CN112218197B - 音频补偿方法及对应使用此方法的无线音频输出装置 - Google Patents

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Abstract

一种无线音频输出装置，可与一音频源建立无线连接；音频源输出第一原始音频数据与第二原始音频数据。无线音频输出装置包括第一输出单元与第二输出单元，第一和第二原始音频数据设定要分别通过第一与第二输出单元同时输出并播放给使用者聆听。当第一输出单元成功接收第一原始音频数据，但第二输出单元接收第二原始音频数据失败时，则第一输出单元舍弃已成功接收的第一原始音频数据，第一和第二输出单元各依据补偿演算法产生第一补偿音频数据与第二补偿音频数据，然后第一与第二输出单元分别播放该第一补偿音频数据与该第二补偿音频数据。

Description

音频补偿方法及对应使用此方法的无线音频输出装置
技术领域
本发明是有关于一种音频补偿方法及对应使用此方法的无线音频输出装置。
背景技术
便携式与穿戴式电子装置例如手机、平板电脑、随身听、智能手表等可说是日渐普及。在这些便携式与穿戴式电子装置的周边设备中，音频输出装置扮演着一个重要的角色。随身携带的音频输出装置通常包括耳机及扬声器。为了提高便携性，且省略便携式与穿戴式电子装置上的有线耳机孔，将音频输出装置和音频源之间的音频数据传输无线化将是必然趋势。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种无线音频输出装置，提高便携性，且省略便携式与穿戴式电子装置上的有线耳机孔，将音频输出装置和音频源之间的音频数据传输无线化，通过该发明的音频补偿方法，还可以使两个输出单元未完全接收音频数据时利用补偿演算法产生两个补偿音频数据分别播放。
为了实现上述目的，本发明提供了一种无线音频输出装置，无线音频输出装置可与音频源建立无线信号连接，音频源输出第一原始音频数据与第二原始音频数据，第一原始音频数据和第二原始音频数据设定要在一时间点同时输出给使用者聆听。无线音频输出装置包括第一输出单元和第二输出单元。第一输出单元借由无线信号连接而可接收并播放第一原始音频数据，第二输出单元借由无线信号连接而可接收并播放第二原始音频数据，且第一输出单元与第二输出单元间能交换或检测各自是否分别成功接收第一原始音频数据和第二原始音频数据。当第一原始音频数据和第二原始音频数据均被成功接收时，则第一输出单元与第二输出单元分别解码输出第一原始音频数据和第二原始音频数据。但当至少(1)第一原始音频数据未能被第一输出单元成功接收，或(2)第二原始音频数据未能被第二输出单元成功接收其中之一发生时，则第一输出单元和第二输出单元依据补偿演算法分别产生第一补偿音频数据与第二补偿音频数据。在同一时间点，第一输出单元与第二输出单元分别播放第一补偿音频数据与第二补偿音频数据。
根据本发明的另一方面，提出一种音频补偿方法，适用于无线音频输出装置，此音频补偿方法包括下列步骤。(a)当第一原始音频数据被无线音频输出装置的第一输出单元成功接收，且第二原始音频数据被无线音频输出装置的第二输出单元成功接收时，则第一输出单元与第二输出单元分别播放第一原始音频数据和第二原始音频数据，其中第一原始音频数据与第二原始音频数据由音频源输出，无线音频输出装置与音频源建立无线信号连接。第一原始音频数据和第二原始音频数据设定要同时输出，第一输出单元借由无线信号连接而可用以接收并播放第一原始音频数据，第二输出单元借由无线信号连接而可用以接收并播放第二原始音频数据。第一输出单元与第二输出单元间能交换或检测各自是否分别成功接收第一原始音频数据和第二原始音频数据。(b)当至少(1)第一原始音频数据未能被第一输出单元成功接收，或(2)第二原始音频数据未能被第二输出单元成功接收其中之一发生时，则第一输出单元和第二输出单元依据补偿演算法分别产生第一补偿音频数据与第二补偿音频数据，且第一输出单元与第二输出单元分别播放第一补偿音频数据与第二补偿音频数据。
本发明的有益功效在于：提高便携性，且省略便携式与穿戴式电子装置上的有线耳机孔，将音频输出装置和音频源之间的音频数据传输无线化，通过该发明的音频补偿方法，还可以使两个输出单元未完全接收音频数据时利用补偿演算法产生两个补偿音频数据分别播放。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为现有技术的无线音频输出装置的示意图。
图2为现有技术的无线音频输出装置，当其中一输出单元接收封包失败时，两输出单元输出波形不一致的示意图。
图3为依据本发明一实施例的无线音频输出装置应用于一音频源的系统架构图。
图4为依据本发明图3实施例中，两个输出单元所执行的同步舍弃机制的流程图。
图5为依据本发明图3实施例，两个输出单元执行同步舍弃机制后输出波形示意图。
图6为本发明一实施例，当依据蓝牙标准通信协定设计时的封包的传送及接收的时序示意图。
图7A～7B为依据本发明图6实施例于第一状况下，两个输出单元执行同步舍弃机制的示意图。
图8为依据本发明图7A～7B实施例，两个输出单元间交换封包的传送及接收的时序示意图。
图9A～9C为依据本发明图6实施例于第二状况下，两个输出单元执行同步舍弃机制的示意图。
图10A～10B为依据本发明图9A～9C实施例，两个输出单元间交换封包的传送及接收的时序示意图。
图11为本发明另一实施例，两个输出单元具有同步舍弃机制的无线音频输出装置示意图。
图12A～12C为依据本发明图11实施例，于第三状况下，两个输出单元执行同步舍弃机制的示意图。
其中，附图标记：
10、20、40：无线音频输出装置
101～115：流程步骤102A、202A、402A：第一输出单元
102B、202B、402B：第二输出单元
ACK：确认信息
CA23、CA1X、CA2X：补偿音频数据
ML、IFL：无线信号连接
ML1：双向连接
ML2：单向连接
NAK：未确认信息
OA11～OA14、OA21～OA24、OA1X、OA2X：原始音频数据
R1：主通信单元
R2：次通信单元
RL：中继信号连接
S：音频源
WL：无线信号连接
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
请参照图1，图1为目前市面上可见的无线音频输出装置10的示意图。无线音频输出装置10包括第一输出单元102A和第二输出单元102B，且无线音频输出装置10可与手机音频源S建立无线信号连接WL，音频源S输出第一原始音频数据OA1(例如是左声道音频数据)与第二原始音频数据OA2(例如是右声道音频数据)。无线音频输出装置10例如是蓝牙无线耳机，而第一输出单元102A和第二输出单元102B则分别是蓝牙无线耳机的左声道输出及右声道输出，第一原始音频数据OA1和第二原始音频数据OA2设定要分别通过第一输出单元102A与第二输出单元102B，而能同时输出并播放给使用者聆听。
另外于语音通话(Speech)应用情境中，发话者语音一般不是左右声道有差异的立体音，故手机信号源S所输出的第一原始音频数据OA1和第二原始音频数据OA2(左右声道音频数据)原则上是相同的。因此当第一输出单元102A(左耳耳机)和第二输出单元102B(右耳耳机)分别成功接收到第一原始音频数据OA1和第二原始音频数据OA2时，聆听者自左右耳机聆听到的会是接近相同的语音，如此聆听者有较佳的主观听感。
以下为方便解说，本篇专利定义下列代号：于代号「OAxy」中，其中OA字首代表由音频源S输出的原始音频数据(Original Audio Data)，x为相关输出单元编号，y为预订输出时间序号。类似地，于代号「CAxy」中，其中CA字首代表补偿音频数据(Concealment AudioData)，x为相关输出单元编号，y为预订输出时间序号。例如代号OA23代表第二输出单元102B预计在时间点T3输出的原始音频数据，又例如代号CA14代表第一输出单元102A预计在时间点T4输出的补偿音频数据。补偿音频数据一般依据封包遗失补偿演算法(Packet LossConcealment,PLC)所产生的替代性音频数据。封包遗失补偿演算法运用前几个无线音频输出装置10所成功接收到的原始音频数据，取人声基频所对应的周期信号来构建补偿音频数据。
请参照图2，图2为在无线传输音频数据过程中，所可能发生的封包遗失的状况。如图2所示，针对预计要在T1～T4时间点输出的原始音频数据，如图2左上部所示，第一行描述第一输出单元102A成功接收到内含原始音频数据OA11～OA14的四个封包，第二行描述第一输出单元102A于T1～T4时间点将分别输出所接收到的第一原始音频数据OA11～OA14。但另一方面，如图2右上部所示，第一行描述第二输出单元102B只成功接收到内含原始音频数据OA21～OA22与OA24的三个封包，其中第三个封包接收失败。第二输出单元102B只获得部分第二原始音频数据OA21～OA22与OA24，致使第二输出单元102B欠缺预计要在T3时间点输出的部分第二原始音频数据OA23。
依照目前市面上产品可能的补救措施，此时第二输出单元102B会依据封包遗失补偿演算法产生一个补偿音频数据CA23，第二输出单元102B把补偿音频数据CA23填入作为遗失封包时间点T3的替代音频数据，借此来输出音频。如图2右上部所示，第二行描述第二输出单元102B于T1～T4时间点将分别输出第一原始音频数据OA21～OA22、补偿音频数据CA23与第一原始音频数据OA24。在预定T3时间点，第一输出单元102A输出第三封包所内含的第一原始音频数据OA13，而第二输出单元102B则输出补偿音频数据CA23。
若在时间点T3，刚好此时人声基频变化较大时，则如图2左下部与右下部所示，(1)依据封包遗失补偿演算法所补入的音频数据CA23所产生的输出波形和(2)依据原始音频数据OA13所产生的输出波形，两波形间存在显著差异，且如此显著差异会造成左右耳音频不平衡状态相对明显，使用者在T3时间点聆听会感受到存在明显差异，甚至出现杂音信号，进而降低使用者的主观听觉感受。
请参照图3，其为依据本发明一实施例的无线音频输出装置20，此无线音频输出装置20可与音频源S建立无线信号连接ML。音频源S输出第一原始音频数据OA1x与第二原始音频数据OA2x，第一原始音频数据OA1x和第二原始音频数据OA2x设定预定要在时间点Tx，同时输出给使用者聆听。无线音频输出装置20包括第一输出单元202A与第二输出单元202B。无线信号连接ML包含双向连接ML1和单向连接ML2。其中第一输出单元202A与音频源S之间建立双向连接ML1，借由此双向连接ML1，第一输出单元202A可接收并播放第一原始音频数据OA1x。其中第二输出单元202B与音频源S之间建立单向连接ML2，借由单向连接ML2，第二输出单元202B可接收并播放第二原始音频数据OA2x。因为第一输出单元202A与音频源S间的连接为双向连接ML1，而第二输出单元202B与音频源S间的连接为单向连接ML2，故第一输出单元202A被设定为主通信单元R1，第二输出单元202B被设定为次通信单元R2。第一输出单元202A与第二输出单元202B间建立延展封包时间内的无线信号连接IFL，借由此无线信号连接IFL，第一输出单元202A与第二输出单元202B能交换或检测各自是否分别成功接收第一原始音频数据OA1x和第二原始音频数据OA2x。其中当至少(1)第一原始音频数据OA1x未能被第一输出单元202A成功接收，或(2)第二原始音频数据OA2x未能被第二输出单元202B成功接收其中之一发生时，则第一输出单元202A和第二输出单元202B依据补偿演算法分别产生第一补偿音频数据CA1x与第二补偿音频数据CA2x，且第一输出单元202A与第二输出单元202B分别播放第一补偿音频数据CA1x与第二补偿音频数据CA2x。
根据本发明的另一方面，提出一种音频补偿方法，适用于如图3所示的无线音频输出装置20。此音频补偿方法步骤包括下列步骤。(a)当第一原始音频数据OA1x被无线音频输出装置20的第一输出单元202A成功接收，且第二原始音频数据OA2x被无线音频输出装置20的第二输出单元202B成功接收时，则第一输出单元202A与第二输出单元202B分别播放第一原始音频数据OA1x和第二原始音频数据OA2x，其中第一原始音频数据OA1x与第二原始音频数据OA2x由音频源S输出，无线音频输出装置20与音频源S建立无线信号连接ML。第一原始音频数据OA1x和第二原始音频数据OA2x设定要同时输出，第一输出单元202A借由无线信号连接ML而可用以接收并播放第一原始音频数据OA1x，第二输出单元202B借由无线信号连接ML而可用以接收并播放第二原始音频数据OA2x。第一输出单元202A与第二输出单元202B间能交换或检测各自是否分别成功接收第一原始音频数据OA1x和第二原始音频数据OA2x。(b)当至少(1)第一原始音频数据OA1x未能被第一输出单元202A成功接收，或(2)第二原始音频数据OA2x未能被第二输出单元202B成功接收其中之一发生时，则第一输出单元202A和第二输出单元202B依据补偿演算法分别产生第一补偿音频数据CA1x与第二补偿音频数据CA2x，且第一输出单元202A与第二输出单元202B分别播放第一补偿音频数据CA1x与第二补偿音频数据CA2x。
请参照图4，其为本发明一实施例的音频补偿方法的一例详细流程图。于此实施例中，无线音频输出装置具有两个输出单元202A～202B，两个输出单元202A～202B中的每一个均执行图4所示的方法。
以下以第一输出单元202A执行图4流程时的具体步骤为例作说明，图4流程包含步骤101～115。
于步骤101中，第一输出单元202A接收封包，此封包来自音频源S且封包内含原始音频数据OA1x，此原始音频数据OA1x为第一输出单元202A预计要在Tx时间点输出的原始音频数据。接着进入步骤103，第一输出单元202A判断是否成功接收此来自音频源S的封包，若否则执行步骤105，若是则执行步骤111。于步骤105中，第一输出单元202A检查此无线音频输出装置20是否有其他输出单元。例如检查是否存在共同接收音频源S所输出的音频数据封包的其他输出单元，判断第二输出单元202B是否存在；若是则执行步骤107，若否则执行步骤109。于步骤107中，第一输出单元202A通知其他输出单元封包遗失，例如第一输出单元202A通知第二输出单元202B的信息为：「第一输出单元202A接收封包失败而遗失内含原始音频数据OA1x的音频封包」。于步骤109中，第一输出单元202A依据封包遗失补偿演算法产生补偿音频数据CA1x，并依据补偿音频数据CA1x在Tx时间点输出补偿音频波形。于步骤111中，第一输出单元202A检查此无线音频输出装置20是否有其他输出单元。例如检查是否存在共同接收音频源S输出的音频数据封包的其他输出单元，判断第二输出单元202B是否存在，若是则执行步骤113，若否则执行步骤115。于步骤113中，第一输出单元202A借由与第二输出单元202B交换信息或检测第二输出单元202B状态，来确认第二输出单元202B是否发生音频封包遗失状况，若是则执行步骤109，若否则执行步骤115。于步骤115中，第一输出单元202A依据接收到的原始音频数据OA1x，在Tx时间点依据此原始音频数据OA1x输出音频。
类似地，以下以第二输出单元202B执行图4流程时的具体步骤为例作说明。
于步骤101中，第二输出单元202B接收封包，此封包来自音频源S且封包内含原始音频数据OA2x，此原始音频数据OA2x为第二输出单元202B预计要在Tx时间点输出的原始音频数据。接着进入步骤103中，第二输出单元202B判断是否成功接收此来自音频源S的封包，若否则执行步骤105，若是则执行步骤111。于步骤105中，第二输出单元202B检查此无线音频输出装置20是否有其他输出单元。例如检查是否存在共同接收音频源S所输出的音频数据封包的其他输出单元，判断第一输出单元202A是否存在；若是则执行步骤107，若否则执行步骤109。于步骤107中，第二输出单元202B通知其他输出单元封包遗失，例如第二输出单元202B通知第一输出单元202A的信息为：「第二输出单元202B接收封包失败而遗失内含原始音频数据OA2x的音频封包」。于步骤109中，第二输出单元202B依据封包遗失补偿演算法产生补偿音频数据CA2x，并依据补偿音频数据CA2x在Tx时间点解码输出补偿音频波形。于步骤111中，第二输出单元202B检查此无线音频输出装置20是否有其他输出单元。例如检查是否存在共同接收音频源S所输出的音频数据封包的其他输出单元，判断第一输出单元202A是否存在，若是则执行步骤113，若否则执行步骤115。于步骤113中，第二输出单元202B借由与第一输出单元202A交换信息，或检测第一输出单元202A状态，来确认第一输出单元202A是否发生音频封包遗失状况，若是则执行步骤109，若否则执行步骤115。于步骤115中，第二输出单元202B依据接收到的原始音频数据OA2x，在Tx时间点依据此原始音频数据OA2x输出音频。
经由上述流程，当第一输出单元202A接收封包失败，因而缺少预计要在Tx时间点输出的原始音频数据OA1x时。则纵使第二输出单元能成功接收封包，第二输出单元202B已经得到预计要在Tx时间点输出的原始音频数据OA2x时，则第二输出单元202B仍会舍弃已经成功接收到的原始音频数据OA2x。两个输出单元202A～202B均依据相同封包遗失补偿演算法，计算得到两输出单元202A～202B预计要在Tx时间点输出的补偿音频数据CA1x与CA2x。
如此当第一原始音频数据OA1x和第二原始音频数据OA2x均被成功接收时，则于预定时间点Tx，第一输出单元202A与第二输出单元202B分别播放输出第一原始音频数据OA1x和第二原始音频数据OA2x。但相对地，当至少(1)第一原始音频数据OA1x未能被第一输出单元202A成功接收，或(2)第二原始音频数据OA2x未能被第二输出单元202B成功接收其中之一发生时，则第一输出单元202A和第二输出单元202B依据封包遗失补偿演算法分别产生第一补偿音频数据CA1x与第二补偿音频数据CA2x。于预定时间点Tx，第一输出单元202A与第二输出单元202B分别播放输出第一补偿音频数据CA1x与第二补偿音频数据CA2x。
另外当无线音频输出装置20预设具有至少两个输出单元时，则上述流程步骤105和111可被省略，令步骤103「是」和「否」两个分支分别直接连接到步骤113和107。
请参照图5，其为两个输出单元执行同步舍弃机制后的输出波形示意图。图5说明依据本发明一实施例，当各个输出单元均具有同步舍弃机制，且发生如图2所示，单支耳机成功接收封包，但另一支耳机接收封包失败的情况时，本发明左右两耳耳机输出波形会较图2所示目前市面产品波形改善的示意图。
针对预计要在T1～T4时间点输出的原始音频数据，其中(1)如图5左上部所示，第一行描述第一输出单元202A成功接收到内含第一原始音频数据OA11～OA14的四个封包。(2)如图5右上部所示，第一行描述第二输出单元202B成功接收到包含部分第二原始音频数据OA21、OA22与OA24的三个封包。但第二输出单元202B接收第三个封包失败时，第二输出单元202B欠缺预计要在T3时间点输出的部分第二原始音频数据OA23。依据本发明，第一输出单元202A将会主动舍弃已经成功接收的第一原始音频数据OA13，第一输出单元202A和第二输出单元202B会依据相同封包遗失补偿演算法分别产生第一补偿音频数据CA13与第二补偿音频数据CA23。于第一原始音频数据OA11、OA12与OA14分别与第二原始音频数据OA21、OA22与OA24相同的情况下，所产生的第一补偿音频数据CA13与第二补偿音频数据CA23例如为相同的补偿音频数据。
如图5左上部第二行描述，在T1～T4时段中，第一输出单元202A依序输出「第一原始音频数据OA11～OA12、第一补偿音频数据CA13和第一原始音频数据OA14」，而得到如图5左下部所示第一波形W1。如图5右上部第二行描述，第二输出单元202B依序输出「第二原始音频数据OA21～OA22、第二补偿音频数据CA23与第二原始音频数据OA24音频数据」，而得到如图5右下部所示第二波形W2。如此第一波形W1和第二波形W2接近，让使用者左右耳听不出差异，进而提升使用者的主观听感。
请参照图6，其为当图3实施例依据蓝牙标准通信协定来设计时一实施例的封包传送及接收时序示意图。在本实施例中，音频源S是一个标准蓝牙装置，亦即音频源S的时段设计是根据标准蓝牙规范。第一输出单元202A被设定为主通信单元R1，第二输出单元202B被设定为次通信单元R2，两者的时段设计则是基于标准蓝牙规范并进行扩展。假设无线音频输出装置20与音频源S已完成配对，并已建立多播连接的无线信号连接ML(MulticastLink)。亦即，无线音频输出装置20与音频源S可被视为一个封包传输系统。其中主通信单元R1设定来与音频源S建立多播连接ML，并通过多播连接ML而与音频源S进行双向通信。而次通信单元R2，用以加入多播连接ML，并通过多播连接ML而与音频源S进行单向通信，且与主通信单元R1进行双向通信。
从时域上来说，此封包传输系统的时轴可分为两种类型的封包传输时间，包括标准封包时间GE以及延展封包时间IF。在标准封包时间GE内，音频源S可发送控制信号及音频封包至主通信单元R1及次通信单元R2。主通信单元R1可接收音频源S的控制信号、音频封包，以及回应于接收到的控制信号、基于音频封包发送回复给音频源S。次通信单元R2可接收音频源S的控制信号、音频封包。在延展封包时间IF内，主通信单元R1与次通信单元R2可进行一或多个延展封包的交换，延展封包的细节将于下文进一步说明。
举例来说，时间T1、T3期间为音频源S传送时段(TX slot)，且是主通信单元R1与次通信单元R2的接收时段(RX slot)。而时间T2、T4期间为音频源S的接收时段(RX slot)，且是主通信单元R1的传送时段(TX slot)。于时间T1期间，音频源S传送控制信号给主通信单元R1与次通信单元R2。于时间T2期间，主通信单元R1基于控制信号发送回应给音频源S。于时间T3期间，音频源S发送音频封包给主通信单元R1及次通信单元R2。时间T4期间，主通信单元R1基于音频封包发送回应给音频源S。
时间T5期间为主通信单元R1的传送时段(TX slot)，且是次通信单元R2的接收时段(RX slot)，时间T6期间为主通信单元R1的接收时段(RX slot)，且是次通信单元R2的传送时段(TX slot)。因此于T5期间，主通信单元R1发送延展封包给次通信单元R2。而在时间T6期间，次通信单元R2发送延展封包给主通信单元R1。
需注意的是，主通信单元R1与次通信单元R2进行延展封包的交换时，发送延展封包的起始时间可不对齐于音频源S所用的接收时段的起始时间。因此，音频源S不会接收到主通信单元R1及次通信单元R2所发送的延展封包，而能够维持标准蓝牙规范的操作。换言之，无线音频输出装置20能够支持符合蓝牙标准的音频源S装置。
请参照图7A～7B，其为依据本发明图6实施例于第一状况下，两个输出单元执行同步舍弃机制的示意图。如图7A所示，当(1)音频源S无法通过多播连接ML传递第一原始音频数据OA1x给主通信单元R1，亦即主通信单元R1接收内含第一原始音频数据OA1x的封包失败，且(2)音频源S通过多播连接ML成功传递第二原始音频数据OA2x给次通信单元R2，亦即次通信单元R2成功接收内含第二原始音频数据OA2x封包的状况。图7B为主通信单元R1与次通信单元R2(第一输出单元和第二输出单元)间执行同步舍弃机制示意图。
如图7A所示，于步骤(a)中，主通信单元R1回复一个未确认信息(NAK)给音频源S，且次通信单元R2监听到此未确认信息(NAK)，此时主通信单元R1预计要在时间点Tx输出并播放第一补偿音频数据CA1x。如图7B所示，于步骤(b)中，此未确认信息(NAK)触发次通信单元R2舍弃已经收到的第二原始音频数据OA2x，次通信单元R2在时间点Tx输出并播放第二补偿音频数据CA2x。
请参照图8，其为如图7A～7B所示情境，主通信单元R1与次通信单元R2间进行封包交换的传送及接收的时序示意图。如图7A所示状态，当主通信单元R1(第一输出单元)无法通过多播连接ML自音频源S成功接收到第一原始音频数据OA1x时，则主通信单元R1会以图6中T4时段中的旗标信息作为回复给音频源S的未确认信息(NAK)，此处旗标信息以要求对方重新传送的旗标信息(Automatic Request Not,ARQN)为例来作说明，但不限于此。另一方面，当次通信单元R2监听检测到旗标信息内包含未确认信息(NAK)时，便了解到主通信单元R1未成功接收第一原始音频数据OA1x。进而触发次通信单元R2进行图7B所示舍弃第二原始音频数据OA2x步骤。
请参照图9A～9C，其为图6实施例于第二状况下，两个输出单元执行同步舍弃机制的示意图。依据本发明图6实施例，当多播连接ML(1)成功传递第一原始音频数据OA1x给主通信单元R1接收，亦即主通信单元R1成功接收内含第一原始音频数据OA1x的封包，且(2)无法自音频源S传递第二原始音频数据OA2x给次通信单元R2，亦即次通信单元R2接收内含第二原始音频数据OA2x的封包失败的状况下，图9A～9C为主通信单元R1与次通信单元R2(第一输出单元和第二输出单元)间执行同步舍弃机制的三阶段步骤示意图。
如图9A所示，于步骤(a)中，主通信单元R1先回复一个确认信息(ACK)给音频源S，且次通信单元R2监听到确认信息(ACK)。但此时次通信单元R2并未成功接收到第二原始音频数据OA2x，故次通信单元R2在时间点Tx预计要输出第二补偿音频数据CA2x。如图9B所示，于步骤(b)中，主通信单元R1所发出的确认信息(ACK)触发次通信单元R2发出一个未确认信息(NAK)给主通信单元R1。如第9C图所示，于步骤(c)中，未确认信息(NAK)使得主通信单元R1舍弃已经收到的第一原始音频数据OA1x，在时间点Tx输出并播放第一补偿音频数据CA1x。
图10A～10B为依据本发明图9A～9C实施例，主通信单元R1与次通信单元R2(第一输出单元和第二输出单元)间，交换封包的传送及接收的时序示意图。
当多播连接无法自音频源S传递第二原始音频数据OA2x给次通信单元R2(第二输出单元)时，则对应图9A所示步骤，图10A为相关封包传送接收时序图：主通信单元R1会于图6中T4时段中的ARQN信息回复确认信息(ACK)给音频源S，且次通信单元R2会监听到ARQN信息为确认信息(ACK)。
对应图9B所示步骤，图10B为相关封包传送接收时序图：当次通信单元R2监听到ARQN信息为确认信息(ACK)时，触发次通信单元R2利用ARQN信息时段的后半段发出未确认信息(NAK)给主通信单元R1。
如上述图10B相关叙述，其中次通信单元R2利用ARQN信息时段的后半段发出未确认信息(NAK)给主通信单元R1。多播连接定义一个音频源S接收时段(Source ReceiveTimeslot)，在音频源S接收时段中，音频源可设置接收来自主通信单元R1的旗标信息作为回复给音频源S的确认信息(ACK)或未确认信息(NAK)。但次通信单元R2利用旗标信息时段中点之后的后半段时间来发送未确认信息(NAK)，因此未确认信息(NAK)的发送起始时间不对齐于音频源S接收时段的起始时间，如此避免音频源S错误地接收到次通信单元R2的未确认信息。如图10B所示，次通信单元R2可选择在时段T4发送未确认信息(NAK)，其中未确认信息(NAK)于时段T4中发送的起点，例如可对齐于主通信单元R1传送时段的中点，且位于音频源S接收时段的后半段。如此未确认信息(NAK)于时段T4中不对齐于音频源S接收时段的起始时间，因此音频源S不会错误地接收到次通信单元R2的未确认信息(NAK)。
请参照图11，图11为依据本发明一实施例，无线音频输出装置40可与音频源S建立一个中继无线信号连接(Relay,RL)。音频源S输出第一原始音频数据OA1x与第二原始音频数据OA2x，第一原始音频数据OA1x和第二原始音频数据OA2x设定要在时间点Tx同时输出并播放给使用者聆听。无线音频输出装置40包括第一输出单元402A与第二输出单元402B。第一输出单元402A被设定为主通信单元R1，第二输出单元402B被设定为次通信单元R2，主通信单元R1设定来与音频源S建立中继连接RL，主通信单元R1通过中继连接RL而与音频源进行双向通信，而次通信单元R2通过中继连接RL而间接接收到第二原始音频数据OA2x。第二原始音频数据OA2x先自音频源S传递至主通信单元R1，然后再自主通信单元R1传递至次通信单元R2。借由中继信号连接RL，(1)主通信单元R1可自音频源S接收第一原始音频数据OA1x和第二原始音频数据OA2x，(2)主通信单元R1可再将第二原始音频数据OA2x传递给次通信单元R2，且(3)次通信单元R2能通知主通信单元R1是否成功接收第二原始音频数据OA2x。
请参照图12A～12C，其为依据本发明图11实施例于第三状况下，两个输出单元执行同步舍弃机制的示意图。如图11所示实施例，当(1)中继连接RL成功自音频源S传递第一原始音频数据OA1x给主通信单元R1，但(2)中继连接RL未能成功传递第二原始音频数据OA2x给次通信单元R2(第二输出单元)时，图12A～12C为主通信单元R1与次通信单元R2(第一输出单元和第二输出单元)间执行同步舍弃机制的三阶段步骤示意图。
如图12A所示，于步骤(a)中，主通信单元R1先回复确认信息(ACK)给音频源S，且次通信单元R2监听到此确认信息(ACK)，此时主通信单元R1目前预计在时间点Tx要输出并播放第一原始音频数据OA1x。如图12B所示，于步骤(b)中，此确认信息(ACK)触发次通信单元R2发出未确认信息(NAK)给主通信单元R1。因为次通信单元R2未成功接收到第二原始音频数据OA2x，故于时间点Tx预计要输出并播放第二补偿音频数据CA2x。如图12C所示，于步骤(c)中，此未确认信息(NAK)触发主通信单元R1舍弃已经收到的第一原始音频数据OA1x，在时间点Tx输出并播放第一补偿音频数据CA1x。
本发明上述实施例所描述的无线音频输出装置可支持音频源S为提供多播信号连接的蓝牙装置，在音频源S只和第一输出单元R1建立双向连接，且音频源S和第二输出单元R2间只建立单向连接状况下实施本发明。亦即适用于目前市场上运用3.0版蓝牙标准架构，只有左耳机或右耳机其中之一和音频源建立双向蓝牙连线的无线耳机。换言之，在不改变音频源原始操作模式的情况下，本发明提供的无线音频输出装置也能够相容使用。此外，由于本发明提供无线音频输出装置的多个输出单元间，共同遵循一个同步舍弃机制，可同步地用补偿音频数据取代原始音频数据，让聆听者自左右耳机聆听到的是接近的语音，如此聆听者有较佳的主观听感。
另一方面，本发明也适用于音频源S同时和第一输出单元R1与第二输出单元R2分别建立独立无线信号连接状况下实施。例如：本发明也适用于运用低功耗蓝牙(BluetoothLow Energy,BLE)标准所建构的无线耳机，于低功耗蓝牙BLE无线耳机中，左耳机和右耳机两者分别均和音频源S建立双向无线信号连接，亦即第一BLE无线连接与第二BLE无线连接(BLE link 1，BLE link2)，第一BLE无线连接与第二BLE无线连接彼此独立，且第一输出单元R1与第二输出单元R2间具有无线信号连接IFL。第一输出单元R1借由第一BLE无线连接BLE link 1而可接收第一原始音频数据OA1x。第二输出单元R2借由第二BLE无线连接BLElink 2而可接收第二原始音频数据OA2x。第一输出单元R1与第二输出单元R2间借由无线信号连接IFL能交换或检测各自是否分别成功接收第一原始音频数据OA1x和第二原始音频数据OA2x。
如此当至少(1)第一BLE无线连接BLE link 1无法成功传递第一原始音频数据OA1x给第一输出单元R1，和(2)第二BLE无线连接BLE link 2无法成功传递第二原始音频数据OA2x给第二输出单元R2，两者其中之一发生时，则：(b1)第一输出单元R1和第二输出单元R2依据封包遗失补偿演算法分别产生第一补偿音频数据CA1x与第二补偿音频数据CA2x，且(b2)第一输出单元R1与第二输出单元R2分别播放第一补偿音频数据CA1x与第二补偿音频数据CA2x。
当传统的无线音频输出装置(例如一对无线蓝牙耳机)应用于人声基频变化较大的语音通话情境时，当其中第一输出单元(例如左耳耳机)接收原始音频数据失败，而第二输出单元(例如右耳耳机)成功接收原始音频数据时，如此会导致(1)第一输出单元音所输出的补偿音频数据与(2)第二输出单元所输出的原始音频数据之间会存在明显差异，此时使用者会聆听到不平衡的左右耳音频，甚至会听到噪音，进而大幅降低使用者的主观听感。本发明的实施例的无线音频输出装置与音频补偿方法，借由判断当多个输出单元其中之一接收原始音频数据失败时，则第一输出单元和第二输出单元均依据补偿演算法分别产生第一补偿音频数据与第二补偿音频数据，且第一输出单元与第二输出单元分别播放第一补偿音频数据与第二补偿音频数据。借由相对接近的第一补偿音频数据与第二补偿音频数据，让使用者左右耳聆听到平衡的左右耳音频，避免听到噪音，进而提升使用者的主观听感。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (19)

1.一种无线音频输出装置，可与一音频源建立一无线信号连接，其特征在于，该无线音频输出装置包括：
一第一输出单元，该第一输出单元借由该无线信号连接而可接收并播放一第一原始音频数据，该音频源输出该第一原始音频数据与一第二原始音频数据，该第一原始音频数据和该第二原始音频数据设定要同时输出；
一第二输出单元，该第二输出单元借由该无线信号连接而可接收并播放该第二原始音频数据；
其中，该第一输出单元与该第二输出单元间能交换或检测各自是否分别成功接收该第一原始音频数据和该第二原始音频数据；
其中，当至少该第一原始音频数据未能被该第一输出单元成功接收，且该第二原始音频数据被该第二输出单元成功接收时，则该第一输出单元依据一补偿演算法产生一第一补偿音频数据，该第二输出单元舍弃已经收到的该第二原始音频数据并依据该补偿演算法产生一第二补偿音频数据，且该第一输出单元与该第二输出单元分别播放该第一补偿音频数据与该第二补偿音频数据。
2.如权利要求1所述的无线音频输出装置，其特征在于，该无线信号连接为一多播连接，该第一输出单元被设定为一主通信单元，且该第二输出单元被设定为一次通信单元，其中该主通信单元设定来与该音频源建立该多播连接，并通过该多播连接而与该音频源进行双向通信；而该次通信单元，用以加入该多播连接，并通过该多播连接而与该音频源进行单向通信，且与该主通信单元进行双向通信。
3.如权利要求2所述的无线音频输出装置，其特征在于，当该多播连接成功传递该第二原始音频数据，但该第一原始音频数据传递失败时，则该主通信单元回复一未确认信息给该音频源；该未确认信息触发该次通信单元舍弃已经收到的该第二原始音频数据，并输出该第二补偿音频数据。
4.如权利要求2所述的无线音频输出装置，其特征在于，当该多播连接成功传递该第一原始音频数据，但该第二原始音频数据传递失败时，则该主通信单元先回复一确认信息给该音频源；该确认信息触发该次通信单元发出一未确认信息给该主通信单元，使得该主通信单元舍弃已经收到的该第一原始音频数据，并输出该第一补偿音频数据。
5.如权利要求4所述的无线音频输出装置，其特征在于，该多播连接定义一音频源接收时段，在该音频源接收时段中，该音频源可设置接收来自该主通信单元的信息，该未确认信息的发送起始时间不对齐于该音频源接收时段的起始时间。
6.如权利要求5所述的无线音频输出装置，其特征在于，该未确认信息的发送起始时间位于该音频源接收时段的后半段时段内。
7.如权利要求2所述的无线音频输出装置，其特征在于，该多播连接符合一蓝牙规范，该蓝牙规范定义一音频源接收时段和一音频源未听取时段；在该音频源接收时段中，该音频源可设置接收来自该主通信单元的信息；在该音频源未听取时段中，该主通信单元和该次通信单元间可交换一延展封包，该延展封包的发送起始时间不对齐于该音频源接收时段的起始时间。
8.如权利要求7所述的无线音频输出装置，其特征在于，该音频源未听取时段包含一旗标信息，该主通信单元利用该旗标信息向该次通信单元间传递一未确认信息。
9.如权利要求7所述的无线音频输出装置，其特征在于，该音频源未听取时段包含一旗标信息后半时段，该次通信单元系利用该旗标信息后半时段向该主通信单元间传递一未确认信息。
10.如权利要求1所述的无线音频输出装置，其特征在于，该无线信号连接为一中继连接，该第一输出单元被设定为一主通信单元，且该第二输出单元被设定为一次通信单元，其中该主通信单元设定来与该音频源建立该中继连接，并通过该中继连接而与该音频源进行双向通信，而该次通信单元，用以加入该中继连接；其中，通过该中继连接，该第二原始音频数据先自该音频源传递至该主通信单元，然后再自该主通信单元传递至该次通信单元。
11.如权利要求10所述的无线音频输出装置，其特征在于，当该主通信单元成功接收到该第一原始音频数据，但该第二原始音频数据传递到该次通信单元失败时，则该主通信单元先回复一确认信息给该音频源，该确认信息触发该次通信单元发出一未确认信息给该主通信单元，使得该主通信单元舍弃已经收到的该第一原始音频数据，并输出该第一补偿音频数据。
12.如权利要求1所述的无线音频输出装置，其特征在于，当该第一原始音频数据和该第二原始音频数据均被成功接收时，则该第一输出单元与该第二输出单元分别播放该第一原始音频数据和该第二原始音频数据。
13.如权利要求1所述的无线音频输出装置，其特征在于，该无线信号连接包含一第一无线连接与一第二无线连接，该第一无线连接与该第二无线连接彼此独立，且该第一输出单元与该第二输出单元间具有一无线信号连接；该第一输出单元借由该第一无线连接而可接收该第一原始音频数据，该第二输出单元借由该第二无线连接而可接收该第二原始音频数据；该第一输出单元与该第二输出单元间借由该无线信号连接能交换或检测各自是否分别成功接收该第一原始音频数据和该第二原始音频数据。
14.如权利要求13所述的无线音频输出装置，其特征在于，该第一无线连接与该第二无线连接为一低功率蓝牙连线。
15.一种音频补偿方法，适用于一无线音频输出装置，其特征在于，该音频补偿方法步骤包括：
a、当一第一原始音频数据被一无线音频输出装置的一第一输出单元成功接收，且一第二原始音频数据被该无线音频输出装置的一第二输出单元成功接收时，则该第一输出单元与该第二输出单元分别播放该第一原始音频数据和该第二原始音频数据，其中该第一原始音频数据与该第二原始音频数据由一音频源输出，该无线音频输出装置用以与该音频源建立一无线信号连接，该第一原始音频数据和该第二原始音频数据设定要同时输出，该第一输出单元借由无线信号连接而可用以接收并播放该第一原始音频数据，该第二输出单元借由无线信号连接而可用以接收并播放该第二原始音频数据，该第一输出单元与该第二输出单元间能交换或检测各自是否分别成功接收该第一原始音频数据和该第二原始音频数据；
b、当至少该第一原始音频数据未能被该第一输出单元成功接收且该第二原始音频数据被该第二输出单元成功接收时，则：
b1、该第一输出单元依据一补偿演算法产生一第一补偿音频数据和该第二输出单元依据一补偿演算法产生一第二补偿音频数据，且
b2、该第一输出单元与该第二输出单元分别播放该第一补偿音频数据与该第二补偿音频数据。
16.如权利要求15所述的音频补偿方法，其特征在于，该无线信号连接为一多播连接，该第一输出单元与该音频源进行双向通信；而该第二输出单元与该音频源进行单向通信，且与该第一输出单元进行双向通信；其中，当该多播连接成功传递该第二原始音频数据，但该第一原始音频数据传递失败时，则该第一输出单元回复一未确认信息给音频源；该未确认信息触发该第二输出单元舍弃已经收到的该第二原始音频数据，并输出该第二补偿音频数据。
17.如权利要求15所述的音频补偿方法，其特征在于，该无线信号连接为一多播连接，该第一输出单元与该音频源进行双向通信；而该第二输出单元与该音频源进行单向通信，且与该第一输出单元进行双向通信；其中，当该多播连接成功传递该第一原始音频数据，但该第二原始音频数据传递失败时，则该第一输出单元先回复一确认信息给该音频源；该确认信息触发该第二输出单元发出一未确认信息给该第一输出单元，使得该第一输出单元舍弃已经收到的该第一原始音频数据，并输出该第一补偿音频数据。
18.如权利要求15所述的音频补偿方法，其特征在于，该无线信号连接包含一第一无线连接与一第二无线连接，该第一无线连接与该第二无线连接彼此独立，且该第一输出单元与该第二输出单元间具有一无线信号连接；该第一输出单元借由该第一无线连接而可接收该第一原始音频数据，该第二输出单元借由该第二无线连接而可接收该第二原始音频数据；该第一输出单元与该第二输出单元间借由该无线信号连接能交换或检测各自是否分别成功接收该第一原始音频数据和该第二原始音频数据。
19.如权利要求18所述的音频补偿方法，其特征在于，该第一无线连接与该第二无线连接为一低功率蓝牙连线。
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