CN112118528B - 用于校准音频系统的方法、多媒体设备及计算机可读介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于校准具有无线扬声器的音频系统的音频延迟的方法。它允许利用空间分布的无线扬声器来模拟环绕或3D声音系统。所述方法由多媒体设备(M)执行并且包括：a)传送(S10)用于由扬声器进行音频回放的第一探测信号，所述第一探测信号包括第一音频模式；b)通过侦听扬声器对所述第一探测信号的声学响应来确定(S20)信号质量；c)通过基于信号质量修改第一音频模式来确定(S30)第二音频模式；d)传送(S40)用于由扬声器进行音频回放的第二探测信号，所述第二探测信号包括第二音频模式的重复；以及e)基于所传送的第二探测信号与扬声器响应于第二探测信号的声学响应之间的音频延迟的测量，确定(S50)对扬声器的音频延迟补偿。

Description

用于校准音频系统的方法、多媒体设备及计算机可读介质

技术领域

本公开内容涉及使用多媒体设备的无线音频数据流的领域。具体而言，本公开内容涉及用于校准一个或多个无线扬声器(蓝牙是Bluetooth SIG公司的注册商标)的方法和蓝牙设备。

背景技术

蓝牙定义了一种通信标准，用于在短距离内无线传送音频数据，短距离通常限于最多10米，并且使用包括在超高频UHF频带中(即在300兆赫和3千兆赫之间)的高频无线电波。由于蓝牙设备的便携性，这个标准使得蓝牙设备在客户中非常流行，尤其是对于短距离应用，例如家庭或车辆应用。

在2019年所发布的蓝牙5.1版本提供了新的能力，其使得蓝牙设备以高达厘米的精度确定给定设备的方向和位置。这些定位能力提高了对蓝牙的兴趣，以利用扬声器获得改善的声音质量，例如立体声。

结合这些能力，蓝牙的日益流行的使用是通过将多个空间分布的扬声器分组来模拟环绕或3D声音系统。然而，当组合来自不同品牌或具有不同规格的多个蓝牙无线音频设备时，优选地将所述设备彼此校准以确保同步，从而避免每个设备播放的声音之间的延迟。

在这点上，一种用于减少两个蓝牙扬声器之间的时间延迟的已知方法包括测量每个扬声器的等待时间，即，测量每个扬声器在已经从主设备发送相应的数据之后播放给定声音所需的时间。在知道了每个设备的等待时间的情况下，就可以调整两个扬声器之间的同步。

在该框架中，可以通过从中央设备向多个附近的扬声器发送单个测试信号，然后测量每个扬声器播放对应的响应信号所需的时间延迟来确定多个等待时间。然后，通过比较这些测量的时间延迟，可以实现同步。

在这种情况下，测试信号包括固定的校准模式，因为扬声器通常是相同的品牌或具有类似的规范，并且通常允许补偿由在特定用户位置处具有相等或几乎相等的等待时间的一个或多个蓝牙无线音频设备进行的声音传输的时间。

然而，即使不是所有无线音频设备，也是大多数无线音频设备具有不同的参数，具体而言，具有不同的等待时间。这种等待时间取决于设备类型、设备的制造商、软件的版本等。有时，还必须测量音频设备的等待时间和其他参数，因为这些设备是未知的或先前没有注册过。

例如，因为用户或给定的制造商不能控制不同扬声器的音频输出的定时，而固定的校准模式可以用于相同品牌或类型的扬声器，使得当由不同的制造商制造时，不可能使多个扬声器完全同步。

此外，同步对于实现适当的音频质量是关键的：人耳可以感知到超过20毫秒的非同步，从而大大降低了扬声器系统产生的声音。

此外，蓝牙规范当前不支持同步的点到多点分发，并且使得在实践中很难设计出一种能够用于同时同步多个蓝牙无线音频设备的设备。

总之，并且到目前为止，当前需要可以应用于其输出未知的多个音频设备的改进的校准方法。

发明内容

为了解决上述问题和需要中的至少一些，本公开内容的第一目的涉及一种用于校准包括扬声器的音频系统的方法，所述方法由多媒体设备执行并且包括：

a)传送用于由扬声器进行音频回放的第一探测信号，第一探测信号包括第一音频模式；

b)通过侦听扬声器对第一探测信号的声学响应来确定信号质量；

c)通过基于信号质量修改第一音频模式来确定第二音频模式；

d)传送用于由扬声器进行音频回放的第二探测信号，第二探测信号包括第二音频模式的重复；以及

e)基于所传送的第二探测信号与扬声器响应于第二探测信号的声学响应之间的音频延迟的测量，确定对扬声器的音频延迟补偿。

这提供了一种用于校准具有一个或多个扬声器的音频系统的自适应动态方法。

特别地，这样的音频系统可以包括不共享类似的等待时间的无线音频设备。

此外，这允许确定至少一个扬声器的等待时间，以便改进包括所述至少一个扬声器的音频系统的同步。

这还允许利用多个空间分布的无线扬声器来模拟环绕或3D声音系统。

当连接多个扬声器时，没有重叠的多个音频模式允许它们之间的较低间隔，使得校准的持续时间减少。例如，当两个扬声器的等待时间未知时，可以合理地假设该等待时间等于作为最高可能等待时间值的400毫秒。在100毫秒安全阈值的情况下，可以针对每个模式使用500毫秒的时段。当确定所述两个扬声器中的至少一个的等待时间的测量时，可以计算与较小的等待时间值相对应的新时段，例如大约150毫秒。

在本文中，可以通过使用所述音频延迟补偿来调整音频数据到扬声器的传输，从而实现校准。

在本文中，将音频模式定义为音频参考信号，其包括在声级(即所述信号的包络的幅度)、至少一个频率和信号持续时间(即模式的长度)中的至少三个特征。

在本文中，音频参考信号可以包括其他特征，例如，模式包括多个相应的子模式情况下的附加音频频率，或者信号周期，即，音频模式或子模式的重复周期。

在一个实施例中，如果信号质量高于预定值，则第二音频模式包括以下至少一个：与第一音频模式相比更低的音频频率、与第一音频模式相比更高的幅度、或者与第一音频模式相比更长的信号持续时间。

在本文中，信号质量可以对应于音频模式与给定信号之间的相关性。具体地，互相关可以用于根据一个相对于另一个的偏移测量两个信号之间的相似性。还可以使用滑动窗口来执行滑动相关分析。通常，相关性技术可以用于测量信号幅度低于给定阈值或者使用模式或信号的最大值或最小值时出现的相似性。

这允许通过在信号的幅度增大、音频频率降低和/或长度增大中调整音频模式的一个或多个特征来确定用于校准至少一个扬声器的最佳模式。

此外，可以执行这种调整，直到实现最低信号质量。如果声学响应的信号质量太低，则修改第一音频模式以提高其回放效率及其可检测性。例如，低信号质量可能是由于扬声器离多媒体设备太远，从而增加信号的音量允许改善其接收质量。

特定特征调整还允许增加延迟测量的准确度以及附近用户的舒适度。

在一个实施例中，如果信号质量低于预定值，则第二音频模式包括与第一音频模式相比更长或更短的周期。

在本文中，第一音频模式和第二音频模式可以以特定周期重复。

这允许通过获得音频延迟补偿来抑制信号的恶化，例如由于环境噪声引起的恶化，所述音频延迟补偿依赖于多个音频延迟测量，例如依赖于所述音频延迟测量的平均值。

在一个实施例中，迭代地重复步骤a)至e)。

这允许获得多个信号质量集合和相应的音频延迟补偿，直到确定最佳音频模式。例如，迭代地重复这些步骤，直到音频系统的校准为最佳，例如，当已经获得预定数量的有效测量时和/或当直到模式的幅度达到预定阈值时。

在一个实施例中，该方法包括基于所获得的音频延迟补偿来同步扬声器的步骤f)。

这允许对一个或多个扬声器执行校准，所述校准可以同时或相继地执行。

在一个实施例中，所确定的音频延迟补偿进一步基于对第一探测信号与第二探测信号之间的非重叠时段的确定。

在本文中，当执行多个扬声器的校准时，两个或更多个模式可以彼此重叠。

这允许改进两个信号的频率鉴别，例如当低质量麦克风与由小时间段(例如一秒的时间段)隔开的模式结合使用时。

在一个实施例中，使用去卷积技术或功率测量技术来确定信号质量。

在本文中，扬声器可能不能提供音频回放，或者至少可以被侦听到的音频回放，例如如果探测信号的音频频率恰好过高而不能被所述扬声器适当地接收。在这种情况下，由传感器检测到的信号等同于环境噪声，并且不能测量时间延迟。

然而，信号质量可以采取各种形式，并且可以是例如信噪比，诸如在给定带宽中信号功率与环境噪声功率之间的比率、接收信号强度指示符、RSSI、值等。

使用去卷积技术允许将信号质量确定为信噪比。

使用功率测量技术允许将信号质量确定为信号强度，所述信号强度是从在探测信号的频率处接收到的声音的功率的测量获得的。

在一个实施例中，该方法还包括将测量的音频延迟存储在数据库中，所述数据库位于多媒体设备上或远程服务器上。

这允许由第一多媒体设备持续跟踪并保存与多个相应的扬声器(例如，连接到所述第一多媒体设备并在所述第一多媒体设备的范围内的无线扬声器)相对应的多个音频延迟。所保存的信息可以与第二多媒体设备共享，并且如果相同类型的扬声器在范围内，则可以用于进一步减少所述第二多媒体设备执行校准所需的时间。

在一个实施例中，第一探测信号和第二探测信号中的至少一个是高频信号，所述信号具有大于15千赫兹且小于20千赫兹并且优选地等于18千赫兹的频率。

在本文中，高频信号是超出可听频率的信号。此外，15、18和20千赫的频率值被认为是在正负500赫兹范围内的精确值。

这允许避免声音掩蔽，即，由环境噪声引起的破坏，环境噪声可能破坏信号并降低多媒体设备的侦听或记录特性。具体地，18千赫兹的频率提高了校准的效率，因为环境噪声不太可能包括这样的频率。

在一个实施例中，音频系统是蓝牙音频系统。

根据本公开内容的另一目的，公开了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括其上已存储有计算机程序指令的计算机可读介质，所述计算机程序指令可加载到计算设备中并且当被加载到所述计算设备中并且由所述计算设备执行时适于使所述计算设备执行根据前述实施例中的任一项的方法的步骤。

这允许建立能够执行包括一个或多个扬声器的音频系统的自适应校准的算法。

根据本公开内容的另一目的，公开了一种用于校准包括扬声器的音频系统的多媒体设备，所述多媒体设备包括：

-发射机，被配置用于传送用于由扬声器进行音频回放的第一探测信号，

第一探测信号包括第一音频模式；

-声音传感器，被配置用于侦听扬声器对第一探测信号的声学响应；及

-电路，被配置用于通过侦听扬声器对第一探测信号的声学响应来确定信号质量；用于基于信号质量修改第一音频模式来确定第二音频模式，所述发射机还被配置用于传送用于由扬声器进行音频回放的第二探测信号，第二探测信号包括第二音频模式的重复；所述电路还被配置用于基于所传送的第二探测信号与扬声器响应于第二探测信号的声学响应之间的音频延迟的测量，获得对扬声器的音频延迟补偿。

在本文中，电路可以是例如：

-处理器或处理单元，适于解释计算机语言中的指令，所述处理器或所述处理单元可以包括包含所述指令的存储器，可以与所述存储器相关联或附接到所述存储器，或

-处理器/处理单元与存储器的关联，所述处理器或所述处理单元适于解释计算机语言中的指令，所述存储器包括所述指令，或

-电子卡，其中在硅内描述本发明的步骤，或

-可编程电子芯片，诸如FPGA(现场可编程门阵列)芯片。

附图说明

参考附图，依据通过非限制性示例给出的以下具体实施方式，本公开内容的目的其他特征、细节和优点将是显而易见的，在附图中：

图1示出了根据本公开内容的第一实施例的方法步骤；

图2示出了根据本公开内容的实施例的第一音频系统；

图3示出了根据本公开内容的实施例的第二音频系统；

图4示出了根据本公开内容的第二实施例的方法步骤；

图5示出了根据本公开内容的第三实施例的方法步骤；

图6示出根据本公开内容的实施例的彼此相差第一类型的参数的两个模式；

图7示出根据本公开内容的实施例的彼此相差第二类型的参数的两个模式；

图8示出了根据本公开内容的实施例的三种模式形状；

图9示出了根据本公开内容的实施例的彼此相差第四类型的参数的两个模式；及

图10示出了根据本公开内容的实施例的电路的结构。

具体实施方式

附图和以下具体实施方式基本上包含一些确切的元件。它们可以用于增强对本公开内容的理解，并且如果需要，还可以用于限定本发明。

在本文中，本公开内容不限于音频数据，并且还包含任何包括音频分量的数据，例如视频数据。

此外，本公开内容不限于蓝牙通信的特定示例，此处考虑它是为了说明的目的。例如，本公开内容同样适用于其它类型的无线通信。

图1示出了根据本公开内容的第一实施例的简化校准方法的步骤。

其中，执行以下步骤：步骤S10，传送用于由一个或多个扬声器进行第一音频回放的第一探测信号，所述第一探测信号包括第一音频模式。

然后在步骤S10之后执行步骤S20，记录由所述多个扬声器中的第一扬声器响应于所述第一音频回放而发出的第一音频信号。

传送第一探测信号和记录对应的第一音频信号允许确定两个信号之间的第一时间差。可以基于该时间差和/或例如如果第一音频信号的信噪比大于预定义阈值或者如果满足收敛标准来执行另外的步骤S30、S40和S50，如将在下面描述的。

在一个实施例中，可以迭代地重复步骤S10和S20，直到满足给定条件，特别地，直到第一音频信号的信噪比恰好大于预定义阈值，或者一旦满足收敛标准。通过使用第一音频信号的不同模式重复步骤S10和S20，可以获得满足所述给定条件。

在基于其他实施例和附图的描述中将描述步骤S10和S20的应用示例。

在一个实施例中，在步骤S10和S20之后，执行步骤S30，确定信号质量，包括侦听所述第一音频信号。

在一个实施例中，在步骤S30之后，执行步骤S40，包括传送用于由多个扬声器中的第一扬声器和/或第二扬声器进行第二音频回放的第二探测信号。可以通过修改第一音频模式来获得第二探测信号。

在一个实施例中，在步骤S40之后，执行步骤S50，包括记录由所述多个扬声器中的第一和/或第二扬声器响应于所述第二音频回放而发出的第二音频信号。

在一个实施例中，步骤S50还包括基于任何探测信号与扬声器响应于第二音频回放的声学响应之间的测量音频延迟来获得对多个扬声器中的扬声器的音频延迟补偿。

在一个实施例中，在获得音频延迟补偿的步骤S50之后执行步骤S60，将测量的音频延迟存储在数据库中。

图2示出了根据第一实施例的第一无线音频系统。

如图所示，音频系统是无线系统，其包括多媒体设备M和一个无线接收机，此处是单个扬声器SPK1。

此处，多媒体设备M包括无线发射机，优选地为蓝牙天线，并且具体地为蓝牙芯片BC。

在实施例中，蓝牙芯片BC包括在蓝牙天线中。

在其它实施例中，无线发射机被配置用于根据诸如Wi-Fi的另一无线技术来传送数据。

多媒体设备M还包括录音机，例如适于记录音频信号的麦克风MIC，以及包括处理器PROC的电路，用于执行根据本公开内容实施例的校准方法的步骤，如下文所述。

在一个实施例中，多媒体设备是移动电话，例如智能电话。

在一个实施例中，录音机和/或电路可以位于设备M的外部并且连接到后者。

对应于前述步骤S40，多媒体设备M首先将第一探测信号PS1传送到扬声器SPK1，所述扬声器被编程为响应于探测信号而发出第一音频信号AS1。

在一个实施例中，在蓝牙芯片BC之间建立无线链路。

在一个实施例中，根据由扬声器所接收的探测信号的特征来适配由扬声器所发出的音频信号的特征。

对应于前述步骤S50，多媒体设备M的麦克风MIC然后接收并记录所述第一音频信号AS1，并将AS1提供给电路，即处理器PROC，用于确定对应于PS1和AS1之间的延迟的第一时间差TD1。

然后，M将第二探测信号PS2传送到SPK1，SPK1然后作为响应发出第二音频信号AS2。多媒体设备M的麦克风MIC接收AS2并将其提供给PROC。PROC然后确定第二时间差TD2，其对应于第二探测信号PS2和第二接收音频信号AS2之间的延迟。

在一个实施例中，传送两个连续的探测信号，使得将两个对应的模式分开至少100毫秒，优选地500毫秒或1秒，以避免音频掩蔽。

第三，电路或处理器PROC比较所确定的时间差，此处是TD1和TD2，以便确定是否必须执行音频系统的校准和/或执行这样的校准。

通常，本公开内容还应用于具有任何数量的扬声器的无线音频系统。

在另一实施例中，同时传送第一和第二探测信号。在一个替代实施例中，以预定时间间隙相继传送探测信号。

图3示出了根据第一实施例的第二无线音频系统。所述第二无线系统包括多媒体设备M和两个扬声器SPK1和SPK2。

图4示出了根据本公开内容的第二实施例的自适应校准方法的步骤。

如图所示，执行以下步骤：步骤101，预先确定用于生成第一探测信号PS1的第一音频模式P1的特征；步骤201，M传送PS1；步骤301，SPK1响应于PS1发出第一音频信号AS1；步骤401，M测量第一时间差TD1，所述第一时间差等于AS1和PS1之间的时间延迟。

与步骤201、301和401同时或相继地，执行类似的步骤202、302和402，以便获得第二时间差TD2，所述第二时间差等于第二音频信号AS2和第二探测信号PS2之间的时间延迟。

当获得至少两个时间差TD1和TD2时，在步骤450，多媒体设备M可以基于所述时间差的比较来计算收敛标准。收敛标准的一个示例是要求差值TD2-TD1的绝对值小于给定值“e”，所述值“e”例如小于1毫秒。

在一个实施例中，收敛标准对应于要求差值TD2-TD1的时间导数小于给定值。

具体地，如果差值TD2-TD1的绝对值大于给定值“e”，例如如果其大于20毫秒，则执行两个扬声器SPK1和SPK2的校准步骤600。

校准步骤600允许将延迟减到最小。如果不满足收敛标准，则在步骤451确定新的音频模式P2，从第一音频模式P1的修改中获得P2，并且新的探测信号PS1'被用于代替PS1以执行新的一系列步骤201、301、401、202、302、402和450。

在一个实施例中，校准方法可以在任何步骤停止。特别地，如果没有发现允许第二时间差TD2大于第一时间差TD1的模式，则可以实现停止条件。例如，步骤451可以在预定时间量之后停止。

图5示出了根据本公开内容的第三实施例的自适应校准方法的步骤。

在步骤S100中确定音频模式。在步骤S200中由多媒体设备将所述音频模式发送到音频系统。在步骤S300，所述音频系统的至少一个扬声器发送回由麦克风记录的声学响应。然后，在步骤S400，多媒体设备计算校准测量，并且在步骤S450，根据该测量的结果确定是否应当改变音频模式。

在一个实施例中，确定是否应当改变音频模式是由与声学响应相对应的信号质量的测量得到的。例如，低于2:1的信噪比通常需要选择不同的模式，而大于2:1的信噪比可被认为足以获得音频延迟补偿。

如果需要改变音频模式，则执行步骤S475，包括基于声学响应确定新的音频模式。如果不需要改变音频模式，则由多媒体设备将校准测量保存和/或存储在存储器中，例如存储在连接到M的外部服务器上。

如果不需要改变音频模式，则执行步骤S500，包括存储测量结果。该存储的测量结果被保存以供进一步使用，并且可以被传送到诸如外部服务器的另一设备。

如下文将描述的，通过使用至少一个参数执行模式的动态修改，可以获得校准。动态地改变参数允许在附近用户的舒适度方面，例如以较小的校准持续时间，或者在准确度方面优化校准。

鉴于执行音频系统的校准，在一个实施例中在步骤S500之后执行可选步骤S550，以检查是否已经达到预定阈值。例如，如果已经执行了足够的在前测量，则执行步骤S600，包括计算校准测量。如果没有执行足够的测量，则再次执行步骤S200至S550。特别地，步骤S600包括基于所计算的校准测量来同步音频系统，该所计算的校准测量可以对应于先前获得的音频延迟补偿。

例如，可以利用多个值来计算校准测量，所述多个值与不同的音频模式相关。作为替代，计算测量是多个测量的平均值或所述测量的数学函数。一个或多个测量子集的离群值和平均值也可用于获得适用的校准测量。

具体的示例描述如下。

在第一示例中，在步骤S100期间，可以通过使用具有大于15千赫兹并且优选地等于18千赫兹的频率的默认音频模式来实现校准。有利地，高频模式改进了蓝牙扬声器对探测信号的检测。此外，可以通过改变模式的频率来减少掩蔽。

然而，低质量的蓝牙扬声器可能不能输出很高的频率，因此，为了由扬声器适当地接收，应该将小于18千赫兹的频率用于随后的音频模式。

在步骤S400期间，执行子步骤S410，所述子步骤包括使用带通滤波器。带通滤波器是一种设备，例如电子电路，其被配置用于允许两个特定频率之间的信号通过。具体地，可以仅允许单个频率通过。带通滤波器还被配置用于区分具有不同频率的信号。在该第一示例中，带通滤波器F被配置用于允许音频模式的频率通过。这允许记录并计算最大幅度水平。

在子步骤S410之后，可以执行步骤S450，所述步骤S450包括检查最大幅度水平是大于、等于还是小于预定阈值。如果等于或大于所述预定阈值，则执行随后的步骤S500、S550和/或S600，而如果小于预定阈值，则执行步骤S475，所述步骤S475包括降低音频模式的频率。

在第二示例中，并且仍然参考图4，可以通过执行模式幅度的动态修改来获得校准，这允许管理音频模式的幅度水平。这只要在一个或多个扬声器位于远离多媒体设备M的麦克风MIC的位置时就有利的，从而可以改善声音接收。

在该第二示例中，与先前的第一示例类似，在步骤S100期间使用具有大于18千赫兹的频率的默认音频模式。在步骤S400期间，利用18千赫兹带通滤波器执行子步骤S420，用于记录和计算最大幅度水平。同样，在子步骤S410之后执行步骤S450，所述步骤S450包括检查最大幅度水平是大于、等于还是小于预定阈值。如果等于或大于所述预定阈值，则执行随后的步骤S500、S550和/或S600，而如果小于所述预定阈值，则执行步骤S475，此处所述步骤S475包括增大模式的幅度水平。

在第三示例中，可以通过执行模式周期的动态修改来获得校准，这允许减少校准的持续时间。

在该第三示例中，与先前的第一和第二示例类似，在步骤S100确定被称为第一音频模式的音频模式。此外，步骤S100包括确定第二音频模式，所述第二音频模式具有等于所述第一音频模式的周期的周期T。

在步骤S200，在时间t，由多媒体设备M发送并由第一设备(例如由第一扬声器SPK1)接收包括第一音频模式的第一探测信号PS1。由所述第一设备响应于PS1而发送第一音频信号AS1。在步骤S300，由M的麦克风MIC记录AS1，并且在步骤S400，计算第一设备的时间延迟D1的测量。

接在步骤S200、S300和S400之后，执行步骤S202、S302和S402。

在步骤S202处，在时间t+t'，由M发送并由第二设备(例如由第二扬声器SPK2)接收包括第二音频模式的第二探测信号PS2，然后第二扬声器SPK作为响应发出第二音频信号AS2。在步骤S302处，由MIC记录AS2，并且在步骤S402处，计算第二设备的时间延迟D2的测量。

代替步骤S450和S475，根据步骤S550的结果执行附加步骤S480和S490。即，如果在步骤S500之后没有获得足够的有效测量，则步骤S550触发步骤S480，该步骤包括确定第一音频模式与第二音频模式之间的间隔SP，所述间隔等于D1+B，其中“B”是安全阈值。在步骤S480之后，执行步骤S490，用于确定第一音频与第二音频的新周期。具体地，周期T由新的周期T'代替，其等于D1+D2+2B。

假设扬声器的延迟(或等待时间)等于一秒，则以相同的时间间隔(例如一秒的时间间隔)发射多个探测信号可能在重叠的情况下显著增加校准的持续时间。

所述安全阈值，并且通过扩展基于新的周期T'确定新的校准模式，允许避免第一和第二音频模式之间的重叠。当连接多个扬声器时，没有重叠的多个音频模式允许防止音频掩蔽，这继而减少了校准的持续时间。

此外，测量时间延迟D1和D2还允许使周期T的选择适应于执行校准，因为可以选择所述周期T以减小两个探测信号之间的时间间隙并避免它们之间可能的重叠。

图6、7、8和9示出了可以适于执行本公开内容的实施例的模式参数的示例。

例如，可以基于由扬声器回放的或由麦克风MIC记录的信号来动态调整校准模式。

可以用不同的参数来调整这样的校准模式，这些参数将在下面描述。

第一参数是模式的幅度。

图6示出了一个实施例，其中第二模式P2与第一模式P1的不同之处在于第二模式的幅度A2大于第一音频模式的幅度A1。

第二个参数是模式的长度，即模式的持续时间。

图7示出了一个实施例，其中第二模式P2与第一模式P1的不同之处在于第二模式的长度L2大于第一音频模式的长度L1。

典型的长度在10到100毫秒的范围内。

第三个参数是模式的形状，其由不同的特征限定。例如，信号可以是选自方波、正弦波、方波、三角波和锯齿波的周期信号。

图8示出了包括正弦波子模式SP1、三角波子模式SP2和方波子模式SP3的组合的模式。通常，子模式的组合可以包括子模式的叠加、卷积和/或相关。

第四个参数是模式的周期，即两个连续模式之间的持续时间。

图9示出了一个实施例，其中第二模式P2与第一模式P1的不同之处在于第二模式的周期T2大于第一音频模式的周期T1。

图10示出了实现根据本公开内容的实施例的方法，具体而言，用于管理多个多媒体设备的方法的设备1000。

在一个实施例中，设备1000包括蓝牙芯片BC，其包括在多媒体设备M中。所述设备1000也可以被集成在电子电路或任何类型的电子设备中。

设备1000包括存储空间1002，例如包括随机存取存储器1002的存储器MEM。存储空间1002还可以是诸如ROM或闪存的非易失性存储器，并且可以提供记录介质，所述记录介质被配置为存储计算机程序产品。

设备1000还包括处理单元1004，其例如配备有包括或者是处理器PROC的电路。处理单元1004可由程序控制，诸如实现如本文中参考任一先前附图所描述的管理方法的计算机程序。处理单元1004可存储用于执行参考任一前述实施例所描述的步骤的指令。

设备1000还可以包括数据库1010，用于存储从根据本发明的方法得到的数据，特别是用于存储与给定音频设备有关的延迟或等待时间信息。数据库1010还可以包括任何信息，例如音频模式的音频频率、音频模式的幅度、音频模式的信号持续时间或其任何或预定阈值。

设备1000还包括输入接口1006和输出接口1008，其被配置用于建立往来于多媒体设备和外部设备之间的通信。

例如，输出接口1008可以是使得设备1000能够连接到网络的通信模块，用于经由所述网络与其他设备交换数据。通信模块可以是Wi-Fi或以太网接口，但优选地包括蓝牙通信模块。

根据一个实施例，蓝牙芯片被配置为实现先前已经描述的任何步骤。

在本文中，当解释说明书及其相关权利要求时，以非排他的方式解释诸如“包括”、“包含”、“含有”、“是”和“具有”的表达，即解释为允许也存在没有明确定义的其它项目或部件。对单数的引用也应被解释为对复数的引用，反之亦然。

虽然已经说明和描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的真实范围的情况下，可以进行各种其它修改，并且可以用等同方案来代替。另外，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多修改以使特定情况适应本发明的实施例的教导。此外，本发明的实施例可以不包括上述所有特征。因此，意图是本发明不局限于所公开的特定实施例，而是本发明包括属于所附权利要求范围内的所有实施例。

本领域技术人员将容易地理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以修改在说明书中公开的各种参数，并且可以组合所公开的和/或要求保护的各种实施例。

规定权利要求中的附图标记不限制权利要求的范围，而仅仅是插入以增强权利要求的易读性。

Claims (19)

1.一种用于校准具有扬声器的音频系统的方法，所述方法包括：

传送用于由所述扬声器进行的音频回放的第一探测信号，所述第一探测信号包括第一音频模式；

通过侦听所述扬声器对所述第一探测信号的第一声学响应来确定所述第一声学响应的信号质量，其中所述第一声学响应是响应于所述第一探测信号的音频回放；

通过基于所述信号质量修改所述第一音频模式来确定第二音频模式，当所述信号质量高于预定值时所述第二音频模式具有与所述第一音频模式的周期相比更短的周期；

传送用于由所述扬声器进行的音频回放的第二探测信号，所述第二探测信号包括所述第二音频模式；以及

基于所传送的所述第二探测信号与所述扬声器响应于所述第二探测信号的声学响应之间的音频延迟的测量，确定对所述扬声器的音频延迟补偿。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，如果所述信号质量低于预定值，则所述第二音频模式包括以下中的至少一个：与所述第一音频模式相比更低的音频频率、与所述第一音频模式相比更高的幅度、或者与所述第一音频模式相比更长的信号持续时间。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括迭代重复权利要求1所述的操作。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括基于所确定的音频延迟补偿来同步所述扬声器。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所确定的音频延迟补偿进一步基于对所述第一探测信号与所述第二探测信号之间的非重叠时段的确定。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括使用去卷积技术或功率测量技术中的至少一个来确定所述信号质量。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括将所测量的音频延迟存储在数据库中，所述数据库位于多媒体设备上或远程服务器上。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一探测信号和所述第二探测信号中的至少一个是高频信号，所述高频信号具有大于15千赫兹且小于20千赫兹的频率。

9.一种非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质具有存储其上的计算机程序，所述计算机程序在由计算设备执行时使得所述计算设备执行用于校准具有扬声器的音频系统的方法，所述方法包括：

传送用于由所述扬声器进行的音频回放的第一探测信号，所述第一探测信号包括第一音频模式；

通过侦听所述扬声器对所述第一探测信号的第一声学响应来确定所述第一声学响应的信号质量，其中所述第一声学响应是响应于所述第一探测信号的音频回放；

通过基于所述信号质量修改所述第一音频模式来确定第二音频模式，当所述信号质量高于预定值时所述第二音频模式具有与所述第一音频模式的周期相比更短的周期；

传送用于由所述扬声器进行的音频回放的第二探测信号，所述第二探测信号包括所述第二音频模式；以及

基于所传送的所述第二探测信号与所述扬声器响应于所述第二探测信号的声学响应之间的音频延迟的测量，确定对所述扬声器的音频延迟补偿。

10.根据权利要求9所述的非暂时性计算机可读介质，其中，如果所述信号质量低于预定值，则所述第二音频模式包括以下中的至少一个：与所述第一音频模式相比更低的音频频率、与所述第一音频模式相比更高的幅度、或者与所述第一音频模式相比更长的信号持续时间。

11.根据权利要求9所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述方法包括迭代重复权利要求9所述的操作。

12.根据权利要求9所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述方法还包括基于所确定的音频延迟补偿来同步所述扬声器。

13.根据权利要求9所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所确定的音频延迟补偿进一步基于对所述第一探测信号与所述第二探测信号之间的非重叠时段的确定。

14.根据权利要求9所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述方法还包括使用去卷积技术或功率测量技术中的至少一个来确定所述信号质量。

15.根据权利要求9所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述方法还包括将所测量的音频延迟存储在数据库中，所述数据库位于多媒体设备上或远程服务器上。

16.一种用于校准具有扬声器的音频系统的多媒体设备，所述多媒体设备包括：

-发射机，被配置用于传送用于由所述扬声器进行的音频回放的第一探测信号，所述第一探测信号包括第一音频模式；

-声音传感器，被配置用于侦听所述扬声器的、响应于所述第一探测信号的音频回放的第一声学响应；以及

-电路，被配置用于通过侦听所述扬声器对所述第一探测信号的所述第一声学响应来确定所述声学响应的信号质量，以及用于基于所述信号质量修改所述第一音频模式来确定第二音频模式，当所述信号质量高于预定值时所述第二音频模式具有与所述第一音频模式的周期相比更短的周期；

所述发射机还被配置用于传送用于由所述扬声器进行的音频回放的第二探测信号，所述第二探测信号包括所述第二音频模式；

所述电路还被配置用于基于所传送的所述第二探测信号与所述扬声器响应于所述第二探测信号的声学响应之间的音频延迟的测量，获得对所述扬声器的音频延迟补偿。

17.一种用于校准具有扬声器的音频系统的方法，所述方法包括：

传送用于由所述扬声器进行的音频回放的第一探测信号，所述第一探测信号包括第一音频模式；

通过侦听所述扬声器对所述第一探测信号的第一声学响应来确定所述第一声学响应的信号质量，其中所述第一声学响应是响应于所述第一探测信号的音频回放；

通过基于所述信号质量修改所述第一音频模式来确定第二音频模式；

传送用于由所述扬声器进行的音频回放的第二探测信号，所述第二探测信号包括所述第二音频模式的重复；以及

基于所传送的所述第二探测信号与所述扬声器响应于所述第二探测信号的声学响应之间的音频延迟的测量和对所述第一探测信号与所述第二探测信号之间的非重叠时段的确定，确定对所述扬声器的音频延迟补偿。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，如果所述信号质量低于预定值，则所述第二音频模式包括以下中的至少一个：与所述第一音频模式相比更低的音频频率、与所述第一音频模式相比更高的幅度、或者与所述第一音频模式相比更长的信号持续时间。

19.根据权利要求17所述的方法，还包括基于所确定的音频延迟补偿来同步所述扬声器。

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