TW202103473A

TW202103473A - 音訊補償方法及對應使用此方法的無線音訊輸出裝置

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Publication number: TW202103473A
Application number: TW109114572A
Authority: TW
Inventors: 邱聖友; 陳凱昇; 蔡昕原; 王志剛
Original assignee: 絡達科技股份有限公司
Priority date: 2019-07-12
Filing date: 2020-04-30
Publication date: 2021-01-16
Also published as: TWI802795B

Abstract

一種無線音訊輸出裝置，可與一音訊源建立無線鏈結；音訊源輸出第一原始音訊資料與第二原始音訊資料。無線音訊輸出裝置包括第一輸出單元與第二輸出單元，第一和第二原始音訊資料係設定要分別透過第一與第二輸出單元同時輸出並播放給使用者聆聽。當第一輸出單元成功接收第一原始音訊資料，但第二輸出單元接收第二原始音訊資料失敗時，則第一輸出單元捨棄已成功接收的第一原始音訊資料，第一和第二輸出單元各依據補償演算法產生第一補償音訊資料與第二補償音訊資料，然後第一與第二輸出單元分別播放該第一補償音訊資料與該第二補償音訊資料。

Description

音訊補償方法及對應使用此方法的無線音訊輸出裝置

本揭露是有關於一種音訊補償方法及對應使用此方法的無線音訊輸出裝置。

可攜式與穿戴式電子裝置例如手機、平板電腦、隨身聽、智慧型手表等可說是日漸普及。在這些可攜式與穿戴式電子裝置的周邊設備中，音訊輸出裝置扮演著一個重要的角色。隨身攜帶的音訊輸出裝置通常包括耳機及揚聲器。為了提高攜帶方便性，且省略可攜式與穿戴式電子裝置上的有線耳機孔，將音訊輸出裝置和音訊源之間的音訊資料傳輸無線化將是必然趨勢。

根據本發明之第一方面，提出一種無線音訊輸出裝置，無線音訊輸出裝置可與音訊源建立無線訊號鏈結，音訊源輸出第一原始音訊資料與第二原始音訊資料，第一原始音訊資料和第二原始音訊資料係設定要在時間點同時輸出給使用者聆聽。無線音訊輸出裝置包括第一輸出單元和第二輸出單元。第一輸出單元藉由無線訊號鏈結而可接收並播放第一原始音訊資料，第二輸出單元R2藉由無線訊號鏈結而可接收並播放第二原始音訊資料，且第一輸出單元與第二輸出單元間能交換或偵測各自是否分別成功接收第一原始音訊資料和第二原始音訊資料的結果。當第一原始音訊資料和第二原始音訊資料均被成功接收時，則第一輸出單元與第二輸出單元分別解碼輸出第一原始音訊資料和第二原始音訊資料。但當至少(1)第一原始音訊資料未能被第一輸出單元成功接收，或(2)第二原始音訊資料未能被第二輸出單元成功接收其中之一發生時，則第一輸出單元和第二輸出單元依據補償演算法分別產生第一補償音訊資料與第二補償音訊資料。在時間點，第一輸出單元與第二輸出單元分別播放第一補償音訊資料與第二補償音訊資料。

根據本發明之另一方面，提出一種音訊補償方法，適用於無線音訊輸出裝置，此音訊補償方法包括下列步驟。(a)當第一原始音訊資料被無線音訊輸出裝置之第一輸出單元成功接收，且第二原始音訊資料被無線音訊輸出裝置之第二輸出單元成功接收時，則第一輸出單元與第二輸出單元分別播放第一原始音訊資料和第二原始音訊資料，其中第一原始音訊資料與第二原始音訊資料係由音訊源輸出，無線音訊輸出裝置與音訊源建立無線訊號鏈結。第一原始音訊資料和第二原始音訊資料係設定要同時輸出，第一輸出單元藉由無線訊號鏈結而可用以接收並播放第一原始音訊資料，第二輸出單元藉由無線訊號鏈結而可用以接收並播放第二原始音訊資料。第一輸出單元與第二輸出單元間能交換或偵測各自是否分別成功接收第一原始音訊資料和第二原始音訊資料的結果。(b)當至少(1)第一原始音訊資料未能被第一輸出單元成功接收，或(2)第二原始音訊資料未能被第二輸出單元成功接收其中之一發生時，則第一輸出單元和第二輸出單元依據補償演算法分別產生第一補償音訊資料與第二補償音訊資料，且第一輸出單元與第二輸出單元分別播放第一補償音訊資料與第二補償音訊資料。

為了對本揭露之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：

請參照第1圖，第1圖繪示目前市面上可見的無線音訊輸出裝置10的示意圖。無線音訊輸出裝置10包括第一輸出單元102A和第二輸出單元102B，且無線音訊輸出裝置10可與手機音訊源S建立無線訊號鏈結WL，音訊源S輸出第一原始音訊資料OA1(例如是左聲道音訊資料)與第二原始音訊資料OA2(例如是右聲道音訊資料)。無線音訊輸出裝置10例如是藍牙無線耳機，而第一輸出單元102A和第二輸出單元102B則分別是藍牙無線耳機的左聲道輸出及右聲道輸出，第一原始音訊資料OA1和第二原始音訊資料OA2係設定要分別透過第一輸出單元102A與第二輸出單元102B，而能同時輸出並播放給使用者聆聽。

另外於語音通話(Speech)應用情境中，發話者語音一般不是左右聲道有差異的立體音，故手機訊號源S所輸出的第一原始音訊資料OA1和第二原始音訊資料OA2(左右聲道音訊資料)原則上是相同的。因此當第一輸出單元102A(左耳耳機)和第二輸出單元102B(右耳耳機)分別成功接收到第一原始音訊資料OA1和第二原始音訊資料OA2時，聆聽者自左右耳機聆聽到的會是相同接近的語音，如此聆聽者有較佳的主觀聽感。

以下為方便解說，本篇專利的定義下列代號：於代號「OAxy」中，其中OA字首代表由音訊源S輸出的原始音訊資料(Original Audio Data)，x為相關輸出單元編號，y為預訂輸出時間序號。類似地，於代號「CAxy」中，其中CA字首代表補償音訊資料(Concealment Audio Data)，x為相關輸出單元編號，y為預訂輸出時間序號。例如代號OA23代表第二輸出單元102B預計在時間點T3輸出的原始音訊資料，又例如代號CA14代表第一輸出單元102A預計在時間點T4輸出的補償音訊資料。補償音訊資料一般係依據封包遺失補償演算法(Packet Loss Concealment, PLC)所產生的替代性音訊資料。封包遺失補償演算法係運用前幾個無線音訊輸出裝置10所成功接收到的原始音訊資料，取人聲基頻所對應的週期訊號來建構補償音訊資料。

請參照第2圖，第2圖繪示在無線傳輸音訊資料過程中，所可能發生封包遺失的狀況。如第2圖所示，針對預計要在T1~T4時間點輸出的原始音訊資料，如第2圖左上部所示，第一列描述第一輸出單元102A成功接收到內含原始音訊資料OA11~OA14的四個封包，第二列描述第一輸出單元102A於T1~T4時間點將分別輸出所接收到的第一原始音訊資料OA11~OA14。但另一方面，如第2圖右上部所示，第一列描述第二輸出單元102B只成功接收到內含原始音訊資料OA21~OA22與OA24的三個封包，其中第三個封包接收失敗。第二輸出單元102B只獲得部分第二原始音訊資料OA21~OA22與OA24，致使第二輸出單元102B欠缺預計要在T3時間點輸出的部分第二原始音訊資料OA23。

依照目前市面上產品可能補救措施，此時第二輸出單元102B會依據封包遺失補償演算法產生一個補償音訊資料CA23，第二輸出單元102B把補償音訊資料CA23填入作為遺失封包時間點T3的替代音訊資料，藉此來輸出音訊。如第2圖右上部所示，第二列描述第二輸出單元102B於T1~T4時間點將分別輸出第一原始音訊資料OA21~OA22、補償音訊資料CA23與第一原始音訊資料OA24。在預定T3時間點，第一輸出單元102A係輸出第三封包所內含的第一原始音訊資料OA13，而第二輸出單元102B則輸出補償音訊資料CA23。

若在時間點T3，剛好此時人聲基頻變化較大時，則如第2圖左下部與右下部所示，(1)依據封包遺失補償演算法所補入的音訊資料CA23所產生的輸出波形和(2)依據原始音訊資料OA13所產生的輸出波形，兩波形間存在顯著差異，且如此顯著差異會造成左右耳音訊不平衡狀態相對明顯，使用者在T3時間點聆聽會感受到存在明顯差異，甚至出現雜音訊號，進而降低使用者的主觀聽覺感受。

請參照第3圖，其繪示依據本揭露一實施例之無線音訊輸出裝置20，此無線音訊輸出裝置20可與音訊源S建立無線訊號鏈結ML。音訊源S輸出第一原始音訊資料OA1x與第二原始音訊資料OA2x，第一原始音訊資料OA1x和第二原始音訊資料OA1x係設定預定要在時間點Tx，同時輸出給使用者聆聽。無線音訊輸出裝置20包括第一輸出單元202A與第二輸出單元202B。無線訊號鏈結ML包含雙向鏈結ML1和單向鏈結ML2。其中第一輸出單元202A與音訊源S之間係建立雙向鏈結ML1，藉由此雙向鏈結ML1，第一輸出單元202A可接收並播放第一原始音訊資料OA1x。其中第二輸出單元202B與音訊源S之間係建立單向鏈結ML2，藉由單向鏈結ML2，第二輸出單元202B可接收並播放第二原始音訊資料OA2x。因為第一輸出單元202A與音訊源S間的鏈結係雙向鏈結ML1，而第二輸出單元202B與音訊源S間的鏈結係單向鏈結ML2，故第一輸出單元202A被設定為主通信單元R1，第二輸出單元202B被設定為次通信單元R2。第一輸出單元202A與第二輸出單元202B間並建立延展封包時間內的無線訊號鏈結IFL，藉由此無線訊號鏈結IFL，第一輸出單元202A與第二輸出單元202B能交換或偵測各自是否分別成功接收第一原始音訊資料OA1x和第二原始音訊資料OA2x的結果。其中當至少(1)第一原始音訊資料OA1x未能被第一輸出單元202A成功接收，或(2)第二原始音訊資料OA2x未能被第二輸出單元202B成功接收其中之一發生時，則第一輸出單元202A和第二輸出單元202B依據補償演算法分別產生第一補償音訊資料CA1x與第二補償音訊資料CA2x，且第一輸出單元202A與第二輸出單元202B分別播放第一補償音訊資料CA1x與第二補償音訊資料CA2x。

根據本發明之另一方面，提出一種音訊補償方法，適用於如第3圖所示的無線音訊輸出裝置20。此音訊補償方法步驟包括下列步驟。(a)當第一原始音訊資料OA1x被無線音訊輸出裝置20之第一輸出單元202A成功接收，且第二原始音訊資料OA2x被無線音訊輸出裝置20之第二輸出單元202B成功接收時，則第一輸出單元202A與第二輸出單元202B分別播放第一原始音訊資料OA1x和第二原始音訊資料OA2x，其中第一原始音訊資料OA1x與第二原始音訊資料OA2x係由音訊源S輸出，無線音訊輸出裝置20與音訊源S建立無線訊號鏈結ML。第一原始音訊資料OA1x和第二原始音訊資料OA2x係設定要同時輸出，第一輸出單元202A藉由無線訊號鏈結ML而可用以接收並播放第一原始音訊資料OA1x，第二輸出單元202B藉由無線訊號鏈結ML而可用以接收並播放第二原始音訊資料OA2x。第一輸出單元202A與第二輸出單元202B間能交換或偵測各自是否分別成功接收第一原始音訊資料OA1x和第二原始音訊資料OA2x的結果。(b)當至少(1)第一原始音訊資料OA1x未能被第一輸出單元202A成功接收，或(2)第二原始音訊資料OA2x未能被第二輸出單元202B成功接收其中之一發生時，則第一輸出單元202A和第二輸出單元202B依據補償演算法分別產生第一補償音訊資料CA1x與第二補償音訊資料CA2x，且第一輸出單元202A與第二輸出單元202B分別播放第一補償音訊資料CA1x與第二補償音訊資料CA2x。

請參照第4圖，其繪示本揭露一實施例之音訊補償方法之一例詳細流程圖。於此實施例中，無線音訊輸出裝置具有兩個輸出單元202A~202B，兩個輸出單元202A~202B中的每一個均執行第4圖所示的方法。

以下係以第一輸出單元202A執行第4圖流程時的具體步驟為例作說明，第4圖流程包含步驟101~115。

於步驟101中，第一輸出單元202A接收封包，此封包係來自音訊源S且封包內含原始音訊資料OA1x，此原始音訊資料OA1x係第一輸出單元202A預計要在Tx時間點輸出的原始音訊資料。接著進入步驟103，第一輸出單元202A判斷是否成功接收此來自音訊源S的封包，若否則執行步驟105，若是則執行步驟111。於步驟105中，第一輸出單元202A檢查此無線音訊輸出裝置20是否有其他輸出單元。例如檢查是否存在共同接收音訊源S所輸出的音訊資料封包的其他輸出單元，判斷第二輸出單元202B是否存在；若是則執行步驟107，若否則執行步驟109。於步驟107中，第一輸出單元202A通知其他輸出單元封包遺失，例如第一輸出單元202A通知第二輸出單元202B訊息為：「第一輸出單元202A接收封包失敗而遺失內含原始音訊資料OA1x的音訊封包」。於步驟109中，第一輸出單元202A依據封包遺失補償演算法產生補償音訊資料CA1x，並依據補償音訊資料CA1x在Tx時間點輸出補償音訊波形。於步驟111中，第一輸出單元202A檢查此無線音訊輸出裝置20是否有其他輸出單元。例如檢查是否存在共同接收音訊源S輸出的音訊資料封包的其他輸出單元，判斷第二輸出單元202B是否存在，若是則執行步驟113，若否則執行步驟115。於步驟113中，第一輸出單元202A藉由與第二輸出單元202B交換訊息或偵測第二輸出單元202B狀態，來確認第二輸出單元202B是否發生音訊封包遺失狀況，若是則執行步驟109，若否則執行步驟115。於步驟115中，第一輸出單元202A依據接收到的原始音訊資料OA1x，在Tx時間點依據此原始音訊資料OA1x輸出音訊。

類似地，以下係以第二輸出單元202B執行第4圖流程時的具體步驟為例作說明。

於步驟101中，第二輸出單元202B接收封包，此封包係來自音訊源S且封包內含原始音訊資料OA2x，此原始音訊資料OA2x係第二輸出單元202B預計要在Tx時間點輸出的原始音訊資料。接著進入步驟103中，第二輸出單元202B判斷是否成功為接收此來自音訊源S的封包，若否則執行步驟105，若是則執行步驟111。於步驟105中，第二輸出單元202B檢查此無線音訊輸出裝置20是否有其他輸出單元。例如檢查是否存在共同接收音訊源S所輸出的音訊資料封包的其他輸出單元，判斷第一輸出單元202A是否存在；若是則執行步驟107，若否則執行步驟109。於步驟107中，第二輸出單元202B通知其他輸出單元封包遺失，例如第二輸出單元202B通知第一輸出單元202A訊息為：「第二輸出單元202B接收封包失敗而遺失內含原始音訊資料OA2x的音訊封包」。於步驟109中，第二輸出單元202B依據封包遺失補償演算法產生補償音訊資料CA2x，並依據補償音訊資料CA2x在Tx時間點解碼輸出補償音訊波形。於步驟111中，第二輸出單元202B檢查此無線音訊輸出裝置20是否有其他輸出單元。例如檢查是否存在共同接收音訊源S所輸出的音訊資料封包的其他輸出單元，判斷第一輸出單元202A是否存在，若是則執行步驟113，若否則執行步驟115。於步驟113中，第二輸出單元202B藉由與第一輸出單元202A交換訊息，或偵測第一輸出單元202A狀態，來確認第一輸出單元202A是否發生音訊封包遺失狀況，若是則執行步驟109，若否則執行步驟115。於步驟115中，第二輸出單元202B依據接收到的原始音訊資料OA2x，在Tx時間點依據此原始音訊資料OA2x輸出音訊。

經由上述流程，當第一輸出單元202A接收封包失敗，因而缺少預計要在Tx時間點輸出的原始音訊資料OA1x時。則縱使第二輸出單元能成功接收封包，第二輸出單元202B已經得到預計要在Tx時間點輸出的原始音訊資料OA2x時，則第二輸出單元202B仍會捨棄已經成功接收到的原始音訊資料OA2x。兩個輸出單元202A~202B均依據相同封包遺失補償演算法，計算得到兩輸出單元202A~202B預計要在Tx時間點輸出的補償音訊資料CA1x與CA2x。

如此當第一原始音訊資料OA1x和第二原始音訊資料OA2x均被成功接收時，則於預定時間點Tx，第一輸出單元202A與第二輸出單元202B分別播放輸出第一原始音訊資料OA1x和第二原始音訊資料OA2x。但相對地，當至少(1)第一原始音訊資料OA1x未能被第一輸出單元202A成功接收，或(2)第二原始音訊資料OA2x未能被第二輸出單元202B成功接收其中之一發生時，則第一輸出單元202A和第二輸出單元202B依據封包遺失補償演算法分別產生第一補償音訊資料CA1x與第二補償音訊資料CA2x。於預定時間點Tx，第一輸出單元202A與第二輸出單元202B分別播放輸出第一補償音訊資料CA1x與第二補償音訊資料CA2x。

另外當無線音訊輸出裝置20預設具有至少兩個輸出單元時，則上述流程步驟105和111可被省略，令步驟103「是」和「否」兩個分支分別直接連接到步驟113和107。

請參照第5圖，其繪示兩個輸出單元執行同步捨棄機制後輸出波形示意圖。第5圖說明依據本揭露一實施例，當各個輸出單元均具有同步捨棄機制，且發生如第2圖所示，單支耳機成功接收封包，但另一支耳機接收封包失敗時，本揭露左右兩耳耳機輸出波形會較第2圖所示目前市面產品波形改善的示意圖。

針對預計要在T1~T4時間點輸出的原始音訊資料，其中(1)如第5圖左上部所示，第一列描述第一輸出單元202A成功接收到內含第一原始音訊資料OA11~OA14的四個封包。(2)如第5圖右上部所示，第一列描述第二輸出單元202B成功接收到包含部分第二原始音訊資料OA21、OA22與OA24的三個封包。但第二輸出單元202B接收第三個封包失敗時，因此第二輸出單元202B欠缺預計要在T3時間點輸出的部分第二原始音訊資料OA23。依據本揭露，第一輸出單元202A將會主動捨棄已經成功接收的第一原始音訊資料OA13，第一輸出單元202A和第二輸出單元202B會依據相同封包遺失補償演算法各別產生第一補償音訊資料CA13與第二補償音訊資料CA23。於第一原始音訊資料OA11、OA12與OA14分別與第二原始音訊資料OA21、OA22與OA24相同的情況下，所產生之第一補償音訊資料CA13與第二補償音訊資料CA23例如為相同的補償音訊資料。

如第5圖左上部第二列描述，在T1~T4時段中，第一輸出單元202A依序輸出「第一原始音訊資料OA11~OA12、第一補償音訊資料CA13和第一原始音訊資料OA14音訊資料」，而得到如第5圖左下部所示第一波形W1。如第5圖右上部第二列描述，第二輸出單元202B依序輸出「第二原始音訊資料OA21~OA22、第二補償音訊資料CA23與第二原始音訊資料OA24音訊資料」，而得到如第5圖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，讓使用者左右耳聽不出差異，進而提升使用者的主觀聽感。

請參照第6圖，其繪示當第3圖實施例係依據藍牙標準通訊協定來設計時，第6圖繪示一實施例的封包傳送及接收時序示意圖。在本實施例中，音訊源S是一個標準藍牙裝置，亦即音訊源S的時段設計是根據標準藍牙規範。第一輸出單元202A被設定為主通信單元R1，第二輸出單元202B被設定為次通信單元R2，兩者的時段設計則是基於標準藍牙規範並進行擴展。假設無線音訊輸出裝置20與音訊源S已完成配對，並已建立多播鏈結的無線訊號鏈結ML(Multicast Link)。亦即，無線音訊輸出裝置20與音訊源S可被視為一個封包傳輸系統。其中主通信單元R1係設定來與音訊源S建立多播鏈結ML，並通過多播鏈結ML而與音訊源S進行雙向通信。而次通信單元R2，係用以加入多播鏈結ML，並通過多播鏈結ML而與音訊源S進行單向通信，且與主通信單元R1進行雙向通信。

從時域上來說，此封包傳輸系統的時軸可分為兩種類型的封包傳輸時間，包括標準封包時間GE以及延展封包時間IF。在標準封包時間GE內，音訊源S可發送控制訊號及音訊封包至主通信單元R1及次通信單元R2。主通信單元R1可接收音訊源S的控制訊號、音訊封包，以及回應於接收到的控制訊號、音訊封包發送回覆給音訊源S。以及次通信單元R2可接收音訊源S的控制訊號、音訊封包。在延展封包時間IF內，主通信單元R1與次通信單元R2可進行一或多個延展封包的交換，延展封包的細節將於下文進一步說明。

舉例來說，時間T1、T3期間係音訊源S傳送時段(TX slot)，且是主通信單元R1與次通信單元R2的接收時段(RX slot)。而時間T2、T4期間係音訊源S的接收時段(RX slot)，且是主通信單元R1的傳送時段(TX slot)。於時間T1期間，音訊源S傳送控制訊號給主通信單元R1與次通信單元R2。於時間T2期間，主通信單元R1基於控制訊號發送回應給音訊源S。於時間T3期間，音訊源S發送音訊封包給主通信單元R1及次通信單元R2。時間T4期間，主通信單元R1基於音訊封包發送回應給音訊源S。

時間T5期間係主通信單元R1的傳送時段(TX slot)，且是次通信單元R2的接收時段(RX slot)，時間T6期間係主通信單元R1的接收時段(RX slot)，且是次通信單元R2的傳送時段(TX slot)。因此於T5期間，主通信單元R1發送延展封包給次通信單元R2。而在時間T6期間，次通信單元R2發送延展封包給主通信單元R1。

需注意的是，主通信單元R1與次通信單元R2進行延展封包的交換時，發送延展封包的起始時間可不對齊於音訊源S所用的接收時段的起始時間。因此，音訊源S不會接收到主通信單元R1及次通信單元R2所發送的延展封包，而能夠維持標準藍牙規範的操作。換言之，無線音訊輸出裝置20能夠支援符合藍牙標準的音訊源S裝置。

請參照第7A~7B圖，依據本揭露第6圖實施例於第一狀況下，兩個輸出單元執行同步捨棄機制的示意圖。如第7A圖所示，當(1)音訊源S無法透過多播鏈結ML傳遞第一原始音訊資料OA1x給主通信單元R1，亦即主通信單元R1接收內含第一原始音訊資料OA1x的封包失敗，且(2)音訊源S透過多播鏈結ML成功傳遞第二原始音訊資料OA2x給次通信單元R2，亦即次通信單元R2成功接收內含第二原始音訊資料OA2x封包的狀況。第7B圖繪示主通信單元R1與次通信單元R2(第一輸出單元和第二輸出單元)間執行同步捨棄機制示意圖。

如第7A圖所示，於步驟(a)中，主通信單元R1回覆一個未確認訊息(NAK)給音訊源S，且次通信單元R2監聽到此未確認訊息(NAK)，此時主通信單元R1預計要在時間點Tx輸出並播放第一補償音訊資料CA1x。如第7B圖所示，於步驟(b)中，此未確認訊息(NAK)觸發次通信單元R2捨棄已經收到的第二原始音訊資料OA2x，次通信單元R2在時間點Tx輸出並播放第二補償音訊資料CA2x。

請參照第8圖，其繪示如第7A~7B圖所示情境，主通信單元R1與次通信單元R2間進行封包交換的傳送及接收的時序示意圖。如第7A圖繪示狀態，當主通信單元R1(第一輸出單元)無法透過多播鏈結ML自音訊源S成功接收到第一原始音訊資料OA1x時，則主通信單元R1會以第6圖T4時段中的旗標訊息作為回覆給音訊源S的未確認訊息(NAK)，此處旗標訊息係以要求對方重新傳送的旗標訊息(Automatic Request Not, ARQN)為例來作說明，但不限於此。另一方面，當次通信單元R2監聽偵測到旗標訊息內包含未確認訊息(NAK)時，便了解到主通信單元R1未成功接收第一原始音訊資料OA1x。進而觸發次通信單元R2進行第7B圖所繪示捨棄第二原始音訊資料OA2x步驟。

請參照第9A~9C圖，其繪示第6圖實施例於第二狀況下，兩個輸出單元執行同步捨棄機制的示意圖。依據本揭露第6圖實施例，當多播鏈結ML(1)成功傳遞第一原始音訊資料OA1x給主通信單元R1接收，亦即主通信單元R1成功接收內含第一原始音訊資料OA1x的封包，且(2)無法自音訊源S傳遞第二原始音訊資料OA2x給次通信單元R2，亦即次通信單元R2接收內含第二原始音訊資料OA2x的封包失敗的狀況下，第9A~9C圖繪示主通信單元R1與次通信單元R2(第一輸出單元和第二輸出單元)間執行同步捨棄機制的三階段步驟示意圖。

如第9A圖所示，於步驟(a)中，主通信單元R1先回覆一個確認訊息(ACK)給音訊源S，且次通信單元R2監聽到確認訊息(ACK)。但此時次通信單元R2並未成功接收到第二原始音訊資料OA2x，故次通信單元R2在時間點Tx預計要輸出第二補償音訊資料CA2x。如第9B圖所示，於步驟(b)中，主通信單元R1所發出的確認訊息(ACK)觸發次通信單元R2發出一個未確認訊息(NAK)給主通信單元R1。如第9C圖所示，於步驟(c)中，未確認訊息(NAK)使得主通信單元R1捨棄已經收到的第一原始音訊資料OA1x，在時間點Tx輸出並播放第一補償音訊資料CA1x。

第10A~10B圖繪示依據本揭露第9A~9C圖實施例，主通信單元R1與次通信單元R2(第一輸出單元和第二輸出單元)間，交換封包的傳送及接收的時序示意圖。

當多播鏈結無法自音訊源S傳遞第二原始音訊資料OA2x給次通信單元R2(第二輸出單元)時，則對應第9A圖所示步驟，第10A圖繪示相關封包傳送接收時序圖：主通信單元R1會於第6圖T4時段中的ARQN訊息回覆確認訊息(ACK)給音訊源S，且次通信單元R2會監聽到ARQN訊息為確認訊息(ACK)。

對應第9B圖所示步驟，第10B圖繪示相關封包傳送接收時序圖：當次通信單元R2監聽到ARQN訊息為確認訊息(ACK)時，觸發次通信單元R2利用ARQN訊息時段的後半段發出未確認訊息(NAK)給主通信單元R1。

如上述第10B圖相關敘述，其中次通信單元R2利用ARQN訊息時段的後半段發出未確認訊息(NAK)給主通信單元R1。多播鏈結定義一個音訊源S接收時段(Source Receive Timeslot)，在音訊源S接收時段中，音訊源可設置接收來自主通信單元R1的旗標訊息作為回覆給音訊源S的確認訊息(ACK)或未確認訊息(NAK)。但次通信單元R2係利用旗標訊息時段中點之後的後半段時間來發送未確認訊息(NAK)，因此未確認訊息(NAK)的發送起始時間係不對齊於音訊源S接收時段的起始時間，如此避免音訊源S錯誤地接收到次通信單元R2的未確認訊息。如第10B圖所示，次通信單元R2可選擇在時段T4發送未確認訊息(NAK)，其中未確認訊息(NAK)於時段T4中發送的起點，例如可對齊於主通信單元R1傳送時段的中點，且位於音訊源S接收時段的後半段。如此未確認訊息(NAK)於時段T4中不對齊於音訊源S接收時段的起始時間，因此音訊源S不會錯誤地接收到次通信單元R2的未確認訊息(NAK)。

請參照第11圖，第11圖繪示依據本揭露一實施例，無線音訊輸出裝置40可與音訊源S建立一個中繼無線訊號鏈結(Relay, RL)。音訊源S輸出第一原始音訊資料OA1x與第二原始音訊資料OA2x，第一原始音訊資料OA1x和第二原始音訊資料OA1x係設定要在時間點Tx同時輸出並播放給使用者聆聽。無線音訊輸出裝置40包括第一輸出單元402A與第二輸出單元402B。第一輸出單元402A係被設定為主通信單元R1，第二輸出單元402B係被設定為次通信單元R2，主通信單元R1係設定來與音訊源S建立中繼鏈結RL，主通信單元R1通過中繼鏈結RL而與音訊源進行雙向通信，而次通信單元R2係透過中繼鏈結RL而間接接收到第二原始音訊資料OA1x。第二原始音訊資料OA2x係先自音訊源S傳遞至主通信單元R1，然後再自主通信單元R1傳遞至次通信單元R2。藉由中繼訊號鏈結RL，(1)主通信單元R1可自音訊源S接收第一原始音訊資料OA1x和第二原始音訊資料OA2x，(2)主通信單元R1可再將第二原始音訊資料OA2x傳遞給次通信單元R2，且(3)次通信單元R2能通知主通信單元R1是否成功接收第二原始音訊資料OA2x。

請參照第12A~12C圖，其繪示依據本揭露第11圖實施例於第三狀況下，兩個輸出單元執行同步捨棄機制的示意圖。如第11圖所示實施例，當(1)中繼鏈結RL成功自音訊源S傳遞第一原始音訊資料OA1x給主通信單元R1，但(2)中繼鏈結RL未能成功傳遞第二原始音訊資料OA2x給次通信單元R2(第二輸出單元)時，第12A~12C圖繪示主通信單元R1與次通信單元R2(第一輸出單元和第二輸出單元)間執行同步捨棄機制的三階段步驟示意圖。

如第12A圖所示，於步驟(a)中，主通信單元R1先回覆確認訊息(ACK)給音訊源S，且次通信單元R2監聽到此確認訊息(ACK)，此時主通信單元R1目前預計在時間點Tx要輸出並播放第一原始音訊資料OA1x。如第12B圖所示，於步驟(b)中，此確認訊息(ACK)觸發次通信單元R2發出未確認訊息(NAK)給主通信單元R1。因為次通信單元R2未成功接收到第二原始音訊資料OA2x，故於時間點Tx預計要輸出並播放第二補償音訊資料CA2x。如第12C圖所示，於步驟(c)中，此未確認訊息(NAK)觸發主通信單元R1捨棄已經收到的第一原始音訊資料OA1x，在時間點Tx輸出並播放第一補償音訊資料CA1x。

本揭露上述實施例所描述的無線音訊輸出裝置可支援音訊源S為提供多播訊號鏈結的藍牙裝置，在音訊源S只和第一輸出單元R1建立雙向鏈結，且音訊源S和第二輸出單元R2間只建立單向鏈結狀況下實施本揭露。亦即適用於目前市場上運用3.0版藍牙標準架構，只有左耳機或右耳機其中之一和音訊源建立雙向藍牙連線的無線耳機。換言之，在不改變音訊源原始操作模式的情況下，本揭露提供的無線音訊輸出裝置也能夠相容使用。此外，由於本揭露提供無線音訊輸出裝置的多個輸出單元間，共同遵循一個同步捨棄機制，可同步地用補償音訊資料取代原始音訊資料，讓聆聽者自左右耳機聆聽到的是接近的語音，如此聆聽者有較佳的主觀聽感。

另一方面，本揭露也適用於音訊源S同時和第一輸出單元R1與第二輸出單元R2各別建立獨立無線訊號鏈結狀況下實施。例如：本揭露也適用於運用低功耗藍牙（Bluetooth Low Energy, BLE）標準所建構的無線耳機，於低功耗藍牙BLE無線耳機中，左耳機和右耳機兩者各別均和音訊源 S 建立雙向無線訊號鏈結，亦即第一BLE無線鏈結與第二BLE無線鏈結(BLE link 1，BLE link 2)，第一BLE無線鏈結與第二BLE無線鏈結彼此獨立，且第一輸出單元R1與第二輸出單元R2間具有無線訊號鏈結IFL。第一輸出單元R1藉由第一BLE無線鏈結 BLE link 1而可接收第一原始音訊資料OA1x。第二輸出單元R2藉由第二BLE無線鏈結BLE link 2而可接收第二原始音訊資料OA2x。第一輸出單元R1與第二輸出單元R2間藉由無線訊號鏈結IFL能交換或偵測各自是否分別成功接收第一原始音訊資料OA1x和第二原始音訊資料OA2x料的結果。

如此當至少(1)第一BLE無線鏈結BLE link 1無法成功傳遞第一原始音訊資料OA1x給第一輸出單元R1，和(2) 第二BLE無線鏈結BLE link 2無法成功傳遞第二原始音訊資料OA2x給第二輸出單元R2，兩者其中之一發生時，則：(b1)第一輸出單元R1和第二輸出單元R2依據封包遺失補償演算法分別產生第一補償音訊資料CA1x與第二補償音訊資料CA2x，且(b2)第一輸出單元R1與第二輸出單元R2分別播放第一補償音訊資料CA1x與第二補償音訊資料CA2x。

當傳統的無線音訊輸出裝置(例如一對無線藍牙耳機)應用於人聲基頻變化較大的語音通話情境時，當其中第一輸出單元(例如左耳耳機)接收原始音訊資料失敗，而第二輸出單元(例如右耳耳機)成功接收原始音訊資料時，如此會導致(1)第一輸出單元音所輸出的補償音訊資料與(2)第二輸出單元所輸出的原始音訊資料之間會存在明顯差異，此時使用者會聆聽到不平衡的左右耳音訊，甚至會聽到雜訊聲音，進而大幅降低使用者的主觀聽感。本揭露之實施例之無線音訊輸出裝置與音訊補償方法方法，藉由判斷當多個輸出單元其中之一接收原始音訊資料失敗時，則第一輸出單元和第二輸出單元均依據補償演算法分別產生第一補償音訊資料與第二補償音訊資料，且第一輸出單元與第二輸出單元分別播放第一補償音訊資料與第二補償音訊資料。藉由相對接近的第一補償音訊資料與第二補償音訊資料，讓使用者左右耳聆聽到平衡的左右耳音訊，避免聽到雜訊聲音，進而提升使用者的主觀聽感。

綜上所述，雖然本揭露已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10、20、40:無線音訊輸出裝置 101~115:流程步驟 102A、202A、402A:第一輸出單元 102B、202B、402B:第二輸出單元 ACK:確認訊息 CA23、CA1X、CA2X:補償音訊資料 ML、IFL:無線訊號鏈結 ML1:雙向鏈結 ML2:單向鏈結 NAK:未確認訊息 OA11~OA14、OA21~OA24、OA1X、OA2X:原始音訊資料 R1:主通信單元 R2:次通信單元 RL:中繼訊號鏈結 S:音訊源 WL:無線訊號鏈結

第1圖繪示現有技術的無線音訊輸出裝置的示意圖。第2圖繪示現有技術的無線音訊輸出裝置，當其中一輸出單元接收封包失敗時，兩輸出單元輸出波形不一致的示意圖。第3圖繪示依據本揭露一實施例之無線音訊輸出裝置應用於一音訊源之系統架構圖。第4圖繪示依據本揭露第3圖實施例中，兩個輸出單元所執行的同步捨棄機制的流程圖。第5圖繪示依據本揭露第3圖實施例，兩個輸出單元執行同步捨棄機制後輸出波形示意圖。第6圖繪示本揭露一實施例，當依據藍牙標準通訊協定設計時的封包的傳送及接收的時序示意圖。第7A~7B圖繪示依據本揭露第6圖實施例於第一狀況下，兩個輸出單元執行同步捨棄機制的示意圖。第8圖繪示依據本揭露第7A~7B圖實施例，兩個輸出單元間交換封包的傳送及接收的時序示意圖。第9A~9C圖繪示依據本揭露第6圖實施例於第二狀況下，兩個輸出單元執行同步捨棄機制的示意圖。第10A~10B圖繪示依據本揭露第9A~9C圖實施例，兩個輸出單元間交換封包的傳送及接收的時序示意圖。第11圖繪示本揭露另一實施例，兩個輸出單元具有同步捨棄機制的無線音訊輸出裝置示意圖。第12A~12C圖繪示依據本揭露第11圖實施例，於第三狀況下，兩個輸出單元執行同步捨棄機制的示意圖。

20:無線音訊輸出裝置

202A、202B:輸出單元

ML、IFL:無線訊號鏈結

ML1:雙向鏈結

ML2:單向鏈結

R1:主通信單元

R2:次通信單元

S:音訊源

Claims

一種無線音訊輸出裝置，可與一音訊源建立一無線訊號鏈結，無線音訊輸出裝置包括：一第一輸出單元，第一輸出單元藉由無線訊號鏈結而可接收並播放一第一原始音訊資料，音訊源輸出第一原始音訊資料與一第二原始音訊資料，第一原始音訊資料和第二原始音訊資料係設定要同時輸出；一第二輸出單元，第二輸出單元藉由無線訊號鏈結而可接收並播放第二原始音訊資料；其中，第一輸出單元與第二輸出單元間能交換或偵測各自是否分別成功接收第一原始音訊資料和第二原始音訊資料的結果；其中，當至少(1)第一原始音訊資料未能被第一輸出單元成功接收，或(2)第二原始音訊資料未能被第二輸出單元成功接收其中之一發生時，則第一輸出單元和第二輸出單元依據一補償演算法分別產生一第一補償音訊資料與一第二補償音訊資料，且第一輸出單元與第二輸出單元分別播放第一補償音訊資料與第二補償音訊資料。
如申請專利範圍第1項所述之無線音訊輸出裝置，其中無線訊號鏈結系為一多播鏈結 (multicast link)，第一輸出單元係被設定為一主通信單元，且第二輸出單元係被設定為一次通信單元，其中主通信單元係設定來與音訊源建立多播鏈結，並通過多播鏈結而與音訊源進行雙向通信；而次通信單元，係用以加入多播鏈結，並通過多播鏈結而與音訊源進行單向通信，且與主通信單元進行雙向通信。
如申請專利範圍第2項所述之無線音訊輸出裝置，其中當多播鏈結成功傳遞第二原始音訊資料，但第一原始音訊資料傳遞失敗時，則主通信單元回覆一未確認訊息(NAK)給音訊源；未確認訊息觸發次通信單元捨棄 (drop) 已經收到的第二原始音訊資料，並輸出第二補償音訊資料。
如申請專利範圍第2項所述之無線音訊輸出裝置，其中當多播鏈結成功傳遞第一原始音訊資料，但第二原始音訊資料傳遞失敗時，則主通信單元先回覆一確認訊息給音訊源；確認訊息並觸發次通信單元發出一未確認訊息給主通信單元，使得主通信單元捨棄已經收到的第一原始音訊資料，並輸出第一補償音訊資料。
如申請專利範圍第4項所述之無線音訊輸出裝置，其中多播鏈結定義一音訊源接收時段(source receive timeslot)，在音訊源接收時段中，音訊源可設置接收來自主通信單元的訊息，未確認訊息的發送起始時間係不對齊於音訊源接收時段的起始時間。
如申請專利範圍第5項所述之無線音訊輸出裝置，其中未確認訊息的發送起始時間係位於音訊源接收時段的後半段時段內。
如申請專利範圍第2項所述之無線音訊輸出裝置，其中多播鏈結係符合一藍牙規範，藍牙規範定義一音訊源接收時段和一音訊源未聽取時段；在音訊源接收時段中，音訊源可設置接收來自主通信單元的訊息；在音訊源未聽取時段中，主通信單元和次通信單元間可交換一延展封包，延展封包的發送起始時間係不對齊於音訊源接收時段的起始時間。
如申請專利範圍第7項所述之無線音訊輸出裝置，其中，音訊源未聽取時段包含一旗標訊息，主通信單元係利用旗標訊息向次通信單元間傳遞一未確認訊息。
如申請專利範圍第7項所述之無線音訊輸出裝置，其中，音訊源未聽取時段包含一旗標訊息後半時段，次通信單元係利用旗標訊息後半時段向主通信單元間傳遞一未確認訊息。
如申請專利範圍第1項所述之無線音訊輸出裝置，其中無線訊號鏈結系為一中繼鏈結，第一輸出單元係被設定為一主通信單元，且第二輸出單元係被設定為一次通信單元，其中主通信單元係設定來與音訊源建立中繼鏈結，並通過中繼鏈結而與音訊源進行雙向通信，而次通信單元，係用以加入中繼鏈結；其中，通過中繼鏈結，第二原始音訊資料係先自音訊源傳遞至主通信單元，然後再自主通信單元傳遞至次通信單元。
如申請專利範圍第10項所述之無線音訊輸出裝置，其中，當主通信單元成功接收到第一原始音訊資料，但第二原始音訊資料傳遞到次通信單元失敗時，則主通信單元先回覆一確認訊息給音訊源，確認訊息並觸發次通信單元發出一未確認訊息給主通信單元，使得主通信單元捨棄已經收到的第一原始音訊資料，並輸出第一補償音訊資料。
如申請專利範圍第1項所述之無線音訊輸出裝置，其中，當第一原始音訊資料和第二原始音訊資料均被成功接收時，則第一輸出單元與第二輸出單元分別播放第一原始音訊資料和第二原始音訊資料。
如申請專利範圍第1項所述之無線音訊輸出裝置，其中無線訊號鏈結系包含一第一無線鏈結與一第二無線鏈結，第一無線鏈結與第二無線鏈結彼此獨立，且第一輸出單元與第二輸出單元間具有一無線訊號鏈結；第一輸出單元藉由第一無線鏈結而可接收第一原始音訊資料，第二輸出單元藉由第二無線鏈結而可接收第二原始音訊資料；第一輸出單元與第二輸出單元間藉由無線訊號鏈結能交換或偵測各自是否分別成功接收第一原始音訊資料和第二原始音訊資料的結果。
如申請專利範圍第13項所述之無線音訊輸出裝置，其中第一無線鏈結與第二無線鏈結係為一低功率藍牙連線。
一種音訊補償方法，適用於一無線音訊輸出裝置，音訊補償方法步驟包括： (a)當一第一原始音訊資料被一無線音訊輸出裝置之一第一輸出單元成功接收，且一第二原始音訊資料被無線音訊輸出裝置之一第二輸出單元成功接收時，則第一輸出單元與第二輸出單元分別播放第一原始音訊資料和第二原始音訊資料，其中第一原始音訊資料與第二原始音訊資料係由一音訊源輸出，無線音訊輸出裝置用以與音訊源建立一無線訊號鏈結，第一原始音訊資料和第二原始音訊資料係設定要同時輸出，第一輸出單元藉由無線訊號鏈結而可用以接收並播放第一原始音訊資料，第二輸出單元藉由無線訊號鏈結而可用以接收並播放第二原始音訊資料，第一輸出單元與第二輸出單元間能交換或偵測各自是否分別成功接收第一原始音訊資料和第二原始音訊資料的結果； (b)當至少(1)第一原始音訊資料未能被第一輸出單元成功接收，或(2)第二原始音訊資料未能被第二輸出單元成功接收其中之一發生時，則： (b1)第一輸出單元和第二輸出單元依據一補償演算法分別產生一第一補償音訊資料與一第二補償音訊資料，且 (b2)第一輸出單元與第二輸出單元分別播放第一補償音訊資料與第二補償音訊資料。
如申請專利範圍第15項所述之音訊補償方法，其中無線訊號鏈結系為一多播鏈結，第一輸出單元與音訊源進行雙向通信；而第二輸出單元與音訊源進行單向通信，且與第一輸出單元進行雙向通信；其中，當多播鏈結成功傳遞第二原始音訊資料，但第一原始音訊資料傳遞失敗時，則第一輸出單元回覆一未確認訊息給音訊源；未確認訊息觸發第二輸出單元捨棄已經收到的第二原始音訊資料，並輸出第二補償音訊資料。
如申請專利範圍第15項所述之音訊補償方法，其中，無線訊號鏈結系為一多播鏈結，第一輸出單元與音訊源進行雙向通信；而第二輸出單元與音訊源進行單向通信，且與第一輸出單元進行雙向通信；其中，當多播鏈結成功傳遞第一原始音訊資料，但第二原始音訊資料傳遞失敗時，則第一輸出單元先回覆一確認訊息給音訊源；確認訊息並觸發第二輸出單元發出一未確認訊息給第一輸出單元單元，使得第一輸出單元捨棄已經收到的第一原始音訊資料，並輸出第一補償音訊資料。
如申請專利範圍第15項所述之音訊補償方法，其中無線訊號鏈結系包含一第一無線鏈結與一第二無線鏈結，第一無線鏈結與第二無線鏈結彼此獨立，且第一輸出單元與第二輸出單元間具有一無線訊號鏈結；第一輸出單元藉由第一無線鏈結而可接收第一原始音訊資料，第二輸出單元藉由第二無線鏈結而可接收第二原始音訊資料；第一輸出單元與第二輸出單元間藉由無線訊號鏈結能交換或偵測各自是否分別成功接收第一原始音訊資料和第二原始音訊資料的結果。
如申請專利範圍第18項所述之音訊補償方法，其中第一無線鏈結與第二無線鏈結係為一低功率藍牙連線。