CN108886665A - 音频系统均衡 - Google Patents

Abstract

用于适于使用扬声器将测试音频信号转换成测试声音的均衡音频系统的过程和设备。这些过程和设备可以涉及使用红外信号在音频系统与便携式计算机设备之间在一个或两个方向上传送信息，便携式计算机设备捕获测试声音，计算可以在均衡过程中使用的音频参数，并且向音频系统传输回这些音频参数用于在均衡由音频系统播放的音频信号时使用。

Description

音频系统均衡

背景技术

本公开涉及均衡音频系统。

音频系统使用音频信号源来从一个或多个换能器/扬声器生成声音。在均衡系统中，频率响应被修改，以便在音频系统所在的房间或收听区域中提供更高质量的声音。对于诸如无线扬声器封装件等便携式音频系统，位置可以容易地改变。如果这样的系统在每次移动时或者在环境发生变化时都与其环境均衡，则它们将提供更好的声音。

发明内容

以下提及的所有示例和特征可以以任何技术上可能的方式组合。

在一个方面，一种适于耦合到便携式计算机设备的加密狗包括适于检测由音频系统辐射的测试声音的麦克风和适于向音频系统传输红外信号的红外发射器，其中传输的红外信号向音频系统传送基于检测到的测试声音的音频参数。

实施例可以包括以下特征之一或其任何组合。音频系统可以是无线扬声器封装件。传输的红外信号还可以向音频系统传送音频系统控制信号。加密狗还可以包括适于耦合到便携式计算机设备的数字连接器。数字连接器可以是USB连接器。加密狗还可以包括被配置为耦合到便携式计算机设备的模拟连接器。模拟连接器可以是适于与便携式计算机设备的模拟插孔耦合的插头。音频参数可以包括适合于实现期望的音频系统频率响应的均衡模式。

在另一方面，一种用于均衡适于使用扬声器将测试音频信号转换为测试声音的第一音频系统的过程包括：通过远程设备捕获测试声音，基于所捕获的测试声音计算可以用于实现来自第一音频系统的期望频率响应的信息，通过功能上与远程设备相关联的红外发射器并且作为一系列红外信号来无线地传输所计算的信息，通过功能上与第一音频系统相关联的红外接收器来接收所传输的红外信号，通过第一音频系统将所接收的红外信号转换成适合于实现来自第一音频系统的期望频率响应的音频系统均衡模式，以及将扬声器封装件均衡模式保存在第一音频系统的存储器中。

实施例可以包括以下特征之一或其任何组合。可以用于实现来自第一音频系统的期望频率响应的信息可以由远程设备来计算，或者可以由诸如云连接的设备等远程设备来计算。该过程还可以包括通过音频系统经由从扬声器播放的音频来提供关于所传输的红外信号的反馈。红外发射器可以是适于耦合到远程设备的加密狗的一部分。加密狗可以适于经由远程设备的模拟插孔耦合到远程设备。例如，远程设备可以是智能手机或第二音频系统。第一和第二音频系统均可以是无线扬声器封装件。

在另一方面，一种使用适于与音频系统通信的便携式计算机设备的方法，其中音频系统适于使用一个或多个扬声器将音频信号转换为声音，该方法包括：当便携式计算机设备处于收听空间中的第一位置时，通过与便携式计算机设备相关联的麦克风接收在音频系统播放测试音频信号时来自音频系统的声音，确定音频信号之间的时间延迟和由麦克风对所播放的测试音频信号的接收，基于所播放的测试音频信号来确定针对第一位置的频率响应，以及基于频率响应向音频系统传输适合于实现来自音频系统的一个或多个扬声器的期望声学特性的音频参数。

实施例可以包括以下特征之一或其任何组合。音频参数可以由便携式计算机设备计算，或者音频参数可以由远程计算设备计算，并且然后向便携式计算机设备传输。基于频率响应的信息可以包括使用所确定的时间延迟计算的一个或多个音频参数。确定时间延迟可以包括将测试音频信号与麦克风信号进行相关。便携式计算机设备到音频系统的传输可以是无线的，并且可以使用红外信号。

附图说明

图1是可以一起使用以均衡音频系统的音频系统和便携式计算机设备的示意性框图。

图2是可以一起使用以均衡音频系统的另一音频系统和具有相关联的加密狗的智能手机的示意性框图。

具体实施方式

如果音频系统与其周围环境均衡，则音频系统可以播放更高质量的声音。对于诸如无线扬声器封装件等便携式音频系统，位置可以容易地改变。如果这样的系统在每次移动时或者在环境发生变化时都与其环境均衡，则它们将提供更好的声音。

音频系统均衡在美国专利7,483,540中公开，其公开内容通过引用并入本文。该专利公开了使用被移动到房间中的一个或多个位置的便携式计算机设备来均衡音频系统。由音频系统辐射的测试声音由便携式计算机设备接收。均衡模式由便携式计算设备根据来自各种位置响应的平均房间响应来计算。均衡模式被下载到音频系统，然后音频系统将其应用于被转换为声波的音频信号。

在本公开中，附图的元件在框图中被示出和描述为离散元件。这些元件可以实现为模拟电路或数字电路中的一个或多个。备选地或附加地，它们可以用执行软件指令的一个或多个微处理器来实现。软件指令可以包括数字信号处理指令。操作可以由模拟电路或由执行等效模拟操作的软件的微处理器来执行。信号线可以实现为离散的模拟或数字信号线、具有能够处理单独信号的适当信号处理的离散数字信号线、和/或无线通信系统的元件。

当过程在框图中表示或暗示时，这些步骤可以由一个元件或多个元件执行。这些步骤可以一起执行或在不同时间执行。执行活动的元件可以在物理上彼此相同或接近，或者可以在物理上分开。一个元件可以执行多于一个框的动作。音频信号可以被编码或不被编码，并且可以以数字或模拟形式传输。在某些情况下，传统的音频信号处理设备和操作从附图中省略。

图1示出了可以在本公开中使用的音频系统60和便携式计算机设备62的非限制性示例。音频系统60具有音频信号源10、音频信号处理电路12和一个或多个扬声器14。音频系统60还包括控制器72和收发器70，收发器70适于与便携式计算机设备62的双向无线通信。在一个非限制性示例中，音频系统60是独立的便携式无线扬声器封装件，诸如从马萨诸塞州的弗雷明汉的Bose公司可获取的 便携式无线扬声器封装件可以使用各种音频信号源：例如，仅作为两个非限制性示例，它可以从便携式计算机设备62或从因特网无线电台接收音频信号。

在该非限制性示例中，便携式计算机设备62具有麦克风16、声学测量电路19、控制器26和均衡计算电路18。便携式计算机设备62还包括实现去往和来自音频系统60的通信的收发器74，如虚线90所示。在一个非限制性示例中，便携式计算机设备62是具有能够命令智能手机实现本文中描述的远程设备功能的适当的软件应用的智能手机。可以使用的智能手机的一个非限制性示例是从加利福尼亚州的库比蒂诺的Apple公司可获取的很多智能手机具有可以用作麦克风16的内置麦克风。如果没有，则可以使用单独的麦克风并且例如经由模拟或数字连接器将其适当地耦合到设备62。很多智能手机还具有可以用于实现电路19、控制器26和电路18的处理能力。如果设备62用于以其他方式控制系统60或与系统60通信(例如，如果设备62单独作为系统60的遥控器操作，或者如果设备62提供由系统60播放的音频信号)，则控制器26可以直接从收发器74输出或输入。很多智能手机还包括无线发射和接收能力(例如，使用WiFi、蓝牙、射频(RF)和/或红外无线通信能力)。音频系统60与便携式计算机设备62之间的双向无线通信可以通过任何现在已知的或以后开发的无线通信技术来实现。通信可以是直接在系统60与设备62之间，或者可以是间接的，诸如经由本地路由器等，或者经由如80所示的云。

用于均衡音频系统60的一个示例性非限制性过程涉及人员在音频系统60所在的房间内移动便携式计算机设备62，而同时系统60播放一系列测试音调，这些测试音调然后由设备麦克风16接收。代替测试音调，系统60可以播放音乐或粉红噪声作为随后由麦克风16接收的测试音频。在一个非限制性示例中，音乐或粉红噪声的音频信号可以来自便携式计算机设备62并且经由wifi和本地路由器传输给音频系统60。然后，与所接收的声音相对应的频率响应通过控制器26运行本领域已知类型的用于计算频率响应的适当的软件程序来计算，和/或通过基于频率响应的并且可以由音频系统60使用以实现来自扬声器14的期望频率响应的信息来计算。基于所计算的频率响应的这样的信息可以包括音频参数，诸如滤波器系数、增益和/或延迟，音频系统60可以使用这些参数来产生来自扬声器14的适当均衡的声音。作为由设备62计算音频参数的替代方案，计算可以如由云80指示的远程计算设备来完成。所计算的音频参数、和/或基于频率响应的信息然后直接从设备62(经由收发器74)或间接地(例如，经由wifi/本地路由器或云80)发送给音频系统60。音频系统60将该信息存储在与控制器72相关联的存储器中。然后，由音频系统60使用该信息来均衡它经由扬声器14播放的音频。

高质量均衡需要在由音频信号源对均衡测试声音激励信号的生成与由麦克风16对所得到的测试声音的接收之间的一致或已知时间。可能存在这种定时可能不一致的情况。例如，当系统60和设备62经由WiFi和本地路由器进行无线通信时，可能存在未知的无线电延迟(例如，延迟可能取决于此时网络质量的状态和缓冲量)。而且，声学延迟取决于音频系统60与个人计算机设备62之间的距离，这是未知的和可变的。在这种情况下，可以通过将音频信号源与麦克风信号相关联以便确定时间延迟并且然后在计算传递函数(频率响应)时考虑时间延迟，来改进用于均衡音频系统60的音频参数的计算。使用两个系列之间的相关性来确定时间延迟是本领域已知的技术。在频率响应计算中使用所确定的时间延迟也是本领域中已知的技术。相关可以由控制器26来实现。然后，可以由控制器26在计算音频参数时使用相关结果。

图2示出了可以在本公开中使用的音频系统90和智能手机100的第二非限制性示例。相对于图1的音频系统60和便携式计算机设备62公开的音频系统90和智能手机100的一些细节不相对于图2详细讨论，以简化附图和描述。音频系统90具有音频信号源92、控制器94、扬声器96、收发器99和红外(IR)接收器98。在一个非限制性示例中，音频系统90是独立的便携式无线扬声器封装件，诸如从马萨诸塞州的弗雷明汉的Bose公司可获取的 智能手机100具有数字和/或模拟输入/输出接口106(例如，音频插孔和/或USB端口)、控制器104、收发器108和用户接口(UI)102。可以使用的智能手机的一个非限制性示例是从加利福尼亚州的库比蒂诺的Apple公司可获取的其加载有能够命令智能手机实现本文中描述的功能的适当的软件应用。

加密狗110是被配置为经由智能手机输入/输出106在功能上耦合到智能手机100的单独的设备。由智能手机100接收的加密狗输出信号可以是模拟的或数字的。加密狗110和智能手机100的电互连的非限制性示例包括经由适配到智能手机100的模拟输入插孔的插头的模拟连接、以及经由适配到智能手机100的USB端口或其他数字端口的数字连接器的数字输入。加密狗110可以具有用作来自音频系统90的测试音调的接收器的麦克风112，尽管如果智能手机100包括麦克风，则加密狗110不需要麦克风112。加密狗110包括被配置为将智能手机输出信号转换成被广播到房间中并且由音频系统IR接收器98接收的IR信号的IR发射器114。备选地或附加地，音频系统90和智能手机100可以如上面相对于图1所描述的并且如收发器99、收发器108、无线通信122和云120所示出的那样进行无线通信。由加密狗110转换并作为IR广播的智能手机输出信号可以包括但不限于可以用于实现通过智能手机100或在云中计算的来自音频系统90的期望频率响应的音频参数或信息，如上所述。当智能手机100适于用作音频系统遥控器并且加密狗110向遥控功能添加允许经由其IR接收器98进行音频系统控制的IR传输功能时，由加密狗110作为IR信号发送的智能手机输出信号还可以包括音频系统控制信号，诸如音量控制、互联网无线电台选择或音轨选择。

作为音频系统90与智能手机100之间的通信方案的一部分，音频系统90可以向智能手机100提供关于其已经接收的所传输的IR信号的反馈。这是确保正确的信息已被智能手机传输并且已被音频系统接收的一种方法。在一个非限制性示例中，反馈可以经由扬声器96实现。例如，可以由音频系统90播放独特的音调或一系列音调，以指示从智能手机100对音频参数的接收。或者，可以经由收发器99发送确认信息。在一个示例中，智能手机可以继续传输所计算的音频参数，直到它们的接收被音频系统90以某种方式确认。

图1和图2中所示的系统具有可以以不同于附图中所示的方式使用的组件和功能。例如，图2的IR通信功能可以用在图1的系统中。而且，图2的智能手机100可以被替换为适于接收测试音调并且传输IR和/或其他无线通信信号的另一设备(无论是否便携)。这种设备的一个示例是第二音频系统，例如可以用作IR发射器114的具有现有IR传输能力的扬声器封装件(无线或非无线以及便携式或非便携式)、以及可以用作麦克风112的现有麦克风。在这种情况下，由于扬声器封装件本身已经包括加密狗110的所有功能，因此不需要加密狗。

上述系统和方法的实施例包括对于本领域技术人员来说是很清楚的计算机组件和计算机实现的步骤。例如，本领域技术人员应当理解，计算机实现的步骤可以作为计算机可执行指令存储在诸如例如软盘、硬盘、光盘、闪存ROMS、非易失性ROM和RAM等计算机可读介质上。此外，本领域技术人员应当理解，计算机可执行指令可以在诸如例如微处理器、数字信号处理器、门阵列等各种处理器上执行。为了便于说明，并非以上描述的系统和方法的每个步骤或元件在本文中被描述为计算机系统的一部分，但是本领域技术人员将认识到，每个步骤或元件可以具有相应的计算机系统或软件组件。因此，这样的计算机系统和/或软件组件通过描述其相应的步骤或元件(即，它们的功能)来实现，并且在本公开的范围内。

已经描述了很多实现。然而，应当理解，在不脱离本文中描述的发明构思的范围的情况下，可以进行另外的修改，并且因此，其他实施例也在所附权利要求的范围内。

Claims (23)

1.一种适于耦合到便携式计算机设备的加密狗，包括：

麦克风，适于检测由音频系统辐射的测试声音；以及

红外发射器，适于向所述音频系统传输红外信号，其中所传输的所述红外信号向所述音频系统传送基于检测到的所述测试声音的音频参数。

2.根据权利要求1所述的加密狗，其中所传输的所述红外信号还向所述音频系统传送音频系统控制信号。

3.根据权利要求1所述的加密狗，还包括适于耦合到所述便携式计算机设备的数字连接器。

4.根据权利要求3所述的加密狗，其中所述数字连接器是USB连接器。

5.根据权利要求1所述的加密狗，还包括被配置为耦合到所述便携式计算机设备的模拟连接器。

6.根据权利要求5所述的加密狗，其中所述模拟连接器包括适于与所述便携式计算机设备的模拟插孔耦合的插头。

7.根据权利要求1所述的加密狗，其中所述音频参数包括适合于实现期望的音频系统频率响应的均衡模式。

8.根据权利要求1所述的加密狗，其中所述音频系统包括无线扬声器封装件。

9.一种用于均衡第一音频系统的过程，所述第一音频系统适于使用扬声器将测试音频信号转换为测试声音，所述过程包括：

通过远程设备捕获测试声音；

基于所捕获的所述测试声音，计算能够用于实现来自所述第一音频系统的期望频率响应的信息；

通过功能上与所述远程设备相关联的红外发射器并且作为一系列的红外信号来无线地传输所计算的所述信息；

通过功能上与所述第一音频系统相关联的红外接收器来接收所传输的所述红外信号；

通过所述第一音频系统，将所接收的所述红外信号转化成适合于实现来自所述第一音频系统的期望频率响应的音频系统均衡模式；以及

将所述扬声器封装件均衡模式保存在所述第一音频系统的存储器中。

10.根据权利要求9所述的过程，其中能够用于实现来自所述第一音频系统的期望频率响应的所述信息由所述远程设备来计算。

11.根据权利要求9所述的过程，还包括通过音频系统经由从所述扬声器播放的音频来提供关于所传输的所述红外信号的反馈。

12.根据权利要求9所述的过程，其中所述红外发射器是加密狗的一部分，所述加密狗适于耦合到所述远程设备。

13.根据权利要求12所述的过程，其中所述加密狗适于经由所述远程设备的模拟插孔耦合到所述远程设备。

14.根据权利要求9所述的过程，其中所述远程设备包括智能手机。

15.根据权利要求9所述的过程，其中所述远程设备包括第二音频系统。

16.根据权利要求15所述的过程，所述第一音频系统和所述第二音频系统均包括无线扬声器封装件。

17.一种使用适于与音频系统通信的便携式计算机设备的方法，其中所述音频系统适于使用一个或多个扬声器将音频信号转换为声音，所述方法包括：

当所述便携式计算机设备处于收听空间中的第一位置时，通过与所述便携式计算机设备相关联的麦克风接收在所述音频系统播放测试音频信号时来自所述音频系统的声音；

确定所述音频信号之间的时间延迟和由所述麦克风对所播放的所述音频信号的接收；

基于所接收的播放的所述音频信号来确定针对所述第一位置的频率响应；以及

基于所述频率响应向所述音频系统传输音频参数，所述音频参数适合于实现来自所述音频系统的一个或多个扬声器的期望声学特性。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述音频参数由所述便携式计算机设备计算。

19.根据权利要求17所述的方法，其中所述音频参数由远程计算设备计算并且然后向所述便携式计算机设备传输。

20.根据权利要求17所述的方法，其中基于所述频率响应的信息包括使用所述确定的所述时间延迟计算的一个或多个音频参数。

21.根据权利要求17所述的方法，其中确定时间延迟包括将所述测试音频信号与麦克风信号进行相关。

22.根据权利要求17所述的方法，其中由所述便携式计算机设备到所述音频系统的传输是无线的。

23.根据权利要求22所述的方法，其中所述无线传输使用红外信号。