用于对扬声器箱系统扬声器箱进行位置识别的方法和装置的制造方法

用于对扬声器箱系统扬声器箱进行位置识别的方法和装置的制造方法
【专利摘要】用于对扬声器箱系统的扬声器箱进行位置识别的方法，包括：将所述扬声器箱系统的第一扬声器箱作为声学测试信号发送器运行；在所述扬声器箱系统的另外的扬声器箱处接收所述第一扬声器箱的声学测试信号；以及借助于在所述另外的扬声器箱中接收的声学测试信号来获知在所述扬声器箱系统的发送信号的第一扬声器箱和另外的扬声器箱中的至少一个扬声器箱之间的位置关系。
【专利说明】
用于对扬声器箱系统扬声器箱进行位置识别的方法和装置
技术领域
[0001] 本发明涉及用于对扬声器箱系统的扬声器箱进行位置识别的方法、装置和计算机 程序产品以及音频信号处理系统，该音频信号处理系统能够实施对扬声器箱系统的扬声器 箱进行位置识别。
【背景技术】
[0002] 在会堂播音时经常使用扬声器箱系统，这些扬声器箱系统包含多个分组的扬声器 箱。例如已知所谓的线阵，在这些线阵中基本上竖直叠置地布置多个扬声器箱。
[0003] 如果一个这种扬声器箱系统的扬声器箱利用个别的信号处理器来运行，那么需要 识别这些扬声器箱在该扬声器箱系统中（例如线阵中）的位置，因此信号处理器与扬声器箱 的配属是正确的。同时在移动式播音设施、所谓的旅行系统中需要:可以简单地验证和必要 时修正个别的信号处理器与扬声器箱的位置(这些位置例如也可以通过音频信号处理系统 与扬声器箱系统之间的布缆来预先给定)之间的配属。在错误配属和/或错误布缆下，被设 置用于线阵的最上面位置中的扬声器箱的信号处理器被提供到另外的位置(例如居中地在 线阵中）中的扬声器箱上，在该错误配属和/或错误布缆下，居中的扬声器箱以设置用于最 上面的扬声器箱的信号处理器来运行，由此会至少局部严重地影响会堂中的播音的品质。

【发明内容】

[0004] 本发明基于的目的可以被看做是给出一种用于对扬声器箱系统中的扬声器箱进 行位置识别的、在执行中简单且关于结构要求耗费少的方法。此外，本发明的目的在于提供 一种用于对扬声器箱系统中的扬声器箱进行位置识别的装置以及计算机程序产品以及提 供一种音频信号处理系统，该装置以及计算机程序产品或者音频信号处理系统能够以简单 和成本低廉的方式、尤其在没有耗费的附加结构要求的情况下实现对扬声器箱系统中的扬 声器箱进行位置识别。
[0005] 本发明基于的目的通过独立权利要求的特征来解决。本发明的改进方案和特殊的 实施例是从属权利要求的主题。
[0006] 相应地，根据本发明的用于对扬声器箱系统的扬声器箱进行位置识别的方法的一 种实施例包括将所述扬声器箱系统的第一扬声器箱作为声学测试信号发送器运行。然后， 在扬声器箱系统的另外的扬声器箱上接收第一扬声器箱的声学测试信号。根据在另外的扬 声器箱上接收到的声学测试信号可以获知该扬声器箱系统的给出信号的第一扬声器箱与 另外的扬声器箱中的至少一个扬声器箱之间的位置关系。
[0007] 借助于根据本发明的方法可以通过测试运行扬声器箱并将（另外的）扬声器箱用 作测试信号接收器来执行对扬声器箱系统中的扬声器箱进行位置识别。因为为所述位置识 别使用了声学测试信号，该声学测试信号天然地由扬声器箱本身的扬声器产生并必要时也 可以接收，所以不需要设置基于另外的原理的装置，例如接近探测器或安置在扬声器箱的 上侧或下侧上的红外传感器或类似装置。
[0008] 例如，所述另外的扬声器箱的扬声器可以用作所述声学测试信号的接收器。在该 情况下可以不在扬声器箱上设置结构改变或补充，以能够实施用于位置识别的方法。尤其 可以使用任何制造商和类型的扬声器箱系统。也就是说，用于对扬声器箱系统中的扬声器 箱进行位置识别的方法没有提出对于扬声器箱系统和实施该方法的装置的特别的兼容性 要求，所述实施该方法的装置例如是设置用于实施该方法的音频信号处理系统。
[0009] 用于执行该方法的一种简单的可能性是，在接收到的声学测试信号上分别执行水 平测量并且借助于水平比较来进行在发送信号的第一扬声器箱和所述另外的扬声器箱中 的至少一个扬声器箱之间的位置关系的获知。因为在音频信号处理系统中已经可能存在例 如在功率放大器输出端上的水平测量器，所以根据本发明的方法可以以简单的方式实现仅 仅采用（已有的)水平测量值来进行扬声器箱系统中的扬声器箱的位置识别。
[0010] 同样可行并且必要时与前述方法组合地可以在接收到的声学测试信号上分别执 行运行时间测量并且可以根据所测量的运行时间的比较来进行在发送信号的第一扬声器 箱和所述另外的扬声器箱中的至少一个扬声器箱之间的位置关系的获知。
[0011] 根据扬声器箱系统中的扬声器箱数量的不同和/或根据关于一个或多个确定的扬 声器箱位置或各个扬声器箱之间的位置关系的可能已有的附加认识的不同和/或根据接收 到的声学测试信号的在根据本发明的方法中使用的评价的不同可以设置(并在实践汇总也 可以表示为规则）：所述方法通过将扬声器箱系统的第二扬声器箱作为声学测试信号发送 器运行来继续进行。由此可以借助于现在由第二扬声器箱获知的声学测试信号来获知在扬 声器箱系统的（新的）给出信号的第二扬声器箱与另外的扬声器箱中的至少一个扬声器箱 之间的位置关系。因此可以将扬声器箱系统的扬声器箱中的一个、多个或必要时全部的扬 声器箱作为声学测试信号发送器来运行，以便获得关于扬声器箱系统中的扬声器箱的位置 的可能完全的信息。
[0012] 要指出的是，"位置"和"位置识别"的概念在本文件中具有宽的意义，该意义应包 括"相对位置"和"绝对位置"的意义。也就是说，在本发明的意义中已经进行了位置识别，如 果识别出至少两个扬声器箱之间的位置关系，也就是说，如果例如识别出至少两个相邻的 扬声器箱或此外获知了扬声器箱系统的至少三个和必要时全部扬声器箱的顺序。
[0013] 对于本方法的一些应用方案可以是足够的是，获知相对位置(也就是两个扬声器 箱之间的至少一个唯一的位置关系），例如为了到一确定的、可能调换的缆线连接上的扬声 器布缆的检验或用于验证不允许相邻布置的两个扬声器箱，实际上却不是这样。为了另外 的应用方案应当不仅获知扬声器箱系统中的扬声器箱的相对位置，而且获知绝对位置。一 般可以从对于扬声器箱的顺序的认识(其相应于所有相对位置的完全的认识)通过对于一 个唯一的绝对位置的附加认识(例如这样的认识，即，这些扬声器箱中的扬声器箱是扬声器 箱系统中的最上面的扬声器箱)推断出扬声器箱系统中的全部扬声器箱的绝对位置。该附 加认识例如可以已经在执行根据本发明的方法之前作为"a优先级"认识存在或该附加认识 也可以例如当扬声器箱系统中的扬声器箱的顺序已经根据本发明被获知但还没有确定时 才然后被补入，被获知的两个在外的扬声器箱中的扬声器箱是扬声器箱系统中的最上面或 最下面的扬声器箱。
[0014] 如果扬声器箱系统中的扬声器箱的位置是获知的，那么可以给这些扬声器箱根据 它们被识别出的位置配属多通道音频信号处理器的逻辑地址。因为将多通道音频信号处理 器的每个通道刚好赋予扬声器箱系统中的一(绝对)扬声器箱位置，所以可以根据逻辑地址 来验证(例如通过布缆或另外的方式预先给定的）已有配属并必要时可以通过转换定址和/ 或改变布缆来修正。当例如设置一个音频信号处理器的第一、第二.....第k通道被赋予一 个线阵中的从上向下数的第一、第二、...第k扬声器箱位置时，可以验证:该刻意的配属是 否相应于通道与扬声器箱位置之间的实际配属，并且只要例如在该配属下发生调换，该调 换通过相应改变这些通道的逻辑定址和/或相应改变所述布缆被修正。
[0015] 也可行的是，在扬声器箱中使用麦克风，这些麦克风用作声学测试信号的接收器。 为此可以必要时为另外的目的（例如自行诊断）而在新的应用中使用扬声器箱的已经存在 的麦克风。于是，麦克风可以替代扬声器被用作接收器并且一般以比扬声器箱系统的（动 态)扬声器更好的敏感性和分辨率来接收声学测试信号并产生相应的接收信号。
[0016] 用于对扬声器箱系统的扬声器箱进行位置识别的装置可以具有用于通过输出声 学测试信号来引起所述扬声器箱系统的第一扬声器箱的测试运行的装置以及具有评价装 置，该评价装置设置用于根据接着由所述扬声器箱系统的另外的扬声器箱产生的所述声学 测试信号的接收信号来获知在发送信号的第一扬声器箱和另外的扬声器箱中的至少一个 扬声器箱之间的位置关系。例如，所述评价装置可以为此评价接收信号或由接收信号推导 出的信号。
[0017] 所述评价装置例如可以设置用于根据在音频信号处理系统的音频信号输出端上 获得的接收信号来执行所述位置关系的获知。在该情况下不需要用于音频信号处理系统上 的接收信号的附加的（线材连接或无线材的）信号输入端，因为音频信号处理系统的音频信 号输出端上的接收信号可以被分接。
[0018] 所述评价装置可以设置用于根据接收信号的水平测量值来执行所述位置关系的 获知。如已经提到的那样，在所述音频信号处理系统中可以可能地已经存在为此所需的水 平测量设备，例如电流测量设备或电压测量设备或功率测量设备，从而使得为了所述评价 仅必须参考在音频信号处理系统中已经存在的测量值。所述评价装置也可以与水平测量器 组合或附加与其地被设置用于根据接收信号的运行时间测量值来执行所述位置关系的获 知。
[0019] 用于位置识别的该装置还可以具有配属装置，其设置用于根据识别到的扬声器箱 在所述扬声器箱系统中的位置来进行多通道的音频信号处理装置的逻辑地址与扬声器箱 的配属。例如可以验证和/或改变或者说修正在音频信号处理器的通道与扬声器箱在扬声 器箱系统中的位置之间的已有配属。该配属装置还可以被设置用于给多通道的音频信号处 理装置的通道相应于被找出的配属供给它们的所属的传递函数、尤其是滤波器系数集。
[0020] 用于扬声器箱系统的扬声器箱的位置识别的计算机程序产品可以包括用于通过 输出声学测试信号来引起所述扬声器箱系统的第一扬声器箱的测试运行的程序；以及用于 评价接着由所述扬声器箱系统的另外的扬声器箱获得的所述声学测试信号的接收信号的 程序，用以获知在所述扬声器箱系统的发送信号的第一扬声器箱和另外的扬声器箱中的至 少一个扬声器箱之间的位置关系。
[0021] 如果用于引起测试运行的测试信号的产生和接收信号的评价可以借助于在常规 音频信号处理系统中已经存在的信号发送器或测量设备被执行，那么可行的是，已有的音 频信号处理系统根据本发明单独通过一附加的软件控制器借助于根据本发明的计算机程 序产品（例如应用程序、固件升级等)来运行或改造，也就是例如与用于扬声器箱的位置识 别的装置耦合或设有该装置。此外，根据本发明被运行的或改造的音频信号处理系统可以 适用于与"系统外部的"扬声器箱系统组合，因为针对这种扬声器箱系统的扬声器箱的成功 位置识别不需要音频信号处理系统与扬声器箱系统之间的（附加的）相互适配。
[0022]根据本发明的一种实施例的音频信号处理系统可以具有包括多个通道的音频信 号处理器，其中，音频信号处理器的每个通道配属或能配属扬声器箱系统的一个或多个确 定的扬声器箱。此外，用于对扬声器箱系统的扬声器箱进行位置识别的装置可以具有用于 通过输出声学测试信号来引起所述扬声器箱系统的第一扬声器箱的测试运行的装置以及 具有评价装置，该评价装置设置用于根据接着由所述扬声器箱系统的另外的扬声器箱产生 的所述声学测试信号的接收信号来获知在发送信号的第一扬声器箱和另外的扬声器箱中 的至少一个扬声器箱之间的位置关系。
[0023]如下面还要详细描述的那样，包括多个通道的音频信号处理器例如可以在唯一的 功率放大器设备中居中、关于多个功率放大器设备偏心分布并在此尤其偏心且在各个扬声 器箱中布置地(所谓的"自供电"箱)实现。
[0024] 本发明的实施例下面以示例方式根据附图的图来阐释。在此，相同的附图标记表 示彼此相应或类似的部件。此外，根据不同的图阐释的特征和功能性可以彼此组合，即使这 在下面没有明确记载。在这些实施例中天然地描述了细节或特殊的设计方案，它们是可选 的或也可以以另外的方式实现并因此尤其也在组合不同实施例的特征时可以取消。
【附图说明】
[0025] 图1示出用于扬声器箱的扬声器箱的位置识别的示例性装置的示意性框图。
[0026] 图2以示例性方式示出示例性的音频信号处理系统并且示范性阐明基于对所测量 的信号水平进行比较来进行扬声器箱的位置识别的方法。
[0027] 图3以示例性方式示出示例性的音频信号处理系统并且示范性阐明基于对所测量 的信号运行时间进行比较来进行扬声器箱的位置识别的方法。
[0028] 图4示出用于阐明用于扬声器箱的扬声器箱的位置识别的方法的实施例的示例性 流程图。
[0029] 图5示出用于控制扬声器箱中的扬声器箱的顺序的示例性流程图。
[0030] 图6示出与扬声器箱的所获知的顺序相关地用于阐明用于确定扬声器箱中的扬声 器箱的顺序和用于确定为扬声器(或音频信号处理系统的使扬声器运行的通道或音频信号 输出端)分派逻辑地址的方法的示例性流程图。
【具体实施方式】
[0031 ]以下使用的术语，例如"连接"和/或"耦合"不意味着彼此"连接"或"耦合"的元件 必须直接地彼此连接；中间连接的元件有可能设置在"连接"或"親合"的元件之间。然而，本 发明的公开内容也应包括这种连接或耦合的元件直接地(也就是说无中间连接的元件)彼 此连接或耦合的可能性。对于附图的解释，适用相同的原则，也就是说在两个元件之间所示 的直接的导线连接不排除存在这两个元件之间设置的元件，然而也包括特殊地公开无处于 这两个元件之间的元件的连接。
[0032] 图1示出用于扬声器箱LSA的扬声器箱的位置识别的示例性装置100。用于位置识 别的装置100可包括用于通过输出声学测试信号而促使第一扬声器箱测试运行的装置110 和评价装置120。
[0033] 扬声器箱LSA(也叫扬声器箱阵列或扬声器箱群)具有多个、η个扬声器箱(LS)。例 如，所述多个扬声器箱可包含扬声器箱LSA中的η个扬声器箱位置LSPl、LSP2.....LSPn上的 η个扬声器箱。
[0034] 扬声器箱LSA是经常为相同的扬声器箱的空间上的（例如竖直或水平的）组，这些 扬声器箱例如能够构成共同的相关的波的正面(gemeinsame kohMrenteWe 11 enf ront)。扬 声器箱LSA可例如由四至二十四个扬声器箱成，然而也可以是具有或多或少个扬声器箱的 扬声器箱。这些扬声器箱可例如机械地彼此连接。扬声器箱LSA的特殊示例是所谓的线阵， 其中各个扬声器箱彼此沿竖直方向对齐并且机械地彼此连接，在此线阵的有针对性的弯曲 是可调整的。
[0035] 传统上，常常利用相同的音频信号使扬声器箱LSA运行，在此音频信号处理器的相 同的传递函数对应于扬声器箱LSA的每个扬声器箱。
[0036] 现代的方式是各个扬声器箱的扬声器取决于其位置而利用个体的输入信号来运 行。由此，每个单独的扬声器箱(或扬声器箱的子群)获得自己的传递函数。这可实现，根据 对应活动的要求来优化地制定目标区域(听众面)中的声音水平分布。
[0037]在此，例如也可考虑由壳体(例如线阵的弯曲）的机械对齐导致的对目标区域中的 声音水平分布的影响，并且将该影响以电子方法有针对性地改变或改进。这种系统也公知 为〃智能〃线阵。为此，必须识别，线阵(或通常在扬声器箱系统LSA中）中的对应扬声器箱位 于哪个空间位置上。
[0038] 在此，以LSPULSP2.....LSPn来表示扬声器箱LSA中的扬声器箱的空间位置，也就 是说LSPl表不例如扬声器箱LSA的最上方的扬声器箱位置，LSP2表不例如扬声器箱LSA的第 二上方的扬声器箱位置，...，并且LSPn表不例如扬声器箱LSA的最下方的扬声器箱位置。
[0039] 在图1的示例性示图中，用于由这些扬声器箱中的一个促使第一扬声器箱的测试 运行的装置110可实现输出声学测试信号。例如，由实线11〇_1所示，确定的扬声器箱被提及 用于输出声学测试信号ATI。在图1中例如是扬声器箱位置LSPl上的扬声器箱，在此然而可 首先不知道所提及的扬声器箱的位置。
[0040] 在其他扬声器箱(这在此所示的示例中是位置LSP2.....LSPn上的扬声器箱）上， 声学测试信号ATl被接收。其他扬声器箱提供相应的接收信号E2.....En。也就是，其他扬声 器箱起作用为声学信号接受器(接收器），其用于测试运行中运行的扬声器箱的、作为声波 被发射的声学测试信号ATI。
[0041 ]由其他扬声器箱位置LSP2.....LSPn上的扬声器箱提供的接收信号E2.....En可 在扬声器箱上以各种方式被产生。一种特别简单的可能性是，接收信号E2.....En由扬声器 自身产生，通过以下方式，即扬声器箱的（动态的）扬声器作为麦克风使用并且由所接收到 的声音在扬声器接口上产生的信号（或由该信号得出的信号）作为接收信号E2.....En使 用。
[0042]评价装置120可设置为，取决于接收信号E2.....En来获知给出信号的第一扬声器 箱(在本示例中在位置LSP1上)与其他扬声器箱(在本示例中在位置LSP2.....LSPn上）中的 至少一个之间的位置关系。
[0043] 为了该目的，评价装置120可将接收信号E2.....En或依赖于接收信号E2.....En 的或由接收信号E2.....En得出的信号（例如探测信号或探测测量值)接受，并且为了获知 给出信号的扬声器箱与扬声器箱LSA的其他扬声器箱中的至少一个之间的位置关系的目的 而评价。为此，由评价装置120使用的信号（例如接收信号或探测信号）在图1中以INl、 IN2......En表示，其中，INk，k=l.....η，可以表示与接收信号Ek-致的或与接收信号Ek 相关的或推导出的信号。此外，评价装置120例如通过用于引起一个(多个)扬声器箱的测试 运行的装置110的数据接口 IF被通知，哪个扬声器箱(在这里例如：在位置LSPl上的扬声器 箱）当前被运行作为测试音声信号发送器。显而易见的是，流程控制（测试运行、评价等）也 可以由控制单元(未示出）来执行，该控制装置与用于引起一个(多个)扬声器箱的测试运行 的装置110并与评价装置(120)例如通过数据总线连接并控制它们。
[0044] 所述评价装置120于是例如可以根据通过数据接口 IF(或由控制单元)所通知的发 送信号的扬声器箱并根据溯源于另外的扬声器箱的接收信号的新啊好哦ΙΝ2、... INn获知 给出信号的第一扬声器箱与另外的扬声器箱中的至少一个扬声器箱之间的位置关系。另外 的位置关系可以以类似的方式在第二扬声器箱(其例如布置在位置LSP2上)和与该扬声器 箱不同的扬声器箱(它们于是例如处在位置LSPl、LSP2.....LSPn上)之间获知。例如为此目 的通过虚线11〇_2图解地给出第二扬声器箱(例如布置在扬声器箱位置LSP2上)用于给出声 学测试信号(未示出）。接着由另外的扬声器箱在位置LPSULPS3.....LPSn上产生的接收信 号E1、E3.....En于是以已经描述过的方式被用于获知另外的位置关系。为此，所述评价装 置可以使用由接收信号EI、E3.....En推导出的信号INI、IN3.....INn。
[0045] 这些扬声器箱之间的（相对)位置关系的获知可以以已描述过的方式继续，直到获 知这些扬声器箱在扬声器箱系统LSA中的部分或完全的顺序。
[0046] 扬声器箱的部分顺序的获知导致这样的认识K，在该认识下，为至少一个扬声器箱 LSk已知了它在扬声器箱系统LSA中的一个(多个)相邻扬声器箱LSnl (k)和/或LSn2(k)。在 这里，nl(k)和n2(k)表示相对扬声器箱LSk具有指数k的两个相邻指数函数。
[0047] 扬声器箱的完全顺序的获知导致这样的认识K，在该认识下，为每个扬声器箱LSk 已知了它们的在扬声器箱系统LSA中的一个(多个)相邻扬声器箱LSnl(k)和/或LSn2(k)。
[0048] 扬声器箱的完全顺序的获知以及至少一个绝对扬声器箱位置(例如对于第一扬声 器箱LSl的位置LSPl)的（可选）附加认识ZK导致这样的认识K，在该认识下，为各扬声器箱 LSk已知它的（绝对)扬声器箱位置LSPm(k)。在这里，m(k)表示指数函数，其给出具有指数k 的扬声器箱LSk处在具有指数m的扬声器箱位置LSPm(k)上。
[0049] 根据图1示例性描述的装置100和/或相应的方法可以被用于进行多通道的音频信 号处理器的多个通道与扬声器箱LSk之间的、相应于这些扬声器箱在扬声器箱系统LSA中已 知的位置LSPm(k)的配属。为此目的可以将该认识K传递给用于位置获知的装置100的配属 装置130,该配属装置被设计用于给一确定的扬声器箱LSk根据它的已知的位置LSPm(k)配 属多通道的音频信号处理器的信号处理器的逻辑地址。
[0050] 例如识别出，一确定的扬声器箱LSk处在扬声器箱系统中的位置LSPm(k)上。于是 获知了如下的音频信号处理器的逻辑地址，该音频信号处理器设置用于扬声器箱在位置 LSPm上的运行。该逻辑地址于是被用于形成由确定的扬声器箱LSk中的扬声器所需的扬声 器输入信号，也就是使确定的扬声器箱LSk配备有设置用于其(根据它的现在已知的位置 LSPm)的传递函数。
[0051] 用于扬声器箱系统LSA的扬声器箱的位置识别的装置100可以在结构上以多种多 样的方式实现。例如，它可以被实现为数据处理器装置，其通过计算机程序获得已描述过的 功能性。数据处理器装置例如可以布置在具有(居中或偏心的）多通道音频信号处理器的音 频信号处理系统内部。所述音频信号处理系统可以在该情况下例如通过加载计算机程序被 装备或加装用于位置识别的装置100。
[0052] 在此可行的是，装置100在计算机、例如个人计算机(PC)中实现，该计算机利用包 括计算机程序的软件(PC-软件)来运行，通过该软件，计算机获得已描述过的功能性。计算 机或PC可以与多通道的音频信号处理系统（例如根据下面描述的不同的实施例)通过数据 连接、例如网络、线材连接或无线材地连接。通过数据连接可以将基于已知的位置关系的信 息传递到音频处理系统上。例如可以将评价装置120中得到的认识K或信号处理器的传递函 数或系数集的在配属装置130中获知的逻辑地址或例如系数集或者说传递函数本身传递到 所述音频信号处理系统上。
[0053]图2示出了具有多通道的音频信号处理器的示例性的音频信号处理系统200。在所 示的例子中，音频信号处理器具有η个通道K1、K2.....Κη，它们分别进行个别的音频信号处 理。例如，一确定的通道Kk，k=l.....η包括对通道个别的信号处理器，该信号处理器在这 里例如以具有标志DSPk的DSP(数字信号处理器)形式实现。此外，所述通道Kk可以具有功率 放大器AMPk和(可选地)水平测量器Uk/lk，该水平测量器例如布置在功率放大器输出端上。
[0054]对通道个别的信号处理器能够实现对通道K1、K2.....Kn中的每个的个别的传递 函数的调整。信号处理器(例如DSP)可以通过网络(例如以太网）来定址，该网络例如可以与 装置100以已描述的方式连接。所述个别的传递函数例如可以通过FIR滤波器产生。滤波器 参数(或DSP系数集)可以之前或也在测试运行(例如校准播音设备)期间获知和/或优化。这 尤其是在移动式播音设备中有意义，因为这些移动式播音设备在不同的播音状况下使用并 因此根据使用区域的不同而必须被不同地调整。为此，也就是说为了计算和优化对通道个 别的传递函数可以使用模拟程序，这些模拟程序能够实现整个播音设备的模拟(音频信号 处理系统200和扬声器箱系统LSA结合听众面的对应声学特性）。
[0055] 水平测量器U/1UU2/12.....Un/ln分别可以与扬声器箱LS1、LS2.....LSn中的扬 声器的音频信号输入端(扬声器接头)连接。这类水平测量器在有些常规的音频信号处理器 中已经包含，例如以便能够实现对通道个别的功率测量。
[0056] 被测量的信号水平Pl、P2.....Pn例如可以设计电压水平、功率水平或电流水平， 也就是说水平测量器U1/11、U2/12.....Un/ln可以与之相应地是电压测量器、功率测量器 和/或电流测量器。优选地，由于功率放大器的输出阻抗很低而进行电流水平测量。
[0057] 如果使用扬声器箱LS1、LS2.....LSn的（动态)扬声器作为接收器，那么可以使用 水平测量器U1/11、U2/12.....Un/ln来测量接收信号El、E2.....En的信号水平。如果接收 信号El、E2.....En通过扬声器箱LSI、LS2、...LSn的（未示出的)麦克风来产生，那么例如可 以通过相应的水平测量器(未示出）来探测接受信号E1、E2.....En，这些水平测量器连接到 扬声器箱LS1、LS2.....LSn的麦克风的接头上。
[0058]测量到的信号水平(值)P1、P2.....Pn(探测信号)可以在评价装置120中被提供为 输入信号IN1、IN2.....INn并被评价。根据测量到的信号水平Pl、P2.....Pn，所述评价装置 120可以执行扬声器箱系统LSA的扬声器箱的根据本发明的位置识别。
[0059]为了获知具有示意性示出的音频信号处理系统200的扬声器箱系统LSA的扬声器 箱位置LSPl、LSP2.....LSPn可以在所示的例子中将扬声器箱LSI作为测试信号声源来运 行，该扬声器箱处在未知的位置LSPm(I)上。其余的扬声器箱LS2、LS3.....LSn或这些扬声 器箱中的至少一些被作为接收器运行。由作为接收器运行的扬声器箱LS2、LS3.....LSn产 生的接收信号被测量用于确定水平测量值P2、P3.....Pn。
[0060] 为了通过扬声器箱LSI产生声学测试信号，示例性地示出了信号发生器111，它产 生测试信号，该测试信号可以选择性地施加到通道K1、K2.....Kn的输入端中格的一个(或 必要时还有多个)上。在图1中示出的实施例中，由信号发生器111产生的测试信号例如与第 一通道Kl的音频信号输入端连接，而另外的通道Κ2.....Kn没有加载测试信号。这是如何可 以实施用于引起扬声器箱(在这里:LSI)的测试运行的装置110的多个可能性中的一个。
[0061 ] 传递到评价装置120上的水平测量器P2、P3.....Pn于是在评价装置120中被比较。 由测量到的水平P2、P3.....Pn的比较可以以已经描述过的方式推断出相应的（进行接收 的）扬声器箱LS2、LS3.....LSn关于给出信号的扬声器箱LSI的位置。水平P2、P3.....Pn越 高，相应的扬声器箱LS2、LS3.....LSn离给出信号的扬声器箱LSI越近。两个近似相等的、最 大的水平例如表示两个相邻的扬声器箱。
[0062] 例如在执行了根据本发明的方法之后确定，扬声器箱LSk，k=l.....η布置在位置 LSPk上，除了扬声器箱LS2和LS3之外，它们处在位置LSP3或LSP2上。
[0063] 该认知K可以传递给配属装置130。之后，配属装置可以获知系数集或传递函数的 逻辑地址，它们设置用于运行位置LSP3上的扬声器箱。之后使用该逻辑地址用以形成有扬 声器箱LS2的扬声器所需的扬声器输入端信号，也就是说用以使扬声器箱LS2配备有针对其 (根据其现在已知的位置LSP3)所设置的传递函数。
[0064] 这里如可以通过如下方式进行，即与扬声器箱LS2连接的通道Κ2的DSP2通过重新 编程以针对扬声器位置LSP3的DSP系数集运行(并且反过来，与扬声器箱LS3连接的通道Κ3 的DSP3可以通过重新编程以针对扬声器位置LSP3的DSP系数集运行）。也可以例如根据函数 m(k)进行信号处理的重新编程，或者必要时可以根据函数m(k)改变线缆连接或以其它方式 存在的在通道K1、K2、. . .Kn的输出端和扬声器箱LS1、LS2.....LSn的扬声器之间的配属。
[0065] 图3借助于音频信号处理系统的示意性方块图阐释了评价用于确定扬声器系统 LSA中的扬声器箱LSI、LS2.....LSn的扬声器箱位置LSPl、LSP2.....LSPn的另一种可能性。 这里，扬声器箱位置LSPl、LSP2.....LSPn的获知是以信号运行时间的比较为基础的，这些 信号运行时间是声学测试信号在发送器(用于信号发送的扬声器箱)和相应的接收器(另外 的扬声器箱中的一个扬声器箱)之间所经历的。
[0066] 又例如(参见图3)将第一扬声器箱LSl作为用于信号发送的扬声器箱来运行，而将 另外的扬声器箱LS2、LS3.....LSn或它们中的一部分作为接收器来使用。之后，从在另外的 扬声器箱LS2、LS3.....LSn上由于用于信号发送的扬声器箱LSI对于声学测试信号ATI的接 收所出现的接收信号E2、E3、· . .En中获知用于一个个扬声器箱LS2、LS3.....LSn的运行时 间。
[0067]这里利用t2、t3、"_、tn所表示的运行时间可以例如从接收信号E2、E3、...En和由 信号发送器111所发出的测试信号中计算出。该计算可以例如针对2通道FFT(快速傅立叶变 换)在一个个信号处理开关(这里例如作为DSP2、DSP3、. . .DSPn实现)来进行。同样存在另外 的用于计算运行时间的可能性。
[0068]通过信号发送器111的测试信号的产生以及在图3中所示的开关位置(其预设以测 试信号加载的通道-这里通道Kl)可以由用于引起扬声器箱的测试运行的装置110来执行 和/或控制或者说监控。运行时间的计算可以由评价装置120执行和/或控制或者说监控。 [0069]借助于计算出的运行时间t2、t3、'"、tn同样可以推断出在扬声器箱系统LSA中配 属的扬声器箱LS2、LS3.....LSn的位置。所计算出的运行时间七243、'"、加可以相互比较。 运行时间越长，则相应的扬声器箱LS2、LS3.....LSn与用于信号发送的扬声器箱LSI的距离 越大。两个近似相等的、最小运行时间例如表示两个相邻的扬声器箱。运行时间的比较可以 由评价装置120执行。
[0070]为了避免重复，其它内容参照针对图1和2的描述，其可类似地应用到音频信号处 理系统300上。
[0071]存在如何能够实施根据本发明的音频信号处理系统、例如音频信号处理系统200 和/或300的音频信号处理的许多不同的可能性。下面示例性地列出一种可能性：
[0072]按照第一种可能性，多通道的音频信号处理(也就是说音频信号处理系统200、300 的通道Kl、K2、...Kn)可以中央地在唯一一个多通道的功率放大器中实施。在该情况下，该 功率放大器例如具有η个音频信号输出端，它们可以布置在功率放大器AMPl、AMP2、.. .AMPn 的输出端且尤其也可以布置在水平测量仪U1/L1、U2/L2、. . .U3/L3的输出端。之后，所述功 率放大器的η个音频信号输出端可以通过合适的布缆与扬声器箱LSl.....LSn的η个扬声器 输入端连接。向每个扬声器箱LS1.....LSn输送功率放大的、通道个别的音频信号。
[0073]按照第二种可能性，多通道的音频信号处理(也就是说音频信号处理系统200、300 的通道K1、K2、...Kn)可以分散地在多个、例如各一个单通道的功率放大器中实施，它们可 以分布地且例如相互远离地布置并且它们可以与用于位置获知的装置100例如通过数据导 线（比如网络如以太网)连接。通过所述数据导线，DSPs也可以以它们的系数集/传输函数来 供给。在该情况下，该功率放大器例如具有η个音频信号输出端，它们可以布置在功率放大 器AMP1、AMP2、. . .AMPn的输出端且尤其也可以布置在水平测量仪U1/L1、U2/L2、. . .U3/L3的 输出端。
[0074]相应的功率放大器的音频信号输出端可以通过合适的布缆与扬声器箱LSl..... LSn中的一个扬声器箱的扬声器输入端(也可以与一小组扬声器箱的扬声器输入端)连接。 这里也向每个扬声器箱LS1.....LSn输送功率放大的、通道个别的音频信号。
[0075]按照第三种或第四种可能性，多通道的音频信号处理(音频信号处理系统200、300 的通道Kl、K2、... Kn)中心地或分散地根据上面的描述来实施，当然功率放大器AMPl、 AMP2----AMPn和必要时水平测量仪U1/LUU2/L2----U3/L3处在一个个扬声器箱LSl、 LS2.....LSn中。在该情况下通道个别的信号处理（比如DSP1、DSP2、. . .DSPn)可以在共同的 信号处理器或在分布的信号处理器中实现，所述分布的信号处理器与用于位置获知的装置 100例如通过数据导线（比如网络如以太网）连接。通过所述数据导线，DSPs也可以以它们的 系数集/传输函数来供给。所述共同的信号处理器或一个个空间上分布地布置的信号处理 器的η个音频信号输出端可以通过合适的布缆或无线地与扬声器箱LS1、LS2.....LSn的η个 扬声器输入端连接。向每个扬声器箱LSI.....LSn输送还未功率放大的、通道个别的音频信 号。这样，所述功率放大和所述水平测量可以当场在每个扬声器箱LS1、LS2.....LSn中进 行。
[0076]按照第五种可能性，多通道的音频信号处理(也就是说音频信号处理系统200、300 的通道K1、K2、. . .Kn)可以分散地在所述扬声器箱系统的相应的扬声器箱LS1、LS2.....LSn 中实施。这样，扬声器箱LSk可以例如装配有DSP(即DSPk)、功率放大器AMP(即AMPk)且尤其 也可以装配水平测量仪Uk/Lk。在该情况下所述扬声器箱系统LSA的所有的扬声器箱LSl、 LS2.....LSn可以以同一个音频信号（也就是说以同一个输入信号)供给，通道个别的信号 处理才分散地在一个个扬声器箱LSI、LS2、. . .、LSn中进行。
[0077] 扬声器箱LS1、LS2.....LSn可以与用于位置获知的装置100例如通过数据导线（比 如网络如以太网)连接。通过所述数据导线，DSPs也可以以它们的系数集/传输函数来供给。 [0078] 一般来说，如果在音频信号输出端和扬声器箱输入端之间的配属时已经发生了混 淆，则该混淆可以通过信号处理器(或通道的）逻辑定址的相应的变化和/或至少针对前面 四种可能性(其中，向扬声器箱导入通道个别的音频信号）来说，可以校正布缆的相应的变 化/其它的配属。
[0079] 一般还适用的是，通道或者说信号处理器的数量不必与扬声器箱或扬声器箱位置 的数量η相等。例如可以利用同一个信号处理器来运行多个扬声器箱，也就是说可以给每个 通道配属例如两个或更多个相邻的扬声器箱。例如可以针对每个通道或信号处理器始终设 置ηχ个(相邻的）扬声器箱，例如ηχ = 2、3、...。这样就存在由多个小组的扬声器所组成的扬 声器箱系统LSA，这些扬声器小组分别利用同一个信号处理器运行，也就是说它们的扬声器 获得同一个音频信号。所有这里描述的方法、装置、计算机程序、音频信号处理系统等等，应 该类似地适用于这种系统或者说应用到这种系统上，其中，前面描述的扬声器箱适宜地通 过这种扬声器箱小组来取代。下面，如前所述，为了避免不需要的形式主义，考虑扬声器箱 和信号处理器的相同数量η的例子。
[0080]图4的流程图以示例方式阐释了一种用于对扬声器箱系统LSA的扬声器箱进行位 置识别的可能的方法。该方法开始于Sl (开始）。
[0081 ] 随后在S2加入变量k = l。
[0082] 随后扬声器箱LSK发出声学测试信号（S3)。声学测试信号的发出可以通过用于引 起扬声器箱系统的第一扬声器箱的测试运行的程序来控制。
[0083] 另外的扬声器箱中的几个或全部扬声器箱接收该声学测试信号。在S4获知在用于 信号发送的扬声器箱LSk和至少一个另外的扬声器箱LSk'之间的位置关系，其中V辛k。所 述位置关系的获知可以通过用于评价由所述扬声器箱系统的另外的扬声器箱获得的接收 信号的程序来控制。
[0084] 在S5检测，是否识别到了所有的为了相应的任务所需的扬声器箱位置或位置关 系。
[0085] 如果不是这种情况，则在S6对变量k进行增量，也就是说，将另一个扬声器箱选择 成用于信号发送的扬声器箱。然后一直重复地实施步骤S3至S6,直至识别出所有所需的扬 声器箱位置(或者说所述扬声器箱系统的几个或所有的扬声器箱的顺序）。这样就可以例如 结束该方法(在S7)。
[0086] 在图4中阐释的方法可以例如利用用于位置识别的前述的装置中任一种，利用任 一种计算机程序和/或利用前述的音频处理系统中的任一种来实施。这也适用于借助于下 面的图5和6所阐释的示例性方法。
[0087] 图5描绘了一种其它的方法变型，其中，该方法变型与图4中所示的示例性方法的 组合也是可行的。
[0088] 步骤S1-S3可以相应于图4中所示的步骤S1-S3。
[0089]在Sf中检测，是否由扬声器箱LSk+Ι和LSk-I获得的信号水平是最强的信号水平。 扬声器箱LSk+Ι和LSk-I是这样的扬声器箱，它们根据在通道个别的信号处理器和扬声器箱 位置LSPl、LSP2、...LSPn之间的有意的配属应该相邻于用于信号发送的扬声器箱LSk布置。 [0090]如果在Sf确定，由扬声器箱LSk+Ι和LSk-I获得的信号水平不是最强的信号水平， 则假设，在信号处理器针对扬声器箱系统的扬声器箱的配属中出现了错误（比如通过线缆 调换等等引起的）。在S5'存储和/或输出该错误。
[0091] 之后在S6对变量k进行增量。只要k小于扬声器箱LSn的最大数量η(参见S6.1)，则 通过递归重复该方法。否则在S7结束该方法(其中，如果所述位置确定比在k = n的情况下更 早就已经结束了的话，则同样可以指示出比通过S6.1更早的中断。
[0092] 借助于图5阐释的方法能够实现所述扬声器箱系统LSA的扬声器箱LS1、LS2..... LSn的顺序的控制。如果在S5'确定了在信号处理器或者说通道Kl、K2.....Kn和(获知的）扬 声器箱位置LSPULSP2.....LSPn之间的配属中的错误，则可以校正该错误。这可以例如通 过已述的措施(例如布缆的改变或传输函数/DSP-系数集针对扬声器箱的配属的改变，例如 通过重新编程)来进行。
[0093] 根据图5的方法例子借助于用于获知所述错误（在S5〇的水平测量值的比较(在 Sf)来阐释。可以理解的是，扬声器箱系统LSA中的位置关系或位置错误也可以借助于这里 描述的可能性，例如借助于运行时间测量来识别。
[0094]图6示例性阐释了用于确定扬声器箱系统LAS的扬声器箱LS1、LS2.....LSn的顺序 和/或用于将逻辑地址配属到扬声器箱上的方法。在图6中所示的方法可以与图4和5中所示 的方法以任意的方式组合。此外，在图6中示例性示出的方法又运用了用于获知在扬声器箱 系统LSA的扬声器箱之间的位置关系的水平测量值的比较，其中，正如同根据图5的方法中 那样，也可以运用其它的评价过程(例如关于运行时间测量的评价）。
[0095]在图6中所示的方法例如用于确定在线阵中的扬声器箱LS1、LS2.....LSn的顺序 以及将逻辑地址配属给扬声器箱用于操控该线阵。该方法例如从至少一个扬声器箱-这里 在线阵中的最高位置处的扬声器箱-的位置的先验认知(a-priori Kenntnis)出发。可以理 解的是，这种类型的先验认知即使在所有另外的方法的情况下也可以存在并且在该情况下 能够实现绝对位置的确定和/或能够减少用于获知关于扬声器箱位置的完整认知的递归数 量。
[0096]在S2'处在线阵中的扬声器箱LSl的最高的扬声器箱位置LSPl的已知的方式获得 逻辑地址ID_k = 1。
[0097] 在S3将扬声器箱LSk(即首先LSI)用作用于信号发送的扬声器箱，而另外的、例如 所有剩余的扬声器箱接收声学测试信号ATk(即首先ATl)。
[0098] 在S4确定这样的扬声器箱，其提供最强的接收信号(最高的信号水平)或者在运行 时间测量的情况下提供最短的信号运行时间。该扬声器箱获得逻辑地址ID_k+l。因为提供 最强的接收信号（和/或最小运行时间）的扬声器箱是第二高（一般而言：紧挨其下）的扬声 器箱。向其配属如下的信号处理器，该信号处理器确定用于第二高（一般而言：紧挨其下）的 扬声器箱位置LSPk+Ι。更准确地说，可以给该扬声器箱的逻辑地址ID_k+l配属这样的信号 处理器的逻辑地址，其设置或编程用于执行适合于扬声器箱位置LSPk+Ι的信号处理(或与 地址ID_k+l的扬声器箱结合的DSP利用根据扬声器箱位置所需的传输函数/DSP系数集进行 重新编程）。
[0099] 接下来通过已经关于图5所描述的步骤S6、S6.1和S7来继续进行递归，一直到识别 出在线阵中（或者说一般而言在扬声器箱系统LSA中）的例如所有的扬声器箱的位置。例如 为此可以根据S6.1将每个扬声器箱LS1、LS2.....LSn作为用于信号发送的扬声器箱来运行 一次(在S6.1中的例如在k = η时更早的中断也可以是足够的）。
[0100] 要指出的是，通过水平测量与运行时间测量的组合可以减少所需的测量的（递归） 数量。此外，当在获知扬声器箱位置时考虑两个测量值时，该测量也可以防错误地设计。两 种测量方法不仅可以利用在扬声器箱上存在的麦克风也可以在没有这种麦克风、也就是说 仅利用扬声器箱LS1、LS2.....LSn中的作为麦克风起作用的扬声器来实施。水平测量或运 行时间测量也可以例如在别处在通道K1、K2、. . .Kn中或上执行，也就是说，这里描述的用于 水平测量或运行时间确定的特殊的可能性仅仅是示例性的。
[0101] 这里描述的实施例不仅可以用于不具有功率供给的扬声器箱，也可以用于具有集 成的信号处理的主动扬声器箱或所谓的"自供电"的箱系统。始终执行基于简单的方案对于 扬声器箱阵中的扬声器箱的位置的确定，将扬声器箱中的一个作为用于信号发送的扬声器 箱来运行，以及将另外的扬声器箱中的一个或多个用作由用于信号发送的扬声器箱所辐射 出的测试声音信号的接收器。
【主权项】
1. 用于对扬声器箱系统的扬声器箱进行位置识别的方法，包括:将所述扬声器箱系统 的第一扬声器箱作为声学测试信号发送器运行;在所述扬声器箱系统的另外的扬声器箱处 接收所述第一扬声器箱的声学测试信号；以及借助于在所述另外的扬声器箱中接收的声学 测试信号来获知在所述扬声器箱系统的发送信号的第一扬声器箱和另外的扬声器箱中的 至少一个扬声器箱之间的位置关系。2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述另外的扬声器箱的扬声器用作所述声学测试 信号的接收器。3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中，在接收到的声学测试信号上分别执行水平测 量并且借助于水平比较来进行在发送信号的第一扬声器箱和所述另外的扬声器箱中的至 少一个扬声器箱之间的位置关系的获知。4. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在接收到的声学测试信号上分别执 行运行时间测量并且根据所测量的运行时间的比较来进行在发送信号的第一扬声器箱和 所述另外的扬声器箱中的至少一个扬声器箱之间的位置关系的获知。5. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括:将所述扬声器箱系统的第二扬声 器箱作为声学测试信号发送器运行;在所述扬声器箱系统的另外的扬声器箱处接收所述第 二扬声器箱的声学测试信号；以及借助于在所述另外的扬声器箱中接收到的声学测试信号 获知在所述扬声器箱系统的发送信号的第二扬声器箱和另外的扬声器箱中的至少一个扬 声器箱之间的位置关系。6. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括:根据识别到的扬声器箱在所述扬 声器箱系统中的位置，将多通道的音频信号处理器的逻辑地址配属给所述扬声器箱。7. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法用于确定布置在线性的扬 声器箱系统中的扬声器箱的顺序。8. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述另外的扬声器箱中的麦克风 用作所述声学测试信号的接收器。9. 用于对扬声器箱系统的扬声器箱进行位置识别的装置，其具有用于通过输出声学测 试信号来引起所述扬声器箱系统的第一扬声器箱的测试运行的装置，以及具有评价装置， 该评价装置设置用于根据接着由所述扬声器箱系统的另外的扬声器箱产生的所述声学测 试信号的接收信号来获知在所述扬声器箱系统的发送信号的第一扬声器箱和另外的扬声 器箱中的至少一个扬声器箱之间的位置关系。10. 根据权利要求9所述的装置，其中，所述评价装置设置用于根据在音频信号处理系 统的音频信号输出端产生的接收信号来执行所述位置关系的获知。11. 根据权利要求9或10中任一项所述的装置，其中，所述评价装置设置用于根据所述 接收信号的水平测量值来执行所述位置关系的获知。12. 根据权利要求9至11中任一项所述的装置，其中，所述评价装置设置用于，根据所述 接收信号的运行时间测量值来执行所述位置关系的获知。13. 根据权利要求9至12中任一项所述的装置，还包括:配属装置，其设置用于根据识别 到的扬声器箱在所述扬声器箱系统中的位置，进行多通道的音频信号处理器的逻辑地址与 扬声器箱的配属。14. 用于扬声器箱系统的扬声器箱的位置识别的计算机程序产品，具有用于通过输出 声学测试信号来引起所述扬声器箱系统的第一扬声器箱的测试运行的程序；以及用于评价 接着由所述扬声器箱系统的另外的扬声器箱获得的所述声学测试信号的接收信号的程序， 用以获知在所述扬声器箱系统的发送信号的第一扬声器箱和另外的扬声器箱中的至少一 个扬声器箱之间的位置关系。15.音频信号处理系统，其具有:音频信号处理器，该音频信号处理器包括多个通道，其 中，所述音频信号处理器的每个通道都配属或可配属给扬声器箱系统的一个或多个确定的 扬声器箱；以及用于对所述扬声器箱系统的扬声器箱进行位置识别的装置，该装置具有用 于通过输出声学测试信号来引起所述扬声器箱系统的第一扬声器箱的测试运行的装置以 及评价装置，该评价装置设置用于根据接着由所述扬声器箱系统的另外的扬声器箱产生的 所述声学测试信号的接收信号来获知在发送信号的第一扬声器箱和所述另外的扬声器箱 中的至少一个扬声器箱之间的位置关系。
【文档编号】H04R1/20GK106068004SQ201610258130
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年4月21日 公开号201610258130.4, CN 106068004 A, CN 106068004A, CN 201610258130, CN-A-106068004, CN106068004 A, CN106068004A, CN201610258130, CN201610258130.4
【发明人】弗兰克·博特, 马蒂亚斯·克里斯特纳, 费边·布劳恩
【申请人】迪碧音响技术有限公司