CN108449630B - 音频同步方法及*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种音频同步方法及***，音频同步方法步骤如下：主播放设备周期性通过电力线输出包含请求信息的电力载波信号至至少一个从播放设备；通过电力线接收至少一个从播放设备输出的包含响应信息的电力载波信号，并解调获得所述响应信息，响应信息携带对应的从播放设备的请求信息接收时间以及响应信息发送时间；根据请求信息和响应信息的发送及接收时间，确定主播放设备与至少一个从播放设备的单向延时时间和时钟偏移时间；主播放设备调制输出包含时钟偏移时间至对应的从播放设备，以供从播放设备根据所述时钟偏移时间修正本地时间。本发明技术方案相对于现有技术能够简化音响***的线路结构并可靠的实现音频同步播放。

Description

音频同步方法及***
技术领域
本发明涉及音响***技术领域，特别涉及一种音频同步方法及***。
背景技术
音响***是指用传声器把原发声场声音的声波信号转换为电信号，并按一定的要求将电信号通过相应的处理，最终用扬声器将电信号再转换为声波信号重放，在多声道音响***中通过采用电力线载波的方式能够有效的简化线缆结构，提高了音频同步***的可靠性，扩展声道只需将播放设备与电力线连接即可实现音频信号的播放。但是，在播放音频信号时各播放设备因为本地时间不同，并且从播放设备与主播放设备之间存在着传播延时，造成各音频播放不同步，从而导致音响***的音质下降，降低了音响***的可靠性。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种音频同步方法，旨在提高音响***的可靠性。
为实现上述目的，本发明提出的音频同步方法，应用于音频同步***，所述***包括主播放设备及至少一个从播放设备，所述主播放设备与至少一个从播放设备之间通过电力线连接；所述音频同步方法包括：
所述主播放设备周期性通过所述电力线输出包含请求信息的电力载波信号至所述至少一个从播放设备；通过所述电力线接收所述至少一个从播放设备输出的包含响应信息的电力载波信号，并解调获得所述响应信息，所述响应信息携带对应的从播放设备的请求信息接收时间以及响应信息发送时间；根据所述请求信息的发送及接收时间、所述响应信息的发送及接收时间和预设公式，确定所述主播放设备与所述至少一个从播放设备的单向延时时间和时钟偏移时间，其中，所述预设公式为：
Figure GDA0002431688810000011
Figure GDA0002431688810000012
其中，T1为请求信息发送的时间，T2为请求信息接收的时间，T3为响应消息发送的时间，T4为响应消息接收的时间，ΔT为时钟偏移时间，Tdey为单向延时时间；所述主播放设备调制输出包含所述时钟偏移时间的电力载波信号至对应的从播放设备，以供所述从播放设备根据所述时钟偏移时间修正本地时间；所述主播放设备获取音频信号，确定播放时间，并根据所述播放时间，播放音频信号。
优选地，所述主播放设备获取音频信号，确定播放时间包括：从所述电力线中接收包含所述音频信号的电力载波信号；其中，所述音频信号中携带有播放时间；解析所述包含所述音频信号的电力载波信号，获取音频信号，并从所述音频信号中确定播放时间。
优选地，所述主播放设备获取音频信号，确定播放时间，并根据所述播放时间，播放音频信号包括：所述主播放设备从外部设备获取音频信号，并根据各个从播放设备的单向延时时间，确定音频信号的播放时间；所述主播放设备通过所述电力线向所述从播放设备发送携带有播放时间的音频信号；所述主播放设备在到达播放时间时，播放所述音频信号。
优选地，所述主播放设备周期性通过所述电力线输出包含请求信息的电力载波信号至所述至少一个从播放设备具体包括：所述主播放设备周期性的生成请求信息；将所述请求信息调制为电力载波信号；通过电力线将所述电力载波信号发送至所述至少一个从播放设备，并记录所述电力载波信号的发送时间，其中将所述电力载波信号的发送时间作为所述请求信息的发送时间。
优选地，所述通过所述电力线接收所述至少一个从播放设备输出的包含响应信息的电力载波信号，并解调获得所述响应信息具体包括：所述主播放设备通过所述电力线接收所述至少一个从播放设备输出的包含响应信息的电力载波信号；从所述至少一个从播放设备输出的电力载波信号中解调获得所述响应信息，并记录响应信息的接收时间。
优选地，所述根据所述请求信息的发送及接收时间和响应信息的发送及接收时间，确定所述主播放设备与所述至少一个从播放设备的单向延时时间和时钟偏移时间具体包括：根据所述请求信息的发送时间和接收时间确定第一偏差时间；根据所述响应信息的发送时间和接收时间确定第二偏差时间；根据所述第一偏差时间及第二偏差时间确定主播放设备与所述至少一个从播放设备的单向延时时间和时钟偏移时间。
本发明还提出一种音频同步方法，应用于音频同步***，所述音频同步***包括主播放设备及至少一个从播放设备，所述主播放设备与至少一个从播放设备间通过电力线连接；所述音频同步方法包括：
所述从播放设备通过所述电力线接收由所述主播放设备周期性发出的包含请求信息的电力载波信号，以及对应输出响应信息，所述响应信息携带请求信息接收时间以及响应信息发送时间；通过所述电力线调制输出包含响应信息的电力载波信号至所述主播放设备，以使所述主播放设备根据所述请求信息的发送及接收时间和响应信息的发送及接收时间确定主播放设备与从播放设备的单向延时时间和时钟偏移时间；通过所述电力线接收包含所述时钟偏移时间的电力载波信号并解调获取所述时钟偏移时间，同时根据所述时钟偏移时间修正本地时间；获取音频信号，确定播放时间，并根据所述播放时间播放所述音频信号。
优选地，所述获取音频信号，确定播放时间包括：从电力线中接收包含音频信号的电力载波信号；解析所述电力载波信号，获取所述音频信号；所述音频信号中携带有播放时间；在所述音频信号中确定出所述播放时间。
优选地，所述获取音频信号，确定播放时间包括：从外部设备获取音频信号，及播放时间；在所述确定播放时间之后，还包括：将所述播放时间添加至所述音频信号，通过所述电力线发送至其他播放设备。
优选地，所述从播放设备周期性通过所述电力线解调接收包含请求信息的电力载波信号，以及对应输出响应信息，所述响应信息携带请求信息接收时间以及响应信息发送时间具体包括：所述从播放设备通过所述电力线接收由所述主播放设备周期性发出的包含请求信息的电力载波信号；从所述主播放设备发出的电力载波信号中解调获得请求信息，并记录请求信息的接收时间；根据请求信息对应输出响应信息，并记录响应信息的发送时间。
本发明还提出一种音频同步***，包括主播放设备及至少一个从播放设备，所述主播放设备与至少一个从播放设备间通过电力线连接；其中，
所述主播放设备为执行如上所述的主播放设备的音频同步方法的设备；所述从播放设备为执行如上所述的从播放设备的音频同步方法的设备。
优选地，所述主播放设备包括第一调制解调器、第一控制器及第一播放器；所述第一调制解调器一端连接所述电力线，另一端与所述第一控制器连接，所述第一控制器还与所述第一播放器连接。
优选地，所述从播放设备包括第二调制解调器、第二控制器及第二播放器；所述第二调制解调器的一端连接所述电力线，另一端与所述第二控制器连接，所述第二控制器还与所述第二播放器连接。
本发明音频同步方法中：首先，主播放设备周期性通过电力线输出包含请求信息及电源信号的电力载波信号至至少一个从播放设备；然后，通过电力线接收至少一个从播放设备输出的包含响应信息的电力载波信号，并解调获得响应信息，响应信息携带对应的从播放设备的请求信息接收时间以及响应信息发送时间；接着，根据请求信息和响应信息的发送及接收时间，确定主播放设备与至少一个从播放设备的单向延时时间和时钟偏移时间；然后，主播放设备调制输出包含时钟偏移时间的电力载波信号至对应的从播放设备，以供从播放设备根据时钟偏移时间修正本地时间；最后，通过电力线输出待播放的音频信号至对应的从播放设备，并在延迟单向延时时间后播放所述音频信号，以与所述从播放设备同步播放所述音频信号。
本技术方案根据电力线发送以及接收请求信息和响应信息确定主、从播放设备之间的单向延时时间及时钟偏移时间，从播放设备根据时钟偏移时间调整本地时间，从而达到与主播放设备时间一致，并且通过电力线进行信号的传递，简化***结构，当播放音频信号时，主播放设备在单向延时时间后播放音频信号，从播放设备根据时钟偏移时间修正本地时间后播放音频信号，从而实现主、从播放设备的音频同步播放，提高同步音响***的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为音响同步***结构示意图；
图2为本发明音频同步方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明音频同步方法主、从播放设备的播放时间示意图；
图4为图2中步骤S110的细化流程示意图；
图5为图2中步骤S120的细化流程示意图；
图6为图2中步骤S130的细化流程示意图；
图7为本发明音频同步方法另一实施例的流程示意图；
图8为图7中步骤S210的细化流程图；
图9为本发明音频同步***的结构示意图；
图10为本发明音频同步***的主播放设备结构示意图；
图11为本发明音频同步***的从播放设备结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种音频同步方法，应用于音频同步***，音频同步***包括主播放设备及至少一个从播放设备，主播放设备与至少一个从播放设备间通过电力线连接。
需要说明的是，播放设备可以是具有向音频转换设备发送音频信号功能的具有发声装置的设备，例如有源音箱、无源音箱、扬声器或喇叭等，在此不做限定。本实施例中，主播放设备和从播放设备可以与电力线直接连接，也可以通过插座或其他连接头与电力线连接，方便安装拆卸，从播放设备可以为一个，也可以为多个，根据实际安装现场进行选择，本发明通过电力线载波的方式进行音频信号的传输，可以有效的减少音频传输线缆的数量，提高了音频同步***的可靠性，并且当需要扩展声道时，只需将需要安装的从播放设备与电力线连接即可实现声道的扩展。
可以理解的是，基于上述音频同步***，本发明提出的音频同步方法可以实现主播放设备与多个从播放设备同步播放的目的，以下对本发明提出的音频同步方法实现前述目的多个实施例进行分别阐述。
参照图2所示，示出了本发明音频同步方法第一实施例，在该第一实施例中，本发明提出的音频同步方法包括：
步骤S110、所述主播放设备周期性通过所述电力线输出包含请求信息的电力载波信号至所述至少一个从播放设备。
具体的，为了请求信息能够从电力线中传输，主播放设备输出请求信息后将请求信息进行调制转换为电力载波信号，并将电力载波信号传输至电力线中，以便通过电力线传输到各从播放设备，各从播放设备从电力线中接收到电力载波信号时，则将接收的电力载波信号解调转换为请求信息。同时主播放设备在发送请求信息时，记录请求信息实际发送的时间T1，请求消息发送时同时携带时间T1至从播放设备。
需要说明的是，主播放设备周期性发送请求信息的时间间隔可以根据实验参数确定合适的值，例如1至2秒，以避免时间间隔过短时则通信负荷较重，且避免间隔时间过长同步的精度较低。
步骤S120、通过电力线接收至少一个从播放设备输出的包含响应信息的电力载波信号，并解调获得响应信息。
其中，响应信息携带对应的从播放设备的请求信息接收时间以及响应信息发送时间。
具体的，从播放设备通过电力线接收电力载波信号并解调出请求信息，同时从播放设备记录请求信息接收的时间T2，之后输出对应的响应信息并记录发出响应信息的时间T3，从播放设备输出的响应信息同样进行调制，将其调制为电力载波信号，并将电力载波信号传输至电力线中，主播放设备通过电力线接收电力载波信号并解调接收响应信息，并记录响应信息的接收时间T4。
步骤S130、根据请求信息的发送及接收时间和响应信息的发送及接收时间，确定主播放设备与至少一个从播放设备的单向延时时间和时钟偏移时间。
具体的，主播放设备根据请求信息发送的时间和响应信息返回的时间计算消息往返总延时，根据网络对称性，两个方向的传输延时相同，则往返总延时的一半就是单向延时，如图3所示，由于主、从播放设备的本地时间因时钟快慢的原因本身存在时钟偏差，因此，请求信息接收时间T2与请求信息发送时间T1的第一偏差时间Tms1等于单向延时时间与时钟偏移时间之和，即：
Tms1＝T2-T1＝Tdey+ΔT
Tdey为信号传播延时时间即单向延时时间，ΔT为主、从播放设备本地时间实际存在的时钟偏差，代表从播放设备本地时间超前还是落后于主播放设备的本地时间，当ΔT为正时，表示从播放设备本地时间超前于主播放设备的本地时间，当ΔT为负时，表示从播放设备本地时间落后于主播放设备的本地时间，当ΔT为零时，表示主播放设备与从播放设备本地时间相同，将ΔT定义为时钟偏移时间，根据图3可知，响应信息接收时间T4与发送时间T3的第二偏差时间Tms2等于单向延时时间与时钟偏差时间之差，即：
Tms2＝T4-T3＝Tdey-ΔT
则根据上述计算公式可得：
Figure GDA0002431688810000071
Figure GDA0002431688810000072
从而根据请求信息的发送和接收时间及响应信息的发送和接收时间确定了各主、从播放设备的时钟偏移时间及单向延时时间。
步骤S140、所主播放设备调制输出包含时钟偏移时间的电力载波信号至对应的从播放设备，以供从播放设备根据所述时钟偏移时间修正本地时间。
具体的，主播放设备将时钟偏移时间调制为电力载波信号并通过电力线输出到从播放设备，从播放设备从电力载波信号中解调出时钟偏移时间，从播放设备根据时钟偏移时间对本地时间进行修正，从播放设备修正后的本地时间与主播放设备在延迟单向延时时间后的时间一致。如图3所示，例如当主播放设备在T1等于101时刻发出请求信息，从播放设备在T2等于106接收请求信息，则根据Tms1＝T2-T1＝Tdey+ΔT可知，Tms1等于5，从播放设备在T3等于111时刻发出响应信息，主播放设备在108时刻接收响应信息，则根据Tms2＝T4-T3＝Tdey-ΔT可知，Tms2等于-3，因此可知，Tdey等于1，ΔT等于4。进一步的，主播放设备在T1时刻将从播放设备的时钟偏移时间发送至从播放设备。则从播放设备在T2时刻接收到时钟偏移时间后修正本地时间，即修正后的时间T2＝(106-4)＝102，主播放设备经延时时间Tdey延时后的时间T1＝101+1＝102，因此，主、从播放设备实现了时钟同步。
步骤S150、主播放设备获取音频信号，确定播放时间，并根据播放时间，播放音频信号。
其中，主播放设备可以从其他播放设备中获取音频信号，也可以从外部设备中获取音频信号。
具体的，在其他播放设备向主播放设备传输音频信号时，此时，主播放设备获取音频信号，确定播放时间包括：从电力线中接收包含音频信号的电力载波信号。解析包含音频信号的电力载波信号，获取音频信号，并从音频信号中确定播放时间。其中，音频信号中携带有播放时间。
也就是说，主播放设备从电力线中接收包含音频信号的电力载波信号后，解调此电力载波信号，从而获取音频信号，音频信号中携带有播放时间，可以解析音频信号，获取播放时间。在达到播放时间后，播放音频信号。
在主播放设备从外部设备获取音频信号时，主播放设备还需将获取的音频信号发送至其他从播放设备，此时主播放设备获取音频信号，确定播放时间，并根据播放时间，播放音频信号包括：主播放设备从外部设备获取音频信号，并根据各个从设备的单向延时时间，确定音频信号的播放时间。主播放设备通过电力线向从播放设备发送携带有播放时间的音频信号。主播放设备在到达播放时间时，播放音频信号。
也就是说，主播放设备从外部设备获取到待播放的音频信号。在外部设备没有给出播放时间时，主播放设备可以根据确定出各个从播放设备的单向延时时间，将播放时间确定为大于最大单向延时时间，并将确定出的播放时间添加至音频信号，主播放设备将此音频信号调制为电力载波信号，并通过电力线传输至其他从播放设备，以便其他从播放设备从电力线中获取到音频信号，在达到播放时间后，播放音频信号。主播放设备在达到播放时间后，播放音频信号，实现音频信号的同步播放。
参照图4，图4示出了上述步骤S110一具体实施方式，主播放设备周期性通过电力线输出包含请求信息的电力载波信号至至少一个从播放设备具体包括：
步骤S111、主播放设备周期性的生成请求信息。
具体的，根据各从播放设备的本地时间与主播放设备的本地时间存在时钟偏移，为了实现音频同步，主播放设备需要与各从播放设备建立通信，以进行本地时间的校准，主播放设备通过电力线与各从播放设备建立连接，并生成请求信息以完成信息的通信，此时生成的请求信息为数字信号。
步骤S112、将请求信息调制为电力载波信号。
具体的，主播放设备与从播放设备之间通过电力线建立连接，电力线中传输的信号属性为模拟信号，因此主播放设备需要将请求信息进行调制为电力载波信号，从而完成信息的稳定传输。
步骤S113、通过电力线将电力载波信号发送至至少一个从播放设备，并记录电力载波信号的发送时间，其中将电力载波信号的发送时间作为请求信息的发送时间。
具体的，主播放设备将电力载波信号传输至少一个从播放设备的同时，记录电力载波信号发送的时间，并存储在主播放设备中，主播放设备与从播放设备之间完成握手通信，在电力线中主、从播放设备按照既定的通讯协议工作，将请求信息安全、可靠、高效地传送到其他设备。
参照图5，图5示出了上述步骤S120一具体实施方式，具体地，通过电力线接收所述至少一个从播放设备输出的包含响应信息的电力载波信号，并解调获得所述响应信息具体包括：
步骤S121、主播放设备通过电力线接收至少一个从播放设备输出的包含响应信息的电力载波信号。
具体的，主播放设备通过从电力线中接收到的电力载波信号，并从中解调出响应信息，此时主播放设备实现了模拟信号转换为数字信号的过程。
步骤S122、从至少一个从播放设备输出的电力载波信号中解调获得对应的响应信息，同时记录响应信息的接收时间。
具体的，主播放设备与从播放设备建立通信连接，从播放设备在接收到请求信号时，记录请求信息到达的时间T2，同时根据主播放设备发来的请求信息输出对应的响应信息，并记录响应信息发出的时间T3，响应信息中具有请求信息的接收时间T2以及响应信息的发出时间T3信息，时间信息跟随着响应信息一起发送至主播放设备，主播放设备在接收到响应信息后，记录响应信息到达的时间T4，主播放设备根据请求信息和响应信息的收发时间以及预设算法确定与各从播放设备的时钟偏移时间及单向延时时间，各从播放设备根据与主播放设备的时钟偏移时间修正本地时间，提高音响***的可靠性。
参照图6，图6示出了上述步骤S130一具体实施方式，具体地，根据请求信息的发送及接收时间和响应信息的发送及接收时间，确定主播放设备与至少一个从播放设备的单向延时时间和时钟偏移时间具体包括：
步骤S131、根据请求信息的发送时间和接收时间确定第一偏差时间。
具体的，因存在网络延迟，主播放设备发送信号并不能立即到达各从播放设备，而存在一定的时间延时，又因主播放设备与从播放设备本地时间也存在不一致，所以请求消息发送时间与接收时间存在一定的偏差，将该偏差时间定义为第一偏差时间Tms1，该偏差时间Tms1代表主、播放设备至从播放设备的传播延时时间及时钟偏移时间之和，即Tms1＝T2-T1＝Tdey+ΔT，Tdey代表信号传播延时时间，ΔT代表时钟偏移时间，时钟偏移时间。
步骤S132、根据响应信息的发送时间和接收时间确定第二偏差时间。
同理，从播放设备发送响应信息的时间T3与主播放设备接收响应信息的时间T4也存在网络延迟和本地时间的偏差，因此，时间T3和T4并不相等，本实施例中，将时间T4与体T3的偏差时间定义为第二偏差时间Tms2，其计算公式为：Tms2＝T4-T3＝Tdey-ΔT，Tdey代表延时时间，ΔT代表时钟偏移时间。
步骤S133、根据第一偏差时间及第二偏差时间确定主、从播放设备的单向延时时间和时钟偏移时间。
在确定了第一偏差时间Tms1以及第二偏差时间Tms2后，根据等式可知：
Figure GDA0002431688810000111
Figure GDA0002431688810000112
在确定了单向延时时间Tdey以及时钟偏移时间ΔT后，从播放设备根据时钟偏移时间以及本地时间重新确定自身的播放时间，从而实现与主播放设备同时播放音频信号，通过公式可知，
Figure GDA0002431688810000113
Figure GDA0002431688810000114
即从播放设备本地时间减去时钟偏移时间ΔT等于主播放设备经单向延时时间Tdey延迟后相等，各从播放设备本地时间经过调整后同步播放音频信号。
基于上述音频同步方法，本发明还提出一种音频同步方法，在本发明音频同步方法另一施例中，如图7所示，该音频同步方法包括：
步骤S210、从播放设备通过电力线接收由所述主播放设备周期性发出的包含请求信息的电力载波信号，以及对应输出响应信息，所述响应信息携带请求信息接收时间以及响应信息发送时间。
从播放设备一直处于等待接收及转发信号的状态，通过电力线周期性的从主播放设备接收请求信息，并记录请求信息接收的时间，经过对请求信息进行解析处理后从播放设备对应输出响应信息，在输出响应信息时，从播放设备记录响应信息发出时间，并储存在响应信息中。
步骤S220、通过电力线调制输出包含响应信息的电力载波信号至所述主播放设备，以使主播放设备根据所述请求信息的发送及接收时间和响应信息的发送及接收时间确定主播放设备与从播放设备的单向延时时间和时钟偏移时间。
从播放设备输出响应信息后，由于响应信息为数字信号无法在在电力线中传输，需要进行调制为电力载波信号输出到电力线中，主播放设备解调接收响应消息后，记录响应信息接收时间，同时获得请求信息接收的时间以及响应信息发出的时间，在此之前，主播放设备在发出请求信息时同样记录了请求信息发出的时间，因此，主播放设备根据请求信息及响应信息收发的四个时间点可确定主播放设备与从播放设备之间的单向延时时间及时钟偏移时间，单向延时时间为请求信息或者响应信息发送过程所需的时间，时钟偏移时间为主播放设备与从播放设备本地时间的偏差时间。
步骤S230、通过电力线接收包含时钟偏移时间的电力载波信号并解调获取时钟偏移时间，同时根据时钟偏移时间修正本地时间。
具体的，主播放设备在确定了时钟偏移时间后，将该时钟偏移时间通过电力线调制输出到从播放设备，从播放设备根据时钟偏移时间修正当前的本地时间，如图3所示，例如当主播放设备在T1等于101时刻发出请求信息，从播放设备在T2等于106接收请求信息，则根据Tms1＝T2-T1＝Tdey+ΔT可知，Tms1等于5，从播放设备在T3等于111时刻发出响应信息，主播放设备在108时刻接收响应信息，则根据Tms2＝T4-T3＝Tdey-ΔT可知，Tms2等于-3，因此可知，Tdey等于1，等于4，从播放设备在T2时刻接收到绝对偏移时间后修正本地时间，即修正后的时间T2＝(106-4)＝102，主播放设备经延时时间Tdey延时后的时间T1＝101+1＝102，因此，主、从播放设备实现了时钟同步。
步骤S240、获取音频信号，确定播放时间，并根据播放时间播放音频信号。
其中，从播放设备可以从其他播放设备中获取音频信号，也可以从外部设备中获取音频信号。
具体的，在其他播放设备向从播放设备传输音频信号时，此时，从播放设备获取音频信号，确定播放时间包括：从电力线中接收包含音频信号的电力载波信号。解析包含音频信号的电力载波信号，获取音频信号，并从音频信号中确定播放时间。其中，音频信号中携带有播放时间。
也就是说，从播放设备从电力线中接收包含音频信号的电力载波信号后，解调此电力载波信号，从而获取音频信号，音频信号中携带有播放时间，可以解析音频信号，获取播放时间。在达到播放时间后，播放音频信号。
在从播放设备从外部设备获取音频信号时，从播放设备还需将获取的音频信号发送至其他播放设备，此时从播放设备获取音频信号，确定播放时间包括：从播放设备从外部设备获取音频信号，及播放时间。从播放设备在确定播放时间之后，还需执行下述步骤，即为从播放设备将播放时间添加至音频信号，通过电力线发送至其他播放设备
也就是说，从播放设备从外部设备获取到待播放的音频信号。在外部设备给出播放时间时，从播设备可以外部设备给出的播放时间确定为播放时间。在外部设备没有给出播放时间时，可以根据预设规则确定播放时间。例如，预设规则为：接收到音频信号后的1分钟后播放，或是其他规则，本发明对此不做限制。从播放设备在确定出播放时间后，将确定出的播放时间添加至音频信号，将此音频信号调制为电力载波信号，并通过电力线传输至其他播放设备，以便其他播放设备从电力线中获取到音频信号，在达到播放时间后，播放音频信号。此从播放设备在达到播放时间后，播放音频信号，实现音频信号的同步播放。
如图8所示，在进一步地实施例中，从播放设备周期性通过电力线解调接收包含请求信息的电力载波信号，以及对应输出响应信息，所述响应信息携带请求信息接收时间以及响应信息发送时间具体包括：
步骤S211、从播放设备通过电力线接收由主播放设备周期性发出的包含请求信息的电力载波信号。
具体的，从播放设备通过电力线与主播放设备连接，一直处于待接收状态，主播放设备周期性的发出包含请求信息的电力载波信号到电力线中，从播放设备则从电力线中接收电力载波信号，并对电力载波信号进行解调处理。
步骤S212、从所述主播放设备发出的电力载波信号中解调获得请求信息，并记录请求信息的接收时间。
具体的，从播放设备在修正本地时钟后随着时间推移，本地时钟由于时钟快慢的问题造成与主播放设备再次不同步的问题，所以，从播放设备需要周期性的通过电力线接收请求信息，以实现与主播放设备的持续通信，从播放设备将请求信息解调并进行处理，并记录请求信息的接收时间。
步骤S213、根据请求信息对应输出响应信息，并记录响应信息的发出时间。
在从播放设备持续与主播放设备保持通信时，根据主播放设备发出的请求信息，从播放设备对应输出响应信息，以表征通信正常，同时，从播放设备记录响应信息的发出时间，并将响应信息的发出时间及请求信息的接收时间储存在响应信息内，从而主播放设备根据响应信息可知请求信息的接收时间以及响应信息的发出时间。
如图9所示，本发明还提出一种音频同步***，包括主播放设备及至少一个从播放设备，主播放设备与至少一个从播放设备间通过电力线连接。
需要说明的是，播放设备可以是具有向音频转换设备发送音频信号功能的具有发声装置的设备，例如有源音箱、无源音箱、扬声器或喇叭等，在此不做限定，本实施例中，主播放设备和从播放设备可以与电力线直接连接，也可以通过插座或其他连接头与电力线连接，方便安装拆卸。
进一步的，从播放设备可以为一个，也可以为多个，根据实际安装现场进行选择。本发明通过电力线载波的方式进行音频信号的传输，可以有效的减少音频传输线缆的数量，提高了音频同步***的可靠性，并且当需要扩展声道时，只需将需要安装的从播放设备与电力线连接即可实现声道的扩展。
主播放设备，用于实现上述描述主播放设备的音频同步方法的设备，主播放设备工作时，发送包含请求信息的电力载波信号和/或者音频信号，接收包含响应信息的电力载波信号，记录请求信息发出时间以及响应信息接收时间，同时获得请求信息接收的时间以及响应信息发出的时间，从而根据四个时间点确定主从播放设备之间的单向延时时间及时钟偏移时间，主播放设备接收外部设备发送的音频信号，并将此音频信号通过电力线传输至各从播放设备。
从播放设备，用于实现上述从播放设备的音频同步方法的设备，从播放设备则从电力线中解调出时钟偏移时间和/或音频信号，并根据钟偏移时间修正各自的本地时间，修正后的时间与主播放设备经单向延时时间延迟后的时间一致，在达到播放时间后同时输出音频信号，从而实现音频信号的同步输出。
如图10所示，在本发明音频同步***中一实施例中，主播放设备包括第一调制解调器11、第一控制器12及第一播放器13，第一调制解调器11一端连接电力线，另一端与第一控制器12连接，第一控制器12还与第一播放器13连接。
具体的，第一调制解调器11用于将接收到的信号进行调制输出或者解调接收到的信号，实现数模信号的转换，第一控制器12用于接收音频信号以及发送请求信息和接收响应信息，并记录请求信息发出时间和响应信息接收时间，根据预设算法确认主播放设备与从播放设备之间的单向延时时间以及时钟偏移时间，并在延时单向延时时间后控制第一播放器13播放接收到的音频信号。
如图11所示，在本发明音频同步***中另一实施例中，从播放设备包括第二调制解调器21、第二控制器22及第二播放器23，如图11所示，第二调制解调器21的一端连接电力线，另一端与第二控制器22连接，第二控制器22还与第二播放器23连接。
第二调制解调器21用于从电力线中调制接收信号和解调输出信号，第二控制器22用于接收请求信息和发送响应信息，并记录请求信息接收时间以及响应信息的发出时间，同时将时间信息储存在响应信息中发送到主播放设备中的第一控制器12，在主播放设备将需要播放的音频信号通过电力线发送到第二调制解调器21中，第二调制解调器21将音频信号解调并发送到第二控制器22中，第二控制器22修正自身的本地时间后输出音频信号到第二播放器23，实现音频同步输出。
以下，结合图1至图11说明本发明音频同步***的工作原理：
首先，主播放设备10的第一控制器12与至少一个从播放设备的第二控制器22进行交互通信，确定与从播放设备的时钟偏移时间以及通过第一控制器12接收音频信号。然后，将时钟偏移时间和音频信号通过主播放设备10的第一调制解调器11调制输出到电力线。
接着，从播放设备的第二调制解调器21从电力线中解调出时钟偏移时间和音频信号。
最后，从播放设备的第二控制器22根据时钟偏移时间确定播放时间，并在播放时间到后通过第二播放器23同步播放音频信号，同时主播放设备的第一控制器12在延时单向延时时间后控制第一播放器13播放音频信号。本发明音频同步***通过电力线载波进行音频信号的传输，简化了音响***的线路结构，同时方便音响***的扩展升级，并且主播放设备与至少一个从播放设备在电力线载波的基础上进行交互通信完成主从播放设备的播放时间同步，进而实现音频同步***的各播放设备同步发声。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (13)

1.一种音频同步方法，其特征在于，应用于音频同步***，所述音频同步***包括主播放设备及至少一个从播放设备，所述主播放设备与至少一个从播放设备之间通过电力线连接；所述音频同步方法包括：
所述主播放设备周期性通过所述电力线输出包含请求信息的电力载波信号至所述至少一个从播放设备；
通过所述电力线接收所述至少一个从播放设备输出的包含响应信息的电力载波信号，并解调获得所述响应信息，所述响应信息携带对应的从播放设备的请求信息接收时间以及响应信息发送时间；
根据所述请求信息的发送及接收时间、所述响应信息的发送及接收时间和预设公式，确定所述主播放设备与所述至少一个从播放设备的单向延时时间和时钟偏移时间，其中，所述预设公式为：
Figure FDA0002431688800000011
Figure FDA0002431688800000012
其中，T1为请求信息发送的时间，T2为请求信息接收的时间，T3为响应消息发送的时间，T4为响应消息接收的时间，ΔT为时钟偏移时间，Tdey为单向延时时间；
所述主播放设备调制输出包含所述时钟偏移时间的电力载波信号至对应的从播放设备，以供所述从播放设备根据所述时钟偏移时间修正本地时间；
所述主播放设备获取音频信号，确定播放时间，并根据所述播放时间，播放音频信号。
2.根据权利要求1所述的音频同步方法，其特征在于，所述主播放设备获取音频信号，确定播放时间包括：
从所述电力线中接收包含所述音频信号的电力载波信号；其中，所述音频信号中携带有播放时间；
解析所述包含所述音频信号的电力载波信号，获取音频信号，并从所述音频信号中确定播放时间。
3.根据权利要求1所述的音频同步方法，其特征在于，所述主播放设备获取音频信号，确定播放时间，并根据所述播放时间，播放音频信号包括：
所述主播放设备从外部设备获取音频信号，并根据各个从播放设备的单向延时时间，确定音频信号的播放时间；
所述主播放设备通过所述电力线向所述从播放设备发送携带有播放时间的音频信号；
所述主播放设备在到达播放时间时，播放所述音频信号。
4.根据权利要求1所述的音频同步方法，其特征在于，所述主播放设备周期性通过所述电力线输出包含请求信息的电力载波信号至所述至少一个从播放设备具体包括：
所述主播放设备周期性的生成请求信息；
将所述请求信息调制为电力载波信号；
通过电力线将所述电力载波信号发送至所述至少一个从播放设备，并记录所述电力载波信号的发送时间，其中将所述电力载波信号的发送时间作为所述请求信息的发送时间。
5.根据权利要求4所述的音频同步方法，其特征在于，所述通过所述电力线接收所述至少一个从播放设备输出的包含响应信息的电力载波信号，并解调获得所述响应信息具体包括：
所述主播放设备通过所述电力线接收所述至少一个从播放设备输出的包含响应信息的电力载波信号；
从所述至少一个从播放设备输出的电力载波信号中解调获得所述响应信息，并记录响应信息的接收时间。
6.根据权利要求5所述的音频同步方法，其特征在于，所述根据所述请求信息的发送及接收时间和响应信息的发送及接收时间，确定所述主播放设备与所述至少一个从播放设备的单向延时时间和时钟偏移时间具体包括：
根据所述请求信息的发送时间和接收时间确定第一偏差时间；
根据所述响应信息的发送时间和接收时间确定第二偏差时间；
根据所述第一偏差时间及第二偏差时间确定主播放设备与所述至少一个从播放设备的单向延时时间和时钟偏移时间。
7.一种音频同步方法，其特征在于，应用于音频同步***，所述音频同步***包括主播放设备及至少一个从播放设备，所述主播放设备与至少一个从播放设备间通过电力线连接；所述音频同步方法包括：
所述从播放设备通过所述电力线接收由所述主播放设备周期性发出的包含请求信息的电力载波信号，以及对应输出响应信息，所述响应信息携带请求信息接收时间以及响应信息发送时间；
通过所述电力线调制输出包含响应信息的电力载波信号至所述主播放设备，以使所述主播放设备根据所述请求信息的发送及接收时间和响应信息的发送及接收时间和预设公式确定主播放设备与从播放设备的单向延时时间和时钟偏移时间，其中，所述预设公式为：
Figure FDA0002431688800000031
Figure FDA0002431688800000032
其中，T1为请求信息发送的时间，T2为请求信息接收的时间，T3为响应消息发送的时间，T4为响应消息接收的时间，ΔT为时钟偏移时间，Tdey为单向延时时间；
通过所述电力线接收包含所述时钟偏移时间的电力载波信号并解调获取所述时钟偏移时间，同时根据所述时钟偏移时间修正本地时间；
获取音频信号，确定播放时间，并根据所述播放时间播放所述音频信号。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述获取音频信号，确定播放时间包括：
从电力线中接收包含音频信号的电力载波信号；
解析所述电力载波信号，获取所述音频信号；所述音频信号中携带有播放时间；
在所述音频信号中确定出所述播放时间。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述获取音频信号，确定播放时间包括：
从外部设备获取音频信号，及播放时间；
在所述确定播放时间之后，还包括：
将所述播放时间添加至所述音频信号，通过所述电力线发送至其他播放设备。
10.根据权利要求7所述的音频同步方法，其特征在于，所述从播放设备周期性通过所述电力线解调接收包含请求信息的电力载波信号，以及对应输出响应信息，所述响应信息携带请求信息接收时间以及响应信息发送时间具体包括：
所述从播放设备通过所述电力线接收由所述主播放设备周期性发出的包含请求信息的电力载波信号；
从所述主播放设备发出的电力载波信号中解调获得请求信息，并记录请求信息的接收时间；
根据请求信息对应输出响应信息，并记录响应信息的发送时间。
11.一种音频同步***，其特征在于，包括主播放设备及至少一个从播放设备，所述主播放设备与至少一个从播放设备间通过电力线连接；其中，
所述主播放设备为执行上述权利要求1-6任一项所述的音频同步方法的设备；
所述从播放设备为执行上权利要求7-10任一项所述的音频同步方法的设备。
12.根据权利要求11所述的音频同步***，其特征在于，所述主播放设备包括第一调制解调器、第一控制器及第一播放器；所述第一调制解调器一端连接所述电力线，另一端与所述第一控制器连接，所述第一控制器还与所述第一播放器连接。
13.根据权利要求11所述的音频同步***，其特征在于，所述从播放设备包括第二调制解调器、第二控制器及第二播放器；所述第二调制解调器的一端连接所述电力线，另一端与所述第二控制器连接，所述第二控制器还与所述第二播放器连接。
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