CN107734444A - 一种无线多声道声音同步播放控制系统及方法 - Google Patents

一种无线多声道声音同步播放控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种无线多声道声音同步播放控制系统及方法，所述同步播放控制系统包括具有根据无线连接同步信息触发动作的功能的主控设备和受控设备，所述主控设备与音源连接，所述受控制备通过主控设备与音源连接，所述主控设备和受控设备均包括播放子系统和无线传输子系统，所述播放子系统包括用于获取音频信号的麦克风、用于处理音频数据的音频数据处理器和音频放大器以及喇叭；所述无线传输子系统包括无线调制解调器以及射频器件；本发明在原有的无线连接技术的基础上，利用无线连接的同步信息来实现多声道声音的同步播放控制，同时利用同步信息传递机制，使得无线多声道声音时刻保持同步。

Description

一种无线多声道声音同步播放控制系统及方法
技术领域
本发明涉及无线立体声或者多声道系统，特别涉及一种无线多声道声音同步播放控制系统及方法。
背景技术
立体声(两声道)以及多声道声音在通过扬声器还原的时候，需要将各个声道的声音同时播放出来，否则原来声音的空间感会受到破坏，听众无法感知声音正确的方位层次感等空间分布特性。
传统的立体声耳机，立体声或者多声道音箱，采用有线方式传输声音信号，很容易实现声音的同步播放。但无线立体声耳机，立体声或者多声道音箱，由于无线信号传输的不可靠，需要引入重传机制，这可能会导致各个声道的信号到达扬声器的时间出现差异。因此，无线立体声或者多声道系统需要一个稳定可靠的同步机制来保证声音信号还原的准确性。
现有系统的无线传输子系统和播放子系统之间，只传递音频数据和控制数据；耳机/音箱的同步依赖于本地时钟。现有的无线立体声或者多声道系统通过简单的定时器来同步声音信号，精度不高，通常是毫秒级ms，只能在开始播放时对各个声道的声音做精度不高的同步，而且无法保证声音在播放过程中持续保持同步。
因此，需要一种能够实现高精度的声音同步，还可以保证声音在传播过程中一直保持同步的无线多声道声音同步播放控制系统及方法。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种无线多声道声音同步播放控制系统，包括具有根据无线连接同步信息触发动作的功能的主控设备和受控设备，所述主控设备与音源连接，所述受控制备通过主控设备与音源连接，所述主控设备和受控设备均包括播放子系统和无线传输子系统，所述播放子系统包括用于获取音频信号的麦克风、用于处理音频数据的音频数据处理器和音频放大器以及喇叭；所述无线传输子系统包括无线调制解调器以及射频器件；所述主控设备和受控设备将无线传输子系统的同步信息同时传递给音频数据处理器进行处理。
优选地，所述主控设备和受控设备还包括晶体，其晶体振荡产生的时钟用于播放音频数据。
优选地，所述主控设备和受控设备为耳机或者音箱，将所述第一声道的耳机/音箱作为主控设备，所述主控设备可通过串联或者并联与各个受控设备连接。
优选地，所述无线连接技术为包括蓝牙、WIFI以及ZigBee技术等能够实现无线通信的技术，所述无线连接系统的modem都能提供微秒级的同步时间信号。
根据本发明的另一个方面，本发明还提供一种无线多声道声音同步播放控制方法，具体步骤如下：
步骤一：所述主控设备和受控设备进行无线连接后，以主控设备的同步信息为基准，定义各个音频同步事件的开始时间(即各个音频时间的同步时间)作为控制信息；
步骤二：所述主控设备将所述控制信息通过无线传输子系统传送给各个受控设备；
步骤三：所述受控设备接收到所述控制信息后，将所述控制信息翻译成本设备的无线连接同步信息；
步骤四：当所述控制信息中的所述同步时间到达时，所述主控设备和受控设备的无线传输子系统的同步信息会同时发送给所述播放子系统的音频数据处理器；
步骤五：所述音频数据处理器根据控制信息中预先设定的各个音频同步事件的开始时间开始动作，从而实现高精度的同步控制；
步骤六：所述主控设备每隔一段时间将其播放的数据的位置信息以及对应的无线传输子系统的同步信息组合成同步时间信息，并传递给所述受控设备；
步骤七：所述受控设备接收到所述同步时间信息后，将其与本设备的播放位置进行比对，并根据比对结果调整本设备的播放速率，以保持本设备与所述主控设备同步播放。
步骤四中，在所述控制信息中的同步时间到达时，各个主控设备和受控设备触发相应的时间处理流程，由于所述同步事件的时间是基于无线连接的同步系统，各个设备所看到的时间点都是一致的，而且精度达到微秒级。
在播放过程中，由于晶体的差异以及温度的变化，晶体的频率会产生漂移，导致各个声道播放的数据转错位，而通过本发明的步骤六和步骤七，通过主控设备定时发送器同步时间信息，与各个受控制备的同步时间信息进行比对并调整，从而使得主控设备与受控设备的播放速率时刻保持一致，有效地防止了本发明的整个系统的各个声道播放出现播放错位的情况。
优选地，所述音频同步事件包括播放事件、停止事件、音量控制事件等。
优选地，所述主控设备和受控设备为耳机或者音箱，将所述第一声道的耳机/音箱作为主控设备，所述主控设备可通过串联或者并联与各个受控设备连接。
本发明在原有的无线连接技术的基础上，利用无线连接的同步信息来控制多声道声音的同步播放，同时每隔一段时间由设置好的主控设备将其播放的数据的位置信息以及对应的同步信息组合成同步时间信息，并传递给所述受控设备，以供受控设备将其与本设备的同步时间信息进行比对并调整，从而使得无线多声道声音时刻保持同步。
应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。
附图说明
参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中：
图1示出了本发明所述的无线多声道声音同步播放控制系统框图。
图2示出了本发明在蓝牙系统中的具体应用的拓扑结构图。
图3示出了本发明在WIFI系统中的具体应用的拓扑结构图。
具体实施方式
通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。
在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
实施例1
参见图1，本实施例提供一种基于蓝牙系统中的无线多声道声音同步播放控制系统，包括具有根据无线连接同步信息触发动作的功能的耳机/音箱，所述耳机/音箱均包括播放子系统和无线传输子系统，所述播放子系统包括用于获取音频信号的麦克风、用于处理音频数据的音频数据处理器和音频放大器以及喇叭；所述无线传输子系统包括无线调制解调器以及射频器件；所述主控设备和受控设备将无线传输子系统的同步信息同时传递给音频数据处理器进行处理；所述主控设备和受控设备还包括晶体，其晶体振荡产生的时钟用于播放音频数据。
优选地，所述主控设备和受控设备为耳机或者音箱，将所述第一声道的耳机/音箱作为主控设备，所述主控设备可通过串联或者并联与各个受控设备连接。
参见图2，各个耳机/音箱串联在一起，将所述第一声道的耳机/音箱作为主控设备与音源直接连接。其中，第一个声道的耳机/音箱从音源接收N个声道的数据，并将声道[2..N]的数据发送给第二个声道的耳机/音箱；第二个声道的耳机/音箱从第一个声道的耳机/音箱接收声道[2..N]的数据，并将声道[3..N]的数据发送给第三个声道。以此类推，直到第N个声道的耳机/音箱接收到数据。
本实施例中，第一个声道的耳机/音箱作为主控设备，以其线传输子系统的同步信息为基准，定义各个音频同步事件的开始时间作为控制信息，将这些控制信息传递给第二个耳机/音箱。在图2的拓扑结构中，信息是一个接一个转发的，直到最后一个声道的耳机/音箱收到。
在转发过程中，本设备需要将与上级设备同步信息转换为与下级设备的同步信息。在同步事件的时间到达那一刻，各个耳机/音箱触发相应的事件处理流程，从而实现多声道声音的同步播放控制。由于所述同步事件的时间是基于无线连接的同步系统，各个耳机/音箱所看到的时间点都是一致的，而且精度很高。
实施例2
参见图1，本实施例提供一种基于WIFI系统中的无线多声道声音同步播放控制系统，包括具有根据无线连接同步信息触发动作的功能的耳机/音箱。所述各个耳机/音箱均包括播放子系统和无线传输子系统，所述播放子系统包括用于获取音频信号的麦克风、用于处理音频数据的音频数据处理器和音频放大器以及喇叭；所述无线传输子系统包括无线调制解调器以及射频器件；所述各个耳机/音箱将无线传输子系统的同步信息同时传递给音频数据处理器进行处理；各个耳机/音箱还包括晶体，其晶体振荡产生的时钟用于播放音频数据。
如图3所示，各个耳机/音箱以及音源，通过一个共同的接入点连在一起。这个接入点由第一个声道的耳机/音箱兼任，此时，第一声道的耳机/音箱作为主控设备，所述第一声道的耳机/音箱与音源连接，其他的耳机/音箱与第一声道的耳机/音箱并联连接；其中，第一个声道的耳机/音箱从音源接收N个声道的数据，并将声道2的数据发给第二个声道的耳机/音箱，声道3的数据发给第三个声道的耳机/音箱，以此类推，声道N的数据发送给第N个声道的耳机/音箱。
本实施例与蓝牙系统中的应用相同，第一个声道的耳机/音箱作为主控，以无线传输子系统的同步信息为基准，定义各个音频同步事件的开始时间作为控制信息。不同的是，作为主控设备的第一个声道的耳机/音箱会直接将信息发送给其他所有声道的耳机/音箱，第一个声道的耳机/音箱拥有与其他所有声道的耳机/音箱的物理传输通道。在同步事件的时间到达那一刻，各个耳机/音箱触发相应的事件处理流程，从而实现多声道声音的同步播放控制。由于所述同步事件的时间是基于无线连接的同步系统，各个耳机/音箱所看到的时间点都是一致的，而且精度很高。
实施例3
本发明还提供一种无线多声道声音同步播放控制方法，具体步骤如下：
S1：所述主控设备和受控设备进行无线连接后，以主控设备的同步信息为基准，定义各个音频同步事件的开始时间作为控制信息；
S2：所述主控设备将所述控制信息通过无线传输子系统传送给各个受控设备；
S3：所述受控设备接收到所述控制信息后，将所述控制信息翻译成本设备的无线连接同步信息；
S4：当所述控制信息中的所述同步时间到达时，所述主控设备和受控设备的无线传输子系统的同步信息会同时发送给所述播放子系统的音频数据处理器；
S5：所述音频数据处理器根据控制信息中预先设定的各个音频同步事件的开始时间开始动作，从而实现高精度的同步控制。
S6：所述主控设备每隔一段时间将其播放的数据的位置信息以及对应的无线传输子系统的同步信息组合成同步时间信息，并传递给所述受控设备；
S7：所述受控设备接收到所述同步时间信息后，将其与本设备的播放位置进行比对，并根据比对结果调整本设备的播放速率，以保持本设备与所述主控设备同步播放。
步骤四中，在所述控制信息中的同步时间到达时，各个主控设备和受控设备触发相应的时间处理流程，由于所述同步事件的时间是基于无线连接的同步系统，各个设备所看到的时间点都是一致的，而且精度达到微秒级。
在播放过程中，由于晶体的差异以及温度的变化，晶体的频率会产生漂移，导致各个声道播放的数据转错位，而通过本发明的步骤六和步骤七，通过主控设备定时发送器同步时间信息，与各个受控制备的同步时间信息进行比对并调整，从而使得主控设备与受控设备的播放速率时刻保持一致，有效地防止了本发明的整个系统的各个声道播放出现播放错位的情况。
其中，所述音频同步事件包括播放事件、停止事件、音量控制事件等。所述主控设备和受控设备为耳机或者音箱，将所述第一声道的耳机/音箱作为主控设备，所述主控设备可通过串联或者并联与各个受控设备连接。
本发明在原有的无线连接技术的基础上，利用无线连接的同步信息来控制多声道声音的同步播放，同时每隔一段时间由设置好的主控设备将其播放的数据的位置信息以及对应的同步信息组合成同步时间信息，并传递给所述受控设备，以供受控设备将其与本设备的同步时间信息进行比对并根据结果调整播放速率，从而使得主控设备与受控设备的播放速率时刻保持一致，实现无线多声道声音时刻保持同步。
结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。

Claims (7)

1.一种无线多声道声音同步播放控制系统，包括具有根据无线连接同步信息触发动作的功能的主控设备和受控设备，所述主控设备与音源连接，所述受控制备通过主控设备与音源连接，
所述主控设备和受控设备均包括播放子系统和无线传输子系统，所述播放子系统包括用于获取音频信号的麦克风、用于处理音频数据的音频数据处理器和音频放大器以及喇叭；
所述无线传输子系统包括无线调制解调器以及射频器件；所述主控设备和受控设备将无线传输子系统的同步信息同时传递给音频数据处理器进行处理。
2.根据权利要求1所述的无线多声道声音同步播放控制系统，其特征在于，所述主控设备和受控设备还包括晶体，其晶体振荡产生的时钟用于播放音频数据。
3.根据权利要求1所述的无线多声道声音同步播放控制系统，其特征在于，所述主控设备和受控设备为耳机或者音箱，将所述第一声道的耳机/音箱作为主控设备，所述主控设备可通过串联或者并联与各个受控设备连接。
4.根据权利要求1所述的无线多声道声音同步播放控制系统，其特征在于，所述无线连接技术为包括蓝牙、WIFI以及ZigBee技术。
5.一种无线多声道声音同步播放控制方法，具体步骤如下：
S1：所述主控设备和受控设备进行无线连接后，以主控设备的同步信息为基准，定义各个音频同步事件的开始时间作为控制信息；
S2：所述主控设备将所述控制信息通过无线传输子系统传送给各个受控设备；
S3：所述受控设备接收到所述控制信息后，将所述控制信息翻译成本设备的无线连接同步信息；
S4：当所述控制信息中的所述同步时间到达时，所述主控设备和受控设备的无线传输子系统的同步信息会同时发送给所述播放子系统的音频数据处理器；
S5：所述音频数据处理器根据控制信息中预先设定的各个音频同步事件的开始时间开始动作，从而实现高精度的同步控制；
S6：所述主控设备每隔一段时间将其播放的数据的位置信息以及对应的无线传输子系统的同步信息组合成同步时间信息，并传递给所述受控设备；
S7：所述受控设备接收到所述同步时间信息后，将其与本设备的播放位置进行比对，并根据比对结果调整本设备的播放速率，以保持本设备与所述主控设备同步播放。
6.根据权利要求5所述的无线多声道声音同步播放控制方法，其特征在于，所述音频同步事件包括播放事件、停止事件、音量控制事件。
7.根据权利要求5所述的无线多声道声音同步播放控制方法，其特征在于，所述主控设备和受控设备为耳机或者音箱，将所述第一声道的耳机/音箱作为主控设备，所述主控设备与各个受控设备串联或者并联连接。
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