM中的对象的类似算法。
在另一个实施例中,扬声器SP的检测是通过用户手动选择扬声器SP来完成的,或者以使用屏幕上的光标的形式或者通过在移动设备MDEV的触摸屏上选择或通过类似的适用于在移动设备MDEV上选择对象的用户交互来选择位置。
在另一个实施例中,显示器DISP设有固定参考点,使得用户以以下的一种方式将移动设备MDEV指向扬声器SP的方向,即,当看着显示屏DISP时,固定参考点被定位在扬声器SP的顶部。
所选择或检测的扬声器SP通过图像参考IMREF被可视化以供用户观看,图像参考IMREF在显示在移动设备MDEV上的被捕捉图像IM上被叠加。在一些实施例中,图像参考IMREF可以包括文字说明、颜色叠加、圆形标记、十字准线或对象的任何类似的视觉指示。在图2中,此检测通过在对象周围的虚线圆圈示出。
在一个有利的实施例中,通过结合从具有所选择的或检测的扬声器SP的位置的图像IM中提取环境属性ENVP,图像IM中的所选择的或检测的扬声器SP的位置转换为物理位置PL。
在另一个实施例中,物理位置PL是通过将来自传感器的移动设备MDEV的感觉信息于房间的环境属性ENVP相关联来确定的,传感器为例如罗盘、陀螺仪、加速度计、GPS或能够确定移动设备MDEV的方向和位置的类似传感器。
在另一个实施例中,物理位置PL通过三角测量在环境中的移动设备MDEV的位置来确定,通过利用至少三个位于环境ENV中已知位置处的无线广播器并将此与环境属性ENVP相关联。
在另一个实施例中,物理位置PL是通过利用立体视觉,使得移动设备MDEV获取捕捉到的图像IM的深度信息并且将该信息与环境属性ENVP相关联来确定的。
在另一个实施例中,物理位置PL是通过使用嵌入在移动设备MDEV中的麦克风阵列来确定的。麦克风阵列可以精确定位播放特定的例如利用频移键控广播扬声器SP的ID的声音片断的扬声器SP。检测所述音频源的方向,并将其与环境属性ENVP相关联,以便能检测物理位置。
在另一个实施例中,物理位置PL通过将移动设备MDEV与如上所述的扬声器之间的视觉距离与信号距离相关联来确定。在本实施例中,信号距离可通过让一个选定的扬声器广播或者数据信号或者声信号来获得。数据信号例如包括唯一的标识符,可以使用嵌入在扬声器SP中的无线通信如蓝牙来广播。声音信号例如可以包括可从扬声器本身进行传输的啁啾。移动设备MDEV确定扬声器SP的物理位置PL是通过例如测量到特定扬声器的距离(例如通过了解在什么时候的声音信号被发送或从数据信号接收的信号强度指示器(RSSI))并将该距离与测得的视觉距离相关联来确定物理位置PL的,前提是如果两个测量的距离是大致相同的。
物理位置PL可被理解为环境ENV中的二维或三维笛卡尔坐标,分辨率足以在其实际位置的1米精度或更小的半径范围内扬声器SP。然而,在一些实施例中,物理位置PL可以更宽松地确定,例如通过参考命名的房间等。
可以通过中央控制器发送初始化信号到所选的扬声器SP来执行用于将扬声器标识符SPI和区域ZN关联到扬声器SP的物理位置PL的方法。扬声器标识符SPI被进一步转发到移动设备MDEV。当用户发现扬声器SP广播初始化信号,用户可以将移动设备MDEV的摄像头CM指向发送中的扬声器SP。当成功地通过该移动设备MDEV选择或检测扬声器SP时,用户经由移动设备MDEV的接口向扬声器分发区域ZN和环境ENV。此信息随后通过中央控制器转发到位置数据库LDB。
从移动设备MDEV,用户可通过移动设备MDEV的应用软件内的用户选择来将每个扬声器SP分类到特定的区域ZN。在图6中,区域ZN用数字表示。然而,在另一个实施例中,还可能包括抽象层次AL例如“厨房”、“走廊”、“卫生间”或定义区域的类似的文本字符串。
在本实施例中,移动设备MDEV被无线连接到中央控制器,例如Wi-Fi、蓝牙、近距离无线通信、红外线、超声波或类似的无线通信的形式;然而,在另一实施例中,连接也可以通过在例如LAN或相似的网络中的线缆来建立。
中央控制器可以在系统的调整或设定阶段中将活跃的扬声器的扬声器ID SPI转发到移动设备MDEV。然而,在另一个实施例中,中央控制器被从移动设备MDEV来控制,使得用户可以选择中央控制器应发送初始化信号到哪个扬声器ID SPI。
扬声器SP和扬声器标识符SPI之间的关系REL被转发到存储此信息的位置数据库LDB。在一个有利的实施例中,该存储可以位于非中央服务器上,通过公共通信网络例如因特网来访问。
在一些实施例中,移动设备MDEV可能并不总是能够访问通信网络例如Wi-Fi或移动网络,并可能因此不总是能够与中央控制器或总线驱动器BD进行通信。因此,在一个有利实施例中,移动设备MDEV可以经由例如音频或光发射或类似的近距离通信方法通信至总线驱动器BD,至扬声器SP,其将接收到的信息转发给总线驱动器BD,总线驱动器BD进而还可以将数据转发至中央控制器。
在一个实施例中,移动设备MDEV和扬声器SP之间的通信链路是由光发射信号的装置建立的。从扬声器SP到移动设备MDEV数据通信是通过使用嵌入在移动设备MDEV中数字信号处理器来实现的。移动设备MDEV的摄像头CM可以捕捉图像IM或发射由扬声器SP,LED发送的信号的视频,并且可以通过图像处理算法将LED的闪烁转变成数据信息。
从移动设备MDEV到扬声器SP的数据通信是通过使用例如LED或闪光的光建立的,整合在移动设备MDEV中,其中扬声器SP通过光电二极管接收这些,然后光信号通过在扬声器SP的信号处理器转换为数据位。在一个优选的实施例中,这种系统的比特速率在一个例子种可以是10兆位/秒。
在另一个实施例中,移动设备MDEV和扬声器SP之间的直接通信是通过两者在发送数据至彼此时使用频移键控(FSK)来进行。为了接收数据,每一方具有用于接收的麦克风和用于将音频信号转换为数字数据的信号处理器。在一个优选实施例中,声脉冲串的持续时间可以小于3ms,使得来墙壁、密封、地板或类似物的反射将会与直接来自源的音频区分开,然而该持续时间可以取决于环境的属性而改变。在另一个实施例中,通信可通过各种编码方案,例如双音多频(DTM)或适合于通过音频通信的类似计划来执行。
扬声器标识符SPI可以包括32位或64位的唯一号码。由总线驱动器BD通过存储在总线驱动器BD中参考表或类似的,这一数字可能在集合环境AENV中减少到8位。降低的分辨率降低了发送通过的通信时间。进一步地,这降低了移动设备MDEV的功耗。
ENVP描述的房间或其他环境ENV的特性,例如其高度、宽度、长度或形状,这可以通过直角坐标例如x,y,z坐标来描述。通过了解这些特性,移动设备MDEV可结合有关观看者的取向的信息确定对象的位置。
环境属性ENVP定义环境的虚拟表示。了解了焦距,以及捕捉房间IM图像的摄像头CM相似属性,就可以确定摄像头CM在房间的位置以及在摄像头CM的透视图内的物体的任何位置。
在一个有利的实施例中,环境属性ENVP可通过使用在移动设备MDEV上的摄像头CM捕捉环境ENV的图像IM并且将图像IM与来自例如楼层平面图、蓝图或类似的关于环境ENV的信息相关联,从而可以在某些实施例中用二维或三维估计环境ENV中的物体的位置。
在一些实施例中,环境属性ENVP可以基于感觉输入提取,例如,从用户位置经由测距仪例如激光距离扫描仪、超声距离测量或适合测量距离类似的方法,测量到周围的距离。这些测量然后可以与有关房间的信息,例如平面图、蓝图或相似的相关联。
增强现实是通常用于实时地在真实世界环境ENV的顶部叠加图形、音频和其他感官增强。增强现实的基本体系结构模型包括以下六个子系统:跟踪、应用、世界模型、演示、背景和互动。
跟踪子系统负责响应于用户在其他之中的位置和取向的变化。此信息被用于其他子系统以向用户以以下方式呈现数字对象,即,它看起来是环境的一部分。对于移动设备MDEV,这种跟踪是基于GPS、指南针和加速计的。一些移动设备MDEV还使用图像识别用于更精确的定位对象。
应用子系统是在例如移动设备MDEV中的程序的主控制。该子系统可与服务器网络进行通信,以检索有关出现在观众视野中的对象的信息。
世界模型子系统存储并提供对世界的数字表示,诸如兴趣点和3D对象和元数据。这也被称为“信道”、“层”或“世界”。世界模型基本上由3D几何形状组成,其被用于三维场景呈现并确定任何标记物的位置,用于例如光学跟踪。
呈现子系统提供输出给用户,如在移动设备MDEV上的视频流和音频。
背景子系统提供具有有关用户的例如姓名、落座、在办公室等信息的应用子系统系统。
交互子系统可以让用户在其中使用手势、虚拟鼠标等与虚拟世界进行交互。用户还可以按触摸屏上的简单的二维按钮。
在房间里安设扬声器SP时使用增强现实的优点是使用有关用户的位置信息并观看方向来确定在房间中的扬声器SP的位置的可能性。
为了确定扬声器SP在房间中的位置,用户配备有包括跟踪硬件如GPS、摄像头CM、罗盘和加速计的移动设备MDEV。进一步地,移动设备MDEV包括增强现实软件,其包括上面描述的子系统。
图7示出了描述通过利用自动测试例程将扬声器SP的物理位置PL关联到扬声器标识符SPI的一个实施例的流程图。在一个有利的实施例中,图7中的过程可以由移动设备MDEV来执行,例如执行自动测试例程的平板电脑。在一个实施例中,自动测试例程是一个自动应用程序,其中中央控制器CC发送初始化信号到扬声器SP,用于识别扬声器SP和用于建立物理位置PL和扬声器标识符SPI之间的关系REL。
在步骤S1中,一些扬声器都安设在集合环境AENV中。该集合环境AENV包括一套环境,例如房间,每个房间包括一组安设好的扬声器。每个扬声器SP被通过通信耦合到由所述至少一个总线驱动器BD控制的扬声器总线。总线驱动器BD通过通信耦合到中央控制器。
该一个扬声器总线可以位于多个不同的环境中,并且环境ENV从而不对应于扬声器总线。
在本实施例的步骤S2中,总线驱动器BD发送初始化信号到所选择的扬声器。在集合环境AENV中的扬声器SP从中央控制器以一个连续顺序接收初始化信号。
在本实施例中,初始化信号是一个用户可以听到声音片断。每个扬声器SP被初始化的顺序可以随机进行,然而,在一个优选实施例中,用户从应接收初始化信号的中央控制器选择在扬声器总线上检测到的扬声器SP。
在另一个实施例中,用户可以从移动设备MDEV控制中央控制器,从而选择从移动设备MDEV选择扬声器标识符SPI。
在步骤S3中,发送初始化信号的扬声器SP的物理位置PL由走进每个环境ENV中的用户定位,直到正在播放的扬声器SP被找到。在此步骤中,初始化信号是一个用户可以听见的声音片断,因此,用户可以通过在集合环境AENV中走动来定位所选扬声器SP并收听该扬声器的播放。在定位该活跃的扬声器之后,一个优选实施例中,用户将在扬声器的附近可视范围内定位自己。
在步骤S4中,用户将运行检测应用软件的移动设备MDEV的摄像头CM指向扬声器SP上的扬声器。从由摄像头CM捕捉的图像IM,环境属性ENVP被提取。进一步地,扬声器SP被自动地或手动地检测,且其物理位置PL由移动设备MDEV计算。
在本实施例中,环境属性ENVP借助于被捕捉的图像IM提取。然而,在另一个实施例中,这些属性可以通过激光范围、加速度、超声波测量或类似的用于测量环境中到物体的距离的方法来提取。
自动检测可通过利用图像处理算法执行,例如与环境属性ENVP相关联的对象检测或对象识别算法。手动检测可以通过用户交互来执行,例如指向在触摸屏上的位置或将光标定位在图像IM的面积区中,在图像IM中扬声器SP被定位在移动设备MDEV的显示器DISP上。
在步骤S5中,用户指定的扬声器SP的物理位置PL到环境,并且将扬声器SP到关联到区域ZN或抽象层次AL例如“厨房”。
在初始化阶段,用户可以既选择适当的该扬声器SP被放置的环境ENV,又指定扬声器SP给区域。当将扬声器SP关联到环境ENV和区域时,物理位置PL也可以被关联到由用户定义的抽象层次AL。抽象层次AL直观地描述区域,为用户提供了一个更好的关于区域ZN覆盖了什么的概观,即,在一个实施例中,区域ZN可被定义为一个数字,而同时在抽象层次AL中被定义为文本字符串如“走廊”。
在步骤S6中,用户从所述移动设备MDEV发送扬声器SP的物理位置PL的关系REL和区域ZN到连接到中央控制器位置数据库LDB中。
在本实施例中,数据的传输通过无线通信进行。在另一个实施例中,这可能也使用有线连接来执行。
这个扬声器SP被设定后,用户可以继续设定集合环境AENV中的任何剩余的扬声器,在这种情况下,用户可以返回到步骤S2。如果环境ENV改变了,例如由于房间的重塑,用户可以通过从步骤S2开始来调整扬声器的环境和区域ZN信息。
在一个实施例中,移动设备包括或能够访问环境的三维模型,例如预先建立或由摄像头数据运行时生成的,当与3D模型内与移动设备的手动或自动定位相关联时,使得可以利用模型数据确定从所述移动设备到真实世界对象例如扬声器的距离。通过将这些基于模型的距离与通过例如由扬声器产生的声信号(比如,蝙蝠啁啾(高频、短促的声音),或者射频为基础的远程检测例如通过蓝牙LE),连同它们的标识符的传输测量的离扬声器的距离进行比较,就可能将显示器上示出的扬声器与相应的物理扬声器和节点标识符相关联。如果通过基于模型和/或基于信号的距离确定,若干节点显示出具有的相应的距离,那么可以通过在环境周围移动所述移动设备来得到模糊的距离和相互关联。该基于模型的距离可以在模型中被确定为一个点,用户点在显示器上指向该点,或者通过执行模式识别来发现在基于摄像头的模型中的扬声器并自动确定离它们的基于模型的估计距离。基于声学距离可以例如通过移动设备来测量,使其扬声器产生包括节点的识别符的啁啾。当一个节点从啁啾中识别其自己的标识符时,其通过啁啾响应。或者,移动设备直接或通过中央控制器借助于如本文其它地方所提到的合适的方式与节点通信,并因此要求一个特定的节点发送一个啁啾或其它声信号。如果在关于时间同步时,则移动设备可以从啁啾到达移动设备的麦克风的时间开始计算距离。在一个实施例中,一个节点由中央控制器或由移动设备请求,可能通过中央控制器,以重复发送啁啾或其它声信号,而同时移动设备被四处移动。一旦识别并在声学测量的距离和从移动设备中的优选基于摄像头的环境模型确定的距离之间相关联时,节点标识符和物理位置之间的匹配被存储,并且下一个节点开始啁啾。该相关联可自动确认,或在继续之前可能需要用户确认。在一个实施例中,具有优选基于摄像头的环境模型和定位的移动设备被移到节点附近,并在系统中的所有节点都被要求同时啁啾其标识符。到达所述移动设备的第一个啁啾标识符识别最近的节点,因为是声波行进的最短距离。可替代地,移动设备可以发送啁啾,而所有的节点通过麦克风的装置监听。检测啁啾的第一节点是最靠近移动设备的。
在本文描述的移动设备MDEV接收或检测到扬声器标识符SPI的各种实施例中,将标识信息从扬声器或扬声器总线节点传送到移动设备的各种方法可以被采用。在各种实施例中,移动设备可以通过中心设备和/或总线驱动器与扬声器通信。在其他实施例中,移动设备和扬声器或者节点可连接到公共网络,例如LAN、WLAN、自组织网络等。更优选地,该移动设备能够直接从扬声器借助于声音或电磁通信装置接收扬声器标识符,这些通信为例如超声、蝙蝠啁啾、带有编码标识符的可听声音、射频通信例如通过蓝牙、ZigBee、WiFi或其它例如在2.4GHz频段的RF协议、通过近场通信、RFID标签等、通过光通信,如调制光、简单调制LED闪光方案、红外通信等。扬声器或节点和移动设备之间的通信可以是双向的或任意单向的。
扬声器系统LS的示范性实施例由附图8-16示出并在下面进一步详细描述。在说明书的这一部分中,以节点20表示扬声器SP,扬声器总线被表示为带电音频总线5,中央控制器CC被表示为外部控制器10,以及总线驱动器BD被表示为总线驱动器1。
图8示出了根据本发明的一个实施例的音频系统33。音频系统33包括带电音频总线5。总线驱动器1提供控制数据、音频和,优选地,功率给带电音频总线5。一些节点20采用菊花链连接到带电音频总线。优选至少若干节点20包括扬声器例如内置带电扬声器、具有扬声器输出以用于连接外部无源扬声器的输出级,或线路输出或用于连接外部有源扬声器的等效物。
图9更详细地示出了根据本发明的一个实施例的音频系统33的总线驱动器1。总线驱动器1优选供有来自驱动电源2的功率。该电源可以例如连接到110/230V的交流干线,或包括直流源或任何其他电功率源。此外,总线驱动器1优选包括驱动器电源转换器3,其将输入功率转换为供给音频系统33的节点20上的直流电压。
驱动器电源2和驱动器电源转换器3一起以适当的工作电压供给电源给总线驱动器1和节点20的所有电子器件,并与节点20可被称为总线电源。总线电源的组件可以应用在总线驱动器1中,或者可以在总线驱动器1外部并直接耦合到带电音频总线5。
直流电压优选为50V以下且优选在40V和50V之间。优选经由带电音频总线5提供48V给节点20。直流电压应在带电音频总线5(高直流电压限制功率损耗)中低损耗和安全的或无危险的数据传输(低的直流电压有利于避免中转且符合安全要求)之间进行平衡。因此,总线驱动器1和节点20之间的通信都包括供电电压为节点20和用于经由节点20广播的音频信号供电。
应当注意的是,电源2的容量可以从例如大约50W到超过1000W变化,根据音频系统33的尺寸合需求。另外,如果认为有必要,外部(相对于总线驱动器1)电源也被称为喷射电源,可连接到带电音频总线5。该功率在节点20被使用于提供局部放大器、数据处理器等。
用于向带电音频总线供给额外功率的功率注射器优选还可被实现为节点,并从总线驱动器接收控制数据,例如,在优选的实施例中,在一个节点枚举过程被关闭或断开以不干扰电流测量。动力注射器可以例如使用以太网供电(PoE)技术的原理来注入功率。功率注射器可提供来自主电源、电池或类似物的功率。
优选地,总线驱动器1还包括第一驱动器滤波器4,其相关于交流从带电音频总线5(优选两个导体此处在图11-13中表示为34a,34b)电解耦驱动器电源2。第一个驱动器滤波器4可以使用功率电感来实现,优选对于所有操作电流具有高于10uH的电感。
优选地,总线驱动器1还包括驱动器电流传感器6。该电流传感器6是可选的,如果被使用,电流传感器6有利于从总线驱动器1下行测量带电音频总线5上的电流消耗的。此外,驱动电流传感器6可以用作带电音频总线电压监视器。
优选地,总线驱动器1还包括一个驱动音频接口7,其作为对总线驱动器1和外部音频源8之间的音频信号(多个)的接口。在此情况下,音频可以是模拟(平衡或不平衡的电信号)或数字音频,通过WiFi、蓝牙、以太网、USB、SPDIF、AES/EBU、ADAT、TOSLINK或通过任何其他合适的数字协议发送自音频源8。因此,当贯穿本文件提到音频时,引用的是可以包括音频以外的其他信息,例如简单的数据、视频等,以便在总线驱动器1和节点20之间交换。
优选地,总线驱动器1还包括一个驱动接口单元9,其作为朝向总线驱动器1和外部控制器(多个)10之间的控制/信息/状态信号(多个)的接口。这些信号可以通过WiFi、蓝牙、以太网、USB、RS232、RS485,或通过任何其他合适的机构发送。
总线驱动器1可以包括内部音频源(未示出)或如上所述被连接到外部音频源8。外部音频源8可位于作为LAN或因特网的一部分(LAN:局域网)。它可远程地从总线驱动器1例如经由无线/有线LAN或因特网访问。音频源8可以是任何音频播放器,诸如便携式设备诸如平板电脑、智能电话、膝上型等,或者可以是用于音频的生产和/或音频分发的较大的设定的一部分,例如固定的媒体播放器、计算机、数据存储、广播、矩阵单元、音频功率放大器等。音频源8还可以是驱动器内部的“音乐播放器”,像例如无线电接收器或流媒体接收器,它从因特网接收数字音频。
该类型的音频源8可能相关的用于应用的源,其中音频系统33被使用,并因此对本发明不重要。本发明集中于音频信号的分布,而不是特定的音频信号的源或类型。因此,驱动器音频接口7没有进一步指定是在于,不同音频源8(如果不是部分总线驱动器1的话)可以连接到总线驱动器1,通过不同类型的光学、有线或无线的音频和视频连接器例如不同类型和插孔的尺寸、插头、连接器、螺杆/无螺栓有线连接或类似物,且音频信号可以是各种相关的模拟或数字音频格式、编码、压缩、容器格式等。
接口7,9优选也用作到其它音频系统、总线驱动器1、因特网等的接口。以这种方式,连接到总线驱动器1中的通过节点20广播的音频可以与相同的或其它或其它音频系统33的总线驱动器1进行协调。由此也可以将音频系统33连接到其他系统,例如家庭自动化系统,并提供从节点20或从总线驱动器1到这样的系统,或从这样的系统收集信息以用在音频系统33中。
用于总线驱动器1的因特网连接也同样有利于远程控制和监控音频系统33以及本文的单个的部分如节点20。这意味着节点20的运行状况可以远程监控,故障可以被定位,这有利于更快的维修或更换,从几个音频系统33来的数据可以被记录并用于统计和未来改进等。
应当注意到,优选地,音频源8可从未示出的控制接口到达。这样的控制接口可用于选择要经由节点20播放的来自音频源8的特定音频、质量、音量、音频信道等。控制接口的例子可以是在移动设备如平板电脑或智能手机上安装的应用程序,或者它可以例如应用在总线驱动器1或外部音频源8。
音频系统33有利于对节点20的扬声器32远程地或自动地实现单个层次控制的事实具有几个优点。
首先这使得在节点20的单个区域中的给定的声音信息可以动态地改变而无需机械地调整例如改变在每个单独的节点20或扬声器32上的旋转开关。这使得区域的第一节点具有第一声级,而第二节点具有另一较高或较低的声级,因此,酒吧或餐馆的节点的声级比厕所的节点的声级高,即使节点在相同的区域、播放相同的音乐。这在回放层次需求每天改变的区域,例如在酒吧和餐馆,是有益的。具有这种能力的第二个特征是,可以实现Mix-minus。Mix-minus是一种技术,其中对麦克风说话的人的附近的音频电平被减少,使得该人不会听到放大级的他/她自己的声音。此特征在使用麦克风时增加了“自然度”。当单一区域(例如,在会议房间)中存在多个麦克风,它要求该单个的扬声器32能减少它的声级以作为被激活的麦克风的功能。
另外,节点20的状态信息也可被测量并发送到总线驱动器1。状态信息可以是例如温度、功耗、扬声器阻抗等。
优选地,总线驱动器1还包括驱动器处理单元11,驱动器处理单元11可被认为是总线驱动器1和作整个音频系统自身的主数据处理器。驱动处理单元11收集数据和控制/信息信号并作出关于信号路由、节点20操作等的决定。因此协调和控制总线驱动器1的信号和数据处理的目的由驱动处理单元11控制。该控制可以包括定义该音频信号的质量、构造由数据处理器作出的操作、确定何时以及哪些音频信号应该从总线驱动器1发送、处理由总线驱动器1接收到的数据并采取适当的行动、校准和设定节点20等。
总线驱动器优选地有利于总线驱动器1和节点20之间的两个通信信道,但也可以在各种实施例仅有利于一个,或者多于两个。有利于两个通信信道的优点可以是,确保一定程度的通信,即使当情况使通信信道之一变得不可用。因此两个通信信道优选地有不同的缺点和优点的不同技术来设计。在一个实施例中,第一通信信道可以例如允许用简单的编码,以相对低的频率稳健地通信,但固有地较缓慢,而第二通信信道可以例如允许高频、高数据带宽高级的通信,但对于任何不规则相对较敏感。
对于上述的第一通信信道,总线驱动器1可以例如包括第二驱动器12和第一驱动器模-数转换器14。第二驱动器12有利于衰减和滤波经由总线5接收的不属于第一通信信道的信号和噪声,并且优选地借由例如电容器来解耦来自第一通信信道的处理的总线的直流功率。
在一个优选的实施例中,从节点20穿过第二驱动器滤波器12的第一通信信道信号是FSK(FSK:频移键控),具有相对低的载频信号,特别地,优选相当地低于第二通信信道的频率内容,第二通信信道优选工作在远高于人类可听频率范围的频率下。用于此应用的合适的FSK调制方式的一个例子可以是使用频率为8kHz和12kHz的二进制FSK调制,其中第二驱动器滤波器12可以是带通滤波器,允许信号在该频率区间中传递。使用这样的机构用于在总线5上进行通信的典型的可达到的比特率是在几个千比特/秒的范围内。用于通信的方法主要是由将要发送的信息的所需量和带电音频总线5的带宽、在节点20/总线驱动器1的促进数据传输(这里硬件是任何种类的数据处理器)的硬件来确定的,并且将在大多数情况下相比从总线驱动器1传送到节点20上的音频信号来说是缓慢的。
第一驱动器模-字转换器14有利于将来自带电音频总线5的节点20的第一通信信道的模拟调制通信信号(携带数字数据)转换成数字(在幅度和时间量化)表示。在某些情况下,通过该第一通信信道13建立双向通信将是有利的。在总线驱动器1与节点20之间的这种双向通信的情况下,第一驱动器模-数转换器14还可以包括数-模转换器,它将来自驱动处理单元11的数字信号转换成时间/幅度连续表示,并通过第二驱动器12传递该信号。在后一种情况下,数-模转换器中的功能允许数-模转换器在当第一驱动器模-数转换器14接收来自带电音频总线5上的一个或多个节点20的信息的时候,采用高阻模式。优选地,驱动处理单元11被设置为处理,例如,通过第一通信信道接收的FSK信号,和/或生成,例如,FSK信号,用于经由第一通信信道发送到节点20。
对于上述的第二通信信道,总线驱动器1可以例如包括第三驱动器滤波器15和驱动数字发射器17。第三驱动器滤波器15的主要功能是借助于例如电容器,解耦来自第二通信信道的处理单元的总线的直流功率,但它也可以有利于衰减和滤波母线5上的不属于第二通信信道上的信号和噪声。
至少来自带电音频总线5的直流分量应当被衰减并优选地完全除去。在一个优选的实施例中,通过第三驱动器滤波器15中的第二通信信道信号可以是含有音频相关数据和从驱动处理单元11到节点20的(可选)控制数据的二进制数据信号。一种这样的二进制数据流可以符合AES3(也称为AES/EBU)协议,具有44.1KHz或48kHz的典型速率,保持两个24位信道。其他的速率和/或协议也可以使用,但是,AES3协议在过去几十年已经证明了它作为一个非常强大的音频传输协议的价值。作为这种标准化的协议的一部分,是“用户数据”和“信道状态”位。对于这种应用,这些可被用作为用于控制节点20的工具。
电信号符合RS-422或RS-485的规定,它们是用于在长距离和嘈杂环境中传输数字数据的健壮标准化协议的规定。这些标准已在几十年中成为许多工业自动化系统的首选。可选地,驱动器数字发射器17还包括数字接收器(未示出),以使得双向数据流(半双工)能在驱动器1和节点20之间获得。当接收数据时,驱动器数字发射器17协议使用高阻抗状态,它通常是在大多数RS-485收发器整合电路中的内置的功能。
这样的数字接收器可以与驱动器发射器17并联连接,且优选地是交流耦合到带电音频总线5。
当来自音频源8的音频信号已经由总线驱动器1处理,以满足例如对信号的质量的要求,该信号经由带电音频总线5传送到节点20的网络。数字音频传输的选择是有利的,因为它是没有类似串扰问题和交流(50/60Hz的)伪差的干扰,并且有利于总线驱动器1和节点20之间带电音频总线5的传输导体34a,34b上的多个并联的双向信息,例如多个伴随有控制数据的通信的同步音频信道。
音频/数据传输(简称为音频传输或数据传输)优选是一种有利于在长距离上(例如多达几百米)以及在电气噪声环境中的数据有效传输的类型,而且有利于多个节点20连接到带电音频总线5。数据传输可以以非常可靠的方法通过发射信号差动,即用隐藏在两个导体之间的差,来完成。
在一个优选的实施例中,音频传输符合TIA-485标准(以前被称为RS-485标准),一种非常强大和可靠的电子数字层,但其它标准也可以使用。因此,数字编码音频信息优选被叠加直流电源电压并连通通过带电音频总线5通信。然后节点20包括将音频信号重构成一种格式适合于输入节点功率放大器31(也简称为节点放大器)或直接输入到扬声器32,然后产生最后的可听语音、音乐、铃声等的音频解码器/节点处理单元23。
在一个实施例中,总线驱动器1还包括第二驱动器模-数转换器18,它允许驱动器处理单元11读出带电音频总线5上的电流和电压。此信息可用于检测带电音频总线失败并帮助自动建立总线网络的地图如位于带电音频总线5上的节点20的信息。
总线驱动器1可至少连接至一个主电源或电池、模拟音频(平衡或不平衡)、数字音频(电的或光的)SPDIF、TOSLINK、AES/EBU、ADAT等、网络诸如以太网、因特网、RS232、CAN等、WiFi、蓝牙等。此外,应该注意的是,总线驱动器1可具有带有按钮、(触摸)显示器、LED等的用户界面。
优选地,总线驱动器1还包括驱动总线接口19,其有利于总线驱动器1和带电音频总线5之间与其节点20的连接。此连接可包括EMI(EMI:电磁干扰)组件,其减少从/向总线驱动1的电磁干扰。这种组件可以是电容、电阻、电感、瞬态吸收设备、和其他提高对于/来自周围环境的相容性的任何他部分。驱动器总线接口19还可以包括物理连接器,其优选是一个所谓的菲尼克斯连接器,即,用于专业固定安设的典型的扬声器连接器。
如上所述,总线驱动器1包括一个或多个数据处理器,数据处理器包括控制器单元、模-数和数-模转换器、滤波器、发射器和接收器、接口等。因此,当音频/数据信号(简称为音频信号或数据信号)是模拟信号时,它被按所期望的质量转换成模拟信号的数字表示。同样,如果该音频信号是数字信号时,它被按所期望的质量转换为模拟表示。要获得音频信号所期望的质量,数据处理器可以执行音频信号的数学运算,如滤波、压缩/解压缩等该音频信号。
根据本发明的一个实施例,总线驱动器1有利于向节点20发射和从节点20接收音频/数字信号。因此,在节点20是智能的情况下,即,能够无论是基于自己的运动或对来自总线驱动器1查询的答复来进行通信,数据处理器可以接收和处理这样的通信。这种处理可以包括将总线驱动器1和节点20之间的这种双向通信从数字信号转换成的模拟信号,或反之亦然。此外,提取从节点20发送的信息也可能是必要的且由上述数据处理器中的一个来执行。
图10示出了根据本发明的节点20的一个优选实施例。优选地,节点20包括两个节点-总线接口21(21a第一节点总线接口,21b第二个节点-总线接口),其有利于节点20连接到带电音频总线5。该连接可以包括降低来自/向总线驱动1的电磁干扰EMI组件。这种组件可以是电容、电阻、电感、瞬态吸收设备,和提高对/来自周围环境的相容性的任何其他部分。节点总线接口21还可以包括物理连接器,优选为所谓菲尼克斯连接器。
为了简化安装过程和在安装过程中将出错的风险降到最低,安装总线驱动器1和节点20到带电音频总线5的人可自由地将或者第一个节点-总线接口21a或第二个节点-总线接口21b连接到带电音频总线5电缆的上行端,这意味着在节点20(从第一个到第二个节点-总线接口)的信号流是或者向左或者向右的方向。此外,用户被允许将带电音频总线5电缆的优选的两个导体连接到任何在节点-总线接口21a,21b中发现的终端,这意味着带电音频总线的节点内的部分的极性20(第一和第二个节点电流传感器22a,22b之间的导体)可以是正或负。再次,这是有利的,因为它有利于简化安装过程,并尽量减少在该过程中出现的错误。
优选地,节点20还包括第一节点电流传感器22a和第二电流传感器22b,其被布置成使得节点20自身消耗电流可以与从任何下行的电流消耗区分开——无论两个电压极性和信号(优选直流电流)的方向。
应当注意的是,第一和第二电流传感器22a,22b可以进一步包括用于感测总线电压电平的工具。其它合适的传感器结构可以被使用,只要该节点处理单元23能够获得至少下行电流消耗。电流传感器22的应用可以使用霍尔传感器、基于电感传感器、利用具有低电阻的电阻器的电流至电压转换,或任何其它合适的机构来。
理想情况下,电流传感器22不引起从节点输入到输出的任何信号的变化,使得在节点-总线接口21处的信号是相同的,这意味着它们是在两个方向完全透明的。
一些电路可以建立电流估计,能够估计电流而不管其极性和电流流动方向,优选地,电流传感器22被应用为电阻指零(地电位)。具有两个(相同的)电流检测电路和总线极性的知识允许从设备从连接到地电势的电流检测电路取得电流信息。电流优选在两个电阻器间感测。这使得该节点能够区分自身的电流消耗和下行消费。
因此,电流传感器22连同例如节点处理单元23和其他未提及的组件可被称为总线功率监视单元。
优选地,节点20还包括第一和第二个节点模-数转换器24a,24b,允许节点处理单元23在总线上读取如上所述地感测的电流和电压。
优选地,节点20还包括第一节点滤波器25,其有利于阻挡交流电流。第一节点滤波器25的目的是提取直流电流为节点20供电。此第一节点滤波器25的应用可以使用具有相对大的电感的电感器,优选高于100uH。这是因为,对于包括多个节点20的较大的音频系统,若干这些第一节点滤波器25将被并联地安装在带电音频总线5上。
优选地,节点20还包括一个节点电源35,也简称为功率转换器。
来自总线驱动器1的直流电源电压在节点20处被转换成例如在1V和12V之间的电压电平,用于供给给一个或多个数据处理器和节点20的其它功率消耗部件。
为确保带电音频总线5的数字音频信号的高频分量不“短路”,例如电感器可以被应用在带电音频总线5和节点20的组件之间。
优选地,节点20还包括传输线路终端盒26,如果该节点是在带电音频总线5的一端(优选在带电音频总线5上一系列节点20中的最远的或最后的节点20),其理想地插入阻抗,以消除传输线反射。节点自身可确定是否是在带电音频总线的端部,或者,优选地,总线驱动器指示相应的节点插入其传输线阻抗。传输线路终端盒26从节点处理单元23控制,节点处理单元23可以插入使用继电器、晶体管、MOSFET或通过任何其它合适的工具的传输线端接阻抗。在一个优选的实施例中,传输线端接阻抗是与电容器串联的电阻器。
应当注意的是,带电音频总线5应在两端被终止。在带电音频总线5的总线驱动器1端,输出阻抗是例如从驱动数字发射器17而获知的。
优选地,节点20还包括第二节点滤波器27,其衰减不感兴趣的信号分量,用于将传送数字音频和控制流数据。至少直流分量被衰减或优选完全除去。这样的交流耦合可以使用电容器和电阻器来应用。
优选地,节点20还包括节点接收器,优选地,节点数字接收器28,其接收从总线驱动器1的控制数字式发射器17输出的数字音频信号(优选地,经由第二通信信道16),并将这个信号传送到节点处理单元23节点。数字接收器28可以还(可选地)包括数字发射器,并且可以使用RS-485接收器/收发器来应用。
优选地,节点20还包括用于第一通信信道的第三节点滤波器29,第一通信信道衰减不感兴趣的信号分量,用于传送控制/信息/状态数据。在一个优选实施例中,数据使用频移键控FSK在不打扰通过第二通信信道16发送的数字数据流的载波频率下编码-如上所描述的。第三节点滤波器29可以被应用电感器、电容器和电阻器。
优选地,节点20还包括节点发射器30,其有利于输出从节点处理单元23发出到总线驱动器1的调制版本的状态数据。在一个优选的实施例中,这可以通过使用频移键控FSK来完成,因为即使最远节点20尚未终止,FSK可以是稳健的。以这种方式,节点20可以例如借助于从节点20发送到总线驱动器1的标识符来识别。节点发射器30可以通过使用简单的74HC逻辑家族(输出方波信号)的缓冲器或通过使用数-模转换器来应用。当不发送数据时,节点发射器30的理想的输出是三态的。可选地,节点发射器30可以以双向方式来应用,类似于总线驱动器1的第一控制器模-数转换器14。
优选地,节点20还包括作为给定节点20的主数据处理器的节点处理单元23。它(从节点数字接收器28或从任何其他音频源,未示出)接受、处理并输出音频信号至节点放大器31或任何其他音频输出信道(未示出)。另外,节点处理单元23至少从或者节点数字接收器28和/或从节点发射器30接收控制信号。这些控制信号被解释并且基于控制请求进行合适的操作。节点处理单元23也是示出的实施例的“电缆终端”识别过程和节点枚举过程的重要部分。
优选地,节点20还包括驱动一个或多个扬声器32的节点功率放大器31。节点功率放大器31优选接收来自节点处理单元23(或从其它来源)的音频,并且可以使用或者模拟和/或数字接口(未示出)接收音频信号。
节点功率放大器31可以都是模拟(时间连续)或数字(时间离散)类型的,具有或者模拟输入信号或者数字输入信号。
根据本发明的一个优选实施例,优选的节点功率放大器31是D类放大器。由于这样的事实,即,来自驱动处理单元11的音频信号优选是数字音频信号,节点功率放大器31优选为具有数字输入端的D类放大器,因此不需要数-模转换器。
由于在每个单独的节点20中的分布式放大,其中每个扬声器具有其自己的节点功率放大器31,声音质量可以相对于传统70VRMS/100VRMS系统加以改进。在传统的系统中,音频功率信号必须穿过扬声器节点20一部分的固有变压器。对于低频信号,这种变压器导致铁心饱和效应,这意味着滤波器总是被调用,衰减了这些信号分量并从而衰减频谱的低端。摆脱变压器从而用更好和更“紧凑”的低音再现提升了音质。
优选地,节点20还包括喇叭32,喇叭32包括一个或多个无源扬声器。在本发明的一个优选实施例中,扬声器(多个)是的电动型的,具有2-32欧姆范围内的阻抗。
节点功率放大器31和扬声器32可以形成节点20的多功能单元36的一部分。多功能单元36还可以包括个数据处理器,其目的可能是转换和发送从换能器接收的数据,换能器为诸如扬声器32(使扬声器32充当麦克风)或其它未示出的换能器,例如麦克风、光传感器、烟雾传感器、温度传感器、接近传感器等,或发射器或致动器,例如发光二极管、显示器等、或接口设备,例如按钮、蓝牙收发器、红外收发器、用于有线外部设备的连接器,等。使用这样的换能器的实施例可能是一个麦克风,优选地连接到节点处理单元23,例如经由A/D转换器,其可以被用于以下任何或其他用途:估计环境噪声电平或语音(例如,以确定人的存在)、自动校准、扬声器的试验、确定其他扬声器的位置、声级触发的防盗报警器等。
这种换能器可以是独立的或整合到节点20/总线驱动器1、连接到带电音频总线5的单独监测节点、单独地连接到总线驱动器1的等。这样的记录的信息经由带电音频总线5通过合适的数据处理器发送(如果需要的话,在从数字到模拟或反之的转换之后)至总线驱动器1。可替代地或附加地,这样的信息可以存储在局部存储器中(未示出)。
如上所述,节点20优选被供给有经由带电音频总线5来自总线驱动器1的直流电压,带电音频总线5优选包括至少两个分开的导体34a,34b。
在最大功率容量操作时,节点20的功耗方面的大小主要由扬声器32的尺寸确定,节点20的功率消耗的例子可以是2W和400W之间或更高,如果需要的话,这取决于音频系统33的使用目的。
节点20包括内置的数据处理的事实使得节点20智能,从而有利于创建具有单个(可能远程的)级控制、音频源选择等的物理上较小的节点20。
如所提到的,按照本发明的一个优选的实施例,这些数据处理器有利于数字信号处理、D类调制,并有利于接收如上所述经由标准或专用协议发送的数字信号。除了上述操作,这些数据处理器还可以有利于以下操作的非限制性名单中的操作,包括:均衡、人造混响、线性滤波、补偿扬声器、限制、补偿音频总线上的直流电压的动态压降、记录和转换传感器信号、频移键控调制、D类调制以驱动扬声器、低音增强、控件均衡说话的说话和/或音乐鉴别,从而使说话更容易理解和/或使制作音乐的音质更好,等等。
应当指出,一些这些操作也可通过总线驱动器1的数据处理器来提供帮助。
应该注意的是,根据本发明的一个实施例,总线驱动器1可以至少部分地作为一个节点20被应用。因此,以这种方式,一个单个节点20可以包括总线驱动器1,并由此可以不必要有独立的总线驱动器1。
示出的总线驱动器1和节点20是从不同的组件构建的,并且应当注意的是,如图8-10中本身所提及的组件和总线驱动器1和节点20可以以任何合适的方式组合,以有利于所期望的音频系统33。另外,还可能需要未提及的部件如驱动器存储器或节点存储器,以用于在音频系统33的操作过程中存储检索到的信息或预加载的与音频系统33的操作相关的信息。这种存储器可以是具有最小容量如一个仅包括标识符例如节点序列号的简单的ROM。然而,在大多数情况下,该存储器可以有能够存储更多的数据的尺寸,如兆字节或千兆字节和有利于从两个读出和写入的类型。
此外,应当注意的是,几个数据处理器被提及的事实不应被字面理解为它们可替代地被应用为一个或多个多功能数据处理器/单元。
本发明的音频系统33有利于智能音频信号从总线驱动器1至各个节点20和从节点20至总线驱动器1的分发,如以下将描述的。
图11示出了根据本发明的一个实施例的音频系统33,其包括音频源8,音频源8连接至或部分的网关也称为总线驱动器1、传输介质称为带电音频总线5或传输线和多个节点20。带电音频总线5优选包括第一和一个第二导体34a,34b。
要分发来自总线驱动器1内部或外部的能量源(音频功率放大器或电源)到一个无源或有源节点20,用于应用该带电音频总线5的优选的选择是铜电缆,因为铜提供了优选的电导。铝制电缆也可以是有吸引力的,尽管它的电阻率较高,因为目前布线的总成本比卡柏电缆低并且由此它目前提供了比铜更好的导电率对重量比。然而,当涉及到基准终端时,类似普通螺纹端子,铝有一个缺点,因为金属氧化将开始在薄的氧化铝层中起到电绝缘体作用。此外,螺纹端子需要较大的尺寸以匹配所需的较大电线尺寸,以提供类似铜的电阻。
有关以模拟或数字的形式分发音频信号至少存在三个选项,即使用无线电波技术像WiFi、蓝牙、ANR、紫蜂等的无线的,使用玻璃或塑料光导的光学的,或使用导体电线的电子的。
无线技术是目前不被专业音频整合人和顾问考虑为一个选项,因为它不被认为是足够稳健的。然而,对于对鲁棒性要求较低的音频系统33来说,无线技术是一个选项,因为它最有可能会在将来随着无线技术的进一步发展,用于对鲁棒性具有更高的要求的音频系统33。对于无线技术未选择为首选技术另一种说法是,无线系统要求在节点处的接收器/发射器,然后这将增加功率消耗并从而增加音频系统33的价格。同样,在另一方面,无线系统的益处是可以补偿在某些音频系统33中的这些缺点。
光学数据传输技术具有有利的性质。首先,光学链路的数据带宽能力优异。光纤对于给定尺寸的光纤提供非常高的数据率,且电缆长度的函数,信号质量损失相对于电导体是较低的。然而光纤的缺点是电缆的端接。当它必须被连接到一个给定设备时,电缆必须切断,并通过转换光为电信号的光接收器连接到所述设备。相对于简单的RJ45插头或螺丝端子连接器,该切割和安装过程是复杂的。
电导体优选用作传输导体34a,34b,用于从总线驱动器1携带音频信号到节点20,反之亦然,并都相对于模拟和数字音频信号传输在单端或平衡信号之间可区别。
在单端方式中,电信息是相对于共同接地电势放置的。这种方法主要用于短距离,很简单并仅需要单个发射器和单个接收器以用于单信道音频数据流(模拟或数字)。然而,该拓扑有一个主要的缺点是,缺乏共模抑制。
为了克服单端通信拓扑的缺陷,均衡信号是优选的。这种技术为每个信息流使用两个导体。其基本思想是发送信息作为差分信号,差分信号将保持该信息作为两个导体上的电压之间的差。通常,这需要两个(相同)单个的发射器,其输出具有相反相位的效用信号。在接收端,所不同的是使用具有高的共模抑制比的差分放大器,这意味着常用于两个导体的任何信号分量被抵消。这个意味着(相较于单端拓扑结构)使在发射器设备和发件设备上的公共电压电位上下跳动,这不引起任何由接收器看到的虚假差分信号。
除了当使用平衡信号时有关拒绝工模的优点,导体对,尤其是当两个导体绞合时,还具有关于来自和向其它电导体的潜在干扰的更好的多的属性。这种干扰可能例如来源于来自外部的(电缆槽中的其他电缆)电磁干扰。
因此,根据本发明的一个优选实施例的带电音频总线5是一种绝缘双绞线卡柏导体如“百通5300U”类型的安全性和商业音频电缆的标准商业音频电缆类型。如此所述,其它类型的电缆也可以被使用,诸如屏蔽或无屏蔽的多芯五类电缆或其它电缆,屏蔽或无屏蔽双绞线类型。
确定电缆的类型的主要特征是,电缆能够以高比特率传输的数字信号,并且它符合EMC要求。此外,优选的是,如果现有的电缆例如在现有70V/100V模拟音频系统中使用的都可以使用。令人惊讶的是,“百通5300U”(或类似)类型的电缆有利于数字信号的的高比特率传输,而且因为线绞合,电缆符合EMC要求,并常用在现有的70V/100V系统中。
原则上,使用双导体屏蔽电缆给出可在一些实施例中需要三个导体。
应该注意的是,根据本发明的一个优选实施例,带电音频总线5将多个节点20连接到总线驱动器1,优选在菊花链网络中。虽然可以从菊花链结构中指示出节点20是串联连接的,从电的角度来说,这些节点20是大致并联连接的。
如所述的,频系统33的节点20优选地由两个导电类型的传输介质连接在菊花链网络中,两个导电类型的传输介质也被称为带电音频总线5。优选的是,带电音频总线包括直接安装在也被称为节点5的节点总线接口21的环路端子中的两个导体34a,34b,如图11所示。如图11中所示,每个第一和第二连接器34a的一端和34b被连接到总线驱动器1的驱动器-总线接口19,而第一和第二连接器34a,34b的另一端被连接到节点20a的节点-总线接口21。节点20b的节点-总线接口21经由第一和第二导体34a,34b被链接到节点20a的节点-总线接口21,以此类推。
如上所述,节点20以这样的方式被开发,即,安设,即传输导体34a,34b的安装不会导致失败,也不会因混淆导体34a,34b的安装,既没有到特定终端也不是因混淆了这些导体34a,34b应安装在节点-总线接口21a,21b中的哪一个。由此,确保了该音频总是同相的,因为导体的极性可以被忽略,而在音频系统33中安装节点20也因此变得非常容易,并且通常可以无需对音频系统的特殊知识。
优选地,带电音频总线5的导体34a,34b被直接连接到节点20。由此可以避免从节点20到带电音频总线5(例如连接到带电音频总线5的接线盒)的附加导体,这是有利的,在于这种附加导体可以使从节点20到总线驱动器1信息通信变得困难。这种通信的一个例子可以是自动单个节点识别(例如节点识别在例如收到来自总线驱动器1的请求时,被发送到总线驱动器1)或网络中的节点20的定位。
如本文件中所描述地被连接的菊花链节点20的一个优点是,根据本发明,多个音频信道可以在单个传输线中存在(无论是作为多个导体或单个导体对中的多个数字音频信道),从而使音响系统33和安装更灵活。因为单根电缆(带电音频总线5)可携带一个以上的节点20或节点20的区域的单一子集的音频信号,布线布局可被简化,因而劳动成本可以降低。事实上,现有的具有包括至少一个导体对的传输线的音频系统可以改装或更新到本发明的音频系统。
节点20的一个单个菊花链将潜在地提供具有如图16中示出的单个音频信道的数个不同的扬声器区域,图16示出了根据本发明的音频系统33的平面图。
就音频信道的数目,区域中的和菊花链网络中的节点20的数量,以及带电音频总线5从总线驱动器1到网络中最后/最远的节点20的大小或长度而言,本发明的音频系统33是非常灵活的。
这种菊花链网络的规模可以通过音频信道的数目和这些信道的音频的质量来确定。根据本发明的一个实施例,具有两个48kHz音频信道的菊花链网络会甚至在100米长度的具有16个16连接至其的节点20的带电音频总线5下很好地工作。
关于菊花链的节点5的数量,这里的限制因素是传输线路的降解质量和每次节点20被添加时引起的比特错误风险的反射的引入。
每个参数(节点,质量,长度,信道)相互影响彼此,因此如果例如只需要一个信道,菊花链网络的长度/尺寸可以增加。另一个例子可以是,如果质量是必需在48kHz/24位,那么带宽可能只允许两个信道,而相同的带宽的(48000*24*2=2.304兆位/秒)可以用于流东4个36kHz/16位的信道。
在一般情况下,应该注意的是,优选的是,对节点20的控制,即,音频的分布和广播/产生具有比监视更高的优先级,即,节点20返回节点20的信息和它的周围环境至总线驱动器1。后者上行的状态信息可以以几个千比特/秒被发送,这使得该几个字节的简单的状态信息可以从多个节点由总线驱动器1在一秒钟内接收。
除了下行音频流和上行状态,下行的控制信号,即查询、请求、状态或用户位等,以每秒例如96千比特的速度同样在带电音频总线5上从总线驱动器1发送到节点20。
音频系统33优选是有利于自动初始化,即,在收到从总线驱动器1的请求时,每个节点20如用类型、序列号等答复请求。
如上所述,双向数据流使最终节点20能监控。这允许了远程服务功能,其中包括节点20和扬声器32的整个音频系统33可以被检查,并且在技术人员到位之前可获得精确的错误信息。这一功能在音频系统33的安设阶段也是有利的,尤其是在菊花链的安设过程中来验证安设,而不需要人工检查每个单独的节点20。当总线驱动器1被连接到因特网,远程服务可以在任何连接到因特网的地方使用。
在图11-13中所示的网络布局是优选菊花链拓扑结构,它类似于当网络总线驱动器1和网络节点20都保持并联或大致并联地耦合时的耦合。节点20的节点-总线接口21a,21b几乎是短路,只在连接器和电流传感器22具有电阻损耗。因此网络的例子在图11-13(连接器和电流传感器未示出)中示出。
为了最大限度地减少构成带电音频总线5的电缆中反射,重要的是确保源阻抗(总线驱动器输出阻抗)、电缆的阻抗和端接阻抗(在给定的分支或菊花链中,终端阻抗在最后/最远节点20中的总线导体34a,34b之间连接)是相同或基本相同的。在本发明的一个优选实施例中,这三个阻抗(在从100kHz至10MHz的范围中以差动视角看到)都在40至120欧姆的范围内。
然而,网络拓扑没有结合到纯菊花链。使用如在图12中所示的Y型分路器39,带电音频总线5可以被分成两个(或甚至更多)分支。为了保持阻抗匹配完好,在两个分支的端部插入终端阻抗是重要的。还需要在Y型分路器39中添加阻抗匹配装置。
图13示出了根据本发明的一个实施例环形拓扑的带电音频总线例子。具有数个如上所述的菊花链节点20的带电音频总线5在每一端被连接到总线驱动器1的两个单一音频总线端口。总线驱动器被配置来将两个端口作为环拓扑中的一个带电音频总线来处理,或自身检测这种情况,例如通过能够在其另一端口接收一个端口的自己的控制数据。优选地,总线驱动器,使端口之一不活跃,并且在各种实施例中可以在非活跃端口应用传输线阻抗,或依赖最接近该不活跃端口的节点来被检测为最远节点并被指示应用其如上所述的传输线路阻抗。环形拓扑的实施例的一个优点是,在电缆中断的情况下,从总线驱动器切断带电音频总线的一部分,这种情况可通过手动报警输入、通过检测阻抗错配、低质量通信,或其他自动方式来监测,并在得出结论认为驱动器的一部分不可达时,总线驱动器可以激活第二个端口,在两个端口执行节点枚举过程,从而对两个独立的带电音频总线继续进行操作。换句话说,环形拓扑实现非常有利于关键的音频系统例如紧急情况或撤离系统的冗余。环形拓扑也可通过各种其它实施例,例如,通过在带电音频总线的每个端部提供一个专用总线驱动器实现,或者手动地或自动地两个总线驱动器之间协调在正常操作期间哪一个是活跃的,从而仍然允许另一个总线驱动器一旦在中断的情况下接管带电音频总线的一部分。由此总线驱动器功能也变得多余,并可能有利地位于不同的物理位置,以便甚至在局部火灾、功率消失等等的情况下保持一个驱动器。环形拓扑实施例的变型包括两个或更多总线驱动器,其在不同的位置连接到带电音频总线,例如沿着带电音频总线分布的四个总线驱动器,并相互协调或被协调在正常操作期间哪一个作为活跃总线驱动器操作。在总线故障的情况下,重新协调来确定最合适的总线驱动器接管总线的任何切断部分的操作,并且每个活跃总线驱动器对连接的节点进行重新枚举。
各种其它拓扑的实施例,包括例如参照图11-13描述和示出的拓扑结构的组合,是可能的,并且适合于不同的应用、建筑布局、目的、安全条例等。
Y分路器39匹配的阻抗,例如适于如图12中的支带电音频总线,可被建立为使用三个相同的阻抗,也称为“毛团网络”,如在图14(为简单起见示为单端的)。此星形配置的任何端可见,阻抗Z1,Z2和Z3等于R/3+(R/3+R)/2=R,这确保了反射相关的问题被最小化。然而,网络引入了从一个分支端到另一个的6dB的衰减。
对于2线直流带电总线,纯电阻为基础的方法是不适合的,因为通过总线汲取电流时,相对较小的电阻会引入显著的功率损耗。为了规避该问题,匹配装置的阻抗可被设计成阻抗匹配电阻器仅对于交流而“存在”,而忽略了直流。一种解决方案在图15中示出,其中电阻使用电容器来直流去耦,且直流功率分布通过电感器L处理。
图16示出了根据本发明的一个实施例的音频系统33的布局。第一个总线驱动器1a控制第一带电音频总线5a上的节点20a-20d,第二总线驱动器1b控制第二带电音频总线5b上的节点20e-20h。
节点20a-20h可以位于一个或多个的环境中。环境例如可以用房间来定义。包括节点20的子集的区域可以被定义为或多或少地与环境和总线关联,并提供了无论其环境和总线拓扑,指派任何扬声器到区域的抽象层次。通常情况下,到区域的指派用于广播相同的控制音频到公共区域的节点。应当指出,在区域或环境中的节点20的子集的分组可包括由不同的总线驱动器1控制的节点20。因此一个区域或节点20应被理解为一个或多个分组的并由此播放相同的音频信号的节点20。
图16示出分布在两个环境——房间37和38中的节点20a-20d和20e-20h的两哥菊花链。例如根据房间37的使用,第一房间37可以被划分为两个区域37a和37b,因此,区域37a可能是繁忙和嘈杂的面积区,而区域37b是房间37内休闲的面积区。房间38仅代表用38a表示的一个区域。
现在,如果不同的音频信号是在环境37和38中广播,节点20a-20h必须被划分在区域中。因此,区域1包括节点20a-20c和20h,区域2包括节点20d和20e,区域3包括节点20f和20g。
代表的区域1-3的节点的子集被自动或手动配置到各区域,以有利于播放不同的音频或在不同的声级播放相同的音频。播放的音频信号应该被理解为将音频信号转换为至少人类可听的语音、音乐、铃声等。
在一个实施例中,节点可在安设期间预先配置,例如关于区域指派、音频信道选择、音量、或其他基本配置参数。节点的预配置可以例如由包括硬件选择器和/或可编程存储器的节点来辅助,其中安设者可以用它来设置一个或多个参数,并且可以通过内部电路在通电之后被读取。例如,旋转编码器、DIP开关(DIP:双列直插式封装)、NFC接收器(NFC:近场通信)、RFID标签(RFID:射频识别)等,可以在节点被提供。在安装过程中,可以在节点访问预配置选择器,并且安设者可预配置,例如节点最初属于哪个区域,和初始衰减水平。预配置甚至可以在节点被连接到带电音频总线之前且在接收任何功率之前被应用。这些设置可能是安设者自发决定的安设项目计划的一部分。然而,由于这种预配置在封闭了安设、天花板、墙壁等后容易出现人为错误和/或改变主意,一个包括预配置的验证的实施例因此是非常有利的,因为一个优选的实施例允许总线驱动器推翻节点的预配置。
为有利于区域的自动配置,总线驱动器1a和1b可直接或通过外部音频源8或外部控制器10被连接。
因此,集合环境包括一组环境37,38,其各包括一个或多个扬声器系统的扬声器(也称为节点)。每个环境包括物理面积区,例如走廊、会议房间、餐厅或类似的物理分隔的环境。换句话说,环境由作为声学和/或视觉障碍的物理结构,如墙壁、地板和天花板、门和窗、隔板、植物、窗帘,或甚至相当大的空间距离来定义。集合环境由此可以例如是包括一组环境的办公楼、餐馆建筑物等。集合环境被限定为包括扬声器系统的扬声器的环境的集合,并可能因而被限制在建筑物、楼层等的一部分,并且包括单一的环境或几个环境。扬声器系统可包括安设在一个或更多环境中的扬声器。
扬声器系统的拓扑结构(也被称为菊花链节点或音频系统),在电气或交际连接方面往往可能与环境的拓扑相当无关联。
在一个实施例中,声音测量被分析用于得到关于声学障碍的信息,通过分析何时某些麦克风没有听到或只隐约听到来自某些扬声器的声音,从而能够在不同的所述环境中分组扬声器,以及关于反射面的信息来估计扬声器和表面之间的距离,从而能够在特定实施例来估计在二维或三维环境中的尺寸,例如,房间的尺寸合形状。在一个实施例中,例如来自摄像机的视觉信息、来自距离测量的关于物理属性的信息例如通过激光或加速度计、定位系统或蓝色打印或其他正式数据或手动插入的数据等,可以被分析以估计环境和扬声器的相对或绝对位置的尺寸。在一个有利的实施例中,可以使用自动或手动地确定的关于环境的信息来做出关于扬声器该如何被划分到扬声器区域以用于后续操作的基本建议或基本出发配置。在许多实际应用中,这样建立的基本出发配置将非常适合于大多数用途。
环境的拓扑不一定对应于扬声器区域的拓扑结构。换句话说,网络的拓扑结构、扬声器连接、环境和扬声器区域是非受限的,但至少部分地重叠。
在一种高级的实施例中,所指派的扬声器的区域可能不是静态的或永久的,而是可以根据房间或大厅中的应用而改变。应用程序,如“现场音乐会”、“会议”或“休闲吧”、可能需要扬声器来满足不同的角色。
如可以从上面的描述可以看出,本发明的音频系统33具有几个优点,其中在总线驱动器1和节点20之间通过两个有线带电音频总线5发送功率和双向数据的特征,和两电线34a,34b的极性漠视是特别有利的。
在这些优点中,至少可以提及的有扬声器32的故障监控、个体增益、时延和以高粒度、动态的寻呼和节点20的分组进行均衡、同一菊花链上的多个节点类型、同一菊花链上的一个以上的区域或信道、改型或更新现有的音频系统而无需在现有系统的节点之间安设新的传输线路、在网络的第一和最后一个节点20中的均等的音频质量、有利于自动调试定位在哪些节点可能存在错误,以及使用相比传统的音频系统更薄的导体34。
能在本音频系统33中使用相对于例如70VRMS更薄的导体34的原因是,在70VRMS,音频信号的RMS显著地比在本发明提出的40V-50V直流系统下更低。因此相比于70VRMS系统中,本发明的音响系统33电流以及由此的损耗显著降低。
相较于传统的70/100V安设技术,至少具有以下优点存在:
●电缆可能会相位不相关。电缆中的交换导体不会造成对所得到的声学输出的180度的相位变化。
●超过一个音频信道可以在一根电缆(双绞线)上同时运输。这意味着,多个区域可被单个菊花链(电缆)覆盖。
●系统可结合节点枚举过程,该过程建立保存包括从第一个到总线上的最后一个节点的物理(电连接)序列中的所有总线节点的列表。该列表将确保所有电气连接正常运行。在最新的上电过程中获得的列表中的偏差可以被报告(通过电子邮件或类似自动地)到给定的位置。
●系统可以结合自检功能,让安装/维护人员知道电缆上的最后一个功能节点所在。
●每个节点可以应用单个层面的控制、EQ和可远程控制的其他DSP相关的功能。这在当系统安设在环境中时是有力的,因为例如在餐厅里,作为环境的函数移位“声音档案”,是有利的,因为人们希望在一些场合在总的餐厅空间的仅一子部分中调节声级-或甚至分化音频材料(对应于动态/虚拟路由能力)。
●每个单独的节点的状态可被监控,这意味着扬声器(和放大器)状态(温度、功耗、阻抗)可以连续地追踪。
●声波质量可以提高,由于没有音频功率变压器,因其通常要求音频信号的高通滤波,以避免对低频失真。直接驱动扬声器而不需这个变压器将实现更丰富和更紧密的低音再现。
●重现音频材料时,线缆中的功率损失相比70/100V系统更低。对于典型的音频信号,峰值因数是12dB。这意味着,对于70V(100V峰)系统中的满量程音频的RMS电压只有25V,相比于所提出的系统,也许在总线上具有48V直流(=48Vrms)。这种差异会导致在70V系统中的电流,大致为在48V系统的电流的两倍,变成高四倍的电缆损耗(P=I2·R),假定类似电缆厚度(电阻传导损失)。这个事实可以被利用到或者(1)使用薄的电缆,或(2)对于给定的电缆尺寸(和可接受的损失)提供增加的电缆长度。
●该系统还可以包括其它几种不直接相关于音频再现的传感器。实施例可以是光传感器、烟雾传感器、气体传感器(CO)、近场传感器或任何其他种类的传感器。来自这些传感器可将中继回总线驱动器1,并进一步到因特网和/或连接到驱动器和/或总线的其它设备。
●相对于70V(100V峰值)或100V(140V峰值),总线电压峰值较低。使用48V意味着系统可以由“任何人”来安装,因为48V被视为非危险的,而安装70/100V系统可能需要认证的人员。
附图的描述已经集中于为本发明提供特征的部件。因此,应当注意到,其它未提及的部件也可以在各种实施例中实施。这样的部件可以是安装在带电音频总线5的传输导体34与驱动器处理单元11之间的、总线驱动器1的数据发射器和接收器与带电音频总线5的传输导体34之间的电容,其被用作为滤波器以用于防止直流电源信号干扰数据的处理。
以同样的方式,电感器可以存在在总线驱动器1的电源、节点20的电源35和带电音频总线5的传输导体34之间,以滤波并确保数据通信不干扰电源。
应当注意,在本说明书中参照的任何附图的任何部件都可以被组合以获得符合特定需求的音频系统33。进一步地,,附图的许多部件是本领域高精部件,因此不会被具体描述,因为它们和它们的功能为本领域技术人员已知。
列表
1、总线驱动器
2、驱动器电源
3、驱动器电源转换器
4、第一驱动器滤波器
5、带电音频总线
6、驱动器电流传感器
7、驱动器音频接口
8、外部音频源
9、驱动器接口单元
10、外部控制器
11、驱动器处理单元
12、第二驱动器滤波器
13、第一通信信道
14、第一驱动器模数转换器
15、第三驱动器滤波器
16、第二通信信道
17、驱动器数字发射器
18、第二驱动器模数转换器
19、驱动器-总线接口
20、节点
21、节点-总线接口(21a第一节点-总线接口、21b第二个节点-总线接口)
22、节点电流传感器(22a第一节点电流传感器、22b第二节点电流传感器)
23、节点处理单元
24、第一节点模数转换器
25、第一节点滤波器
26、传输线路终端盒
27、第二节点滤波器
28、节点数字接收器
29、第三节点滤波器
30、节点发射器
31、节点放大器
32、扬声器
33、音频系统
34、传输线路导体(34a第一传输线路导体、34b第二传输线路导体)
35、节点电源
36、多功能单元
37、第一房间(37a第一区域、37b第二区域)
38、第二房间(38a第三区域)
39、Y型分路器
LS 扬声器系统
SP 扬声器
BD 总线驱动器
PL 物理位置
SPI 扬声器标识符
AENV 集合环境
ENV 环境
MDEV 移动设备
CM 摄像头
DISP 显示屏
COMP 计算处理器装置
MEM 内存
BAT 电池
IM 图像
ENVP 环境属性
REL 关系
LDB 位置数据库
ZN 区域
UI 用户界面
IMREF 图像参考
ALDB 抽象层次数据库
AL 抽象层次
CC 中央控制器
CA 通信装置

Claims (10)

1.一种将扬声器系统(LS)的扬声器的物理位置关联至扬声器标识符(SPI)的方法,
所述扬声器系统(LS)包括多个扬声器(SP),所述多个扬声器由至少一根扬声器总线连接并且通过通信耦合至总线驱动器(BD),
所述扬声器(SP)被安装在集合环境(AENV)中的不同位置,以及
所述集合环境包括一个或多个局部环境(ENV);
所述方法包括以下步骤:
-提供移动设备(MDEV),所述移动设备包括由电池(BAT)供电的摄像头(CM)、显示屏(DISP)、内存装置(MEM)和计算处理器装置(COMP);
-所述计算处理器装置(COMP)根据存储在所述内存装置(MEM)中的算法处理数据;
所述显示屏被设置用于显示由所述摄像头(CM)捕捉的并由所述计算处理器装置(COMP)处理的图像(IM);
-借由所述移动设备(MDEV)的所述摄像头(CM)捕捉环境(ENV)的图像;
-借由计算处理器装置(COMP)根据图像(IM)提取环境属性(ENVP);
-根据所述环境属性(ENVP)计算一个或多个扬声器(SP)的所述物理位置(PL);
-手动地或自动地将一个或多个扬声器的物理位置作为关系(REL)至少部分地根据计算的物理位置(PL)关联至相应的扬声器标识符(SPI),以及
-将所述关系(REL)存储在与所述总线驱动器(BD)关联的位置数据库(LDB)中。
2.根据权利要求1所述的关联扬声器的物理位置的方法,其中所述扬声器系统(LS)的所述扬声器(SP)可由所述总线驱动器(BD)单独寻址,以用于呈送由所述总线驱动器(BD)提供的音频。
3.根据上述任一权利要求所述的关联扬声器的物理位置的方法,其中所述扬声器系统包括两个或更多个扬声器总线,其中所述总线通过通信耦合至所述总线驱动器,所述总线驱动器实现对设置在一个以上扬声器总线中的扬声器的寻址,且其中对设置在一个以上扬声器总线中的扬声器的所述寻址由中央控制器(CC)控制,所述中央控制器通过通信耦合至所述总线驱动器。
4.根据上述任一权利要求所述的关联扬声器的物理位置的方法,其中所述一个或多个扬声器(SP)的物理位置是根据所述图像(IM)和在捕捉的图像(IM)中自动识别扬声器(SP)来确定的,且其中所述自动识别是根据所述图像(IM)借助于所述计算处理器装置(COMP)来计算的。
5.根据上述任一权利要求所述的关联扬声器的物理位置的方法,其中所述集合环境被分为至少两个不同的区域,所述两个不同的区域可由所述系统的所述总线驱动器单独地寻址。
6.根据上述任一权利要求所述的关联扬声器的物理位置的方法,其中中央控制器(CC)被设置用于根据所述确定的物理位置(PL)或根据所述位置抽象层数据库(ALDB)控制在所述扬声器系统(LS)中音频信号的再现,且其中所述物理位置与由用户至少在所述系统的最初设定期间定义的抽象层(AL)关联,从而使中央控制器(CC)能够控制在一个或多个参考所述位置抽象层数据库(ALDB)被识别的扬声器(SP)中音频信号的再现。
7.根据上述任一权利要求所述的关联扬声器的物理位置的方法,其中所述物理位置借助于所述移动设备自动地确定,且其中相应的扬声器标识符(SPI)由移动设备(MDEV)和扬声器系统(LS)通过自动测试程序确定。
8.根据上述任一权利要求所述的关联扬声器的物理位置的方法,其中所述关系(REL)在重新设计所述系统后将被修改。
9.一种扬声器系统(LS)包括多个扬声器(SP),所述多个扬声器被配置用于在中央控制器(CC)的控制下音频信号的音频再现,其中所述中央控制器(CC)根据所述扬声器系统的扬声器的物理位置与相应的扬声器标识符(SPI)之间的相互关联确定特定的或多组扬声器的音频再现,且其中扬声器的位置至少部分地根据如权利要求1-8中任一权利要求所述的方法来确定。
10.一种建立包括多个扬声器(SP)的扬声器系统(LS)的方法,所述方法包括以下步骤:
-在集合环境(AENV)的一个或多个环境(ENV)中安装扬声器,并由总线驱动器(BD)驱动;
-定义多个抽象层并将其存储在抽象层数据库(ALDB)中;
-初始化关系数据库(RDB)中的关系(REL);
-使所述关系和所述抽象层相互关联,从而获得由所述关系数据库(RDB)的所述关系决定的所述抽象层和所述扬声器的物理位置之间的相互关联;以及
-将所述抽象层整合入用户界面(UI),从而方便操作者对具有音频的定义了抽象层的扬声器经由所述总线驱动器(BD)进行寻址。
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