CN1918609A - 远程控制系统和相关方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及音频系统(10)，其包括用于输出音频信号(24)的音频信号产生装置(12)，以及用于对音频信号产生装置(12)进行控制的远程控制设备(14)，音频信号产生装置(12)具有用于将识别信号包含在所述音频输出(12)中并且用于识别输出所述音频信号的音频信号产生装置(12)的装置，所述远程控制设备用于接收所述识别信号，从而识别输出特定音频信号(24)的源(12)。

Description

远程控制系统和相关方法和设备

技术领域

本发明涉及用于音频输出系统的远程控制系统，还涉及一种方法，以及与其相关的设备

背景技术

远程控制装置，特别是在家用环境中，已经发现对于家用电子产品具有广泛用途，例如立体声系统，电视以及视频/DVD系统，并且用于提高控制这种设备所提供输出的简单性和便利性。

尽管，例如，已知的是，将对电视设备和视频设备的控制合并在单一远程控制设备，但是绝大多数目前现有的家用系统通常都需要它自己的远程控制设备，并且这些系统中的每一个通常都发射红外控制信号，因此需要视线对着被控设备。

因此，对于拥有在家用环境中的各种例如娱乐系统，并且需要对其中一个系统的一块特殊装置进行特定控制的用户，必须首先定位合适的远程控制设备，然后确保该远程控制是在正在被控制的系统的合适的附近进行的。

不利地是，这种需求造成限制了利用远程控制单元能够实现的所有优点，并且引入了潜在层面上的不便性、可能的延时、以及可能的用户受挫折的情况。

此外，由于在家用环境中，例如通过使用整个房子的各种电视机，或者通过对更多的采用远程控制器进行控制的电气装置进行调整从而对复制系统的期望增加了，因而以上所述的不利的限制变得容易察觉并且明显，因此就有导致用户受挫折的情况增加。

本发明试图提供一种与目前已知的这种系统、方法以及装置相比具有优势的音频系统、相关的操作方法，以及设备。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种音频系统，其包括用于音频信号输出的音频信号产生装置，以及用于对所述音频信号产生装置进行控制的远程控制设备，所述音频信号产生装置具有布置为用于将识别信号包含在所述音频输出中，并且用于识别输出所述音频信号的音频信号产生装置的装置，所述远程控制设备布置成接收所述识别信号，并识别输出所述音频信号的音频信号产生装置。

上述识别信号有利地被提供作为无法听到的信号，并且所述音频信号产生装置能够有利地被布置成根据需要调节所述识别信号的音量，从而将所述音量保持在可能的能够听得见的阈值以下。

有利的是，通过对要输出的信号进行调制提供识别信号。

识别信号能够包括任何形式的适当的水印，尽管一个特定实施例有利地采用了伪随机噪声(PRN)信号。

作为进一步的特征，所述远程控制设备能够被布置成响应于所接收到的识别信号的振幅的改变，调节所输出音频信号的音频。

采用这种方式，如果用户带着远程控制设备移动到特定的环境中，当用户远离或者靠近音频信号产生装置时，音频信号输出的音量能够自动的变大或者减小，从而对用户保持适当的稳定水平的音量。

所述音频系统还能够被布置成能够基于所接收的识别信号，确定音频信号产生装置与远程控制设备之间的距离。这能够帮助远程控制设备确定多个音频信号产生设备中哪一个最接近，并因此表示最适合被控制的设备。

确定远程控制设备与音频信号产生装置之间的距离的布置有利地采用在远程控制设备处确定信号的定时接收。

特别是，在远程控制设备处生成时间基准，将其传输到音频信号产生装置，从而从音频信号产生装置中确定对识别信号的顺序定时接收。

可以替换的是，或者可以添加的是，时间基准信号能够在音频信号产生装置端生成，并被传输到远程控制设备。然后有利地调整远程控制设备以包括适当的信道和对于这种时间基准信号的接收器。

应该理解的是，能够基于在远程控制设备端对识别信号的定时接收和已知的音速，确定音频信号产生装置与远程控制设备之间的距离。

此外，所述音频系统能够包括被被布置成确定远程控制设备相对于音频信号产生装置的位置的装置。

基于对远程控制设备到至少两个音频信号产生装置的距离的确定，能够有优势地计算这种位置数据。由于所述音频系统可能采用至少两个带有例如各自的扬声器的信道，上述两个音频信号产生装置中每一个都能够包括上述至少两个扬声器中的每一个，所述扬声器由输出装置的相关联音频信道驱动。

然后，每个分离信道都能够有利地对各自的输出音频信号使用不同的识别调制信号。

然后，能够有利地使用所述远程控制设备，采用响应于用户对于例如两个扬声器的相对位置和实际改变位置的方式，控制从音频信号产生装置输出的音频的不同信道的各自音量。

采用该方式，能够有利地将用户所感知的两个信道之间的平衡保持在相对恒定的值，而与用户相对于两个扬声器的位置的移动无关。当然，如果有多于两个的信道有效，则也能够将它们用于位置判断。

再进一步，所述音频系统能够有利地包含多个音频信号产生装置，其是在例如整个家庭环境中在很分开的位置处提供的。远程控制设备的位置上的改变用于提供控制信号，以改变从各种音频信号产生装置的输出，并且利用例如位于整个房子中的扬声器，用户在整个房子中移动时，能够通过选定有效的例如用户在任何时刻最接近的扬声器，并对其进行控制，从而持续收听以适当音量输出的音频。

以这种方式，音频系统能够被布置为在不同的音频信号产生设备之间移交，以便有效地在整个房子中跟随用户。

如将要被理解的，通过采用将声学输出信号与标识发出所述声学输出信号的设备的数据进行调制，实现上述具有优点的特征，该特征涉及采用响应于从一个或者多个音频信号产生装置到远程控制设备的距离，或者远程控制设备对于一个或者多个音频信号产生装置的相对位置的方式，控制音频信号产生设备。

根据本发明另外一个方面，提供了控制音频信号产生装置的一种方法，所述音频信号产生装置被布置为输出音频数据，所述方法包括步骤：将识别信号包含在音频输出中，其用于识别产生输出的音频信号产生装置，以及在用于对音频信号产生装置进行控制的远程控制设备中接收所述识别信号，并且处理该识别信号，从而识别输出所述音频信号的音频信号产生装置，从而允许控制信号从所述远程控制设备传递到所识别的音频信号产生装置。

所述方法有利地进一步设计为能够提供以上所述的与音频系统有关的具有优势的特征。

根据本发明的另外一个实施例，提供了用于输出音频信号的音频信号产生装置，并且其具有用于将识别信号包含在输出的音频信号中并且用于识别所述音频信号产生装置。

有利地是，这种音频信号产生装置能够有利地包括来自以上定义的音频系统的特征，从而使得这样的设备适合于在这种音频系统中使用。

根据本发明的另外一个方面，提供了远程控制设备，用于控制从音频信号产生装置输出的音频信号，所述远程控制设备被布置成接收并处理来自音频信号产生装置的识别信号，从而识别输出所述音频信号的音频信号产生装置。

这样一种远程控制设备能够包括以上所述的音频系统的有利的优选特征，从而使得它适合于在这种音频系统中使用。

附图说明

以下，将仅仅使用例子的方式，参考附图进一步描述本发明，附图包括根据本发明的实施例的音频信号产生设备和远程控制设备。

具体实施方式

关于家用环境，考虑到将来的发展会寻求采用的环境是，使得绝大多数电子设备能够相互交换内容，并且有利地，所述电子设备会需要以容易使用的并且简单的方式进行控制。典型的使用场景包括控制在不同房间中的视频和音频源，这种需要将会仅仅用于加重当前对于每个装置通常提供一个远程控制器的局限性，这是由于用户不得不主动地走进所讨论的房间，找到该远程控制器，并将其指向要控制的设备。这样的需求通常与通过这种“已连接的”家用环境获得的优势相对立。

现在转到附图，描述了音频系统10，其包括声源12，和用于控制声源12的输出的远程控制单元14，音频系统10能够包括“已连接的”家庭中的各种家用娱乐设备之一。

在声源12中，产生了音频信号16，例如表示音乐的音频信号，采用调制器18将该音频信号传送到音频放大器20，音频放大器20用于驱动扬声器22。

然后扬声器22发出声波24，从而使用户能够收听到从源12输出的所需的音频。

在声源12中，还提供了PRM产生器26，其从接收器30接收时间参考信号28。

接收器30用于从远程控制单元14接收控制信号32，并且除了输出时间参考信号28之外，接收器30还用于输出控制命令信号34。

现在转到远程控制单元14，其包括合适的转换器，诸如麦克风36，用于接收从声源12的扬声器22中被漏掉的声音。麦克风36用于将其中所生成的信号传送到信号处理块38，信号处理块38能够将位置数据传送到用户接口40。用户接口40将控制命令42提供给发射器44，发射器44用于提供控制信号32。如下所述，能够采用无线电或者红外线信道提供控制信号。

在远程控制单元14中，还有时间参考块46，其用于将时间参考信号传送到信号处理块38和发射器44。

如附图中所描述的音频系统的工作的概要，应该知道的是，通过调制器18和PRN产生器26，采用PRN编码信号的方法，对要从包括源12和相关联的扬声器22的音频信号产生装置中输出的音频信号16进行调制。

如果一个以上的扬声器与发出声音24的源12相关联，则PRN编码信号用于识别实际源，或者是声源12，或者是特定的扬声器22。

然而，如以下将要讨论的，被添加到例如它们的音乐信号16中的PRN序列对于用户是听不到的。

如要注意的，远程控制单元14包括麦克风36，麦克风36用于提取PRN信号，并将它传送到信号处理块38，信号处理块38对用于识别声音24的源的数据全部提取。

这样的设计形成根据本发明的反馈回路的重要部分，在其中，仅仅通过来自于例如扬声器22的声音的存在，远程控制单元14就能够确定准确的设备，例如正在输出声音24的扬声器22。然后采用发射器44能够将合适的控制命令发射到声源12，从而确保就是那个特定的声源12被以适当的方式进行控制，从而根据需要改变所输出的声音24。然后能够提供单一远程控制设备，用于对多个输出装置进行精确控制。

如以下将要描述的，一旦具有被容易并且准确地识别出的、输出声音24的特定音频信号产生设备，就能够更加容易地确定远程控制单元与特定音频信号产生设备之间的距离，并且还有与该音频信号产生装置相关的远程控制设备的实际位置。

这种距离和位置的确定，还能够用于加强仅仅响应于远程控制器相对于该音频信号产生装置的位置或者到该音频信号产生装置的距离，而对声音输出24进行控制的方式。这还进一步增加了远程控制器对适当设备进行控制的容易性和准确性，特别是加强了能够用单一远程控制器对多个装置进行识别并随后进行控制所采用的方式。

采用这种方式，能够容易地实现这样的远程控制单元，其采用需要更少的用户干涉的方式对种类广泛的设备中任意一个进行控制。

如上所述，会知道可以实现各种不同级别的服务，用功能性交换了复杂性。

首先，例如，仅仅是声源12的识别。这在声音24中使用隐藏识别信号，例如PRN编码序列或者其他水印，从而允许远程控制设备识别当前可以听到的声源12。然后，这允许远程控制器14的用户接口14对于所识别的源是缺省的，因此简化远程控制器14的最有可能使用的场景。对其进行调整以对该源的音频音量进行自动调节，以保持在远程控制设备的位置处的恒定音量级别。采用这种方式，从各种不同的可能的控制信号中，选择从该远程控制器所发射的控制信号作为指定给特定源12的一个，并且采用以上所指定的方式增加和减小所输出声音的音量。

作为对仅仅是声源12的识别的增强，能够容易地确定源12与远程控制器14之间的距离，这能够通过改善不同源之间和/或者各种远程控制设备之间的仲裁选择，帮助改进用户接口行为。

作为对仅仅是源12与远程控制器14之间的距离的测量的扩展，能够容易地计算在例如房间里，远程控制设备相对于声源的位置。这种设计的潜在的应用包括，移动“最佳点”，即例如音频系统的立体声声道之间的合适平衡的位置，以在用户相对于两个扬声器移动时有效地在房间里跟随用户。然而还可以具有有效地随着用户在房子里到处转的音频/视频程序。后者能够通过如上所述的动态音量控制实现，和如上所述，还能够通过在房子中到处布置的不同音频源之间进行移交来实现。

转而更加详细地讨论所阐述的实施例，当然应该注意的是，一种可能的实现是添加PRN序列到音乐中。

PRN序列可以被进行音量调节，以在所有时间都能够听到的阈值之下，PRN序列众所周知是远程控制器14的接收器部分，并且当然是对于每个音频源是唯一的。即使是当PRN信号的音量在远低于声音24的等级之下，远程控制器14也能够使用该序列的知识，以从麦克风36的信号中将它提取出来。

对于位置确定，应该选择尽可能高的载波频率。在大多数音频装置中，可以再现高于或低于超声波频率的声音，并且如果可能，就应该使用这种方式，因为频率是与能够实现的定位的准确性直接成比例。

高频率的第二个优点在于，人类的听觉的敏感度对于更高的频率下降的非常快，因此对隐藏识别信号选择高载波频率会增强对定位信号的掩盖。

如应该知道的，为了测量远程控制器14与源12之间的距离，远程控制器14必须与源12同步。基于拓扑结构，几种方法是可能的。在所示的例子中，远程控制器14被布置成生成时间基准，然后使用无线或者IR信道32进行时间传输。与声音的传播速度相比，这个信道32能够看作是瞬时的。在该情况下，采用来自远程控制器12的特定时间信号对声源12中的PRN产生器26进行同步。

如果远程控制器14具有双向无线/IR信道，有利的是将时间基准放在声源处。在诸如“家庭多媒体中心”的系统的情况下，单一时间基准可以用于所有的远程控制设备以及所有的声源。

很多对所谓的已连接家庭所提出的场景，已经将时间同步作为特征，从而允许通过独立设备之间的无线连接的同步内容流。因此对于这种系统，对于采用本发明，不需要添加额外的同步。

已知声音的传播速度相对较慢(～300m/s)，所述同步必须是在毫秒级，其通过诸如网络时间协议(NTP1)的方法，或者简单地采用通过直接IR或者RF链接发送时间基准信号的方法，可以容易地执行。

例如，假设PRN序列开始于时刻t0，它会在t＝d/v秒后从源12到达远程控制器14，这里v是已知的音速，因此能够容易地确定源12与远程控制器14之间的距离d。

为了测量t，远程控制器14中的信号处理块38用于复制很多延时的PRN序列。该延时作为编码相位是已知的，每个被复制序列与来自麦克风34的信号相关联。通过搜索不同的编码相位，对应于最高相关峰值的一个对应于时间t。

为了保证确定性，PRN序列的长度应该被选择为超过可能的最大距离。

当然对于仅仅是源识别和距离确定来说，一个定位信道就足够了，然而对于在例如一个房间中的位置确定需要至少两个信道。

注意，大多数音频系统具有两个到六个之间的独立音频信道，这能够允许非常准确的定位。对于三个或者多个信道，例如，将可能处理时间同步需求，这是因为时间偏差会是计算的副产品(byproductcaculation)。可以替换的是，能够计算3D位置。

因此，总之，应该知道的是，本发明公开了一种设计，其创建了用于通用远程控制设备的廉价的定位系统，所述远程控制设备能够包含具有iPronto(商标)或者蓝牙功能的移动设备，还应该注意的是，这怎样能够帮助简化大多数公共远程控制需求，而不包括全部功能。

尽管以上没有详细描述，当然应该理解的是，远程控制器14被布置为产生多个控制信号之一，所产生的信号是基于所识别的源被确定的，从而该信号是用于控制在音频系统中的特定源的正确的一个信号。

Claims (31)

1、一种音频系统，其包括用于音频信号输出的音频信号产生装置，以及用于对所述音频信号产生装置进行控制的远程控制设备，所述音频信号产生装置具有用于将识别信号包含在所述音频输出中并且用于识别输出所述音频信号的音频信号产生装置的装置，所述远程控制设备用于接收所述识别信号并且识别输出所述音频信号的音频信号产生装置。

2、如权利要求1所述的音频系统，其中所述输出的音频信号中所包含的识别信号是听不到的。

3、如权利要求1或者2所述的音频系统，其中所述输出的音频信号与所述识别信号进行调制。

4、如权利要求1，2或者3所述的音频系统，其中所述识别信号包括伪随机噪声信号。

5、如前述权利要求中的一个或者多个中所述的音频系统，还包括用于确定所述音频信号产生装置与所述远程控制设备之间距离的装置。

6、如权利要求5所述的音频系统，其中用于确定所述距离的装置响应于所述识别信号的定时接收。

7、如权利要求6所述的音频系统，其中所述远程控制设备用于产生时间基准信号并将该信号传输到所述音频信号产生装置。

8、如权利要求6所述的音频系统，其中所述音频信号产生装置用于产生所述时间参考信号并将该信号的指示传输到所述远程控制单元。

9、如权利要求5，6，7或者8所述的音频系统，其中基于在所述远程控制设备处对来自所述音频信号产生装置的音频输出信号的接收，确定所述音频信号产生装置与所述远程控制设备之间的距离。

10、如前述权利要求中的一个或者多个中所述的音频系统，其中所述远程控制单元用于传输控制信号到所述音频信号产生装置，以响应于所述远程控制设备与所述音频信号产生装置的距离上的变化的方式来控制输出的音频信号的音量。

11、如权利要求10所述的音频系统，其中基于在所述远程控制设备处接收到的音频信号的振幅上的变化，确定所述距离上的改变。

12、如前述权利要求中的一个或者多个中所述的音频系统，还包括用于基于在所述远程控制设备处所接收的识别信号来确定所述远程控制设备相对于所述音频信号产生装置的位置的装置。

13、如权利要求12所述的音频系统，其中所述音频信号产生装置用于提供多个输出信道，其中不同的识别信号与从每个信道输出的音频信号相关联。

14、如权利要求13所述的音频系统，其中所述远程控制设备用于将信号传输到所述音频信号产生装置，响应于所确定的所述远程控制设备相对于所述音频信号产生装置的位置来改变来自所述信道中的至少一个的输出。

15、如权利要求13所述的音频系统，其中所述远程控制设备用于将信号传输到所述音频信号产生装置，响应于所述远程控制设备相对于所述音频信号产生装置的位置的改变，来改变来自所述信道中的至少一个的输出。

16、如权利要求15所述的音频系统，还包括以间隔开的关系放置的多个音频信号产生装置，其还包括用于响应于来自所述远程控制设备的控制信号，对所述音频信号产生装置之间输出的音频信号进行移交的装置，所述远程控制设备用于响应于确定所述远程控制设备相对于所述多个音频信号产生装置的位置变化，生成控制信号。

17、如前述权利要求中的一个或者多个中所述的音频系统，其中所述音频信号产生装置被布置成使得识别信号包括在输出的音频信号中并且具有相对高的载波频率。

18、如权利要求17所述的音频系统，其中所述载波包括至少低于超声的频率。

19、一种控制输出音频数据的音频信号产生装置的方法，所述方法为包括步骤：将识别信号包含在所述音频输出中，并且其用于识别产生输出的音频信号产生装置，以及在用于对所述音频信号产生装置进行控制的远程控制设备中接收所述识别信号，并且处理该识别信号，从而识别输出所述音频信号的装置，从而允许控制信号从所述远程控制设备传递到所识别的音频信号产生装置。

20、如权利要求19所述的方法，其中所述输出的音频信号中所包含的识别信号是听不到的。

21、如权利要求20或者21所述的方法，其中所述输出的音频信号与所述识别信号进行调制。

22、如权利要求19，20或者21所述的方法，其中所述识别信号包括伪随机噪声信号。

23、如前述权利要求19-22中的一个或者多个所述的方法，还包括确定所述音频信号产生装置与所述远程控制设备之间距离的步骤。

24、如前述权利要求19-23中的一个或者多个所述的方法，其中所述远程控制单元传输控制信号到所述音频信号产生装置，以响应于所述远程控制设备与所述音频信号产生装置的距离上的改变的方式来控制输出的音频信号的音量。

25、如权利要求24所述的方法，其中基于在所述远程控制设备处接收到的音频信号的振幅上的变化，确定所述距离上的改变。

26、如前述权利要求19-25中的一个或者多个所述的方法，还包括基于在所述远程控制设备处所接收的识别信号，确定所述远程控制设备相对于所述音频信号产生装置的位置的步骤。

27、一种用于输出音频信号的音频信号产生装置，其具有用于将识别信号包括在输出的音频信号中并且用于识别所述音频信号产生装置的装置。

28、如权利要求27所述的音频信号产生装置，还用于在如权利要求2-18中任意一个或者多个中所述的音频系统中。

29、一种用于控制从音频信号产生装置输出的音频信号的远程控制设备，所述远程控制设备用于接收并处理来自所述音频信号产生装置的识别信号并从而识别输出音频信号的音频信号产生装置。

30、一种用于控制音频信号产生装置的音频信号输出的远程控制设备，其用于在如权利要求1-19中的任意一个或者多个中所述的音频系统中。

31、一种如上参考附图并描述的音频系统。

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