CN117376804A - 扬声器单元的运动检测 - Google Patents

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CN117376804A CN202310804400.7A CN202310804400A CN117376804A CN 117376804 A CN117376804 A CN 117376804A CN 202310804400 A CN202310804400 A CN 202310804400A CN 117376804 A CN117376804 A CN 117376804A
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Abstract

在各种实施方案中，一种计算机实现的方法包括：检测到扬声器单元已经移动到第一位置；基于与所述扬声器单元相关联的定位信息来确定所述扬声器单元相对于目标收听区域的位置和取向；使用基于所述位置和所述取向确定的滤波器来对输入音频信号进行滤波以生成经滤波的音频信号；以及使用一个或多个扩音器输出所述经滤波的音频信号。

Description

扬声器单元的运动检测
技术领域
各种实施方案总体上涉及音频输出装置，并且更具体地涉及扬声器单元的运动检测。
背景技术
通常希望通过音响***(诸如扬声器组)输出音频。音频输出装置通常位于物理空间内的某些位置。例如，给定的房间包括在视频播放装置(诸如电视或计算机)附近的条形音箱，其中附加的卫星扬声器靠近条形音箱定位。在另一个示例中，房间可包括被组织为家庭影院的扬声器，其中中央扬声器位于房间前墙的中心附近，并且左前、右前、左后和右后扬声器分别定位在房间的对应角落。视频回放装置向每个扬声器传输信号，使得物理空间内的收听者听到所有扬声器的组合输出。
在常规音响***的操作期间，定位在收听环境中的扬声器生成声场。常规音响***的声场高度依赖于扬声器的定位和取向。典型的声场包括一个或多个“最佳听音点”。最佳听音点通常对应于收听者在收听环境中所在的目标位置。在声场中，最佳听音点通常被调谐以产生理想的音质。因此，定位在最佳听音点的收听者将听到收听环境中的音响***可提供的最佳音质。因此，一个或多个最佳听音点通常高度依赖于扬声器的定位和取向。
例如，图1是示出现有技术模块化扬声器***100的示意图。如图所示，模块化扬声器***100包括集线器扬声器单元102和扬声器单元104。集线器扬声器单元102包括扩音器112。扬声器单元104包括扩音器114和超低音扬声器116。出于解释的目的，相似对象的多个实例用标识对象的附图标记和在需要时标识实例的附加括号中数字来表示。
模块化扬声器***100以多种布置操作。例如，模块化扬声器***100可在第一布置110中作为条形音箱操作，其中多个扬声器单元104(例如，104(1)和104(2))附接到和/或靠近集线器扬声器单元102。扬声器单元104的移动120致使模块化扬声器***100在第二布置130中操作，其中扬声器单元104处于收听环境内的不同位置。
在各种实施方案中，集线器扬声器单元102的扩音器112(例如，112(1)、112(2)、112(3))和相应的扬声器单元102、104的扩音器114(例如，114(1)、114(2)、114(3)等)通过产生生成声场的声波来再现音频信号。集线器扬声器单元102和/或扬声器单元扬声器单元104驱动相应的扩音器112、114在特定方向上生成声波以在特定位置生成声场。例如，集线器扬声器单元102中包括的扩音器112生成单独的声波132(例如，132(1)、132(2)、132(3))，这些声波组合以生成围绕目标收听区域140的最佳听音点136。
值得注意的是，当扬声器单元104定位在远离集线器扬声器单元102的位置时，扬声器单元104可能不会生成能组合生成声场以在目标收听区域140处形成最佳听音点136的声波。例如，扬声器单元104(1)、104(2)可驱动相应的扬声器组114以在一定方向上生成声波134(1)、134(2)，其中相应的声波134(1)、134(2)与集线器扬声器单元102产生的声波132组合以生成不包含目标收听区域140的最佳听音点136。结果，定位在目标收听区域140内的收听者听不到声波的优化版本，并且因此具有降低的收听体验。因此，模块化扬声器***100的扬声器单元104的定位导致在收听环境的区域中生成次优的声场。
此外，常规音响***的另一个缺点是在收听环境中设置常规音响***是缓慢而微妙的过程。在设置期间，手动地将扬声器放置在收听环境中，其中扬声器的放置会影响最佳听音点的位置。结果，需要收听者对一个或多个扬声器执行迭代的手动调整以确定特定位置和取向是否听起来比备选的位置和取向更好。替代地，收听者进行各种测试，使用各种调谐装备，和/或进行各种计算以确定扬声器的可能的理想定位和取向。一旦确定了那些可能的理想定位和取向，收听者就相应地手动调整每个扬声器的定位和取向。确定、定位和取向可能是缓慢的过程。
另外，每当说话者改变位置时，收听者都需要执行这样的过程。由于困难的校准过程，不鼓励收听者移动任何校准过的扬声器，包括以其他方式配置为在收听环境内的广泛范围的位置操作的便携式扬声器。
如前所述，需要用于从已经改变位置的多个扬声器提供音频的更有效技术。
发明内容
在各种实施方案中，一种计算机实现的方法包括：检测到扬声器单元已经移动到第一位置；基于与所述扬声器单元相关联的定位信息来确定所述扬声器单元相对于目标收听区域的位置和取向；使用基于所述位置和所述取向确定的滤波器来对输入音频信号进行滤波以生成经滤波的音频信号；以及使用一个或多个扩音器输出所述经滤波的音频信号。
其他实施方案尤其提供一种存储用于实现上面阐述的方法的指令的非暂时性计算机可读存储介质，以及一种被配置为实现上面阐述的方法的***。
所公开的技术相对于现有技术的至少一个技术优势在于，利用所公开的技术，模块化扬声器***校准***中的扬声器单元以生成优化的声场，而无需用户执行迭代的定位和校准过程。特别地，每当扬声器单元移动时，所公开的技术自动地校准模块化扬声器***。此外，所公开的技术减少了确定扬声器单元的位置的次数，这提供了优化的声场，同时使用比常规校准方法更少的处理资源并且消耗更少的功率。这些技术优势提供优于现有技术方法的一个或多个技术改进。
附图说明
为了能够详细地理解各种实施方案的上述特征，可通过参考各种实施方案来对以上简要概述的发明构思进行更具体的描述，附图中示出了这些实施方案中的一些。然而，应注意，附图仅示出了发明构思的典型实施方案，并且因此决不应被认为是对范围的限制，并且存在其他同等有效的实施方案。
图1是示出现有技术模块化扬声器***的示意图；
图2是被配置为实现本公开的一个或多个方面的模块化扬声器***的概念框图；
图3是根据本公开的各种实施方案的图2的模块化扬声器***中包括的扬声器单元的示意图，所述扬声器单元操作以将定位信息传输到集线器扬声器单元；
图4是根据本公开的各种实施方案的图2的模块化扬声器***中包括的集线器扬声器和附加扬声器单元的示意图，所述集线器扬声器和所述附加扬声器单元操作以生成目标收听区域的声场；
图5是根据本公开的各种实施方案的用于集线器扬声器单元基于定位信息来确定扬声器单元的位置以生成用于再现音频信号的滤波器的方法步骤的流程图；
图6是根据本公开的各种实施方案的用于扬声器单元传输传感器数据以识别与生成经滤波的音频信号相关联的新位置的方法步骤的流程图；
图7是根据本公开的各种实施方案的用于扬声器单元处理定位信息以生成滤波器来生成经滤波的音频信号的方法步骤的流程图；并且
图8是根据本公开的各种实施方案的用于集线器扬声器单元生成一个或多个滤波器以生成一个或多个经滤波的音频信号的方法步骤的流程图。
具体实施方式
在以下描述中，阐述了许多特定细节以提供对各种实施方案的更加透彻的理解。然而，对本领域技术人员将明显的是，可在没有这些具体细节中的一个或多个的情况下实践发明构思。
***概述
图2是被配置为实现本公开的一个或多个方面的模块化扬声器***200的概念框图。如图所示但不限制，模块化扬声器***200包括集线器扬声器单元202、扬声器单元204(例如，204(1))、网络208和音频源206。集线器扬声器单元202包括但不限于扩音器210、一个或多个传感器216、输入/输出(I/O)装置接口218、处理器212和存储器214。存储器214包括但不限于控制模块220、滤波器222和位置数据224。扬声器单元204包括但不限于处理器242、存储器244、扩音器248、一个或多个传感器246、I/O装置接口250和一个或多个运动传感器252。存储器214包括但不限于定位模块260、滤波器222(1)、位置数据224(1)和输出渲染模块270。模块化扬声器***100可包括元件的多个实例(即使未示出)，并且仍在所公开的实施方案的范围内。
在操作中，集线器扬声器单元202和/或扬声器单元204基于从传感器216、246和/或运动传感器252中的一者或多者获取的传感器数据生成的定位信息254来跟踪扬声器单元204的移动。基于定位信息254，控制模块220和/或定位模块260确定扬声器单元204的当前位置。控制模块220和/或定位模块260生成用于扬声器单元204的滤波器222(1)。输出渲染模块270使用滤波器222(1)来处理音频信号256以生成经滤波的音频信号。输出渲染模块270通过驱动扩音器248生成经滤波的音频信号中指定的声波来渲染经滤波的音频信号。在各种实施方案中，输出渲染模块226使用一个或多个滤波器222来生成单独的一组经滤波的音频信号。输出渲染模块226用一组经滤波的音频信号驱动扩音器210以生成相应的经滤波的音频信号中的一个或多个声波。由集线器扬声器单元202和扬声器单元204生成的声波进行组合以生成声场，该声场形成包含目标收听区域的最佳听音点。
集线器扬声器单元202是驱动扩音器210部分地生成声场的装置。在各种实施方案中，集线器扬声器单元202包括控制模块220，该控制模块确定模块化扬声器***200中包括的每个扬声器单元204的位置并将该位置存储为位置数据224。在一些实施方案中，控制模块220使用位置数据224来生成一组滤波器222，其中集线器扬声器单元202和每个扬声器单元204使用滤波器来生成定向声波以在收听环境内的特定位置处生成声场。在一些实施方案中，集线器扬声器单元202可经由网络208将位置数据224和/或运动传感器252传输到一个或多个基于云的计算资源，诸如在线优化服务，以确定扬声器单元204和/或滤波器222的位置。
在各种实施方案中，集线器扬声器单元202可以是家庭影院***中的中央单元、条形音箱和/或与一个或多个扬声器单元204通信的另一个装置。集线器扬声器单元202被包括在一个或多个装置中，诸如消费产品(例如，便携式扬声器、游戏产品等)、智能家居装置(例如，智能照明***、安全***、数字助理等)、通信***(例如，电话会议***、视频会议***、扬声器放大***等)等等。在各种实施方案中，集线器扬声器单元202位于各种环境中，包括但不限于室内环境(例如，客厅、会议室、会议厅、家庭办公室等)和/或室外环境(例如，庭院、屋顶、花园等)。
另外地或替代地，在一些实施方案中，集线器扬声器单元202包括参考位置。例如，集线器扬声器单元202的特定点可充当锚定参考位置，根据该锚定参考位置来确定环境内的其他位置。在这种情况下，位置数据224包括作为特定距离和角度(例如，{d，θ})以及相对于参考位置的取向(例如， )的扬声器单元204的位置。类似地，位置数据224包括作为距参考点的特定距离和角度的目标收听区域。在一些实施方案中，控制模块220和/或定位模块260将目标收听区域估计为直接在参考点前方的特定距离。例如，当参考点是集线器扬声器单元202中包括的中央扩音器(例如，扩音器210)的位置时，控制模块220和/或定位模块260可将目标收听区域估计为位于参考点前方的特定距离(例如，3m)处的区域。
处理器212可以是任何合适的处理器，诸如中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)和/或任何其他类型的处理单元，或者不同处理单元的组合，诸如被配置为结合GPU一起操作的CPU。一般来说，处理器212可以是能够处理数据和/或执行软件应用程序的任何技术上可行的硬件单元。
存储器214可包括随机存取存储器(RAM)模块、闪存存储器单元，或者任何其他类型的存储器单元或它们的组合。处理器212被配置为从存储器214读取数据和向该存储器写入数据。在各种实施方案中，存储器214包括非易失性存储器，诸如光学驱动器、磁驱动器、闪存驱动器或其他存储设备。在一些实施方案中，诸如网络208中包括的外部(“云存储设备”)的单独的数据存储区可对存储器214进行补充。存储器214内的控制模块220和/或输出渲染模块226可由处理器212执行以实现集线器扬声器单元202的整体功能，并因此协调模块化扬声器***200作为整体的操作。在各种实施方案中，互连总线(未示出)连接处理器212、存储器214、扩音器210、I/O装置接口218、传感器216以及集线器扬声器单元202的任何其他部件。
控制模块220执行各种技术以确定收听环境中包括的扬声器单元204的位置并且生成一个或多个滤波器222以生成包含目标收听区域的声场。在各种实施方案中，控制模块220从扬声器单元204接收定位信息254和/或生成定位信息254并且处理定位信息254以便生成位置数据224。例如，控制模块220可在扬声器单元204处于运动中时周期性地从扬声器单元204接收定位信息254。在另一个示例中，控制模块220可从传感器216内部获取定位信息254(例如，接收到的光学数据和/或响应于集线器扬声器单元202生成的测试信号而接收到的听觉数据)。
在各种实施方案中，控制模块220聚集定位信息254以跟踪扬声器单元204在环境内的移动。在一些实施方案中，控制模块220聚集从扬声器单元204接收的一系列定位信息254，以便跟踪扬声器单元204在给定的时间段内经历的位置变化。在这种情况下，控制模块220处理聚集的定位信息254以确定扬声器单元204的当前位置。例如，控制模块220将连续的多组定位信息254进行比较以确定扬声器单元204不再运动。在确定扬声器单元204静止时，控制模块220使用聚集的定位信息254来确定整***置变化并确定现在静止的扬声器单元204的当前位置。控制模块220另外使用扬声器单元204的当前位置来确定目标收听区域相对于扬声器单元204的方向。
在各种实施方案中，控制模块220生成用于集线器扬声器单元202和/或扬声器单元204的一组滤波器222。滤波器222包括修改输入音频信号的一个或多个滤波器。在各种实施方案中，给定的滤波器222通过将方向性信息添加到音频信号来修改输入音频信号。例如，滤波器222可包括将生成的声波转向特定方向的各种数字信号处理(DSP)系数。在这种情况下，生成的经滤波的音频信号用于在经滤波的音频信号中指定的方向上生成声波。例如，集线器扬声器单元202可生成用于扬声器单元204的滤波器222(1)。当输出渲染模块270对定位信息254使用滤波器时，生成的经滤波的音频信号包括与目标收听区域相对于扬声器单元204的方向相对应的方向性信息。当输出渲染模块270随后用经滤波的音频信号驱动扩音器248时，扩音器248在经滤波的音频信号中指定的方向上生成声波。
在一些实施方案中，控制模块220生成用于每个扩音器210或扩音器248的子集的单独滤波器222。在一些实施方案中，控制模块220不生成用于扬声器单元204的滤波器。在这种情况下，控制模块220生成用于扩音器210的一个或多个滤波器222，而在相应的扬声器单元202、204中的每一者上操作的定位模块260生成用于扬声器单元204中包括的扩音器248的一个或多个滤波器222。替代地，控制模块220生成用于每个扬声器单元202、204的一组滤波器，并且在特定扬声器单元204移动时更新用于该扬声器单元204的滤波器。例如，控制模块220最初可生成一组滤波器222，该一组滤波器包括用于集线器扬声器单元202中包括的每个相应扩音器210的单独滤波器。在确定特定扬声器单元204已经移动时，控制模块220然后确定扬声器单元204的当前位置并且生成用于扬声器单元204中包括的扩音器248的子集的单独滤波器(例如，滤波器222(1))以在特定方向上生成声波。
在一些实施方案中，控制模块220独立地生成每个滤波器。例如，在确定扬声器单元204(1)已经移动时，控制模块220生成用于特定扬声器单元204(1)的更新的滤波器222(1)。替代地，控制模块220更新多个滤波器222。例如，在确定扬声器单元204(1)已经移动时，控制模块220可确定给定布置中的每个位置并且更新每个滤波器222以便相应的扬声器单元202、204在目标收听区域中生成声场。在一些实施方案中，输出渲染模块226使用多个滤波器来修改音频信号。例如，输出渲染模块226可使用滤波器222来向音频信号添加方向性信息并且可使用诸如均衡滤波器、空间化滤波器等的单独滤波器(未示出)来进一步修改音频信号。
位置数据224是包括收听环境内的一个或多个位置的位置信息的数据集。在一些实施方案中，位置数据224包括相对于参考点的特定坐标。例如，位置数据224可将每个相应的扬声器单元204和/或每个相应的扬声器单元204内的每个特定扩音器248的当前位置和/或取向存储为距特定参考点的距离和角度。在一些实施方案中，位置数据224可包括附加取向信息，诸如相对于法线取向的一组角度(例如，)。在这种情况下，给定的扩音器210、248和/或扬声器单元202、204的位置和取向作为相对于参考点的一组距离和角度存储在位置数据224中。在各种实施方案中，位置数据224还包括计算出的点之间的方向。例如，控制模块220可计算目标收听区域相对于扬声器单元204的位置和取向的方向，并且可将该方向作为矢量存储在位置数据224中。在这种情况下，控制模块220在生成用于扬声器单元204的滤波器222(1)时检索存储的方向。
在各种实施方案中，集线器扬声器单元202、扬声器单元204或集线器扬声器单元202和扬声器单元204的组合处理各种传感器数据以生成用于确定收听环境内的各种单元的位置和/或取向的位置数据224。在这种情况下，集线器扬声器单元202或扬声器单元204处理扬声器单元204的位置数据224(1)以生成用于扬声器单元的滤波器222(1)。另外地或替代地，集线器扬声器单元202或扬声器单元204使用滤波器222从给定的输入音频信号生成经滤波的音频信号。扬声器单元204再现经滤波的音频信号以在收听环境内生成声波。
在各种实施方案中，集线器扬声器单元202或扬声器单元204通过聚集一组定位信息254来确定位置数据224(1)。在一个示例中，扬声器单元204在扬声器单元204的运动期间的各种时间向集线器扬声器单元202传输包括定位信息254的一系列消息。在这种情况下，控制模块220确定扬声器单元204是否已经停止移动，并且在做出确定时，聚集定位信息254以确定从起始位置的轨迹和现在静止的扬声器单元204的位置。在确定扬声器单元204已经停止移动时聚集和处理定位信息254减少了集线器扬声器单元202用来确定扬声器单元204的位置的处理资源，诸如处理器线程、高速缓存存储器等等，因为集线器扬声器单元202可确定扬声器单元204的端点位置，而不是随着扬声器移动而不断地确定扬声器单元204的位置。
在另一个示例中，扬声器单元204在运动期间的各种时间生成传感器数据作为定位信息254。在确定扬声器单元204不再运动时，定位模块260从检测到初始运动的位置聚集定位信息以确定当前位置。在确定当前位置后，定位模块260将扬声器单元204的当前位置存储在位置数据224(1)中和/或将当前位置作为定位信息254传输到控制模块220。
替代地，在一些实施方案中，集线器扬声器单元202和/或扬声器单元204使用其他类型的定位算法来确定扬声器单元204的位置数据224(1)。在各种示例中，集线器扬声器单元202和/或扬声器单元204执行各种类型的三角测量算法以在确定扬声器单元204不再移动时确定扬声器单元204的当前位置。当执行这种三角测量算法时，集线器扬声器单元202和/或扬声器单元204使用各种数量的发射器和/或检测器来获取各种类型的数据(例如，同步信号、定时信号、听觉传感器数据、光学传感器数据、角度旋转数据等)以确定现在静止的扬声器单元204的当前位置和/或当前取向。执行这样的定位算法减少了集线器扬声器单元202和/或扬声器单元204用来确定扬声器单元204的位置的计算资源。例如，通过恰好在扬声器单元204停止移动的时间执行定位算法，减少了集线器扬声器单元202和/或扬声器单元204用于执行定位算法的处理资源。此外，模块化扬声器***200释放了与在集线器扬声器单元202和扬声器单元204之间传输用于确定扬声器单元204的位置的消息相关联的带宽，因为模块化扬声器***200在扬声器单元204不移动时不传输消息。
在一些实施方案中，集线器扬声器单元202包括单个发射器，并且扬声器单元204包括多个检测器。集线器扬声器单元202发射一种或多种类型的信号，诸如亚音速脉冲、超声波脉冲等等。在这种情况下，扬声器单元204生成定位信息254，该定位信息包括扬声器单元204中包括的每个检测器接收到由集线器扬声器单元202发射的信号的时间。通过将扬声器单元204中包括的每个检测器接收到信号的时间与集线器扬声器单元202发射信号的时间进行比较，确定了集线器扬声器单元202中的发射器与扬声器单元204中包括的检测器之间的相应距离。然后使用检测器之间的相应距离和已知间隔来确定扬声器单元204相对于集线器扬声器单元202的当前位置。在一些示例中，集线器扬声器单元202发射信号的时间通过发送具有发射时间的消息或在发射信号时向扬声器单元204发射脉冲(例如，使用RF、红外线和/或某种其他速度的光介质)被传送到扬声器单元204。在一些实施方案中，扬声器单元204传输定位信息254以供控制模块220处理以确定扬声器单元204的当前位置并将当前位置存储为位置数据224。替代地，在一些实施方案中，在扬声器单元204中操作的定位模块260处理该信息并将所确定的当前位置存储为位置数据224(1)。
在一些实施方案中，扬声器单元204包括单个发射器，并且集线器扬声器单元202包括多个检测器。扬声器单元204发射一种或多种类型的信号，诸如亚音速脉冲、超声波脉冲等等。在这种情况下，集线器扬声器单元202生成定位信息254，该定位信息包括集线器扬声器单元202中包括的每个检测器接收到由扬声器单元204发射的信号的时间。通过将集线器扬声器单元202中包括的每个检测器接收到信号的时间与扬声器单元204发射信号的时间进行比较，确定了扬声器单元204中的发射器与集线器扬声器单元202中包括的检测器之间的相应距离。然后使用检测器之间的相应距离和已知间隔来确定扬声器单元204相对于集线器扬声器单元202的当前位置。在一些示例中，扬声器单元204发射信号的时间通过发送具有发射时间的消息或在发射信号时向集线器扬声器单元202发射脉冲(例如，使用RF、红外线和/或某种其他速度的光介质)被传送到集线器扬声器单元202。在一些实施方案中，集线器扬声器单元202传输定位信息254以供定位模块260处理以确定扬声器单元204的当前位置和/或取向并将当前位置和/或取向存储为位置数据224(1)。替代地，在一些实施方案中，在集线器扬声器单元202中操作的控制模块220处理该信息并将所确定的当前位置和/或取向存储为位置数据224的一部分。
在一些实施方案中，集线器扬声器单元202包括多个发射器，并且扬声器单元204包括单个检测器。集线器扬声器单元202从每个相应的发射器发射一种或多种类型的信号，诸如亚音速脉冲、超声波脉冲等等。在这种情况下，扬声器单元204生成定位信息254，该定位信息包括扬声器单元204中包括的检测器接收到由发射器发射的每个相应信号的时间。通过将扬声器单元204中包括的检测器接收到相应信号的时间与集线器扬声器单元202发射相应信号的时间进行比较，确定了集线器扬声器单元202中的相应发射器与扬声器单元204中包括的检测器之间的相应距离。然后使用发射器之间的相应距离和已知间隔来确定扬声器单元204相对于集线器扬声器单元202的当前位置。在一些示例中，集线器扬声器单元202发射相应信号的一个或多个时间通过发送具有发射时间的消息或在发射相应信号时向扬声器单元204发射脉冲(例如，使用RF、红外线和/或某种其他速度的光介质)被传送到扬声器单元204。在一些实施方案中，扬声器单元204传输定位信息254以供控制模块220处理以确定扬声器单元204的当前位置并将当前位置存储为位置数据224的一部分。替代地，在一些实施方案中，在中心扬声器单元202中操作的定位模块260处理该信息并将所确定的当前位置存储为位置数据224(1)。
在一些实施方案中，扬声器单元204包括多个发射器，并且集线器扬声器单元202包括单个检测器。扬声器单元204从每个相应的发射器发射一种或多种类型的信号，诸如亚音速脉冲、超声波脉冲、红外信号等等。在这种情况下，集线器扬声器单元202生成定位信息254，该定位信息包括集线器扬声器单元202中包括的检测器接收到由发射器发射的每个相应信号的时间。通过将集线器扬声器单元202中包括的检测器接收到相应信号的时间与扬声器单元204发射相应信号的时间进行比较，确定了扬声器单元204中的相应发射器与集线器扬声器单元202中包括的检测器之间的相应距离。然后使用发射器之间的相应距离和已知间隔来确定扬声器单元204相对于集线器扬声器单元202的当前位置。在一些示例中，扬声器单元204发射相应信号的一个或多个时间通过发送具有发射时间的消息或在发射相应信号时向集线器扬声器单元202发射脉冲(例如，使用RF、红外线和/或某种其他速度的光介质)被传送到集线器扬声器单元202。在一些实施方案中，集线器扬声器单元202传输定位信息254以供定位模块260处理以确定扬声器单元204的当前位置和/或取向并将当前位置和/或取向存储为位置数据224(1)。替代地，在一些实施方案中，在集线器扬声器单元202中操作的控制模块220处理该信息并将所确定的当前位置和/或取向存储为位置数据224的一部分。
在一些实施方案中，扬声器单元204包括一个或多个磁力计或用于确定扬声器单元204相对于固定方向(例如，磁北)的取向的其他取向传感器。集线器扬声器单元202中的类似传感器用于确定集线器扬声器单元相对于同一固定方向的取向。然后使用扬声器单元204的取向与集线器扬声器单元202的取向之间的差异来确定扬声器单元204相对于集线器扬声器单元202的取向。在一些其他实施方案中，扬声器单元204或集线器扬声器单元202包括可用于确定接收到用来确定扬声器单元204的位置的信号的方向的方向检测器。然后使用接收到信号的方向来确定扬声器单元204相对于集线器扬声器单元202的取向。
在一些实施方案中，集线器扬声器单元202计算扬声器单元204的取向。在这种情况下，控制模块220将取向存储为位置数据224的一部分，或者在定位信息254中传输取向以供定位模块260将取向存储为位置数据224(1)。替代地，在一些实施方案中，在扬声器集线器中操作的定位模块260确定取向。在这种情况下，定位模块260将取向存储在位置数据224(1)中，或者在定位信息254中传输取向以供控制模块220将取向存储为位置数据224的一部分。
输出渲染模块226处理音频信号并通过驱动扩音器210生成对应于音频信号的一个或多个声波来渲染音频信号。在各种实施方案中，输出渲染模块226是DSP，其通过使用具有特定DSP系数的滤波器222处理给定的输入音频信号来生成经滤波的音频信号，该经滤波的音频信号将生成的声波转向特定方向。在这种情况下，输出渲染模块226渲染经滤波的音频信号以生成声波。如上所讨论，使用滤波器222将方向性信息添加到经滤波的音频信号，使得集线器扬声器单元202对经滤波的音频信号的渲染在特定方向生成声波。在一些实施方案中，输出渲染模块226通过将音频信号分离成单独的空间化音频信号来处理音频。在这种情况下，所产生的声波致使收听者听到音频的源自特定位置的部分(例如，发生在收听环境右侧的***)。
传感器216包括获取关于收听环境的数据的各种类型的传感器。例如，集线器扬声器单元202可包括听觉传感器以接收多种类型的声音(例如，亚音速脉冲、超声波声音、语音命令等)。在一些实施方案中，传感器216包括其他类型的传感器。其他类型的传感器包括光学传感器，诸如RGB相机、飞行时间相机、红外相机、深度相机、快速响应(QR)代码跟踪***、诸如加速度计或惯性测量单元(IMU)(例如，三轴加速度计、陀螺仪传感器和/或磁力计)的运动传感器、压力传感器等等。另外，在一些实施方案中，传感器216可包括无线传感器，包括射频(RF)传感器(例如，声纳和雷达)，和/或无线通信协议，包括蓝牙、蓝牙低功耗(BLE)、蜂窝协议和/或近场通信(NFC)。
在各种实施方案中，控制模块220使用由传感器216获取的传感器数据来生成定位信息254和/或位置数据224。例如，集线器扬声器单元202包括发射上述定位信号的一个或多个发射器，其中集线器扬声器单元202和/或扬声器单元204包括生成听觉数据的检测器，该听觉数据包括定位信号。控制模块220处理接收到的听觉数据。控制模块220确定听觉数据代表扬声器单元204反射定位信号，并且使用定时数据，诸如定位信号的发射和定位信号的反射之间的时间，以便确定扬声器单元204的位置和/或取向。在一些实施方案中，控制模块220将多种类型的传感器数据进行组合以跟踪扬声器单元204的运动。例如，控制模块220可将听觉数据和光学数据(例如，相机图像或红外数据)进行组合以便确定扬声器单元204在给定时间的位置和取向。
I/O装置接口218包括用于提供本文描述的功能的任何数量的不同I/O适配器或接口。例如，I/O装置接口218可包括有线和/或无线连接，并且可使用各种格式或协议。在另一个示例中，集线器扬声器单元202通过I/O装置接口218可接收来自传感器216的传感器数据、输入信号和/或经由输入装置的消息，并且可向输出装置提供输出信号以产生各种形式的输出(例如，在超声波发射器生成的超声波脉冲)。
扬声器单元204被包括在与集线器扬声器单元202结合操作的一组一个或多个扬声器单元204中。在各种实施方案中，扬声器单元204是无线装置，其包括与集线器扬声器单元202不同的电源并且可使用该电源驱动扩音器248。例如，扬声器单元204可包括为处理器242和扩音器248提供电力的一个或多个电池。在各种实施方案中，扬声器单元204使用一个或多个传感器246和/或运动传感器252来检测扬声器单元204正在移动。在这种情况下，一个或多个传感器246和/或运动传感器252获取传感器数据。定位模块260处理获取的传感器数据以生成定位信息254。在一些实施方案中，定位模块260使用定位信息254来生成位置数据224(1)并生成用于扬声器单元204的滤波器222(1)。替代地，在一些实施方案中，扬声器单元204使用有线或无线通信介质将定位信息254作为一个或多个消息和/或数据包传输到集线器扬声器单元202。例如，扬声器单元204在获取一组定位信息254后可生成在有效载荷中包括定位信息254的消息并且通过WiFi或蓝牙通信通道无线地传输该消息。在这种情况下，控制模块220生成滤波器222(1)。在这种情况下，扬声器单元204从集线器扬声器单元202接收滤波器222(1)以供输出渲染模块270使用。
处理器242可以是任何合适的处理器，诸如中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)和/或任何其他类型的处理单元，或者不同处理单元的组合，诸如被配置为结合GPU一起操作的CPU。一般来说，处理器242可以是能够处理数据和/或执行软件应用程序的任何技术上可行的硬件单元。
存储器244可包括随机存取存储器(RAM)模块、闪存存储器单元，或者任何其他类型的存储器单元或它们的组合。处理器242被配置为从存储器244读取数据和向该存储器写入数据。在各种实施方案中，存储器244包括非易失性存储器，诸如光学驱动器、磁驱动器、闪存驱动器或其他存储设备。在一些实施方案中，诸如网络208中包括的外部的单独的数据存储区可对存储器214进行补充。存储器244内的定位模块260和/或输出渲染模块270可由处理器242执行以实现扬声器单元204的整体功能，并因此协调模块化扬声器***200作为整体的操作。在各种实施方案中，互连总线(未示出)连接处理器242、存储器244、扩音器248、I/O装置接口218、传感器216以及扬声器单元204的任何其他部件。
定位模块260具有与在集线器扬声器单元202中操作的控制模块220类似的功能。在各种实施方案中，定位模块260处理由传感器246和/或运动传感器252获取的传感器数据以生成定位信息254。在一些实施方案中，定位模块260使用有线或无线通信介质而使用一个或多个消息和/或数据包将定位信息254传输到集线器扬声器单元202以供控制模块220处理。在这种情况下，扬声器单元204从集线器扬声器单元202接收位置数据224(1)。替代地，在一些实施方案中，定位模块260处理定位信息254以确定扬声器单元204的当前位置并将当前位置存储为位置数据224(1)。
在一些实施方案中，定位模块260确定扬声器单元204而不是集线器扬声器单元202是在移动还是静止。例如，定位模块260可从扬声器单元204中的另一个部件接收扬声器单元204在移动的指示。例如，当扬声器单元204是可拆卸扬声器时，定位模块260可接收扬声器单元204已从与集线器扬声器单元202的连接点(诸如集线器扬声器单元202上的充电端口)或另一个固定点拆卸的指示信号。在另一个示例中，扬声器单元204可从一个或多个加速度计和/或惯性测量单元接收指示从静止位置移动的加速度数据。在这种情况下，定位模块260致使运动传感器252激活并获取与扬声器单元204的移动相关联的传感器数据。
另外地或替代地，在一些实施方案中，定位模块260基于位置数据224(1)生成滤波器222(1)，而不是从集线器扬声器单元202接收滤波器222(1)。例如，定位模块260可使用存储在存储器244中的位置数据224(1)来确定目标收听区域相对于扬声器单元204的当前位置的方向。定位模块260随后生成滤波器222(1)以供输出渲染模块270用来在生成经滤波的音频信号时将方向添加到给定的音频信号。
传感器246包括获取关于收听环境的数据的各种类型的传感器。例如，传感器246可包括听觉传感器以接收各种类型的声音(例如，亚音速脉冲、超声波声音、语音命令等)。在一些实施方案中，传感器246可包括其他类型的传感器。其他类型的传感器包括光学传感器，诸如RGB相机、飞行时间相机、红外相机、深度相机和/或快速响应(QR)代码跟踪***。另外，在一些实施方案中，传感器246可包括无线传感器，包括射频(RF)传感器(例如，声纳和雷达)，和/或无线通信协议，包括蓝牙、蓝牙低功耗(BLE)、蜂窝协议和/或近场通信(NFC)。
在各种实施方案中，定位模块260使用由传感器246获取的传感器数据来生成位置数据224(1)。例如，当集线器扬声器单元202使用一个或多个发射器来发射定位信号时，扬声器单元204包括一个或多个检测器，该一个或多个检测器生成包括定位信号的听觉数据，并且定位模块260处理接收到的听觉数据。定位模块260确定听觉数据对应于扬声器单元204在当前位置和/或取向接收到定位信号，并且使用定时数据，诸如发射器传输定位信号与检测器接收到定位信号之间的确定时间，以确定扬声器单元204的当前位置和/或取向。
I/O装置接口250包括用于提供本文描述的功能的任何数量的不同I/O适配器或接口。例如，I/O装置接口250可包括有线和/或无线连接，并且可使用各种格式或协议。在另一个示例中，扬声器单元204通过I/O装置接口250可接收来自传感器246和/或运动传感器252的传感器数据、输入信号和/或经由输入装置的消息，并且可向输出装置提供输出信号以产生各种类型的输出(例如，在超声波发射器生成的超声波脉冲)。
运动传感器252包括一个或多个位置传感器，诸如一个或多个加速度计和/或IMU。IMU是类似于三轴加速度计、陀螺仪传感器和/或磁力计的装置。在一些实施方案中，运动传感器252包括多种类型的传感器和组合不同类型的传感器数据的传感器融合集线器。例如，传感器融合集线器可将IMU检测到的变化与来自加速度计的加速度数据组合。运动传感器252的其他配置是可能的。例如，扬声器单元204包括一组光学传感器、一组听觉传感器和/或作为运动传感器252的一部分的定时电路。在这种情况下，集线器扬声器单元202和/或扬声器单元204包括一组光学传感器和/或一组听觉传感器或检测器以获取各种类型的测试信号并且使用定时电路来执行各种三角测量技术，以确定扬声器单元204的当前位置，诸如上面进一步详细地描述。例如，运动传感器252包括检测听觉信号(诸如由集线器扬声器单元202在特定时间生成的亚音速脉冲或超声波脉冲)的听觉传感器。在这种情况下，传感器融合集线器将听觉数据与定时电路生成的定时数据组合以确定扬声器单元204的当前位置和/或取向。
在一些实施方案中，定位模块260处理多种类型的传感器数据以生成对应于扬声器单元204的运动的定位信息254。例如，定位模块260可处理由传感器融合集线器提供的数据以确定自先前测量以来已经发生的移动量(例如，距离和/或取向的变化)。在一些实施方案中，定位模块260将从运动传感器252获取的传感器数据与从其他传感器246获取的传感器数据组合。
在一些实施方案中，扬声器单元204在检测到扬声器单元204从连接点拆卸时激活运动传感器252。在这种情况下，定位模块260在检测到拆卸时激活运动传感器252以获取传感器数据并且在确定扬声器单元204不再移动时停用运动传感器252。
输出渲染模块270通过处理音频信号256和渲染音频信号256而类似于输出渲染模块226来操作。输出渲染模块270通过驱动扩音器248生成对应于音频信号256的一个或多个声波来渲染音频信号256。在一些实施方案中，输出渲染模块270直接从音频源206接收音频信号256。替代地，集线器扬声器单元202通过诸如有线或无线媒体通道的媒体通道将音频信号256流式传输到扬声器单元204。在各种实施方案中，输出渲染模块270是DSP，其通过使用滤波器222(1)来处理给定的输入音频信号以生成经滤波的音频信号。在这种情况下，输出渲染模块270渲染经滤波的音频信号以生成声波。如上所讨论，使用滤波器222(1)将方向性信息添加到经滤波的音频信号，使得扬声器单元204对经滤波的音频信号的渲染在特定方向生成声波。在一些实施方案中，输出渲染模块270通过将音频信号分离成单独的空间化音频信号来处理音频。在这种情况下，所产生的声波致使收听者听到音频的源自特定位置的部分(例如，发生在收听环境右侧的***)。
网络208包括多个网络通信***，诸如路由器和交换机，该多个网络通信***被配置为促进集线器扬声器单元202、扬声器单元204和或其他外部装置之间的数据通信。本领域技术人员将认识到，存在许多技术上可行的技术来构建网络208，包括在部署互联网通信网络中实践的技术。例如，网络208可包括广域网(WAN)、局域网(LAN)和/或无线(Wi-Fi)网络等。
音频源206生成一个或多个音频源信号以被递送到集线器扬声器单元202和/或扬声器单元204中的至少一者。音频源206可以是任何类型的音频装置，诸如个人媒体播放器、智能手机、便携式计算机、电视等。在一些实施方案中，集线器扬声器单元202和/或扬声器单元204直接从音频源206接收一个或多个音频源信号。相应的扬声器单元202、204中包括的相应的输出渲染模块226和/或输出渲染模块270然后可基于从音频源206接收的音频信号256生成声波以在目标收听区域处生成声场。
卫星式扬声器装置的运动检测
图3是根据本公开的各种实施方案的图2的模块化扬声器***200中包括的扬声器单元的示意图300，所述扬声器单元操作以将定位信息传输到集线器扬声器单元。在操作中，当一个或多个扬声器单元204(例如，204(1)、204(2))从第一位置302(例如，302(1)、302(2))移动到第二位置306(例如，306(1)、306(2))时，模块化扬声器***200从第一布置变为第二布置。当给定的扬声器单元204在移动时，生成的定位信息254反映扬声器单元204的轨迹304。在各种实施方案中，使用定位信息254来确定扬声器单元204在第二位置306处的位置和/或取向。
在各种实施方案中，集线器扬声器单元202或扬声器单元204中的至少一者生成定位信息254。例如，如图所示，每个扬声器单元204生成定位信息254(例如，254(1)、254(2))，该定位信息指示扬声器单元204在从第一位置302移动时经历的移动的相应轨迹304(例如，304(1)、304(2))。在这种情况下，扬声器单元204将定位信息254传输到集线器扬声器单元202，并且集线器扬声器单元202基于在第二位置306处的相应位置和取向来生成用于扬声器单元204的滤波器。
替代地，在一些实施方案中，集线器扬声器单元202基于由集线器扬声器单元202获取的传感器数据来生成定位信息254。例如，控制模块220可处理光学数据(例如，相机图像、红外数据等)以确定扬声器单元204(2)的位置在给定的时间段内的变化。在这种情况下，控制模块220确定连续时段内的相对坐标和/或取向以确定扬声器单元204(2)的轨迹304(2)。
在各种实施方案中，扬声器单元204的位置和/或取向被确定为相对于扬声器单元204在第一位置处的位置和/或取向的相对变化。例如，当控制模块220处理定位信息254(1)时，扬声器单元204(1)的当前位置和取向可被存储为一系列位置信息P1、P2，该一系列位置信息包括初始坐标和取向以及第一位置与第二位置之间的相对变化：
P1 ＝ {0，0，0，0，0} → P2 ＝ {6.5 m，20°，180°，0°，0°} (1)
其中(1)中的P1表示初始集，并且P2表示从P1的相对变化。相对变化指示扬声器单元204(1)在第二位置306(1)处的位置和取向从初始位置302(1)修改了6.5m的距离和20°。相对变化还指示扬声器单元204(1)的取向已经从第一位置302(1)处的取向移动了180°。
替代性地，在一些实施方案中，扬声器单元204的位置和/或取向可被确定为相对于参考点308的相对变化。在这种情况下，参考点是相对固定的点，诸如在初始校准期间设置的集线器扬声器单元202上的位置。在这种情况下，控制模块220和/或输出渲染模块270将扬声器单元204在任何给定位置302、306处的位置确定为从参考点308的相对位置变化。
在各种实施方案中，当给定的扬声器单元204从第二位置改变到第三位置(未示出)时，集线器扬声器单元202和/或扬声器单元204检测到从第二位置的运动。例如，运动传感器252中的一者或多者(诸如扬声器单元204中的加速度计和/或IMU)可检测加速度的变化。在另一个示例中，集线器扬声器单元202可将相机图像进行比较并且检测位置变化。在一些实施方案中，集线器扬声器单元202和/或扬声器单元204在确定扬声器单元204静止时关闭传感器216、246、252中的一者或多者。在这种情况下，当检测到到第三位置的运动时，集线器扬声器单元202和/或扬声器单元204激活传感器216、246、252以确定来自第二位置的定位信息254。
图4是根据本公开的各种实施方案的图2的模块化扬声器***200中包括的集线器扬声器单元202和扬声器单元204(1)、204(2)的示意图400，所述集线器扬声器单元和所述扬声器单元操作以生成目标收听区域440的声场436。在操作中，每个扬声器单元202、204包括控制模块220和/或定位模块260生成的一个或多个滤波器222。滤波器包括基于在目标收听区域440与集线器扬声器单元202和扬声器单元204(1)、204(2)的相应位置和取向之间生成的方向的DSP系数。一组给定的DSP系数使从滤波器222生成的经滤波的音频信号能够将由一个或多个扩音器210、248产生的给定声波402、404转向特定方向。相应的声波402(例如402(1)、402(2)、402(3))和404(例如404(1)、404(2))组合以生成包含目标收听区域440的声场436。
目标收听区域440对应于模块化扬声器***200的一个或多个收听者的收听区域。在一些实施方案中，控制模块220和/或定位模块260估计目标收听区域440。例如，控制模块220可将目标收听区域440估计为质心在距参考点308的预定距离和取向(例如，大约3m和0°)处的区域。替代地，控制模块220可根据其他输入和/或装置来检测目标收听区域440。例如，控制模块220可分析图像数据以估计收听者所在的位置。在另一个示例中，控制模块220可从遥控器接收被动红外数据或者可检测收听者和/或靠近收听者的令牌以估计用户的位置。在这种情况下，控制模块220确定目标收听区域440的位置，将该位置存储在位置数据224中，并且使用有线或无线通信介质而使用或更多消息和/或数据包将位置数据224的一部分作为位置数据224(1)传输到扬声器单元204以在生成滤波器222时使用。
在各种实施方案中，控制模块220生成用于集线器扬声器单元202中包括的相应扩音器210中的每一者的多个滤波器(例如，222(3)、222(5)、222(5))。在这种情况下，每个扩音器210产生各自具有不同方向的声波402。替代地，控制模块220生成用于集线器扬声器单元202的单个滤波器222。在这种情况下，扩音器210生成指向目标收听区域440的组合声波(例如，402(2))。另外地或替代地，控制模块220生成用于扬声器单元204(1)的滤波器222(1)和用于扬声器单元204(2)的单独的滤波器222(2)。在这种情况下，控制模块220使用有线或无线通信介质而使用一个或多个消息和/或数据包将相应的滤波器222(1)、222(2)独立地传输到每个扬声器单元204。
当相应的扬声器单元204中的定位模块260生成滤波器222(例如，用于扬声器单元204(2)的滤波器222(2))时，定位模块260从位置数据224(1)检索目标收听区域440的位置并且确定目标收听区域440相对于扬声器单元204的位置和取向的方向。定位模块260生成具有DSP系数的滤波器222，所述DSP系数将由扩音器248的子集生成的声波404转向目标收听区域440。
在一些实施方案中，当再现音频信号256时，集线器扬声器单元202和扬声器单元204中的每一者直接接收定位信息254。替代地，在一些实施方案中，集线器扬声器单元202使用有线或无线通信介质而使用一个或多个消息和/或数据包将定位信息254传输到扬声器单元204中的每一者。例如，如图所示，集线器扬声器单元202接收音频信号256并且使用媒体流将音频信号256的副本无线传输到每个扬声器单元204。在各种实施方案中，每个滤波器222生成单独的经滤波的音频信号，该经滤波的音频信号包括方向性信息以使要产生的声波转向。在一些实施方案中，扬声器单元202、204中的每一者基于距离进行校准以确保每个声波402、404以特定强度和延迟产生，使得所有声波402、404同步地到达目标收听区域440以产生声场436。当滤波器222(2)生成将扬声器单元204的声波404转向目标收听区域440的方向的经滤波的音频信号时，生成的声场436包含目标收听区域440并且未目标收听区域440内的收听者提供改进的收听体验。
图5是根据本公开的各种实施方案的用于集线器扬声器单元基于定位信息来确定扬声器单元的位置以生成用于再现音频信号的滤波器的方法步骤的流程图。尽管参考图1至图4的实施方案描述了方法步骤，但本领域技术人员将理解，被配置为以任何顺序实现方法步骤的任何***都落在本公开的范围内。
如图所示，方法500开始于步骤502，其中集线器扬声器单元202任选地检测扬声器单元204的拆卸。在一些实施方案中，集线器扬声器单元202任选地检测扬声器单元204从固定点(诸如集线器扬声器单元202上的充电端口)拆卸。在这种情况下，集线器扬声器单元202与扬声器单元204通信以在扬声器单元204移动时接收定位信息254和/或接收扬声器单元204已停止移动的指示。例如，控制模块220接收指示扬声器单元204已经从与集线器扬声器单元202的连接点拆卸的信号。在另一个示例中，控制模块220处理接收到的听觉数据并且确定听觉数据包括与扬声器单元204从连接点拆卸相对应的拆卸声音。在这种情况下，控制模块220与扬声器单元204通信以从扬声器单元204接收定位信息254。
在步骤504处，集线器扬声器单元202任选地接收与扬声器单元204相关联的定位信息254。在各种实施方案中，在集线器扬声器单元202中操作的控制模块220接收指示目标收听区域440在移动的信号。在一些实施方案中，该信号对应于控制模块220在扬声器单元204发起移动时解释的传感器数据。替代性地，在一些实施方案中，集线器扬声器单元202从扬声器单元204接收扬声器单元204在移动的通知消息。在各种实施方案中，集线器扬声器单元202在确定扬声器单元204在移动时从扬声器单元204接收周期性消息，该周期性消息包括与扬声器单元204在一段时间内通过环境的移动相对应的定位信息254。
在一些实施方案中，定位信息254包括在扬声器单元204移动时由IMU生成的关于该扬声器单元的传感器数据(例如，加速度测量、磁场测量、角速率等)。在这种情况下，控制模块220接收并聚集包括由扬声器单元204传输的消息中包括的定位信息254，并且确定扬声器单元204的轨迹304。
在步骤506处，集线器扬声器单元202确定扬声器单元204是否仍在移动。在一些实施方案中，控制模块220处理接收到的定位信息254以确定扬声器单元204是仍在移动还是静止。替代性地，在一些实施方案中，控制模块220从扬声器单元204接收指示扬声器单元204已停止移动的消息。例如，定位模块260在确定扬声器单元204静止时致使扬声器单元204传输对滤波器222(1)的请求。在这种情况下，控制模块220将接收到的滤波器请求解释为扬声器单元204已停止移动并且静止的指示。当控制模块220确定扬声器单元204仍在移动时，集线器扬声器单元202返回到步骤504以任选地接收附加的定位信息254。否则，集线器扬声器单元202确定扬声器单元204是静止的并且进行到步骤508。
在步骤508处，集线器扬声器单元202确定扬声器单元204的当前位置。在各种实施方案中，控制模块220定位信息254以确定现在静止的扬声器单元204的当前位置和/或取向。在确定扬声器单元204的当前位置和/或取向后，集线器扬声器单元202将当前位置和/或取向存储为位置数据224的一部分。在一些实施方案中，控制模块220处理定位信息254以确定扬声器单元204从先前位置的轨迹304。控制模块220使用各种定位技术来识别轨迹304的端点，其中扬声器单元204在轨迹304的端点处的位置和/或取向对应于扬声器单元204的当前位置和/或取向。控制模块220然后将当前位置和/或取向存储为位置数据224的一部分。
替代性地，在一些实施方案中，控制模块220执行各种定位算法(例如，使用传感器数据的三角测量)以确定现在静止的扬声器单元204的当前位置和/或取向。例如，上面关于图2讨论的任何定位和/或取向算法都可用于确定扬声器单元204在第二位置306处的当前位置和取向。
在一些实施方案中，位置数据224包括参考位置308。在这种情况下，控制模块220确定集线器扬声器单元202和/或扬声器单元204相对于参考位置308的当前位置和/或取向。例如，集线器扬声器单元202确定集线器扬声器单元202内的扩音器210相对于参考位置308的特定位置。在这种情况下，控制模块220还将扬声器单元204的当前位置和/或取向确定为相对于参考位置308的距离和一组角度。
在步骤510处，集线器扬声器单元202生成用于集线器扬声器单元202和扬声器单元204的一个或多个滤波器222。在各种实施方案中，控制模块220生成用于集线器扬声器单元202和扬声器单元204中的每一者的滤波器222以在再现音频信号时使用。在一些实施方案中，控制模块220相对于扬声器单元204内的扩音器248的位置和取向来确定朝向目标收听区域440的一个或多个方向。在这种情况下，控制模块220生成滤波器222(1)以供输出渲染模块270用来生成经滤波的音频信号。当输出渲染模块270用经滤波的音频信号驱动扬声器单元204中包括的扩音器248时，声波404被转向目标收听区域440的方向以生成声场，该声场包括包含目标收听区域440的最佳听音点。
在一些实施方案中，控制模块220基于集线器扬声器单元202和/或扬声器单元204的位置来生成给定滤波器222的DSP系数。例如，控制模块220生成用于扬声器单元204的滤波器222(1)，其中滤波器222(1)包括致使扩音器248在位于靠近集线器扬声器单元202的位置时生成较小声波404的DSP系数。在另一个示例中，控制模块220生成具有致使扩音器248在位于更远的位置时生成更大的声波404的DSP系数的滤波器222(1)。
在步骤512处，集线器扬声器单元202将滤波器222(1)传输到扬声器单元204。在各种实施方案中，控制模块220生成在有效载荷中包括滤波器222(1)的消息。消息中包括的滤波器222(1)是控制模块220为扬声器单元204设计的滤波器(例如，包含适用的DSP系数的滤波器222(1))。在生成消息后，集线器扬声器单元202将该消息传输到扬声器单元204。
在步骤514处，集线器扬声器单元202将音频信号256传输到扬声器单元204。在各种实施方案中，集线器扬声器单元202从音频源(例如，音频源206)接收输入音频信号。在一些实施方案中，输出渲染模块226经由电线、无线流或经由网络208从音频源206接收输入音频信号。在这种情况下，集线器扬声器单元202使用在集线器扬声器单元202与扬声器单元204之间建立的媒体通道以流的形式将输入音频信号256无线传输到扬声器单元204。
替代性地，在一些实施方案中，集线器扬声器单元202使用包括用于扬声器单元204的滤波器的一组滤波器222(例如，使用为扬声器单元204(1)设计的滤波器222(1))对音频信号256进行滤波，以生成用于集线器扬声器单元202和扬声器单元204的一组经滤波的音频信号。在这种情况下，集线器扬声器单元202将该一组经滤波的音频信号传输到相应的扬声器单元204，而不是传输相应的滤波器222(例如，将滤波器222(1)传输到扬声器单元204(1))，并且随后传输音频信号256。例如，当集线器扬声器单元202包括比一组扬声器单元104更多的处理资源时，集线器扬声器单元202并行地通过一组滤波器222对音频信号256进行滤波。集线器扬声器单元202然后将每个经滤波的音频信号传输到对应的扬声器单元204以便回放。
在步骤516处，集线器扬声器单元202使用滤波器222来生成经滤波的音频信号。在各种实施方案中，输出渲染模块226通过使用为集线器扬声器单元202生成的一个或多个滤波器222(例如，滤波器222(3)至222(5))来处理输入音频信号以生成一个或多个经滤波的音频信号。在一些实施方案中，一个或多个经滤波的音频信号包括相对于参考位置308和/或集线器扬声器单元202的特定位置(例如，相应扩音器210的位置和/或取向)的与朝向目标收听区域440的相应方向相对应的方向性信息。
在步骤518处，集线器扬声器单元202再现经滤波的音频信号。在各种实施方案中，输出渲染模块226通过生成与由一个或多个滤波器222形成的一个或多个经滤波的音频信号相对应的音频输出来再现一个或多个经滤波的音频信号。例如，输出渲染模块226可驱动集线器扬声器单元202中包括的扩音器210以在朝向目标收听区域440的方向上生成一组声波402。在各种实施方案中，扩音器210生成的一组声波与由模块化扬声器***200的其他扬声器单元204提供的一个或多个其他声波404组合以生成声场436，该声场包括包含目标收听区域440的最佳听音点。
在生成该一组声波402后，集线器扬声器单元202返回到步骤502或504以任选地检测附加的拆卸和/或接收附加的定位信息254。例如，集线器扬声器单元202返回到步骤502以检测到集线器扬声器单元202的连接点的重新附接。在这种情况下，扬声器单元204重复方法500以获取适用于248扬声器单元204的新位置的滤波器。替代地，集线器扬声器单元202进行到步骤504以接收与移动到新位置相关联的附加定位信息254，或者进行到步骤506以确定扬声器单元204是否因附加运动而停止移动。
图6是根据本公开的各种实施方案的用于扬声器单元传输传感器数据以识别与生成经滤波的音频信号相关联的新位置的方法步骤的流程图。尽管参考图1至图4的实施方案描述了方法步骤，但本领域技术人员将理解，被配置为以任何顺序实现方法步骤的任何***都落在本公开的范围内。
如图所示，方法600开始于步骤602，其中扬声器单元204任选地将定位信息254传输到集线器扬声器单元102。在各种实施方案中，定位模块260接收由一个或多个运动传感器252获取的传感器数据；定位模块260致使扬声器单元204在一个或多个消息中将传感器数据传输到集线器扬声器单元202。在一些实施方案中，运动传感器252包括多种类型的传感器(例如，陀螺仪、红外传感器、麦克风等)和将不同类型的数据组合成一组定位信息254的传感器融合集线器。例如，定位信息254是由IMU生成的传感器数据(例如，加速度测量、磁场测量、角速率等)。
在一些实施方案中，扬声器单元204检测扬声器单元204从连接点的拆卸。在这种情况下，定位模块260激活运动传感器252以获取与扬声器单元204的移动相关联的传感器数据。定位模块260从获取的传感器数据产生定位信息254并且在一个或多个消息中将定位信息254传输到集线器扬声器单元202。
在步骤604处，扬声器单元204确定扬声器单元204是否仍在移动。在各种实施方案中，定位模块260确定扬声器单元204是否已停止移动并且静止。例如，定位模块260确定传感器数据是否指示扬声器单元已经从先前时间改变位置。当定位模块260确定扬声器单元204仍在运动时，扬声器单元204返回到步骤602以任选地将定位信息254传输到集线器扬声器单元202。否则，当定位模块260确定扬声器单元204已停止移动时，定位模块260致使扬声器单元204进行到步骤606。
在步骤604处，扬声器单元204从集线器扬声器单元202接收滤波器222(1)。在各种实施方案中，扬声器单元204与集线器扬声器单元202通信和/或与集线器扬声器单元202协调以执行各种定位技术来确定扬声器单元204的当前位置和/或取向，诸如上面关于图2描述的任何技术。当集线器扬声器单元202确定扬声器单元204的当前位置和/或取向时，集线器扬声器单元202生成用于扬声器单元204的滤波器222(1)并将包括滤波器222(1)的消息传输到扬声器单元204。
在一些实施方案中，控制模块220基于扬声器单元204提供的定位信息254来生成滤波器222(1)。例如，控制模块220处理定位信息254以确定扬声器单元204不再移动。在这种情况下，集线器扬声器单元104的控制模块220使用定位信息254来确定扬声器单元204的当前位置和/或取向(例如，当扬声器单元位于第二位置306时扬声器单元202、204的布置)，并且基于当前位置和/或取向来生成滤波器222(1)。
替代地，在一些实施方案中，控制模块220确定扬声器单元204已停止移动，并且作为响应，向集线器扬声器单元202传输滤波器请求消息。在这种情况下，如上面针对步骤508所讨论，集线器扬声器单元202和/或扬声器单元204执行各种定位算法以确定扬声器单元204的当前位置。集线器扬声器单元202基于扬声器单元204的当前位置和/或取向来生成用于扬声器单元204的滤波器222(1)，并且将包含滤波器222(1)的消息传输到扬声器单元204。
在一些实施方案中，控制模块220相对于扬声器单元204的当前位置和/或取向来确定朝向目标收听区域440的方向。在这种情况下，控制模块220生成可由输出渲染模块270操作的滤波器222(1)，以在生成经滤波的音频信号时使用，从而用经滤波的音频信号驱动扩音器248。用经滤波的音频信号驱动扩音器248产生具有与朝向目标收听区域440的方向相对应的方向性的音频输出。在生成滤波器222(1)后，控制模块220将滤波器222传输到扬声器单元204，其中扬声器单元204将滤波器222(1)存储在存储器244中。
在步骤608处，扬声器单元204使用滤波器222(1)来生成经滤波的音频信号。在各种实施方案中，输出渲染模块270通过使用滤波器222(1)来处理接收到的音频信号256以生成经滤波的音频信号。在一些实施方案中，经滤波的音频信号包括与朝向目标收听区域440的方向相对应的方向性信息。
在步骤610处，扬声器单元204再现经滤波的音频信号。在各种实施方案中，输出渲染模块270通过生成对应于经滤波的音频信号的音频输出来再现经滤波的音频信号。例如，输出渲染模块270可驱动扩音器248的子集以在目标区域的方向上生成声波。在各种实施方案中，扬声器单元204生成的声波404与模块化扬声器***200的其他单元提供的一个或多个其他声波组合以生成声场436。声场436包括包含目标收听区域440的最佳听音点。在生成声波后，扬声器单元204返回到步骤702以将包括传感器数据的消息传输到集线器扬声器单元202。
如上面所讨论且在这里进一步强调，图5和图6仅是不应过度地限制权利要求的范围的示例。许多变化、替代方案和修改是可能的。
在一些实施方案中，集线器扬声器单元202获取传感器数据和/或定位信息254。控制模块220确定扬声器单元204的当前位置和/或取向，并且将扬声器单元204的当前位置和/或取向存储确定为位置数据224的一部分。替代地，在一些实施方案中，扬声器单元204获取传感器数据并生成定位信息254。定位模块260根据定位信息254来确定扬声器单元204的当前位置和/或取向，并且将扬声器单元204的当前位置和/或取向存储确定为位置数据224。
在一些实施方案中，控制模块220使用扬声器单元204的当前位置和/或取向的位置数据224的部分来生成用于扬声器单元204的包含DSP系数的滤波器222(例如，用于扬声器单元204(1)的滤波器222(1))。替代地，定位模块260使用扬声器单元204的当前位置和/或取向的位置数据224来生成用于扬声器单元204的包含DSP系数的滤波器222(1)。
在一些实施方案中，在集线器扬声器单元202上操作的输出渲染模块226将为扬声器单元204设计的滤波器222(1)应用于接收到的音频信号256以生成扬声器单元204要再现的经滤波的音频信号。在生成经滤波的音频信号后，输出渲染模块226使集线器扬声器单元202将经滤波的音频信号传输到扬声器单元204以供扬声器单元204再现。替代地，在扬声器单元204上操作的输出渲染模块270将滤波器222(1)应用于接收到的音频信号256以生成经滤波的音频信号。输出渲染模块270再现经滤波的音频信号。
图7是根据本公开的各种实施方案的用于扬声器单元处理定位信息以生成滤波器来生成经滤波的音频信号的方法步骤的流程图。尽管参考图1至图4的实施方案描述了方法步骤，但本领域技术人员将理解，被配置为以任何顺序实现方法步骤的任何***都落在本公开的范围内。
如图所示，方法700开始于步骤702，其中扬声器单元204任选地检测扬声器单元204的拆卸已发起移动。在各种实施方案中，在扬声器单元204中操作的定位模块260检测扬声器单元204从静态安装件或与另一个扬声器单元(例如，集线器扬声器单元202)的连接(诸如充电端口)拆卸。在一些实施方案中，当检测到拆卸时，定位模块260确定扬声器单元204的位置。在这种情况下，定位模块260将确定的位置指派为用于基于移动来确定相对位置的变化的起始位置。
在步骤704处，扬声器单元204任选地激活运动传感器252。在各种实施方案中，扬声器单元204通过激活一个或多个运动传感器252对在步骤502中检测到扬声器单元204的拆卸作出响应。例如，在扬声器单元204中操作的定位模块260通过激活一个或多个运动传感器252以获取传感器数据并从传感器数据生成定位信息254对检测到扬声器单元204从连接点拆卸作出响应。在一些实施方案中，运动传感器252包括多种类型的传感器(例如，陀螺仪、红外传感器、麦克风等)和将不同类型的数据组合成一组定位信息254的传感器融合集线器。
在步骤706处，扬声器单元204处理由运动传感器252获取的定位信息254。在各种实施方案中，定位模块260在不同时间周期性地生成对应于不同位置和/或取向的定位信息254(例如，时间t1的定位信息254(1)、时间t2的定位信息254(2)等)。在这种情况下，定位模块260聚集定位信息254以跟踪扬声器单元204相对于起始位置的轨迹304。在一些实施方案中，运动数据可以是由IMU生成的传感器数据(例如，加速度测量、磁场测量、角速率等)。在这种情况下，扬声器单元204聚集传感器数据并确定扬声器单元204的轨迹。
替代性地，在一些实施方案中，定位模块260执行各种定位算法(例如，使用传感器数据的三角测量)以确定现在静止的扬声器单元204的当前位置和/或取向。例如，上面关于图2讨论的任何定位和/或取向算法都可用于确定扬声器单元204在第二位置306处的当前位置和取向。
在步骤708处，扬声器单元204确定扬声器单元204是否仍在移动。在各种实施方案中，定位模块260处理定位信息254以确定相对于与定位信息254相关联的先前位置和/或取向的当前位置和/或取向以确定扬声器单元204是静止还是仍在运动。当定位模块260确定扬声器单元204仍在运动时，定位模块260返回到步骤706以处理附加的定位信息254。否则，定位模块260确定扬声器单元204没有运动并且进行到步骤510。
在步骤710处，扬声器单元204确定扬声器单元204的当前位置。在各种实施方案中，定位模块260处理定位信息254以确定扬声器单元204的当前位置和/或取向。替代性地，在一些实施方案中，如图2所讨论，集线器扬声器单元202和/或扬声器单元204执行各种定位算法以确定扬声器单元204的当前位置和/或取向。定位模块260然后存储所生成的位置数据224(1)或从集线器扬声器单元202接收位置数据224(1)并存储位置数据224(1)。
在一些实施方案中，当前位置和/或对应于环境内的绝对位置/取向(例如，扬声器单元204的位置和/或取向的具体坐标)。替代地，在一些实施方案中，当前位置和/或取向可对应于相对于参考点的位置，诸如在步骤502中确定的扬声器单元204的起始位置，或者集线器扬声器单元202的位置。例如，在将第一位置302(1)处的起始位置和/或取向存储为位置数据224(1)的一部分后，定位模块260可将当前位置和/或取向存储为相对于第一位置302(1)处的起始位置和/或取向的距离和一组角度。
在步骤712处，扬声器单元204基于当前位置和/或取向来生成滤波器222(1)。在各种实施方案中，定位模块260生成滤波器222(1)以在再现音频信号时使用。在一些实施方案中，定位模块260相对于扬声器单元204的当前位置和/或取向来确定朝向目标收听区域440的方向。在这种情况下，扬声器单元204生成滤波器222(1)，输出渲染模块270使用该滤波器来驱动扩音器248以产生具有与朝向目标收听区域440的确定方向相对应的方向性的音频输出。
在步骤714处，扬声器单元204使用滤波器222(1)来生成经滤波的音频信号。在各种实施方案中，输出渲染模块270通过使用滤波器222(1)来处理接收到的音频信号256以生成经滤波的音频信号。在一些实施方案中，经滤波的音频信号包括相对于当前位置和/或取向的与朝向目标收听区域440的方向相对应的方向性信息。
在步骤716处，扬声器单元204再现经滤波的音频信号。在各种实施方案中，输出渲染模块270通过生成对应于经滤波的音频信号的音频输出来再现经滤波的音频信号。例如，输出渲染模块270可驱动扩音器248的子集以在目标收听区域440的方向上生成声波404。在各种实施方案中，扬声器单元204生成的声波404与模块化扬声器***200的其他扬声器单元202、204提供的一个或多个其他声波402、404组合以生成声场436。声场436包括包含目标收听区域440的最佳听音点。
在生成声波402、404后，扬声器单元204返回到步骤702至706以任选地检测对连接点的重新附接、激活运动传感器252和/或处理位置信息254。在这种情况下，扬声器单元204重复方法700以获取适用于扬声器单元204的新位置的滤波器222(1)。
图8是根据本公开的各种实施方案的用于集线器扬声器单元生成一个或多个滤波器以生成一个或多个经滤波的音频信号的方法步骤的流程图。尽管参考图1至图4的实施方案描述了方法步骤，但本领域技术人员将理解，被配置为以任何顺序实现方法步骤的任何***都落在本公开的范围内。
如图所示，方法800开始于步骤802，其中集线器扬声器单元202任选地检测扬声器单元204的拆卸。在各种实施方案中，在集线器扬声器单元202中操作的控制模块220任选地检测扬声器单元204从连接点拆卸。
在步骤804处，集线器扬声器单元202任选地确定扬声器单元204的位置。在各种实施方案中，控制模块220确定在扬声器单元204之后的扬声器单元204的位置。例如，在确定扬声器单元204在移动时，集线器扬声器单元202可从扬声器单元204接收周期性消息，该周期性消息包括与扬声器单元204通过环境的移动相对应的定位信息254。在这种情况下，控制模块220处理定位信息254以跟踪扬声器单元204的移动。替代地，集线器扬声器单元202确定扬声器单元204已停止移动。在这种情况下，集线器扬声器单元202执行一种或多种定位算法以确定扬声器单元204的位置并且向扬声器单元204传输在有效载荷中包括扬声器单元204的当前位置和/或取向的消息。
在步骤806处，集线器扬声器单元202生成用于集线器扬声器单元202的一个或多个滤波器222。在各种实施方案中，控制模块220生成一个或多个滤波器222以供输出渲染模块226在再现音频信号时使用。在一些实施方案中，控制模块220相对于参考位置308和/或集线器扬声器单元202内的扩音器248的其他位置来确定朝向目标收听区域440的一个或多个方向。在这种情况下，控制模块220生成一个或多个滤波器222，输出渲染模块226使用该一个或多个滤波器来驱动扩音器248以产生一个或多个音频输出，这些音频输出分别具有与目标收听区域440的确定的方向相对应的方向性。
在一些实施方案中，控制模块220生成用于集线器扬声器单元202的一个或多个滤波器222，该一个或多个滤波器具有也基于扬声器单元204的当前位置和/或取向的DSP系数。例如，控制模块220可生成一个或多个滤波器222，该一个或多个滤波器致使集线器扬声器单元202中的扩音器210在扬声器单元204定位在靠近集线器扬声器单元202的位置时生成较小的声波402。在另一个示例中，控制模块220可生成用于集线器扬声器单元202的一个或多个滤波器222，该一个或多个滤波器致使扩音器210在扬声器单元204位于更远的位置时生成更大的声波402。
在步骤808处，集线器扬声器单元202将音频信号传输到扬声器单元204。在各种实施方案中，集线器扬声器单元202从音频源(例如，音频源206)接收输入音频信号。在一些实施方案中，输出渲染模块226经由电线、无线流或经由网络208从音频源206接收输入音频信号。在一些实施方案中，集线器扬声器单元202使用在集线器扬声器单元202与扬声器单元204之间建立的媒体通道以流的形式将输入音频信号无线传输到扬声器单元204。
在步骤810处，集线器扬声器单元202使用一个或多个滤波器222来生成经滤波的音频信号。在各种实施方案中，输出渲染模块226通过使用一个或多个滤波器222来处理输入音频信号以生成一个或多个经滤波的音频信号。在一些实施方案中，经滤波的音频信号可包括相对于参考位置和/或集线器扬声器单元202的位置的与目标收听区域440的方向相对应的方向性信息。
在步骤812处，集线器扬声器单元202再现经滤波的音频信号。在各种实施方案中，输出渲染模块226通过生成对应于经滤波的音频信号的音频输出来再现经滤波的音频信号。例如，输出渲染模块226可驱动集线器扬声器单元202中包括的扩音器210以在朝向目标收听区域440的方向上生成一组声波402。在各种实施方案中，扩音器210生成的一组声波402与模块化扬声器***200的扬声器单元204提供的一个或多个其他声波404组合以生成声场436。声场436包括包含目标收听区域440的最佳听音点。在生成一组声波402后，集线器扬声器单元202返回到步骤802至806以任选地检测扬声器单元204的拆卸、对连接点的重新附接、从单独的连接点拆卸，基于从当前位置的移动来确定新位置，或者生成用于集线器扬声器单元202的一组新的滤波器222。
总之，模块化扬声器***在确定一个或多个扬声器单元的运动已停止时确定扬声器单元的位置。在各种实施方案中，在扬声器单元上操作的定位模块使用各种传感器信息和/或信号来确定扬声器单元的位置。当扬声器单元停止移动时，定位模块基于扬声器单元的位置来生成扬声器单元的滤波器。在一些实施方案中，滤波器包括为音频信号提供方向性的数字信号处理部件，使得扬声器单元再现在朝向目标声音区域的方向上行进的声波。
替代地，在一些实施方案中，在集线器扬声器单元上操作的控制模块处理定位信息并使用定位信息来生成一组滤波器。该一组滤波器包括要由扬声器单元用来生成经滤波的音频信号的滤波器。在一些实施方案中，该一组滤波器包括由每个集线器扬声器单元和每个扬声器单元使用的相应滤波器。扬声器单元使用它们相应的滤波器来生成经滤波的音频信号并且通过生成对应于经滤波的音频信号的声波来再现音频信号。声波在收听环境内组合以生成覆盖目标收听区域的声场。
所公开的技术相对于现有技术的至少一个技术优势在于，利用所公开的技术，模块化扬声器***校准***中的扬声器单元以生成优化的声场，而无需用户执行迭代的定位和校准过程。特别地，每当扬声器移动时，所公开的技术自动地校准模块化扬声器***。此外，所公开的技术减少了确定扬声器单元的位置的次数，这提供了优化的声场，同时使用比常规校准方法更少的处理资源并且消耗更少的功率。这些技术优势提供优于现有技术方法的一个或多个技术改进。
1.在各种实施方案中，一种计算机实现的方法：检测到扬声器单元已经移动到第一位置；基于与所述扬声器单元相关联的定位信息来确定所述扬声器单元相对于目标收听区域的位置和取向；使用至少使用所述位置和所述取向确定的滤波器来对输入音频信号进行滤波以生成经滤波的音频信号；以及使用一个或多个扩音器输出所述经滤波的音频信号。
2.如条款1所述的计算机实现的方法，其中检测到所述扬声器单元已经移动到所述第一位置的步骤包括检测到所述扬声器单元是静止的。
3.如条款1或2所述的计算机实现的方法，其中检测到所述扬声器单元是静止的步骤包括根据所述定位信息来确定所述扬声器单元尚未从先前位置改变位置。
4.如条款1至3中任一项所述的计算机实现的方法，其中所述扬声器单元中包括的惯性测量单元生成定位信息的第一子集，所述定位信息的所述第一子集包括加速度测量或磁场测量中的至少一者，并且确定所述扬声器单元的所述位置的步骤包括处理所述定位信息的所述第一子集以确定所述扬声器单元从先前位置的位置变化。
5.如条款1至4中任一项所述的计算机实现的方法，其中所述惯性测量单元生成定位信息的第二子集，所述定位信息的所述第二子集包括磁场测量或角变化率中的至少一者；并且确定所述扬声器单元的所述取向的步骤包括处理所述定位信息的所述第二子集以确定从先前取向的取向变化。
6.如条款1至5中任一项所述的计算机实现的方法，其中确定所述扬声器单元的所述位置的所述步骤包括基于由所述扬声器单元或集线器单元发射的一个或多个信号来使用三角测量。
7.如条款1至6中任一项所述的计算机实现的方法，其中所述扬声器单元在所述第一位置处的所述位置和取向包括相对于所述扬声器单元的先前位置或参考位置中的一者的距离和一组角度。
8.如条款1至7中任一项所述的计算机实现的方法，所述计算机实现的方法还包括将所述定位信息传输到集线器单元，其中所述定位信息能够由所述集线器单元用来确定所述扬声器单元的所述位置和所述取向。
9.如条款1至8中任一项所述的计算机实现的方法，所述计算机实现的方法还包括所述扬声器单元从所述集线器单元接收所述滤波器。
10.如条款1至9中任一项所述的计算机实现的方法，所述计算机实现的方法还包括由所述扬声器单元基于所述位置和所述取向来生成所述滤波器。
11.在各种实施方案中，一种扬声器单元包括：一个或多个扩音器；存储器，所述存储器存储指令；以及处理器，所述处理器耦合到所述存储器，所述处理器执行所述指令以执行步骤，所述步骤包括：检测到所述扬声器单元已经移动到第一位置；基于与所述扬声器单元相关联的定位信息来确定所述扬声器单元相对于目标收听区域的位置和取向；使用至少使用所述位置和所述取向确定的滤波器来对输入音频信号进行滤波以生成经滤波的音频信号；以及使用所述一个或多个扩音器输出所述经滤波的音频信号。
12.如条款11所述的扬声器单元，其中所述扬声器单元能够从集线器单元的连接点拆卸，并且所述步骤还包括检测到所述扬声器单元已经从所述集线器单元拆卸。
13.如条款11或12所述的扬声器单元，其中所述连接点是充电端口。
14.如条款11至13中任一项所述的扬声器单元，所述扬声器单元还包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器包括加速度计、陀螺仪传感器、惯性管理单元或磁力计中的至少一者，其中所述扬声器单元的所述位置和所述取向根据使用所述一个或多个传感器收集的数据确定。
15.如条款11至14中任一项所述的扬声器单元，其中所述步骤还包括响应于检测到所述扬声器单元已经拆卸，激活所述一个或多个传感器。
16.如条款11至15中任一项所述的扬声器单元，其中检测到所述扬声器单元已经移动到所述第一位置的所述步骤包括检测到所述扬声器单元是静止的。
17.如条款11至16中任一项所述的扬声器单元，其中所述步骤还包括将所述定位信息传输到集线器单元，其中所述定位信息能够由所述集线器单元用来确定所述扬声器单元的所述位置和所述取向。
18.如条款11至17中任一项所述的扬声器单元，其中所述步骤还包括：从集线器单元接收所述滤波器；或基于所述位置和所述取向来生成所述滤波器。
19.一种或多种非暂时性计算机可读介质存储指令，所述指令在由与扬声器***的集线器单元相关联的一个或多个处理器执行时致使所述一个或多个处理器执行以下步骤：接收扬声器单元已经静止的指示；以及基于与所述扬声器单元相关联的定位信息并响应于接收到所述指示来确定所述扬声器单元相对于目标收听区域的位置和取向；基于所述位置和所述取向来生成滤波器，所述滤波器可用于对输入音频信号进行滤波以生成经滤波的音频信号，其中当所述经滤波的音频信号由所述扬声器单元中的一个或多个扩音器输出时，所述经滤波的音频信号生成所述目标收听区域中的声场中的最佳听音点。
20.如权利要求19所述的一种或多种非暂时性计算机可读介质，所述步骤还包括将所述滤波器传输到所述扬声器单元。
任何权利要求中阐述的任何权利要求要素和/或本申请中描述的任何要素以任何方式进行的任何和所有组合都落在本发明和保护的设想范围内。
已经出于说明目的呈现了对各种实施方案的描述，但这些描述并不意图是详尽的或限于所公开的实施方案。在不脱离所描述的实施方案的范围和精神的情况下，许多修改和变化对于本领域普通技术人员将是显而易见的。
本发明实施方案的方面可体现为***、方法或计算机程序产品。因此，本公开的各方面可采用全硬件实施方案、全软件实施方案(包括固件、常驻软件、微代码等)或结合软件和硬件方面的实施方案的形式，所述软件和硬件方面在本文中可全部概括地称为“模块”、“***”或“计算机”。另外，本公开中描述的任何硬件和/或软件技术、过程、功能、部件、引擎、模块或***都可被实现为电路或一组电路。此外，本公开的各方面可采用体现在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该一个或多个计算机可读介质具有在其上体现的计算机可读程序代码。
可利用一个或多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是例如但不限于电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体***、设备或装置，或前述介质的任何合适的组合。计算机可读存储介质的更具体示例(非详尽列表)将包括以下项：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机软盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦可编程只读存储器(EPROM或闪存存储器)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光学存储装置、磁存储装置或前述介质的任何合适的组合。在本文档的上下文中，计算机可读存储介质可以是可含有或存储程序以供指令执行***、设备或装置使用或与指令执行***、设备或装置结合使用的任何有形介质。
以上参考根据本公开的实施方案的方法、设备(***)和计算机程序产品的流程图图示和/或框图描述了本公开的方面。将理解，流程图图示和/或框图的每个框以及流程图图示和/或框图的框的组合可由计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器以产生机器。指令在经由计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行时使得实现流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作。此类处理器可以是但不限于通用处理器、专用处理器、应用特定的处理器或现场可编程门阵列。
附图中的流程图和框图示出了根据本公开的各种实施方案的***、方法和计算机程序产品的可能实现方式的架构、功能性和操作。就这一点而言，流程图或框图中的每个框可表示包括用于实现指定的逻辑功能的一个或多个可执行指令的代码的模块、片段或部分。还应注意，在一些替代实现方式中，框中指出的功能可不按附图中指出的次序发生。例如，连续示出的两个框实际上可基本上同时执行，或者所述框有时可按相反次序执行，这取决于所涉及的功能。还应注意，框图和/或流程图中的每个框以及框图和/或流程图中的框的组合可由执行指定的功能或动作的基于专用硬件的***或专用硬件与计算机指令的组合来实现。
尽管前述内容针对本公开的实施方案，但是在不脱离本公开的基本范围的情况下可设想本公开的其他和另外的实施方案，并且本公开的范围由所附权利要求书确定。

Claims (20)

1.一种计算机实现的方法，所述计算机实现的方法包括：
检测到扬声器单元已经移动到第一位置；
基于与所述扬声器单元相关联的定位信息来确定所述扬声器单元相对于目标收听区域的位置和取向；
使用至少使用所述位置和所述取向确定的滤波器来对输入音频信号进行滤波以生成经滤波的音频信号；以及
使用一个或多个扩音器输出所述经滤波的音频信号。
2.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中检测到所述扬声器单元已经移动到所述第一位置的步骤包括检测到所述扬声器单元是静止的。
3.如权利要求2所述的计算机实现的方法，其中检测到所述扬声器单元是静止的步骤包括根据所述定位信息来确定所述扬声器单元尚未从先前位置改变位置。
4.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中：
所述扬声器单元中包括的惯性测量单元生成定位信息的第一子集，所述定位信息的所述第一子集包括加速度测量或磁场测量中的至少一者；并且
确定所述扬声器单元的所述位置的步骤包括处理所述定位信息的所述第一子集以确定所述扬声器单元从先前位置的位置变化。
5.如权利要求4所述的计算机实现的方法，其中：
所述惯性测量单元生成定位信息的第二子集，所述定位信息的所述第二子集包括磁场测量或角变化率中的至少一者；并且
确定所述扬声器单元的所述取向的步骤包括处理所述定位信息的所述第二子集以确定从先前取向的取向变化。
6.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中确定所述扬声器单元的所述位置的所述步骤包括基于由所述扬声器单元或集线器单元发射的一个或多个信号来使用三角测量。
7.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述扬声器单元在所述第一位置处的所述位置和取向包括相对于所述扬声器单元的先前位置或参考位置中的一者的距离和一组角度。
8.如权利要求1所述的计算机实现的方法，所述计算机实现的方法还包括：
将所述定位信息传输到集线器单元，
其中所述定位信息能够由所述集线器单元用来确定所述扬声器单元的所述位置和所述取向。
9.如权利要求8所述的计算机实现的方法，所述计算机实现的方法还包括所述扬声器单元从所述集线器单元接收所述滤波器。
10.如权利要求1所述的计算机实现的方法，所述计算机实现的方法还包括由所述扬声器单元基于所述位置和所述取向来生成所述滤波器。
11.一种扬声器单元，所述扬声器单元包括：
一个或多个扩音器；
存储器，所述存储器存储指令；以及
处理器，所述处理器耦合到所述存储器，所述处理器执行所述指令以执行步骤，所述步骤包括：
检测到所述扬声器单元已经移动到第一位置；
基于与所述扬声器单元相关联的定位信息来确定所述扬声器单元相对于目标收听区域的位置和取向；
使用至少使用所述位置和所述取向确定的滤波器来对输入音频信号进行滤波以生成经滤波的音频信号；以及
使用所述一个或多个扩音器输出所述经滤波的音频信号。
12.如权利要求11所述的扬声器单元，其中：
所述扬声器单元能够从集线器单元的连接点拆卸；并且
所述步骤还包括检测到所述扬声器单元已经从所述集线器单元拆卸。
13.如权利要求12所述的扬声器单元，其中所述连接点是充电端口。
14.如权利要求12所述的扬声器单元，所述扬声器单元还包括：
一个或多个传感器，所述一个或多个传感器包括加速度计、陀螺仪传感器、惯性管理单元或磁力计中的至少一者；
其中所述扬声器单元的所述位置和所述取向根据使用所述一个或多个传感器收集的数据确定。
15.如权利要求14所述的扬声器单元，其中所述步骤还包括响应于检测到所述扬声器单元已经拆卸，激活所述一个或多个传感器。
16.如权利要求12所述的扬声器单元，其中检测到所述扬声器单元已经移动到所述第一位置的所述步骤包括检测到所述扬声器单元是静止的。
17.如权利要求11所述的扬声器单元，其中所述步骤还包括：
将所述定位信息传输到集线器单元，
其中所述定位信息能够由所述集线器单元用来确定所述扬声器单元的所述位置和所述取向。
18.如权利要求11所述的扬声器单元，其中所述步骤还包括：
从集线器单元接收所述滤波器；或者
基于所述位置和所述取向来生成所述滤波器。
19.一种或多种非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质存储指令，所述指令在由与扬声器***的集线器单元相关联的一个或多个处理器执行时致使所述一个或多个处理器执行以下步骤：
接收扬声器单元已经静止的指示；
基于与所述扬声器单元相关联的定位信息并响应于接收到所述指示来确定所述扬声器单元相对于目标收听区域的位置和取向；以及
基于所述位置和所述取向来生成滤波器，所述滤波器可用于对输入音频信号进行滤波以生成经滤波的音频信号，其中当所述经滤波的音频信号由所述扬声器单元中的一个或多个扩音器输出时，所述经滤波的音频信号生成所述目标收听区域中的声场中的最佳听音点。
20.如权利要求19所述的一种或多种非暂时性计算机可读介质，所述步骤还包括将所述滤波器传输到所述扬声器单元。
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