CN102402851A - 遥控器、接收器、以及声音遥控方法 - Google Patents

Abstract

一种遥控器、接收器、与其对应的声音遥控方法，上述遥控器根据预设程序并使用频率不同的多个载波调制遥控信号，然后以声音形式将调制后的遥控信号发送至空气中。接收器接收空气中以声音形式传送的遥控信号，对遥控信号进行滤波，根据预设程序解调遥控信号，然后根据解调后的遥控信号执行对应的遥控动作。

Description

遥控器、接收器、以及声音遥控方法

技术领域

本发明是有关于一种遥控器、接收器、以及遥控方法，且特别是有关于使用声音以传送遥控信号的一种遥控器、接收器、以及遥控方法。

背景技术

电视机和机顶盒不断进步，功能越来越多，例如有些机种提供上网浏览和社区交友等功能，因此对遥控器的要求也逐渐提高。传统遥控器只需要传送简单的控制命令，而现在的遥控器需要传送更复杂的控制命令与文字信息，例如上网搜寻或交友聊天都需要输入文字。

传统遥控器使用红外信号，红外信号有方向性。如果要求使用者在上网或打字时一直将遥控器指向电视机或机顶盒，会造成许多不便。

Wi-Fi或蓝芽(Bluetooth)所使用的无线信号不具方向性。市面上已经存在具有手写输入功能而且使用Wi-Fi或蓝芽作为传输手段的遥控器，但是这些遥控器本身的成本很高，相对的，机顶盒与电视机也需要蓝芽模块，连带增加了电视机与机顶盒的成本。

如果使用带有Wi-Fi或者蓝芽功能的智能手机作为遥控器，机顶盒与电视机同样需要蓝芽模块，依然会增加成本。蓝芽手机在连接蓝芽机顶盒时需要配对，对不熟悉此操作的用户来说不甚方便。

发明内容

本发明提供一种遥控器、接收器、以及对应的声音遥控方法，利用手机等电子装置直接发送声音至空气中，作为遥控信号，以控制电视机或机顶盒等接收器，可解决传统遥控器的方向性与成本问题。

本发明提出一种遥控器，包括调制器与发声器。调制器根据预设调制程序并使用频率不同的多个载波调制遥控信号。上述多个载波为分割一预设频率段而产生。发声器耦接调制器，以声音形式将调制后的遥控信号发送至空气中。空气中的遥控信号由一接收器接收。此接收器根据对应上述预设调制程序的预设解调程序解调遥控信号，并根据解调后的遥控信号执行对应的遥控动作。

在本发明的一实施例中，调制器将遥控信号编码为第一数量的多个有效比特(bit)，利用纠错码将遥控信号编码为第二数量的多个纠错比特，并且用上述多个载波调制遥控信号，使每一上述载波至少携带上述多个有效比特与上述多个纠错比特其中之一。

在本发明的一实施例中，上述的发声器包括无线发射器以及无线耳机。无线发射器耦接调制器，使用无线通讯协定发射调制后的遥控信号。无线耳机使用无线通讯协定接收无线发射器所发射的遥控信号，并且以声音形式将调制后的遥控信号发送至空气中。

在本发明的一实施例中，若在一预设时段内没有遥控信号可发送，则调制器透过无线发射器发送空符号至无线耳机。上述预设时段小于无线耳机进入待机状态的等待时间。

在本发明的另一实施例中，上述的发声器包括一喇叭。此喇叭耦接调制器，以声音形式将调制后的遥控信号发送至空气中。

本发明另提出一种接收器，此接收器包括麦克风和解调器。麦克风接收空气中以声音形式传送的遥控信号，此遥控信号来自上述遥控器。解调器耦接麦克风，根据对应上述预设调制程序的预设解调程序解调遥控信号。上述接收器根据解调后的遥控信号执行对应的遥控动作。

在本发明的一实施例中，上述接收器更包括第一滤波器。第一滤波器耦接于麦克风与解调器之间，滤除遥控信号中频率小于预设频率段的频率下限的部分。

在本发明的一实施例中，上述的第一滤波器也滤除遥控信号中频率大于上述预设频率段的频率上限的部分。

在本发明的一实施例中，上述的接收器更包括音频播放器与喇叭。音频播放器提供一电视节目的音频信号。喇叭耦接音频播放器，以声音形式播放上述音频信号。

在本发明的一实施例中，上述的接收器更包括回声抵消器。回声抵消器耦接于麦克风、解调器、以及音频播放器之间。回声抵消器将音频信号与估计的回声信道冲击响应进行卷积运算，得到估计的回声信号，然后从遥控信号中减去回声信号，将上述减去的结果做为抵消回声后的遥控信号提供至解调器进行解调。

在本发明的一实施例中，上述的接收器更包括第二滤波器。第二滤波器耦接于音频播放器与喇叭之间，滤除上述音频信号中频率大于上述预设频率段的频率下限的部分。

在本发明的另一实施例中，上述的第二滤波器滤除上述音频信号中频率大于上述预设频率段的频率下限而且小于上述预设频率段的频率上限的部分。

本发明另提出一种声音遥控方法，此方法由上述的遥控器与接收器执行，包括下列步骤。首先，遥控器根据预设调制程序并使用频率不同的多个载波调制遥控信号，然后遥控器以声音形式将调制后的遥控信号发送至空气中。接收器接收空气中以声音形式传送的遥控信号，根据上述的预设解调程序解调遥控信号，然后根据解调后的遥控信号执行对应的遥控动作。

基于上述，本发明以空气中的声音做为遥控信号，声音不具备方向性，所以可解决传统红外信号的方向性问题。本发明的接收器使用内建的麦克风接收遥控信号，不需要Wi-Fi或蓝芽等通讯模块，可有效降低成本。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1是依照本发明一实施例的一种声音遥控装置的方块图。

图2与图3是图1当中的发声器的方块图。

图4与图5是依照本发明一实施例的一种声音遥控方法的流程图。

图6是图1当中的调制器的方块图。

图7是图1当中的解调器的方块图。

主要元件符号说明：

100：声音遥控装置

110：遥控器

111：调制器

112：数模转换器

113：发声器

130：接收器

131：麦克风

132：滤波器

133：模数转换器

134：回声抵消器

135：解调器

136：音频播放器

137：滤波器

138：数模转换器

139：喇叭

210：喇叭

310：无线发射器

320：无线耳机

410～490、510～540：流程步骤

610：信号编码器

620：纠错编码器

630：多载波调制器

640：反傅立叶变换器

650：空符号单元

660：训练符号单元

710：窗口单元

720：傅立叶变换器

730：寻找单元

740：均衡器

750：判决器

760：纠错解码器

具体实施方式

图1是依照本发明一实施例的一种声音遥控装置100的方块图。声音遥控装置100包括遥控器110与接收器130。遥控器110包括依序串列耦接的调制器111、数模转换器112、以及发声器113。接收器130包括依序串列耦接的麦克风131、滤波器132、模数转换器133、回声抵消器134、以及解调器135。接收器130也包括依序串列耦接的音频播放器136、滤波器137、数模转换器138、以及喇叭139。其中回声抵消器134耦接于解调器135、模数转换器133、以及滤波器137之间。本实施例的遥控器110可以是手机、MP3播放器、或平面笔记本电脑之类的可发送声音的手持电子装置，接收器130可以是电视机或机顶盒之类的可播放电视节目而且可接受遥控的电子装置。

图4和图5是本实施例的声音遥控装置100所执行的声音遥控方法的流程图。其中图5绘示接收器130播放电视节目声音的流程。首先，接收器130的音频播放器136提供电视节目的音频信号，也就是电视节目的配音(步骤510)。滤波器137对音频信号进行滤波处理(步骤520)，数模转换器138将音频信号从数字信号转换成模拟信号(步骤530)，然后喇叭139将音频信号从电波转换为音波，以声音形式播放音频信号(步骤540)。

本实施例的特色之一是使用人耳可听见的声音进行遥控，接收器130一方面要播放电视节目的声音，另一方面要接收遥控器110发出的声音信号，两者的频率都在人耳可听见的音频范围内，因此接收器130播放的节目声音会被自身接收到，构成声音遥控装置100主要的干扰源。为了避免此干扰，滤波器137可以在接收器130播放电视节目的声音时滤除遥控器110的遥控信号所用的频率。本实施例的遥控器110使用一个高频的预设频率段做为载波以传递遥控信号，此预设频率段包括自预设的频率下限至预设的频率上限的音频范围。滤波器137可以滤除音频播放器136输出的音频信号中，频率大于预设频率段的频率下限的部分，也可以只滤除音频信号中频率大于预设频率段的频率下限而且小于预设频率段的频率上限的部分。

举例而言，如果遥控器110使用的预设频率段是8KHz至12KHz的范围，则此预设频率段的频率下限是8KHz，频率上限是12KHz。滤波器137可以将音频播放器136输出的音频信号中8KHz以上的部分全部滤除，也可以只滤除音频信号中8KHz至12KHz的部分。这样可以使电视节目的声音频率与遥控器110使用的声音频率不重迭，以避免干扰。

图4绘示遥控器110以声音遥控接收器130的流程。首先，调制器111根据预设的调制程序，并使用频率不同的多个载波调制遥控信号(步骤410)。其中，上述多个载波为分割上述的预设频率段而产生。上述的遥控信号可包括使用者操作遥控器110所产生的控制命令或使用者输入的文字。接下来，数模转换器112将遥控信号从数字信号转换为模拟信号(步骤420)。发声器113将调制后的遥控信号从电波转换成音波，以声音形式将调制后的遥控信号发送至空气中(步骤430)。

本实施例的发声器113可采用如图2或图3所示的架构。在图2的架构中，发声器113包括喇叭210。喇叭210耦接数模转换器112，接收数模转换后的遥控信号，然后将遥控信号从电波转换成音波，以声音形式将遥控信号发送至空气中。依图2的架构，喇叭210直接播放声音给接收器130的麦克风131接收，遥控信号会被使用者听到，如果持续的有声音会造成使用者的不舒服，所以仅当有遥控信号要发送时才发声。

在图3的架构中，发声器113包括无线发射器310与无线耳机320。无线发射器310耦接数模转换器112，接收数模转换后的遥控信号，然后使用预设的无线通讯协定发射遥控信号。无线耳机320使用同样的无线通讯协定接收无线发射器310所发射的遥控信号，然后将遥控信号从电波转换成音波，以声音形式将遥控信号发送至空气中。依图3的架构，无线耳机320是直接放在麦克风131旁边，使用者听不到遥控的声音，不会有不舒服的问题。

上述无线通讯协定可以是蓝芽、超宽频(ultra-wideband，简称UWB)、Wi-Fi、或ZigBee之类的无线通讯技术。如果采用蓝芽技术，而且长时间没有信号传给蓝芽耳机，则蓝芽耳机可能进入待机状态，造成有遥控信号时来不及接收，所以在长时间没有遥控信号要发送时，必须发送空符号以保持蓝芽耳机在开机状态。本实施例中，若采用蓝芽耳机，而且在一个预设时段内没有遥控信号可发送，则调制器111会透过无线发射器310发送一个空符号至蓝芽耳机320。为了防止蓝芽耳机320进入待机状态，上述预设时段必须小于蓝芽耳机320进入待机状态的等待时间。

回到图4流程，遥控器110送出遥控信号之后，麦克风131接收空气中以声音形式传送的遥控信号(步骤440)，然后滤波器132对遥控信号进行滤波处理(步骤450)。滤波器132和滤波器137一样是为了避免电视节目声音的干扰，不同的是滤波器137滤除的是上述预设频率段以内的音频，而滤波器132滤除的是上述预设频率段以外的音频。滤波器132可以只滤除麦克风131接收的遥控信号中，频率小于上述预设频率段的频率下限的部分，也可以将遥控信号中频率大于上述预设频率段的频率上限的部分一并滤除。

接下来，模数转换器133将遥控信号自模拟信号转换为数字信号(步骤460)。然后回声抵消器134对遥控信号进行回声抵消处理(步骤470)，具体而言是将音频播放器136提供的音频信号与估计的回声信道冲击响应进行卷积运算(convolution)，得到估计的回声信号，然后从经过模数转换器133转换的遥控信号中减去该回声信号，将上述减去的结果做为抵消回声后的遥控信号提供至解调器135进行解调。回声抵消是已经存在的成熟技术，所以省略细节，不予赘述。

回声抵消器134是为了避免遥控信号的回声干扰。滤波器132、137以及回声抵消器134都是为了解决声音遥控装置100的干扰问题，滤波器132、137以及回声抵消器134可以单独或者组合使用。

解下来，解调器135根据回声抵消器134输出的遥控信号，以及对应上述预设调制程序的预设解调程序，从遥控信号中解调出使用者输入的控制命令和文字(步骤480)，然后接收器130根据解调后的遥控信号执行对应的遥控动作(步骤490)。

图6是调制器111的方块图，上述的预设调制程序就隐含在图6的架构中。调制器111包括依序串列耦接的信号编码器610、纠错编码器620、多载波调制器630、反傅立叶变换器640、空符号单元650、以及训练符号单元660。信号编码器610接收使用者产生的遥控信号，将遥控信号编码为一个预设数量的多个有效比特，例如16个有效比特。纠错编码器620利用一纠错码将遥控信号编码为另一个预设数量的多个纠错比特，例如15个纠错比特。上述纠错码可以是BCH码或类似的纠错码。

接下来，多载波调制器630使用将上述预设频率段分割而来的多个载波调制遥控信号，以幅度调制等方式，使每一个上述载波至少携带一个有效比特或纠错比特。反傅立叶变换器640使用反傅立叶变换(inverse Fourier transform)将各载波从频域转换至时域。每个反傅立叶变换块称为一个符号。反傅立叶变换器640可用具有相同转换作用的其他变换器替代。

携带遥控信号的符号称为有效符号，每个有效符号被连续发送两次以对抗信号反射引起的符号间干扰(inter-symbol interference，简称ISI)。空符号单元650在没有遥控信号可发送时发送空符号(例如所有有效比特全置为1)，以保持蓝芽耳机开机。如果不采用耳机或耳机不会进入待机状态，则可以省略空符号单元650。训练符号单元660在有效符号前面***预设的多个训练符号(例如所有比特置为1010交替的值)，以便接收器130估计信道(channelestimation)。

图7是解调器135的方块图，上述的预设解调程序就隐含在图7的架构中。解调器135包括依序串列耦接的窗口单元710、傅立叶变换器720、均衡器(equalizer)730、判决器750、以及纠错解码器760。解调器135也包括寻找单元730，寻找单元730耦接窗口单元710、傅立叶变换器720、以及均衡器740。

窗口单元710接收回声抵消器134输出的遥控信号，以下将此遥控信号称为数据1。然后窗口单元710在数据1中移动一个符号长度的窗口。傅立叶变换器720将窗口内的数据1进行傅立叶变换得到数据2。寻找单元730将数据2与训练符号进行相关运算得到相关值1，将数据2与训练符号每位取反值(0变1，1变0)进行相关运算得到相关值2，然后计算相关值1与相关值2的比值。如果上述比值超过预先设定的阈值，则寻找单元730判定为找到训练符号，取上述比值最大时的窗口所在位置为符号同步位置。

接下来，均衡器740用训练符号计算信道频率响应和相应的信道均衡器系数。后续的有效符号或者空符号也会在傅立叶变换器720进行傅立叶变换，得到对应的数据2，均衡器740将上述的数据2乘以信道均衡器系数得到数据3。判决器750将数据3进行硬判决得到数据4。纠错解码器760将数据4进行纠错解码(例如BCH解码)得到有效比特。有效比特包括使用者的控制命令或输入文字，接收器130可据以执行对应的遥控动作。

图6的预设调制程序与图7的预设解调程序都是使用现有的正交分频多工技术(orthogonal frequency-division multiplexing，简称OFDM)，因此并未涉及过多细节。然而本发明并不以此为限，在遥控信号编码、调制、传送、解调、以及解码的过程中，可以使用任何现有技术。

本发明可利用手机之类的手持电子装置做为遥控器，发出声音信号，以控制电视机或机顶盒之类的接收器。有些电视机或机顶盒包括伴唱机的功能，所以有内建麦克风可接收声音信号。手机之类的电子装置都有发出声音的能力，通常手机用户也会购买无线耳机，无线耳机可以放在接收器的麦克风旁边，使接收器收到更清晰的声音遥控信号。上述方式尽可能利用遥控器和接收器现有的硬件，不需要增加诸如Wi-Fi或蓝芽等复杂的通讯模块，不会增加遥控器与接收器的硬件成本。本发明使用声音做为遥控信号，因为声音没有方向性，使用者不需要将遥控器一直对准接收器，使用上更加方便。本发明使用多个音频载波传递遥控信号，可以迅速传送复杂的遥控信号，而且可避免室内回音干扰。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (20)

1.一种遥控器，包括：

一调制器，根据一预设调制程序并使用频率不同的多个载波调制一遥控信号，其中上述多个载波为分割一预设频率段而产生；以及

一发声器，耦接该调制器，以声音形式将调制后的该遥控信号发送至空气中，空气中的该遥控信号由一接收器接收，该接收器根据对应该预设调制程序的一预设解调程序解调该遥控信号，并根据解调后的该遥控信号执行对应的遥控动作。

2.如权利要求1所述的遥控器，其特征在于，该调制器将该遥控信号编码为一第一数量的多个有效比特，利用一纠错码将该遥控信号编码为一第二数量的多个纠错比特，并且用上述多个载波调制该遥控信号，使每一上述载波至少携带上述多个有效比特与上述多个纠错比特其中之一。

3.如权利要求1所述的遥控器，其特征在于，该发声器包括：

一无线发射器，耦接该调制器，使用一无线通讯协定发射调制后的该遥控信号；以及

一无线耳机，使用该无线通讯协定接收该无线发射器所发射的该遥控信号，以声音形式将该遥控信号发送至空气中。

4.如权利要求3所述的遥控器，其特征在于，若在一预设时段内没有遥控信号可发送，则该调制器透过该无线发射器发送一空符号至该无线耳机，该预设时段小于该无线耳机进入待机状态的等待时间。

5.如权利要求1所述的遥控器，其特征在于，该发声器包括：

一喇叭，耦接该调制器，以声音形式将调制后的该遥控信号发送至空气中。

6.一种接收器，包括：

一麦克风，接收空气中以声音形式传送的一遥控信号，该遥控信号来自一遥控器，该遥控器根据一预设调制程序并使用频率不同的多个载波调制该遥控信号，然后以声音形式将调制后的该遥控信号发送至空气中，上述多个载波为分割一预设频率段而产生；以及

一解调器，耦接该麦克风，根据对应该预设调制程序的一预设解调程序解调该遥控信号，该接收器根据解调后的该遥控信号执行对应的遥控动作。

7.如权利要求6所述的接收器，其特征在于，更包括：

一第一滤波器，耦接于该麦克风与该解调器之间，滤除该遥控信号中频率小于该预设频率段的频率下限的部分。

8.如权利要求7所述的接收器，其特征在于，该第一滤波器也滤除该遥控信号中频率大于该预设频率段的频率上限的部分。

9.如权利要求6所述的接收器，其特征在于，更包括：

一音频播放器，提供一电视节目的音频信号；以及

一喇叭，耦接该音频播放器，以声音形式播放该音频信号。

10.如权利要求9所述的接收器，其特征在于，更包括：

一回声抵消器，耦接于该麦克风、该解调器、以及该音频播放器之间，将该音频信号与估计的回声信道冲击响应进行卷积运算，得到估计的回声信号，然后从该遥控信号中减去该回声信号，将上述减去的结果做为抵消回声后的该遥控信号提供至该解调器进行解调。

11.如权利要求9所述的接收器，其特征在于，更包括：

一第二滤波器，耦接于该音频播放器与该喇叭之间，滤除该音频信号中频率大于该预设频率段的频率下限的部分。

12.如权利要求9所述的接收器，其特征在于，更包括：

一第二滤波器，耦接于该音频播放器与该喇叭之间，滤除该音频信号中频率大于该预设频率段的频率下限而且小于该预设频率段的频率上限的部分。

13.一种声音遥控方法，包括：

(a)一遥控器根据一预设调制程序并使用频率不同的多个载波调制一遥控信号，其中上述多个载波为分割一预设频率段而产生；

(b)该遥控器以声音形式将调制后的该遥控信号发送至空气中；

(c)一接收器接收空气中以声音形式传送的该遥控信号；

(d)该接收器根据对应该预设调制程序的一预设解调程序解调该遥控信号；以及

(e)该接收器根据解调后的该遥控信号执行对应的遥控动作。

14.如权利要求13所述的声音遥控方法，其特征在于，步骤(a)包括：

将该遥控信号编码为一第一数量的多个有效比特；

利用一纠错码将该遥控信号编码为一第二数量的多个纠错比特；以及

用上述多个载波调制该遥控信号，使每一上述载波至少携带上述多个有效比特与上述多个纠错比特其中之一。

15.如权利要求13所述的声音遥控方法，其特征在于，在步骤(c)与(d)之间更包括：

(f)该接收器滤除该遥控信号中频率小于该预设频率段的频率下限的部分。

16.如权利要求15所述的声音遥控方法，其特征在于，步骤(f)更包括：

滤除该遥控信号中频率大于该预设频率段的频率上限的部分。

17.如权利要求13所述的声音遥控方法，其特征在于，更包括：

该接收器提供一电视节目的音频信号，并且以声音形式播放该音频信号。

18.如权利要求17所述的声音遥控方法，其特征在于，在步骤(c)与(d)之间更包括：

将该音频信号与估计的回声信道冲击响应进行卷积运算，得到估计的回声信号；

从该遥控信号中减去该回声信号；以及

将上述减去的结果做为抵消回声后的该遥控信号提供至步骤(d)进行解调。

19.如权利要求17所述的声音遥控方法，其特征在于，在该接收器以声音形式播放该音频信号的步骤之前更包括：

滤除该音频信号中频率大于该预设频率段的频率下限的部分。

20.如权利要求17所述的声音遥控方法，其特征在于，在该接收器以声音形式播放该音频信号的步骤之前更包括：

滤除该音频信号中频率大于该预设频率段的频率下限而且小于该预设频率段的频率上限的部分。

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