CN107087242A - 分布式无线扬声器*** - Google Patents

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CN107087242A CN201710077073.4A CN201710077073A CN107087242A CN 107087242 A CN107087242 A CN 107087242A CN 201710077073 A CN201710077073 A CN 201710077073A CN 107087242 A CN107087242 A CN 107087242A
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Abstract

本公开涉及分布式无线扬声器***。主控设备接收音频，在音频并不已经是立体声的情况下将音频下混合成立体声，并且然后将立体声上混合到与网络中的扬声器一样多的声道中。上混合能够基于扬声器的数量和位置，扬声器的位置可以使用诸如超宽带(UWB)位置确定技术这样的实时位置***自动地确定。主控设备向每个扬声器发送仅立体声，并且每个扬声器也将立体声上混合到至少它自己的相应声道中，并且在一些情况下，上混合到全部N个声道中，从由上混合产生的所呈现的“N”个声道中选择指示为与特定扬声器的特定位置相关联的声道。

Description

分布式无线扬声器***
技术领域
本申请一般地涉及无线扬声器***。
背景技术
例如在家庭娱乐***中享受高质量声音的人更喜欢使用多个扬声器，以用于提供立体声、环绕声以及其他高保真声音。如这里所理解的，针对特定的房间以及那个房间中的扬声器位置而优化扬声器设置不适宜由非技术用户容易完成，而且，非技术用户通过将房间内的扬声器移动至非标准扬声器配置位置以及将扬声器移动至其他房间或者建筑物外部而会使得初始建立的设置复杂化。
发明内容
一种设备包括至少一个计算机介质，它不是瞬时信号并且又包括可以由至少一个处理器执行的指令，以接收输入音频，以及响应于输入音频不是立体声，将输入音频下混合成立体声。响应于输入音频是立体声，不对它进行下混合。指令可执行以接收表示扬声器网络中扬声器数量的数量“N”以及将立体声发送到每个相应的扬声器，使得每个相应的第N个扬声器能够将立体声上混合成至少第N个声道。这样，第一扬声器从立体声中呈现至少第一声道以用于由第一扬声器播放第一声道，第二扬声器从立体声中呈现至少第二声道以用于由第二扬声器播放第二声道，第N个扬声器从立体声中呈现至少第N个声道用于由第N个扬声器播放。
在一些示例中，设备是消费性电子产品(CE)设备。设备可以是主控设备和/或与同扬声器网络相关联的消费性电子产品(CE)设备通信的网络服务器。
在示例实现方式中，设备能够被配置为对立体声进行上混合并且播放N个声道中所选择的一个，如此由此在设备上呈现。指令可以可执行以接收表示扬声器数量的数量“N”以及来自位置确定模块的表示每个扬声器的相应位置的信息，位置确定模块使用诸如超宽带(UWB)信号传输这样的实时位置***(RTLS)自动地确定至少一个扬声器的至少一个位置。上混合可以基于扬声器数量“N”以及扬声器的位置。
在示例实施例中，指令能够可执行以接收空间中的与网络中的扬声器相关联的至少三个固定点，并且至少部分地基于三个固定点以及基于扬声器网络中的RTLS信令，输出空间中的至少一个扬声器位置。在其他示例中，指令可执行以接收空间中的与网络中的扬声器相关联的至少四个固定点，并且至少部分地基于四个固定点以及基于扬声器网络中的UWB信令，输出空间中的至少一个扬声器位置。如果期望的话，指令可以可执行以接收空间中的至少预期收听位置，并且至少部分地基于预期收听位置，对立体声进行上混合以呈现“N”个声道。
另一方面，一种方法包括至少部分地基于无线信令，自动地确定扬声器网络中至少一些相应扬声器的相应位置，以及自动地确定网络中扬声器的数量“N”。该方法包括向网络中的每个扬声器发送立体声格式的音频。至少部分地基于网络中扬声器的数量“N”以及扬声器的相应位置，每个第N个扬声器将立体声上混合到至少相应的第N个声道中，使得第一扬声器仅播放从“N”个声道中选择的第一声道，第二扬声器仅播放从“N”个声道中选择的第二声道，以及第N个扬声器仅播放从“N”个声道中选择的第N个声道。
另一方面，一种***包括N个扬声器，其中N是大于1并且优选地大于2的整数，以及被配置为接收音频以及与扬声器通信的至少一个主控设备。在该方面，“扬声器”可以不仅包括音频扬声器本身，而且也包括伴随组件，包括收发器、处理器和计算机存储器。主控设备可以使用指令进行配置，指令可执行以将输入音频下混合成立体声并且将立体声传输至每个扬声器。每个扬声器使用指令进行配置，指令可执行以将立体声上混合至“N”个声道中，并且播放来自“N”个声道中的相应声道。
能够参考附随附图最佳地理解本申请的关于它的结构和操作的细节，其中相同的附图标记指代相同的部分，其中：
附图说明
图1是示例集中式***的框图；
图2是关于图1中的集中式***的示例总体逻辑的流程图；
图3是可以在消费性电子产品(CE)设备上展示以设置扬声器位置确定的示例用户接口(UI)的屏幕截图；
图4是用于确定房间中的扬声器位置的示例逻辑的流程图；
图5-7是与扬声器位置确定有关的示例UI的另外屏幕截图；
图8是示例分布式***的框图，其中每个扬声器呈现它自己的音频声道；以及
图9-11是关于图8的分布式***的示例逻辑的流程图。
具体实施方式
本受让人的美国专利公开号2015/0208187通过引用合并至此。
而且，除了本公开之外，关于下面描述的定位扬声器方面的更多细节可以使用在下面的位置确定文献的一个或多个中公开的Decawave的超宽带(UWB)技术，所有文献通过引用合并至此：USPN 9054790；USPN 8870334；USPN 8677224；USPN 8437432；USPN8436758；以及USPP 2008/0279307；USPP2012/0069868；USPP2012/0120874。除了本公开之外，关于包括上混合和下呈现的下面描述的呈现方面的更多细节可以使用在下面的呈现文献的任何一个或多个中的技术，所有文献通过引用合并至此：USPN 7929708；USPN7853022；USPP 2007/0297519；USPP 2009/0060204；USPP 2006/0106620；以及Reams，“N-Channel Rendering:Workable 3-D Audio for 4kTV”，AES 135***，纽约市2013。
本公开一般地涉及计算机生态***，包括多个音频扬声器生态***的方面。这里的***可以包括服务器和客户端组件，它们经由网络连接，使得数据可以在客户端与服务器组件之间交换。客户端组件可以包括具有音频扬声器的一个或多个计算设备，音频扬声器不仅包括音频扬声器装配本身而且包括扬声器承载设备，诸如便携式电视(例如，智能TV、具有因特网能力的TV)、诸如膝上型计算机和平板计算机这样的便携式计算机以及其他移动设备，包括智能电话以及下面讨论的另外的示例。这些客户端设备可以与各种操作环境一起操作。例如，作为示例，客户端计算机的一些可以采用来自Microsoft的操作***或者Unix操作***或者由Apple Computer或Google生产的操作***。这些操作环境可以用来执行一个或多个浏览程序，诸如由Microsoft或者Google或者Mozilla制造的浏览器，或者能够访问由下面讨论的因特网服务器托管的网络应用的其他浏览器程序。
服务器可以包括执行指令的一个或多个处理器，该指令配置服务器经由诸如因特网这样的网络接收和发送数据。或者，客户端和服务器能够经由本地局域网或者虚拟私有网络而连接。
信息可以经由网络在客户端与服务器之间交换。为了这一点并且为了安全性，服务器和/或客户端能够包括防火墙、负载均衡器、暂时存储器和代理伺服器，以及为了可靠性和安全性的其他网络基础设施。一个或多个服务器可以形成实现将诸如线上社交网站这样的安全社区提供给网络成员的方法的装置。
如这里使用的，指令指用于处理***中的信息的计算机实现的步骤。指令能够在软件、固件或者硬件中实现并且包括由***的组件进行的任何类型的编程步骤。
处理器可以是任何常规通用单片或者多片处理器，其能够借助于诸如地址线、数据线和控制线这样的各种线路以及寄存器和移位寄存器来执行逻辑。处理器可以由例如数字信号处理器(DSP)实现。
在这里作为流程图和用户接口而描述的软件模块能够包括各种子例程、过程等。在不限制本公开的情况下，被陈述为由特定模块执行的逻辑能够重新分布到其他软件模块和/或在单个模块中组合在一起和/或在可共享库中变得可用。
在这里描述的本原理能够作为硬件、软件、固件或者其组合实现；因此，例示性组件、方框、模块、电路和步骤根据它们的功能性而被陈述。
进一步关于上面提到的内容，下面描述的逻辑块、模块和电路能够使用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)或者诸如专用集成电路(ASIC)这样的其他可编程逻辑设备、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或者其任何组合实现或者执行，设计它们以执行这里描述的功能。处理器能够由计算设备的控制器或者状态机或者组合实现。
当在软件中实现时，下面描述的功能和方法能够以适当的语言(诸如但不局限于C#或者C++)编写，并且能够存储在计算机可读存储介质上或者通过计算机可读存储介质传输，诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、压缩盘只读存储器(CD-ROM)或者诸如数字通用光盘(DVD)这样的其他光盘存储器、磁盘存储器或者包括可移除指状驱动器的其他磁性存储设备等。连接可以建立计算机可读介质。作为示例，这种连接能够包括硬布线缆线，包括光纤和同轴线以及数字用户线路(DSL)和双绞线。
被包括在一个实施例中的组件能够以任何适当的组合在其他实施例中使用。例如，在这里描述和/或在图中描绘的各种组件的任何可以组合、互换或者从其他实施例中排除。
“具有A、B和C的至少一个的***”(类似地“具有A、B或者C的至少一个的***”以及“具有A、B、C的至少一个的***”)包括具有单独A、单独B、单独C、A和B一起、A和C一起、B和C一起和/或A、B和C一起等的***。
现在具体地参考图1，示出示例***10，***10可以包括根据本原理在上面提及并且在下面进一步描述的示例设备的一个或多个。包括在***10中的示例设备的第一个是示例消费性电子产品(CE)设备12。CE设备12可以是，例如计算机化的具有因特网能力的(“智能”)电话、平板计算机、笔记本计算机、可穿戴计算机化设备，诸如，例如，计算机化的具有因特网能力的手表、计算机化的具有因特网能力的手镯、其他计算机化的具有因特网能力的设备、计算机化的具有因特网能力的音乐播放器、计算机化的具有因特网能力的头戴式耳机、诸如可植入皮肤设备这样的计算机化的具有因特网能力的可植入设备等，以及甚至例如，计算机化的具有因特网能力的电视(TV)。无论如何，应当理解，CE设备12被配置为进行本原理(例如，与其他设备通信以进行本原理、执行这里描述的逻辑以及执行这里描述的任何其他功能和/或操作)。
因此，为了进行这种原理，CE设备12能够由图1中示出的组件的一些或者全部建立。例如，CE设备12能够包括一个或多个启用触摸的显示器14、用于根据本原理输出音频的一个或多个扬声器16以及至少一个另外的输入设备18，诸如，例如，音频接收器/麦克风，用于例如输入可听命令到CE设备12以控制CE设备12。示例CE设备12还可以包括一个或多个网络接口20，以用于在一个或多个处理器24的控制下经由诸如因特网、WAV、LAN等这样的至少一个网络22通信。应当理解，处理器24控制CE设备12进行本原理，包括在这里描述的CE设备12的其他元件，诸如，例如，控制显示器14以在其上展示图像并且从那里接收输入。而且，注意网络接口20可以是例如有线或者无线调制解调器或者路由器，或者其他适当的接口，诸如，例如，无线拨号服务收发器、Wi-Fi收发器等。
除了上述之外，CE设备12还可以包括一个或多个输入端口26，诸如，例如，USB端口以物理地连接(例如，使用有线连接)到另一个CE设备，和/或头戴式耳机端口，以将头戴式耳机连接到CE设备12以用于将音频从CE设备12通过头戴式耳机展示给用户。CE设备12还可以包括诸如基于盘或者固态存储器这样的不是瞬时信号的一个或多个计算机存储器28。而且在一些实施例中，CE设备12能够包括方位或者位置接收器，诸如但不局限于GPS接收器和/或高度计30，方位或者位置接收器被配置为例如从至少一个卫星接收地理方位信息并且将信息提供给处理器24和/或连同处理器24一起确定CE设备12所处的高度。然而，应当理解，除了GPS接收器和/或高度计之外，可以根据本原理使用另一个适当的方位接收器，以例如在例如全部三个维度上确定CE设备12的位置。
继续CE设备12的描述，在一些实施例中，CE设备12可以包括一个或多个照相机32，照相机32可以是例如热成像照相机、诸如网络摄像头这样的数字照相机，和/或集成到CE设备12中并且可以由处理器24控制以根据本原理收集图片/图像和/或视频的照相机。同样包括在CE设备12上的可以是蓝牙收发器34和其他近场通信(NFC)元件36，以用于分别使用蓝牙和/或NFC技术与其他设备通信。示例NFC元件能够是无线电频率识别(RFID)元件。
再进一步，CE设备12可以包括将输入提供给处理器24的一个或多个运动传感器(例如，加速计、陀螺仪、记转器、磁性传感器、诸如被动红外(IR)传感器这样的IR运动传感器、光学传感器、速度和/或韵律传感器、手势传感器(例如，用于感测手势命令)等)。CE设备12还可以包括将输入提供给处理器24的其他传感器，诸如，例如，一个或多个气候传感器(例如，气压计、湿度传感器、风传感器、光传感器、温度传感器等)和/或一个或多个生物传感器。除了上述之外，应当注意，在一些实施例中，CE设备12还可以包括动能收获机，以例如对向CE设备12供电的电池(未示出)进行充电。
在一些示例中，CE设备12可以连同下面描述的“主控”起作用或者CE设备12自身可以建立“主控”。“主控”用来控制在相应扬声器外壳中的多个(“n”个，其中“n”是大于1的整数)扬声器40，每个扬声器能够具有多个驱动器41，每个驱动器41经由有线和/或无线链路从相应的放大器42接收信号，以将信号变换成声音(图1中示出仅单个扬声器的细节，应当理解，可以类似地构造其他扬声器40)。每个放大器42可以经由有线和/或无线链路接收模拟信号，该模拟信号已经由相应的独立式或者(与放大器的)整体的数字模拟转换器(DAC)44从数字信号转换。DAC 44可以经由相应的有线和/或无线声道从数字信号处理器(DSP)46或者其他处理电路接收数字信号。
DSP 46可以经由有线和/或无线链路从多个模拟数字转换器(ADC)48接收来源选择信号，模拟数字转换器(ADC)48又可以接收适当的辅助信号，并且从主控控制设备52的控制处理器50，经由有线和/或无线链路接收数字音频信号。控制处理器50可以访问计算机存储器54(诸如上面描述的那些的任何)，并且也可以访问网络模块56以允许与例如因特网进行有线和/或无线通信。为了很快公开的目的，控制处理器50还可以访问位置模块57。为了很快公开的目的，位置模块57可以由Decawave制造的UWB模块实现。扬声器40的一个或多个还可以具有附接的或者另外与它们相关联的相应的位置模块。作为示例，主控设备52可以由音频视频(AV)接收器或者由数字前置放大处理器(预处理器)实现。
如图1中所示，控制处理器50还可以经由有线和/或无线链路与ADC 48、DSP 46、DAC 44以及放大器42的每个通信。在任何情况下，每个扬声器40能够经由网络与其他扬声器单独地寻址。
更特别地，在一些实施例中，每个扬声器40可以与相应的网络地址(诸如但不局限于，相应的媒体访问控制(MAC)地址)相关联。因此，每个扬声器可以经由诸如因特网这样的网络单独地寻址。有线和/或无线通信链路可以在扬声器40/CPU 50、CE设备12与服务器60之间建立，并且CE设备12和/或服务器60因此能够在一些示例中通过CPU 50和/或通过DSP46和/或通过与每个个体扬声器40相关联的个体处理单元寻址个体扬声器，如可以与每个个体扬声器40整体地安装在相同外壳中。
每个个体扬声器列(扬声器+放大器+DAC+DSP，例如)的CE设备12和/或控制设备52可以经由有线和/或无线链路与因特网22以及通过因特网22与一个或多个网络服务器60通信。仅单个服务器60在图1中示出。服务器60可以包括至少一个处理器62，诸如基于盘或者固态存储器这样的至少一个有形计算机可读存储介质64，以及至少一个网络接口66，在处理器62的控制下，网络接口66允许经由网络22与图1的其他设备通信，并且根据本原理确实可以便于服务器与客户端设备之间的通信。注意网络接口66可以是例如有线或者无线调制解调器或者路由器、Wi-Fi收发器或者诸如例如无线拨号服务收发器这样的其他适当接口。
因此，在一些实施例中，服务器60可以是因特网服务器，可以包括并且执行“云”功能，使得在示例实施例中，***10的设备可以经由服务器60访问“云”环境。在具体的示例中，服务器60将软件应用下载到主控和/或CE设备12，以用于根据下面的逻辑控制扬声器40。主控/CE设备12又能够从扬声器40接收某些信息，诸如从诸如但不局限于GPS或者下面描述的UWB这样的实时位置***(RTLS)接收它们的位置，和/或如下面进一步公开的，主控/CE设备12能够从用户接收例如指示扬声器40的位置的输入。至少部分地基于这些输入，主控/CE设备12可以执行下面讨论的扬声器优化逻辑，或者它可以将输入上传到云服务器60，以用于优化算法的处理以及优化输出到CE设备12的返回，以用于其在CE设备12上的展示，和/或云服务器60可以通过经由它们相应的地址与扬声器40直接通信，在一些情况下通过CE设备12，自动地建立扬声器配置。注意，为了很快描述的目的，如果期望的话，每个扬声器40可以包括来自例如DecaWave的一个或多个相应的一个或多个UWB标签68。而且，用户的远程控制(例如CE设备12)可以包括UWB标签。
通常，扬声器40布置在诸如房间，例如客厅这样的围场70中。为了公开的目的，围场70具有(关于图1中所示扬声器的示例取向)前墙壁72、左侧和右侧墙壁74、76以及后墙壁78。一个或多个听众82可以占据围场70以收听来自扬声器40的音频。一个或多个麦克风80可以安排在围场中，以用于生成表示围场70中声音的信号，将那些信号经由有线和/或无线链路发送到CPU 50和/或CE设备12和/或服务器60。在所示的非限制性示例中，每个扬声器40支持麦克风80，应当理解，如果期望的话，一个或多个麦克风可以安排在***中其他位置。
下面的公开可以使用本领域中已知的声波计算做出确定，其中，给定每个扬声器作为低音扬声器、高音扬声器、超低音扬声器或者由已经分配给它的特定频带表征的其他扬声器的角色，来自每个扬声器的音波频率(以及它们的谐波)可以在围场70中计算地被模仿，并且基于扬声器在哪里以及墙壁72-78在哪里确定建设性波和破坏性波干涉的位置。如上所述，计算可以例如由CE设备12和/或由云服务器60和/或主控52执行。
作为示例，扬声器可以发射20Hz与30Hz之间的频带，并且可以模仿20Hz、25Hz和30Hz的频率(以及它们的谐波)在围场70中传播，并且注意并且记录建设性和破坏性干涉位置。基于所模仿的预期频率分配以及那些其他扬声器在围场70中的位置的其他扬声器的波干涉图样可以类似地一起计算地被模仿，以根据特定的扬声器频率分配关于围场70中的特定扬声器***物理布局而呈现声音模型。在一些实施例中，可以在确定波干涉时考虑声波从一个或多个墙壁的反射。在其他实施例中，可以在确定波干涉时不考虑声波从一个或多个墙壁的反射。基于波干涉计算的声音模型可以进一步考虑诸如但不局限于均衡(EQ)这样的特定扬声器参数。参数还可以包括延迟，亦即，扬声器之间的声轨延迟，这导致相应波传播相对于来自其他扬声器的波的延迟，在模仿时也考虑这些延迟。声轨延迟指使用相应的扬声器发射相同声轨的平行部分之间的时间延迟，这在时间上移位相应扬声器的波形图样。参数还可以包括音量，音量定义来自特定扬声器的波的振幅并且因此定义波形中的建设性和破坏性干涉的量级。集体地，扬声器位置、频率分配以及参数的组合可以看作“配置”。
图1中所示的配置具有集中式控制体系结构，其中主控设备52或者CE设备12或者起主控作用的其他设备将两个声道音频呈现到与***中扬声器一样多的声道中，向每个相应扬声器提供它的声道。产生比立体声多的声道并且因此可以看作“上混合”的呈现可以使用在上面参考的呈现参考中描述的原理执行。图2描述可以使用图1的集中式体系结构实现的总体逻辑流程，其中如果不是全部则大部分逻辑由主控设备执行。
图2中所示的逻辑可以由CPU 50、CE设备12处理器24以及服务器60处理器62的一个或多个执行。当用户例如借助于CE设备12开始控制应用时，逻辑可以在应用启动时执行，这提示用户对扬声器***通电以对扬声器40通电。
从方框200开始，主控的处理器确定房间维度、***中每个扬声器的位置以及房间中扬声器的数量。该处理在下面进一步被描述。移动到方框202，主控选择将要播放的音频源。这可以响应于使用例如设备12的用户命令输入而完成。
如果输入音频不是两个声道立体声，而是例如七个声道音频加上超低音声道(表示为“7.1音频”)，那么在方框204，将输入音频下混合成立体声(两个声道)。下混合可以使用在上面参考的呈现参考中描述的原理执行。可以使用关于下混合的其他标准，例如，ITU-R BS.775-3或者推荐7785。然后，继续进行到方框206，对立体声音频(以立体声接收或者经下混合)进行上混合以呈现“N”个声道，其中“N”是***中扬声器的数量。基于相应的扬声器位置(亦即，x、y、z域中的周长、空中、地下)针对每个扬声器声道而呈现音频。如将很快进一步说明的，上混合是基于当前扬声器位置的。
移动到方框208，根据下面的描述，优选地基于主要听众位置校准声道/扬声器输出级别，并且然后在方框210，基于例如房间维度、扬声器的数量和位置等建立***音量。用户可以调整该音量。在方框212，主控将相应的音频声道发送到相应的扬声器。
因此，现在可以领会，因为输入音频被下混合成立体声并且然后上混合到关于扬声器的实际位置和数量的适当数量的声道中，所以扬声器40不一定处于预先定义的配置中，以支持诸如5.1或者7.1的具体音频配置，并且不一定布置在这种音频配置的预先定义的位置中。
图3例示在扬声器位置确定仅针对两个维度(x-y或者水平平面中)的情况下，按照图2的方框200中的逻辑，可以例如在CE设备12的显示器14上展示的用户接口(UI)。图4例示可以与图3一起使用的逻辑方面。应用(例如，经由Android、iOS或者URL)能够被提供给客户以供在CE设备12上使用。
如图3中300处以及图4中方框400处所示，能够提示用户输入房间70的维度，一旦用户已经输入维度，则房间70的轮廓70’可以如所示那样展示在CE设备上。维度可以如图3中302处用字母数字输入，例如“15英尺乘以20英尺”，和/或通过拖拽初始轮廓70’的线条以符合房间70的大小和形状来输入。展示图3的UI的应用可以提供基准原点，例如，房间的西南角。在图4的方框402，从用户输入接收房间大小。
在其他实施例中，能够自动地确定房间大小和形状。这能够通过如下来完成：从CE设备12上的适当收发器发送测量波(声音或者无线电/IR)并且检测从房间70的墙壁返回的反射，确定发送波与接收波之间的距离为传输和接收之间的时间的一半乘以相干波的速度。或者，它可以使用其他原理执行，诸如对墙壁进行成像并且然后使用图像识别原理将图像转换成房间的电子地图。
移动到方框404，可以如在304处提示用户在图3的UI上输入至少三个固定位置，在一个示例中，条形音箱或者TV 310的左端306和右端308以及用户已经布置音频***超低音音箱312的位置。关于3D呈现确定，输入四个固定位置。输入可以通过在轮廓70’中与被请求组件相对应的位置触摸显示器14来实现。在UWB实现方式中，每个固定位置与图1中所示并且在下面进一步讨论的相应UWB通信组件或标签68相关联。在图4中的方框406，接收位置。用户还可以直接输入例如条形音箱靠墙的事实，使得呈现计算能够忽略墙壁后面的区域中在数学上可能的计算。
注意，仅考虑确定处于相同房间内的扬声器。能够忽略其他房间中的其他扬声器。当确定扬声器位置时，可以首先决定是否将要使用2D或者3D方法。这可以通过知道已经输入了多少个已知的固定位置来完成。三个已知位置产生2D方法(所有扬声器或多或少位于单个平面中)。四个已知位置产生3D方法。进一步注意，两个固定条形音箱(或者TV)位置之间的距离可以由制造商已知，并且用户一指示条形音箱的单个位置就自动地输入该距离到处理器。在一些实施例中，超低音音箱位置能够由用户通过输入从条形音箱到超低音音箱的距离来输入。而且，如果TV被用于固定位置中的两个位置，那么TV可以具有安装在它上面的两个***，并且与条形音箱相类似，***之间的预先确定的距离存储在存储器中。再次，诸如UWB标签这样的独立式位置标记能够位于房间内(例如，在房间的角落、房间边界和/或收听方位)，并且从每个独立式标记到主控的距离被输入到处理器。
当在房间70中的扬声器之间建立UWB通信(诸如DecaWave DW1000)时，在图4中的方框408，主控设备和/或CE设备12和/或其他设备根据上面的位置确定参考实现位置模块，确定房间70中扬声器的数量以及它们的位置，并且如果期望的话，在所确定的位置展示扬声器(连同条形音箱310和超低音音箱213一起)，如图3中314A-D所示。图3中所示的线条316例示扬声器310、312、314之间的通信，并且可以在或者不在图3的UI中展示。
在示例实现方式中，***中的诸如主控设备或者CE设备12这样的组件使用上面描述的固定位置的UWB元件引起双向UWB测距。使用测距结果，使用在上面参考的位置确定文献中描述的技术来确定从起源设备到每个扬声器的范围和方向。如果期望的话，能够执行多个回合的双向测距，并且为了更大的准确度而将结果取平均。
在条形音箱/TV 310太小或者由于其他原因而不具有两个UWB标签306、308，而是仅具有单个UWB标签的情况下，CE设备12可以进行从它自己到条形音箱/TV 310以及从它自己到扬声器314的一个的UWB标签的双向测距。从条形音箱/TV 310信号以及扬声器314信号中的每一个到达CE设备12的角度被测量以确定扬声器314和条形音箱/TV 310相对于CE设备12的方向，假定CE设备12处于房间的中心位置或者它的位置由用户触摸图3的UI上的适当位置而输入。
上面描述的双向测距可以通过使得CE设备12(或者为了扬声器位置确定的目的而充当主控的其他设备)接收来自锚定点的轮询消息来实现。CE设备12发送对于轮询消息的响应消息。这些消息能够传输与每个UWB标签或者发送器相关联的标识。这样，能够知道扬声器的数量。
轮询锚定点可以等待对CE设备12已知的预先确定的时间段，并且然后发送最终的轮询消息到CE设备12，CE设备12然后能够在知道从它的响应消息的接收起锚定点等待的预先确定的时间段以及UWB信号的速度，以及接收最终消息的时间的情况下，确定到锚定点的范围。当UWB标签作为两个集成电路而实现，并且相应的天线以已知距离彼此相距时，IC/天线能够彼此同步以对进入信号的接收进行三角测量并且从而确定信号到达的角度。这样，能够确定从CE设备12到锚定点的范围和方位关系。能够进一步优化上面的消息交换以仅需要两个消息在活跃设备之间交换。
虽然图3和4针对在两个维度中找到扬声器的位置，但是它们在房间70中的高度(海拔)还以关于三维位置输出而确定。能够由用户手动输入或者使用与每个扬声器相关联的高度计确定或者通过将例如CE设备12中的UWB标签实现成三个集成电路，并且相应的天线以已知距离彼此相距，能够在三个维度中进行三角测量来确定每个扬声器的高度。
然后根据下面关于图7的讨论确定主要听众位置。现在已知扬声器的数量以及它们在房间中的位置。可以忽略如上检测到位于房间外部的任何扬声器。GUI可以在用户的CE设备上展示，示出房间以及其中的扬声器，并且提示用户确认所确定位置和房间维度的正确性。
图5和6例示3D位置确定的实现方面。这些图可以作为UI而展示在CE设备12上。提供四个已知位置以在三个维度上确定每个扬声器的位置。在图5中所示的示例中，用户已经输入了与条形音箱/TV504相关联的位置500、502以及超低音音箱的位置506。用户还已经识别(例如，通过在适当的位置触摸CE设备12的显示器14)房间70的两个角落508、510，优选地已经放置诸如UWB标签这样的***的角落。然后使用上面讨论的三角测量以及在上面参考的位置确定参考中描述的技术来确定扬声器的数量以及在3D中的位置。注意，虽然图5和6分别在显示器14上在两个单独的图像中示出房间70的顶视图和侧视图，但是可以展示单个3D图像合成。
图7仍然例示能够在CE设备12上展示的另一个UI，其中用户在700处已经输入房间700中听众的预期位置。或者，能够例如通过基于与它相关联的相应UWB标签确定CE设备12的位置来自动地确定位置700，推断听众与该设备同位。再次，为了根据在上面合并的呈现参考的上混合的目的，可以假定默认位置，例如，房间70的几何中心，或者作为替代地，从房间的前面(通常条形音箱或者TV位于那里)到房间的后面的距离的大约2/3。
一旦扬声器的数量和位置已知，在方框206处可以使用上面参考的呈现文献中讨论的原理执行上混合。具体地，将立体声音频(作为接收的立体声或者由方框204处非立体声输入音频的下混合而产生)上混合成作为示例N.M音频，其中M＝超低音音箱的数量(通常为一个)以及N＝除了超低音音箱之外的扬声器的数量。如在呈现文献中详细描述的，上混合使用房间70中的扬声器位置来确定“N”个声道的哪个分配给相应N个扬声器的每个，并且超低音声道总是分配给超低音音箱。图7中所示的听众位置700能够用来基于扬声器特性(参数)进一步细化声道延迟、EQ以及音量，以关于听众位置优化声音。
如果可用的话，可以使用一个或多个测量麦克风(诸如可以由图1中的麦克风80建立)以进一步校准声道特性。例如，这可以基于从个体扬声器/CPU 50接收的指示麦克风在扬声器上的信息来进行。
如果测量麦克风可用，那么用户能够被引导通过测量例程。在一个示例中，引导用户以使得***中的每个个体扬声器发射测试声音(“啁啾声”)，麦克风80和/或CE设备12的麦克风18检测该测试声音并且将它的表示信号提供给执行逻辑的一个或多个处理器，这些处理器基于测试啁啾声能够调整诸如EQ、延迟和音量这样的扬声器参数。
上面的示例使用集中式主控设备上混合并且呈现“N”个音频声道的每个，将那些声道发送到相应的扬声器。当使用无线连接并且带宽受限时，可以使用图8中所示的分布式体系结构，其中来自主控的相同立体声音频发送到每个扬声器，并且每个扬声器根据立体声音频呈现它自己的相应声道。
因此，如所示，可以包括***中诸如条形音箱或者TV这样的扬声器的主控800可以从诸如因特网这样的计算机网络接收模拟音频802和/或数字音频804和/或音频806。主控800可以包括一个或多个无线收发器，由天线符号808指示，以用于与包括相应无线收发器812的***中的其他扬声器810无线通信。一个或多个控制设备814(其可以由例如上述CE设备12实现)也可以与主控800和扬声器810无线通信。
图9例示可以由主控设备800执行的逻辑。从方框900开始，主控接收所选择的音频输入源。如果音频不是立体声，那么在方框902，主控将它下混合成立体声。在方框904，经下混合的立体声(或者如果音频作为立体声接收，则为所输入的立体声)被发送到扬声器810。
移动到方框906，当主控也执行扬声器功能时，主控将立体声上混合到“N”个声道中，其中“N”是***中扬声器的数量。在方框908，主控根据上面的原理发起并且管理***中扬声器的位置确定。主控还可以在方框910根据上面的原理发起并且管理扬声器/声道的配置和校准。然后在方框912，当主控起扬声器作用时，主控在方框912处播放与主控的位置相关联的声道，将经校准的EQ、延迟等应用于它的音频。
图10在方框1000示出非主控扬声器810从主控接收立体声。根据上面的位置确定原理，在方框1002，扬声器与***中的其他扬声器协调以建立扬声器位置以确定用于扬声器/声道配置和校准。在方框1004，扬声器将立体声上混合成“N”个声道，并且基于它的位置，通过针对该位置的上混合算法以及将经校准的EQ、延迟等应用于它的音频来选择声道输出，。
图11例示图8中的CE设备814中的一个或多个可以实现的示例逻辑。在方框1100，可以根据上面讨论的扬声器位置确定原理根据设备814执行扬声器位置应用。然后，在方框1102，操作设备814的用户可以选择音频源(其可以是设备814自身)并且将指示主控在图9的方框900访问的所选择来源的信号发送到主控。
现在可以理解，主控800和扬声器810的每一个因此基于相同的立体声音频输入呈现音频，这产生相同的“N”个声道以及基于***中扬声器位置的声道分配。然后每个扬声器选择由呈现算法确定分配给那个扬声器的特定位置的声道并且播放那个声道。当然，任何特定的扬声器仅需要呈现仅仅它将要播放的声道，虽然在一些实现方式中，所有声道由每个扬声器呈现并且然后仅关于那个扬声器的声道由那个扬声器选择以用于播放。
注意，***中被选择作为主控的扬声器可以取决于***中扬声器的数量和位置而变化。因此，当由人在房间70中移动扬声器时，能够改变哪个扬声器将被分配为主控。
图8的***中的每个设备可以包括上面关于图1的组件而讨论的适当组件的一个或多个，包括例如处理器、计算机存储器、UWB标签等。
每个扬声器还可以包括诸如发光二极管(LED)这样的一个或多个灯。这里的处理器的一个或多个可以使得灯照亮(或者闪烁)以指示扬声器处于实时位置模式，自动地将它的位置报告给主控，如先前所描述的。可以激活不同的照亮模式或者不同的灯以指示故障诊断代码，例如反映CE设备12上的故障诊断代码。
灯可以是例如一个或多个LED，能够激活灯以关于各自不同的情况发射不同色彩的光。例如，能够激活灯以表示与家庭自动化有关的其他功能。或者，可以激活灯以指示相应的扬声器对于***是新的或者需要新的配置，如当它移动到其中它进行初始配置的房间的外部时可能需要，关于新的房间需要如上面所讨论的新的自动配置处理。
虽然在这里详细地示出并且描述了特定的分布式无线扬声器***，但是应当理解，由本发明包括的主题仅由权利要求书限制。

Claims (20)

1.一种设备，包括：
至少一个计算机介质，所述至少一个计算机介质不是瞬时信号并且包括指令，所述指令能够由至少一个处理器执行以：
接收输入音频；
响应于输入音频不是立体声，将输入音频下混合成立体声；
响应于输入音频是立体声，不对输入音频进行下混合；
接收表示扬声器网络中扬声器数量的数量“N”；
将立体声发送到每个相应的扬声器，使得每个相应的第N个扬声器能够将立体声呈现到至少第N个声道中，使得第一扬声器从立体声中呈现至少第一声道以用于由第一扬声器播放第一声道，第二扬声器从立体声中呈现至少第二声道以用于由第二扬声器播放第二声道，第N个扬声器从立体声中呈现至少第N个声道以用于由第N个扬声器播放。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备是消费性电子产品(CE)设备。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备是主控设备。
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备是与和扬声器网络相关联的消费性电子产品(CE)设备通信的网络服务器。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备被配置为将立体声上混合到“N”个声道中，以用于由所述设备播放所述“N”个声道中的一个。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述指令能执行以：
接收表示扬声器数量的数量“N”以及来自位置确定模块的表示每个扬声器的相应位置的信息，所述位置确定模块使用超宽带(UWB)信号传输来自动地确定至少一个扬声器的至少一个位置。
7.根据权利要求6所述的设备，其中立体声的上混合是基于扬声器的数量“N”以及扬声器的位置的。
8.根据权利要求6所述的设备，其中所述指令能执行以：
接收空间中的与所述网络中的扬声器相关联的至少三个固定点；以及
至少部分地基于三个固定点以及基于扬声器网络中的UWB信令，输出空间中的至少一个扬声器位置。
9.根据权利要求6所述的设备，其中所述指令能执行以：
接收空间中的与所述网络中的扬声器相关联的至少四个固定点；以及
至少部分地基于四个固定点以及基于扬声器网络中的UWB信令，输出空间中的至少一个扬声器位置。
10.根据权利要求6所述的设备，其中所述指令能执行以：
至少接收空间中的预期收听位置；以及
至少部分地基于所述预期收听位置，对立体声进行上混合以呈现“N”个声道。
11.一种方法，包括：
至少部分地基于无线信令，自动地确定扬声器网络中至少一些相应的扬声器的相应位置；
自动地确定所述网络中扬声器的数量“N”；
向所述网络中的每个扬声器发送立体声格式的音频；以及
至少部分地基于所述网络中扬声器的数量“N”以及扬声器的相应位置，在每个相应的第N个扬声器处将立体声上混合到相应的第N个声道中，使得第一扬声器仅播放从“N”个声道中选择的第一声道，第二扬声器仅播放从“N”个声道中选择的第二声道，第N个扬声器仅播放从“N”个声道中选择的第N个声道。
12.根据权利要求11所述的方法，包括接收表示扬声器数量的数量“N”以及来自位置确定模块的表示扬声器的相应位置的信息，所述位置确定模块使用超宽带(UWB)信号传输来自动地确定至少一个扬声器的至少一个位置。
13.根据权利要求12所述的方法，包括：
接收空间中的与所述网络中的扬声器相关联的至少三个固定点；以及
至少部分地基于三个固定点以及基于扬声器网络中的UWB信令，输出空间中的至少一个扬声器位置。
14.根据权利要求13所述的方法，包括：
至少接收空间中的预期收听位置；以及
至少部分地基于预期收听位置，对立体声进行上混合以呈现“N”个声道。
15.一种***，包括：
N个扬声器；
至少一个主控设备，被配置为接收音频以及与扬声器通信；
主控设备被使用指令进行配置，指令能执行以：
将输入音频下混合成立体声；
将立体声传输至每个扬声器；
每个扬声器被使用指令进行配置，指令能执行以：
将立体声上混合到“N”个声道中；以及
播放来自所述“N”个声道中的相应的声道。
16.根据权利要求15所述的***，其中每个扬声器的指令能执行以：
接收表示扬声器数量的数量“N”以及来自位置确定模块的表示每个扬声器的相应位置的信息，位置确定模块使用超宽带(UWB)信号传输来自动地确定至少一个扬声器的至少一个位置。
17.根据权利要求16所述的***，其中上混合是基于扬声器的数量“N”以及扬声器的位置的。
18.根据权利要求16所述的***，其中所述主控设备的指令能执行以：
接收空间中的与网络中的扬声器相关联的至少三个固定点；以及
至少部分地基于三个固定点以及基于扬声器网络中的UWB信令，输出空间中的至少一个扬声器位置。
19.根据权利要求16所述的***，其中所述主控设备的指令能执行以：
至少接收空间中的预期收听位置；以及
至少部分地基于预期收听位置，对立体声进行上混合以呈现所述“N”个声道。
20.根据权利要求16所述的***，其中所述主控设备被配置为将立体声无线地发送到扬声器。
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