确定扬声器位置变化的方法

摘要

本发明描述了一种系统和方法，其用于确定扬声器装置是否已重新定位、倾斜、旋转或已改变环境使得用于驱动扬声器的一个或多个参数可被更改和/或者扬声器系统的完整重新配置可被执行。在一个实施方案中，系统可包括一组传感器。传感器提供读数，这些读数被分析以确定1)扬声器自先前分析以来是否已移动，和/或2)自先前分析以来扬声器的移动距离和/或取向的变化程度。在确定移动水平低于阈值的基础上，系统调整用于驱动一个或多个扬声器的先前参数。通过调整先前参数而非执行完整重新校准，系统提供了更有效的技术以确保扬声器继续为收听者产生准确声音。

权利要求

1.一种用于调整用于一个或多个扬声器的驱动参数的方法，包括：由音频源基于第一组驱动参数来驱动所述一个或多个扬声器以输出声音；

基于集成在所述一个或多个扬声器中的一个扬声器的箱体内的一个或多个传感器来检测所述一个扬声器的变化；

响应于所检测到的变化，调整所述第一组驱动参数以考虑所述一个扬声器的所述变化，其中所述调整产生第二组驱动参数；以及由所述音频源基于所述第二组驱动参数来驱动所述一个或多个扬声器以输出声音。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述变化是所述一个扬声器的移动，所述方法进一步包括：确定所述一个扬声器的移动水平是否高于阈值水平，其中调整所述第一驱动参数以产生所述第二驱动参数是响应于确定所述移动水平低于所述阈值水平而执行的。

3.根据权利要求3所述的方法，还包括：

响应于确定所述移动水平高于所述阈值水平而执行所述一个或多个扬声器的完整重新校准，其中执行所述完整重新校准包括使用与所述一个或多个扬声器和所述音频源分开的设备以确定所述一个或多个扬声器的位置和环境。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个传感器包括以下中的一者或多者：摄像机、静态图像相机、指南针、加速度计、光传感器、无线天线、温度计、电流和电压监测器、麦克风、陀螺仪和压力监测器。

5.根据权利要求2所述的方法，还包括：

由集成在所述一个扬声器的顶表面或底表面上的相机捕获表示在第一时间点处高于或低于所述一个扬声器的区域的第一图像；

由所述相机捕获表示在第二时间点处高于或低于所述一个扬声器的区域的第二图像；

检测所述第一图像中的第一位置处的图案；

检测所述第二图像中的第二位置处的所述图案；以及

基于所述第一图像中的所述第一位置和所述第二图像中的所述第二位置之间的距离，确定所述一个扬声器的所述移动水平和移动方向。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个扬声器的所述变化描述所述一个扬声器周围的环境的变化，包括以下中的一者或多者：环境光线水平、环境温度水平、气压水平、提供给所述一个扬声器的电压或电流水平和接近所述一个扬声器的射频信号。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述移动描述所述一个扬声器的竖直移动、水平移动、倾斜移动和旋转移动中的一者或多者。

8.一种扬声器，包括：

箱体，所述箱体形成所述扬声器的结构；

一个或多个换能器，所述一个或多个换能器集成在所述箱体内；

一个或多个传感器，所述一个或多个传感器用于产生与跟所述扬声器相关联的检测到的物理量对应的传感器信号；和取向和定位单元，所述取向和定位单元用于基于所述传感器信号来确定所述扬声器的移动或环境的变化并响应于所述扬声器的检测到的移动生成新的驱动参数，所述新的驱动参数用于驱动所述一个或多个换能器。

9.根据权利要求8所述的扬声器，其中如果所述一个扬声器的移动水平高于阈值水平，则由所述取向和定位单元生成所述新的驱动参数是基于对旧的驱动参数的调整而进行的，所述旧的驱动参数的调整基于所检测到的移动的水平和方向。

10.根据权利要求9所述的扬声器，其中如果所述一个扬声器的移动水平高于阈值水平，则由所述取向和定位单元生成所述新的驱动参数是基于所述扬声器的完整重新校准而进行的，其中所述完整重新校准包括使用与所述扬声器分开的设备。

11.根据权利要求8所述的扬声器，其中所述一个或多个传感器包括以下中的一者或多者：摄像机、静态图像相机、指南针、加速度计、光传感器、无线天线、温度计、电流和电压监测器、麦克风、陀螺仪和压力监测器。

12.根据权利要求9所述的扬声器，还包括：

相机，所述相机集成在所述一个扬声器的顶表面或底表面上以捕获1)表示在第一时间点处高于或低于所述扬声器的区域的第一图像，和2)表示在第二时间点处高于或低于所述扬声器的区域的第二图像，其中所述取向和定位单元1)检测所述第一图像中的第一位置处的图案；2)检测所述第二图像中的第二位置处的所述图案；以及3)基于所述第一图像中的所述第一位置和所述第二图像中的所述第二位置之间的距离来确定所述扬声器的所述移动水平和移动方向。

13.根据权利要求9所述的扬声器，其中所述扬声器周围的环境的所述变化包括以下中的一者或多者：环境光线水平、环境温度水平、气压水平、提供给所述扬声器的电压或电流水平和接近所述扬声器的射频信号。

14.根据权利要求9所述的扬声器，其中所述移动描述所述扬声器的竖直移动、水平移动、倾斜移动和旋转移动中的一者或多者。

15.一种用于调整一个或多个扬声器的驱动参数的制品，包括：

非暂态机器可读存储介质，所述非暂态机器可读存储介质存储指令，所述指令当由计算机中的处理器执行时，由音频源基于第一组驱动参数来驱动所述一个或多个扬声器以输出声音；

基于集成在所述一个扬声器内的一个或多个传感器来检测一个或多个扬声器中的一个扬声器的变化；以及响应于所检测到的变化，调整用于驱动所述一个或多个扬声器的第一组驱动参数以考虑所述一个扬声器的所述变化，其中所述调整产生第二组驱动参数，其中所述第二组驱动参数用于驱动所述一个或多个扬声器以输出声音。

16.根据权利要求15所述的制品，其中所述变化是所述一个扬声器的移动，所述非暂态机器可读存储介质存储另外的指令，所述另外的指令当由所述处理器执行时：确定所述一个扬声器的移动水平是否高于阈值水平，其中调整所述第一驱动参数以产生所述第二驱动参数是响应于所述移动水平低于所述阈值水平而执行的。

17.根据权利要求16所述的制品，其中所述非暂态机器可读存储介质存储另外的指令，所述另外的指令当由所述处理器执行时：响应于所述移动水平高于所述阈值水平而触发所述一个或多个扬声器的完整重新校准的执行，其中所述完整重新校准包括使用与所述一个或多个扬声器分开的设备以确定所述一个或多个扬声器的位置和环境。

18.根据权利要求15所述的制品，其中所述一个或多个传感器包括以下中的一者或多者：摄像机、静态图像相机、指南针、加速度计、光传感器、无线天线、温度计、电流和电压监测器、麦克风、陀螺仪和压力监测器。

19.根据权利要求16所述的制品，其中所述非暂态机器可读存储介质存储另外的指令，所述另外的指令当由所述处理器执行时：检测第一图像中的第一位置处的图案，其中所述第一图像由集成在所述一个扬声器的顶表面或底表面上的相机捕获，并且所述第一图像表示在第一时间点处高于或低于所述一个扬声器的区域；

检测第二图像中的第二位置处的所述图案，其中所述第二图像由集成在所述一个扬声器的顶表面或底表面上的所述相机捕获，并且所述第二图像表示在第二时间点处高于或低于所述一个扬声器的所述区域；

基于所述第一图像中的所述第一位置和所述第二图像中的所述第二位置之间的距离，确定所述一个扬声器的所述移动水平和移动方向。

20.根据权利要求15所述的制品，其中所述一个扬声器的所述变化描述所述一个扬声器周围的环境的变化，包括以下中的一者或多者：环境光线水平、环境温度水平、气压水平、提供给所述一个扬声器的电压或电流水平和接近所述一个扬声器的射频信号。

21.根据权利要求15所述的制品，其中所述移动描述所述一个扬声器的竖直移动、水平移动、倾斜移动和旋转移动中的一者或多者。

说明书

确定扬声器位置变化的方法

[0001] 本申请要求提交于2014年9月30日的美国临时专利申请号62/057,999的优先权，并且本申请据此以引用方式并入该临时专利申请。

技术领域

[0002] 本发明公开了一种系统和方法，其用于确定扬声器装置是否已重新定位、倾斜、旋转或以其他方式移动使得用于驱动扬声器的一个或多个参数可被更改和/或扬声器或扬声器系统的完整的重新配置可被执行。还描述了其他实施方案。

背景技术

[0003] 计算机和家用电子产品通常利用扬声器来将声音输出到收听区域。每个扬声器可由布置在相关联箱体或壳体的单个平面或表面上的一个或多个换能器构成。为了使声音正确地指向一个或多个收听者，必须对这些扬声器手动地取向使得由每个扬声器所产生的声音按照预期对准目标。该取向可包括针对扬声器中一个或多个换能器中的每个换能器施用特定驱动设置或其他配置参数。例如，扬声器可初始地取向并配置成使得对应换能器产生指向收听者的声束。然而，扬声器的任何移动可能需要1)对驱动设置进行手动调节，或2)对系统进行完整重新校准，使得生成的声音再次正确地对准目标收听者。因此，在这些传统的系统中，收听者必须手动地确定扬声器中的一者或多者已移动使得可执行再校准和/或调节。这种重复的对移动的手动确定和对应的调节可能很耗时并且可提供较差的用户体验。

[0004] 在此部分中描述的方法是可执行的方法，但不一定是先前已设想或执行的方法。因此，除非另外指明，否则不应认为在此部分中描述的方法中的任一个仅仅凭借其被包括在此部分中而有资格作为现有技术。

发明内容

[0005] 本发明公开了一种系统和方法，其用于确定扬声器装置是否已重新定位、倾斜、旋转或已改变环境使得用于驱动扬声器的一个或多个参数可能被更改并且/或者扬声器或扬声器系统的完整重新配置可能被执行。在一个实施方案中，系统可包括与扬声器集成在一起或以其他方式与扬声器通信的一组传感器。在一个实施方案中，传感器可包括摄像机、静态图像相机、指南针、加速度计、光传感器、无线天线、温度计、电流/电压监测器、麦克风、陀螺仪和气压计/压力监测器中的一者或多者。在其他实施方案中，其他感测装置可与扬声器集成在一起或以其他方式与扬声器通信。

[0006] 传感器可提供各种读数，这些读数被分析以确定1)扬声器自先前分析以来是否已移动，和/或2)自先前分析以来扬声器的移动距离和/或取向的变化程度。在确定移动水平低于阈值时，系统和方法尝试调整用于驱动扬声器中的一者或多者的先前参数。通过调整先前参数而非执行完整重新校准，系统和方法提供了更有效的技术以确保尽管小的移动/变化扬声器继续在收听者的位置处产生准确声音。然而，在确定较大的或不可量化的移动/变化时，系统和方法可触发扬声器中的一者或多者的完整重新校准。因此，本文所述系统和方法提供了一种用于基于移动和变化的不同水平调整扬声器的更为稳健的程序。

[0007] 以上概述不包括本发明的所有方面的详尽列表。可预期的是，本发明包括可由上文概述的各个方面以及在下文的具体实施方式中公开并且在随该专利申请提交的权利要求中特别指出的各种方面的所有合适的组合来实施的所有系统和方法。此类组合具有未在上述发明内容中具体阐述的特定优点。

附图说明

[0008] 本发明的实施例以举例的方式进行说明，而不仅限于各个附图的图示，在附图中类似的附图标号指示类似的元件。应当指出的是，本公开中提到“一”或“一个”实施例未必是同一实施例，并且这意味着至少一个。另外，为了简明起见并减少附图的总数，可使用给定附图来示出本发明的多于一个实施方案的特征，并且并非附图中的所有元素可为给定实施方案所需的。

[0009] 图1示出了根据一个实施方案的具有音频接收器、一组扬声器和收听者的收听区域的视图。

[0010] 图2A示出了根据一个实施方案的音频接收器的部件图。

[0011] 图2B示出了根据一个实施方案的扬声器的部件图。

[0012] 图3示出了根据一个实施方案的扬声器的顶视剖面图。

[0013] 图4示出了根据一个实施方案的扬声器的对称特性。

[0014] 图5示出了根据一个实施方案的可由扬声器生成的一组方向性图。

[0015] 图6示出了根据一个实施方案的一种用于基于所检测到的移动和/或对扬声器的环境的变化配置扬声器的方法。

[0016] 图7A示出了根据一个实施方案的具有面朝下的集成相机的扬声器的底端的顶视图。

[0017] 图7B示出了根据一个实施方案的由集成在扬声器内的相机所捕获的方向/透视图。

具体实施方式

[0018] 现在解释参考附图所述的若干个实施方案。虽然阐述了许多细节，但应当理解，本发明的一些实施方案可在没有这些细节的情况下实施。在其他情况下，未详细示出熟知的电路、结构和技术，以免模糊对该描述的理解。

[0019] 图1示出了具有音频接收器103、一组扬声器105A和105B以及收听者107的收听区域101的视图。音频接收器103可耦接到扬声器105A和105B以驱动扬声器105A和105B中的各个换能器109发出各种声束方向图或其他声音到收听区域101中。在一个实施方案中，扬声器105A和105B可被配置为生成表示一段声音节目内容的各个通道的波束方向图。例如，扬声器105A和105B可生成表示一段声音节目内容(例如，音乐作品或电影的声道)的左前、右前和前方中心通道的波束方向图。

[0020] 图2A示出了根据一个实施方案的音频接收器103的部件图。音频接收器103可为能够驱动扬声器105A和105B中的一个或多个换能器109的任何电子设备。例如，音频接收器103可为台式计算机、膝上型计算机、平板电脑、家庭影院接收器、机顶盒和/或移动设备(例如，智能电话)。音频接收器103可包括硬件处理器201和存储器单元203。

[0021] 在此统一使用的处理器201和存储器单元203是指可编程数据处理部件和数据存储器的任意适当组合，其执行实施音频接收器103的各种功能和操作所需的操作。处理器201可以是通常在智能电话中找到的应用处理器，而存储器单元203可指微电子非易失性随机存取存储器。操作系统可与音频接收器103的各种功能特有的应用程序一起存储于存储器单元203中，它们将由处理器201运行或执行以执行音频接收器103的各种功能。

[0022] 音频接收器103可包括一个或多个音频输入205用以接收来自外部设备和/或远程设备的音频信号。例如，音频接收器103可接收来自流媒体服务和/或远程服务器的音频信号。音频信号可表示一段声音节目内容(例如，音乐作品或电影的声道)的一个或多个通道。例如，对应于一段多通道声音节目内容的单个通道的单个信号可通过音频接收器103的输入205来接收。又如，单个信号可对应于一段声音节目内容的多个通道，它们被多路复用到单个信号。

[0023] 在一个实施方案中，音频接收器103可包括接收来自外部设备和/或远程设备的数字音频信号的数字音频输入205A。例如，音频输入205A可为TOSLINK连接器、高清晰度多媒体接口(HDMI)或数字无线接口(例如，无线局域网(WLAN)适配器或蓝牙接收器)。在一个实施方案中，音频接收器103可包括接收来自外部设备的模拟音频信号的模拟音频输入205B。例如，音频输入205B可为设计用于接收线材或导线管和对应的模拟信号的接线柱、法耐斯托克线夹或拾音插头。

[0024] 在一个实施方案中，音频接收器103可包括接口207用以与扬声器105A和105B通信。接口207可利用有线介质(例如，导线管或线材)来与扬声器105A和105B通信，如图1所示。在另一个实施方案中，接口207可通过无线连接与扬声器阵列105通信。例如，网络接口207可利用一个或多个无线协议和标准来与扬声器105A和105B通信，这些无线协议和标准包括IEEE 802.11标准系列、IEEE 802.3、蜂窝全球移动通信系统(GSM)标准、蜂窝码分多址(CDMA)标准、长期演进(LTE)标准和/或蓝牙标准。

[0025] 图2B示出了根据一个实施方案的扬声器105A的部件图。扬声器105B可相对于扬声器105A类似地或相同地配置。如图2B所示，扬声器105A可通过对应接口213接收来自音频接收器103的驱动信号并驱动扬声器105A中的每个换能器109。与接口207一样，网络接口213可利用有线协议和标准和/或一个或多个无线协议和标准，这些无线协议和标准包括IEEE 802.11标准系列、IEEE 802.3、蜂窝全球移动通信系统(GSM)标准、蜂窝码分多址(CDMA)标准、长期演进(LTE)标准和/或蓝牙标准。在一些实施方案中，扬声器105A可包括数模转换器
209和功率放大器211用以驱动扬声器105A中的每个换能器109。

[0026] 如图1所示，扬声器105A和105B在对应箱体111中容纳多个换能器109。如图所示，箱体111为圆柱体；然而，在其它实施方案中，箱体111可为任何形状，包括多面体、截头椎体、圆锥体、角椎体、三棱柱、六棱柱、球体或截头圆锥体形状，所有形状均具有下文结合图3和图4所提及的对称特性。

[0027] 图3示出了根据一个实施方案的扬声器105A的顶视剖面图。如图1和3所示，扬声器105A中的换能器109环绕箱体111，使得换能器109可覆盖箱体111的曲面并且作为单个环定位在一起，如图所示。因此，扬声器105A围绕竖直轴R保持竖直对称，如图4所示。该竖直对称使得扬声器阵列105A围绕竖直轴R旋转，同时保持相对于收听者107指向的换能器109的一致性布置。在一些实施方案中，扬声器阵列105A可具有多个对称度(例如，围绕水平轴线的水平对称)。

[0028] 换能器109可以是全音域驱动器、中音域驱动器、重低音扬声器、低音扬声器、和高音扬声器的任意组合。每个换能器109可使用经由迫使线圈(例如音圈)轴向地移动通过柱形磁隙的柔性悬架连接到刚性盆架或框架的轻质振动膜或锥体。当电音频信号被施加到音圈时，由音圈中的电流形成磁场，从而使其成为可变电磁体。线圈和换能器109磁系统相互交互，从而生成使线圈(并因此使所附接的锥体)来回移动的机械力，由此在来自音频源(诸如音频接收器103)的所施加的音频电信号的控制下再现声音。扬声器105a的换能器109的这一驱动可由音频源(例如，音频接收器103)来“启动”，由此音频源还可被称之为驱动换能器109或驱动扬声器105a。尽管将电磁动态扬声器驱动器描述为用作换能器109，但本领域的技术人员将认识到，其他类型的扬声器驱动器诸如压电式驱动器、平面电磁驱动器和静电驱动器也是可能的。另外，尽管被示出并描述为包括多个换能器109并作为阵列来操作，但在一些实施方案中，扬声器105A可包括单个换能器109。尽管图1将扬声器105A、105B中的每个扬声器示出为具有其以位于一平面并沿箱体111的圆周延伸的单个环布置的换能器109并且可作为阵列被驱动，但扬声器105A可另选地具有可作为阵列被驱动的多于一个的换能器环。

[0029] 每个换能器109可响应于从音频源(例如，音频接收器103)所接收的单独的或离散的音频信号而被独立且单独地驱动以产生声音。通过允许扬声器105A中的换能器109根据不同参数和设置(包括延迟和能级)被独立且单独地驱动，扬声器105A可产生准确地表示由音频接收器103所输出的一段声音节目内容的每个通道的多个指向性图/波束图。例如，在一个实施方案中，扬声器105A可产生图5所示的指向性图中的一者或多者。

[0030] 在一个实施方案中，扬声器105A可为基于扬声器105A相对于收听区域101中的其他对象/表面和/或相对于收听区域101的其他特征的位置和取向可配置的。例如，扬声器105A可与一组参数相关联用以驱动其换能器109以产生波束方向图或其他声音形成。参数例如可定义数字换能器驱动信号的相对相位(或延迟)和相对增益(例如，由数字波束形成过程所计算以获得由扬声器105a所产生的一个或多个波束方向图)，这些数字换能器驱动信号分别驱动换能器109。可设定参数以适应扬声器105A所在环境的特征。例如，参数可适应1)收听区域101中的表面(例如，墙壁、顶篷和地板)和/或收听区域101内的对象(例如，家具)所引起的回声；2)扬声器105A和扬声器105B之间的距离；3)围绕扬声器105A的环境温度、环境压力和/或环境光线水平；4)扬声器105A和/或扬声器105B附接到的电源插座的电流/电压水平和/或5)扬声器105A到收听者107的接近程度。通过适应这些因素，参数使得扬声器105A在扬声器105A所在的变化环境中更准确地产生声音。

[0031] 在一个实施方案中，扬声器105A可包括取向和定位单元215(见图2b)用以确定扬声器105A是否已重新定位、倾斜、旋转，或者围绕扬声器105A的环境是否已以其他方式相对于先前配置/设置改变。在一个实施方案中，响应于确定出扬声器105A已移动(例如，其关于竖直轴R的取向已改变)，取向和定位单元215可利用处理器219确定新的一组参数以适用于扬声器105A。在一个实施方案中，后者可在驱动信号(由数模转换器209和功率放大器211)于换能器109的输入处被转换为模拟形式并放大之前，分别调整(换能器109的)各个数字换能器驱动信号。新的一组参数适应扬声器105A当前在其内的变化环境(例如，移动到收听区域101内的新位置或相对于收听者107和收听区域101中其他对象/表面的变化取向)。在一些实施方案中，当移动的水平/程度(例如包括取向的变化)延伸超出一组阈值时，取向和定位单元215可确定需执行扬声器105A和/或扬声器105B的完整重新校准。通过允许关于是否执行a)基于扬声器105A的“小”移动仅对当前参数的调整或b)响应于扬声器105A的“大”移动对系统的完整重新校准的判定，取向和定位单元215提供用于保持声音准确性的更高效技术。

[0032] 在一个实施方案中，扬声器105A可包括一组传感器217。在该实施方案中，来自传感器217的一个或多个输入可被单元215使用以有助于1)确定扬声器105A是否已移动或环境是否已改变；2)调整扬声器105A和/或扬声器105B的先前一组参数；以及3)确定是否需执行扬声器105A和/或扬声器阵列105B的完整重新校准。在一个实施方案中，传感器217可包括摄像机、静态图像相机、指南针、加速度计、光传感器、无线天线、温度计、电流/电压监测器、麦克风、陀螺仪和气压计/压力监测器中的一者或多者。在其他实施方案中，其他感测装置可集成在箱体111内或以其他方式与扬声器105A通信。

[0033] 如上所述，尽管相对于扬声器105A描述并示出，但在一些实施方案中，扬声器105B可类似地或相同地被配置。另外，尽管描述并示出为与音频接收器103分开，但在一些实施方案中，音频接收器103的一个或多个部件可集成在扬声器105A内。例如，扬声器105A还可包括硬件处理器201、存储器单元203和一个或多个音频输入205。在该实施方案中，取向和定位单元215可实现为存储于存储器单元203中对处理器201适当编程的软件，甚至实现为对处理器219(参见图2b)编程的软件。然而，在其它实施方案中，定位单元215可实现为一个或多个独立硬件电路。

[0034] 现转向图6，其将描述用于配置扬声器105A和/或扬声器105B的方法600。在一个实施方案中，方法600基于来自传感器217的一组输入来确定扬声器105A是否已重新定位、倾斜、旋转，或者围绕扬声器105A的环境是否已改变。在确定出扬声器105A已移动之后，方法600可作为响应地1)改变用于驱动换能器109中的每者的参数(而无需再次确定围绕扬声器
105a、105b的完整环境)或2)触发扬声器105A和/或扬声器105B的完整重新校准(在此期间，例如通过利用与扬声器105a、105b分开并且与音频接收器103分开的设备(如另一相机或麦克风阵列)来确定围绕扬声器105a、105b的完整环境；这可包括确定一个扬声器相对于另一扬声器的位置。)

[0035] 尽管以特定次序示出并描述，但在其它实施方案中，方法600的操作可以不同次序执行。例如，在一些实施方案中，方法600的一个或多个操作可在重叠时间段期间执行。

[0036] 方法600的每个操作可由音频接收器103、扬声器105A和/或在收听区域101内操作的其他设备中的一个或多个部件来执行。例如，在一个实施方案中，方法600的一个或多个操作可由取向和定位单元215基于来自传感器217的一组输入来执行。下文现将以举例的方式来描述方法600的每个操作。

[0037] 方法600可始于操作601，该操作确定1)扬声器105A和/或105B的初始位置和取向，和/或2)围绕扬声器105A和/或105B的环境。可在操作601处通过在收听区域101中执行扬声器105A和105B和/或音频接收器103的初始校准来确定位置/取向和环境特征。例如，在于收听区域101中安装/安置扬声器105A和105B期间，可执行完整的校准程序。校准程序确定1)扬声器105A和105B在收听区域101中的位置以及它们相对于目标(例如，收听者107)和/或其他对象(例如，其他扬声器105A/105B)的取向，和/或2)围绕扬声器105A、扬声器105B和/或收听者107的环境的特征。这些特征可包括围绕扬声器105A和/或扬声器105B的环境温度、环境压力和环境光线水平，和/或扬声器105A和/或扬声器105B所附接到的电源插座的电流/电压水平。

[0038] 在一个实施方案中，校准程序可通过经由扬声器105A和105B播放并由独立收听装置(例如，单独的麦克风或麦克风阵列、或者集成在位于收听者107附近或位于收听者107的预期位置处的移动设备(诸如智能电话、耳机或平板电脑)内的麦克风或麦克风阵列)检测的一系列可听声音或不可听声音来执行。在该实施方案中，可单独地驱动扬声器105A和105B中的每个换能器109以在单独或重叠的时间间隔期间产生单独的声音。基于到达时间和相应的所检测到声音之间的水平差，校准程序可确定扬声器105A和105B的相对位置和取向。

[0039] 尽管相对于利用声音和麦克风来描述，但在其它实施方案中，操作601处的校准程序可利用其他技术来确定扬声器105A和105B的位置、取向和环境。例如，由单独相机装置从远离扬声器105a、105b的适当距离所拍摄的视频或静态图像可捕获在其视场内的整个收听区域101，包括扬声器105A和105B和/或收听者107。基于根据这些所捕获视频/图像而执行的对象识别过程，可确定扬声器105A和105B的相对位置和取向。

[0040] 在一些实施方案中，来自内置传感器217的数据可用于操作601中。例如，基于从传感器217所接收的值，操作601可确定1)扬声器105A和/或105B的初始位置和取向，以及2)扬声器105A和/或105B所在的初始环境。

[0041] 在操作603，可接收或检索一段声音节目内容使得该段内容可通过扬声器105A和/或105B播放。一段声音节目内容可表示音乐作品、电影的声道或通过扬声器105A和/或105B要播放给收听区域101中的收听者107的任何其他类似录音。

[0042] 在操作603，一段声音节目内容可经由音频接收器103的一个或多个输入205从各种来源接收，包括流式互联网服务、机顶盒、本地或远程计算机和个人音频和视频装置。尽管描述为一段声音节目内容从远程来源或外部来源接收，但在一些实施方案中，一段声音节目内容可另选地为音频接收器103“本地的”，从而源于音频接收器103或由该音频接收器和/或扬声器105A产生。例如，一段声音节目内容可存储在音频接收器103的存储器单元203中，并且在操作603处检索。

[0043] 在操作605，可确定用于通过扬声器105A和/或105B回放的一段声音节目内容的第一组参数。第一组参数可包括用于驱动扬声器105A和/或105B中每个换能器109的延迟、水平差、增益值和/或相位值。在一个实施方案中，第一组参数基于如下所确定信息生成：1)扬声器105A和/或105B的初始位置和取向，以及2)扬声器105A和/或105B所在的初始环境。在该实施方案中，第一组参数使得扬声器105A和105B基于扬声器105A和105B相对于对象/结构和收听者107的初始定位和取向以及围绕扬声器105A和/或105B的初始环境来在收听者107的位置处产生预期的一组声音。例如，扬声器105A和105B可使用第一组参数来生成波束方向图，该波束方向图中的每个波束方向图表示用于一段声音节目内容的单独通道。在一个实施方案中，执行波束形成过程以产生第一组参数，使得它们允许扬声器105a(或扬声器
105b，或两者)根据在操作601中确定的扬声器105a、105b的初始定位和取向生成期望波束方向图。在一个实施方案中，可通过对音频接收器103的处理器201进行适当编程来执行波束形成过程，然后可将第一组参数提供给扬声器105a、105b中的处理器219(其继而可将各个换能器驱动信号以数字形式传送给DAC 209)。

[0044] 在确定第一组参数之后，操作607可利用在操作605处所确定的参数来播放在操作603处所接收的一段声音节目内容。如上所述，第一组参数允许在收听者107的位置处产生预期的一组声音。例如，如上所述，第一组参数可允许产生对应于针对一段声音节目内容的相应音频通道的单独声束。

[0045] 由于参数基于扬声器105A和105B相对于彼此、相对于收听者107和/或相对于收听区域101中其他对象和结构的定位和取向而生成，因此在操作607处生成的声音可准确地表示由一段声音节目内容呈现的期望声音场景。然而，由于第一组参数与扬声器105A和105B的位置、取向和当前环境紧密相关联，因此扬声器105A和105B中的一者或多者的任何移动可对收听者107造成不准确或非理想的声音体验。

[0046] 为了试图补偿扬声器105A和/或105B的移动，操作609可确定扬声器105A和105B中的一者或多者是否已重新定位、倾斜、旋转或以其他方式移动，以及/或者围绕扬声器105A和/或105B的环境是否已改变。如果没有发生变化，则方法600可返回操作607以利用第一组参数继续播放该段声音节目内容。

[0047] 在一个实施方案中，操作609可基于来自传感器217中的一者或多者的输入来确定这一移动/变化环境。移动可包括收听区域101中的竖直和水平变化两者。如上所述，在一个实施方案中，传感器217可包括摄像机、静态图像相机、指南针、加速度计、光传感器、无线天线、温度计、电流/电压监测器、麦克风、陀螺仪和气压计/压力监测器中的一者或多者。下文将以举例的方式描述来自这些传感器217中每个传感器的输入。在其它实施方案中，可使用其他类型的传感器来检测扬声器105A和/或105B的移动/变化环境。

[0048] 尽管下文相对于扬声器105A进行描述，但所述传感器可相对于扬声器105B类似地操作。因此，检测扬声器105A和105B中任一者的移动可触发对扬声器105A和105B两者的第一组参数调整、或完整重新校准。

[0049] 相机

[0050] 在一个实施方案中，静态图像相机或摄像机可附接于扬声器105A用以确定扬声器的移动和/或重新取向。例如，一个或多个相机可位于箱体111的顶端和/或底端。在一个实施方案中，相机可相对于扬声器105A的底端或顶端直接向下和/或向上聚焦/指向(即，相机的光轴相对于扬声器105A的顶端或底端的表面指向90°)。例如，图7A示出了向下查看扬声器105A的底端的箱体111的顶视图(换能器109在该附图中被省略)。如图所示，相机217A定位在底端上使得相机217A正向下查看，如图7B中箭头D所示出的。在该实施方案中，相机可观察扬声器105A位于其上的表面，诸如地板或桌面。如上所述，在一些实施方案中，相机可以与上文相对于图7A和7B所描述类似的方式定位在扬声器105A的顶端上，使得相机可观察顶篷或位于扬声器105A上方的其他结构。

[0051] 扬声器105A的一个或多个相机可以规则的间隔或响应于另一个触发事件捕获图像。例如，沿扬声器105A的底端定位的相机可每隔一分钟捕获地板、桌子或扬声器105A位于其上的其他表面的静态图像。然而，在其它实施方案中，可利用其他时间间隔。

[0052] 捕获图像可相互比较以确定扬声器105A是否已移至新位置(例如，自操作601以来移动过)。这些比较可利用图案识别/匹配技术来展现移动。例如，在操作601，在第一图像中所捕获的硬木地板的木纹中所识别的图案可位于第一图像的最右边缘。相比之下，在操作609，在第二(随后捕获)图像中所捕获的相同图案可位于第二图像的中心。图案中这一明显移动可指示出在操作601和操作609之间，扬声器105A已移至左边。在一个实施方案中，扬声器105A的移动距离可基于第一图像中图案和第二图像中图案之间的距离来确定。如下文更详细描述的，扬声器105A这一确定的移动距离和方向可用于生成新的一组参数用以驱动扬声器105A和/或扬声器105B，而无需扬声器105A和105B的完整重新校准。

[0053] 在上文提供的实施例中，在第一图像和第二图像两者中识别地板中的图案。然而，在其它实施方案中，可基于第二图像中没有图案来确定移动。由于图案不位于第二图像中，因此操作609可确定扬声器105A已移动，但可能无法推断移动的具体距离和/或方向。在该实施方案中，如下文将更详细描述的，由于移动的程度和方向可能是未知的，因此可执行对扬声器105A和105B的完整重新校准。

[0054] 在一个实施方案中，扬声器105A的倾斜或旋转可基于检测到第一图像中所识别的图案在第二图像中从不同视角/角度被捕获和/或在第二图像中旋转来确定。在该实施方案中，具体的倾斜度或旋转度可基于第一图像和第二图像中每个图像的差异来确定。

[0055] 在一个实施方案中，在第一图像中所观察到的图案可能在第二图像中显得更大或更小。外观尺寸的这一变化可指示扬声器105A已被升高或降低(例如，安装在墙壁上或卸下并置于地板上)。在该实施方案中，移动的特定距离可基于第一图像和第二图像之间图案大小的变化来确定。

[0056] 尽管上文相对于静态图像相机进行描述，但在一些实施方案中，可使用摄像机。在该实施方案中，摄像机可以指定时间间隔捕获视频达预定的持续时间和/或响应于另一触发事件捕获视频。可检查所捕获视频以通过与上文相对于静态图像相机所述的类似方式确定移动和/或确定移动的方向和程度。

[0057] 用于扬声器105A的相机可利用任何图像/视频捕获技术。例如，相机可利用电荷耦合器件(CCD)和/或互补金属氧化物半导体(CMOS)有源像素传感器。在一些实施方案中，相机可利用低帧率传感器(例如，每秒十帧)和/或低保真度传感器，诸如用于电脑鼠标中的此类传感器。通过利用功能降低的传感器，用于扬声器105A中的相机相比于其他较高质量设备可消耗更低能量并提供更紧凑配合，同时未显著损害相对移动估计。

[0058] 指南针

[0059] 在一个实施方案中，扬声器105A可包括指南针用以确定扬声器105A的变化取向。在该实施方案中，扬声器105A的移动可触发来自指示旋转度的指南针的对应的不同方位输出。例如，使扬声器105A逆时针方向旋转十五度可产生-15°的输出，而使扬声器105A顺时针方向旋转十五度可产生15°的输出。因此，旋转方向和旋转程度均可由指南针来确定。指南针可利用任何类型的传感器技术。例如，指南针可为磁罗盘或回转罗盘。

[0060] 陀螺仪

[0061] 在一个实施方案中，扬声器105A可包括陀螺仪用以检测扬声器105A的倾斜和/或旋转。例如，陀螺仪可确定扬声器105A相对于先前取向(例如，在操作601处扬声器105A的取向)已旋转或倾斜的量。类似于指南针，陀螺仪可输出取向变化的程度和方向。陀螺仪可利用任何类型的传感器技术，例如陀螺仪可为微机电系统(MEMS)陀螺仪、光纤陀螺仪(FOG)、半球谐振陀螺仪(HRG)、振动结构陀螺仪(VSG)、动态调谐陀螺仪(DTG)或伦敦磁矩陀螺仪。

[0062] 光传感器

[0063] 在一个实施方案中，扬声器105A可包括光传感器用以检测围绕扬声器105A的环境光线水平。光传感器可为随着增大入射光而减小电阻的光敏电阻器(photoresistor或light-dependent resistor(LDR))。在一个实施方案中，更多或更少的环境光线的检测可指示扬声器105A的环境变化。例如，利用启发法，操作609可确定扬声器105A初始地处于在指定时段(例如，二十四小时)期间光线水平不延伸超过特定水平的环境中。在检测到超过该特定水平或超过该水平预定变化量的光线水平时，操作609可确定扬声器105A已移动至新位置。响应于这一对移动的一般确定，可能需执行对扬声器105A和/或扬声器105B的完整重新校准，如下文将描述的。尽管相对于上部光线水平进行描述，但可作出关于下部光线水平的类似的比较和确定。

[0064] 加速度计

[0065] 在一个实施方案中，扬声器105A可包括加速度计用以测量扬声器105A的加速度。例如，加速度计可检测到扬声器105A正以0.2米每秒的速度加速。该加速度信息可用于确定扬声器105A的总移动量和扬声器105A的移动方向。加速度计可为任何类型的加速度计，包括电容式加速度计、压电电阻式加速度计、磁感应加速度计、微机电(MEMS)加速度计等。

[0066] 在一个实施方案中，来自加速度计的读数可用于确定扬声器105A已被移至新表面或已被以不同方式安装。例如，当扬声器105A被放置在硬质表面(例如，桌子或硬木地板)上时，来自扬声器105A的声音可比在扬声器105A被放置在软质表面(例如，铺有地毯的地板)上时产生更严重的振动。类似地，当扬声器105A安装在刚性结构(例如，安装在墙壁上)上时，来自扬声器105A的声音可比在扬声器105A未附接到刚性结构(例如，放置在铺有地毯的地板上)时产生更严重的振动。扬声器105A放置上的这些变化可指示出扬声器105A已移动和/或围绕扬声器105A的环境已改变(即，扬声器105A已放置在不同表面上)。

[0067] 温度计

[0068] 在一个实施方案中，扬声器105A可包括温度计用以测量围绕扬声器105A的环境温度。在一个实施方案中，检测到来自温度计的温度输出已超过先前记录温度可指示出扬声器105A已移动至另一环境。例如，启发式数据可指示扬声器105A通常处于环境温度从未高于75°华氏度的区域中。然而，操作609处的温度读数可指示围绕扬声器105A的环境温度已升高至90°华氏度。温度的这一变化可指示出扬声器105A已相对于先前读数移动。可作出关于历史低温水平的类似推断。在一个实施方案中，温度水平可与年/季节时间有关。

[0069] 天线

[0070] 在一个实施方案中，扬声器105A可包括一个或多个天线用以检测和/或发送无线信号。在一个实施方案中，天线可与接口213相关联-见图2b。因此，天线可适用于/设计用于与IEEE 802.11系列标准、蜂窝全球移动通信(GSM)标准、蜂窝码分多址(CDMA)标准、长期演进(LTE)标准和蓝牙标准。

[0071] 在一个实施方案中，天线可用于在操作609处检测扬声器105A的区域中的一般无线噪声/信号。将这些检测到的无线信号/噪声值与启发式数据相比较，操作609可确定扬声器105A已移动。例如，在一些实施方案中，扬声器105A可初始地位于具有大量微波噪声的环境中和/或接近具有特定服务集标识符的无线基站(SSID)。响应于检测到微波噪声水平下降和/或基站的检测的丢失，操作609可确定出扬声器105A已从该初始位置移动。

[0072] 在一个实施方案中，可执行扬声器105A相对于多个无线设备的三角测量以确定扬声器105A的准确位置。例如，利用来自三个或更多个无线设备(例如，接入点、无线控制器、移动电话等)的接收信号强度指示(RSSI)读数，可估计扬声器105A的位置。可将这一估计位置与先前位置进行比较以确定扬声器105A是否已移动。

[0073] 麦克风

[0074] 在一个实施方案中，扬声器105A可包括一个或多个麦克风。麦克风可感测声音并将这些所感测到的声音转变为电信号。麦克风可以是任何类型的声电换能器或传感器，包括微机电系统(MEMS)麦克风、压电麦克风、驻极体电容式麦克风、或动态麦克风。麦克风可作为麦克风阵列一起操作。在此类实施方案中，可执行阵列处理，其可将各种权值和延迟用于麦克风信号以产生一定范围的极性拾音模式，如心形、全向和8字形。所生成的极性模式改变在邻近扬声器105A的位置处所捕获声音的方向和区域。在一个实施方案中，麦克风的极性模式可随时间推移而连续改变。

[0075] 在一个实施方案中，麦克风可用于确定扬声器105A相对于另一声音来源的位置。例如，麦克风可检测扬声器105a的箱体111内的声音，这些声音从扬声器105B发出。基于这些所检测到的声音并且通过扬声器105B初始地播放声音的时间或播放声音的水平的知识，操作609可确定延迟时间和/或水平差。基于在收听区域101中对声音传播的一般或具体确定，这些延迟和水平差值可用于估计扬声器105A和扬声器105B之间的相对距离。通过将这些值与先前位置/距离进行比较，操作609可确定扬声器105A是否已相对于另一声音来源移动以及移动的方向和距离。

[0076] 尽管描述为相对于扬声器105B计算位置/距离，但在其它实施方案中，也可利用其他声音来源。例如，在其它实施方案中，来自收听者107的声音或来自固定来源的噪声(例如，来自冷藏机压缩机的噪声)可用于利用类似技术计算位置/距离。

[0077] 在一个实施方案中，麦克风可用于确定扬声器105A当前所在环境的特征。例如，麦克风可用于检测扬声器105A所发出的声音。可对检测到的声音进行分析以确定回声的存在、回声水平以及回声与初始输出声音之间的延迟。例如，在一个实施方案中，以最小延迟出现的大的回声可指示扬声器105A邻近于墙壁或其他硬质表面(例如，家具)。在一个实施方案中，可将回声的存在和特征与先前检测到的声音进行比较以确定扬声器105A是否已移动。例如，相比于先前麦克风读数，没有回声或回声水平降低可指示扬声器105A移动。

[0078] 压力传感器

[0079] 在一个实施方案中，扬声器105A可包括压力传感器用以检测围绕扬声器105A的压力。在一个实施方案中，压力传感器可为麦克风或气压计。压力传感器可基于环境压力的变化来确定扬声器105A的移动。例如，在操作601，气压可被检测为1000毫巴。相比之下，在操作609，气压可被检测为1100毫巴。压力的这一变化可指示扬声器105A环境已改变，从而已移动。该移动可归因于移动到建筑物内的新楼层。在一个实施方案中，压力水平可与年/季节时间有关。

[0080] 电流/电压传感器

[0081] 在一个实施方案中，扬声器105A可包括电流/电压监控器。电流/电压监控器可监控来自扬声器105A从其中接收电力的电源插座的电流水平和/或电压水平。例如，电流/电压传感器可指示扬声器105A当前正接收121伏特下15安培。相比之下，电流/电压传感器可具有先前已检测到的119伏特下14安培。电流和/或电压的这一变化可指示出扬声器105A已被插入到不同插座，因为新的测量值由此在测量之间移动。

[0082] 在一个实施方案中，上述传感器值中的一者或多者可用于通过与一组相关联阈值和/或变化水平进行比较来确定扬声器105A的移动。例如，在操作609，可将所确定的当前环境光线水平与由先前测量所提供的阈值(例如，在操作601所记录的环境光线值)相比较。响应于确定在操作609处所检测到的环境光线值与阈值环境光线值相差预定变化量，操作609可确定扬声器105A已移动。如上所述，阈值可为特定于一年的时间和一天的时间。

[0083] 在一个实施方案中，传感器217可以预先确定的时间间隔(例如，以一分钟间隔)记录值。而在其它实施方案中，传感器217中的一者或多者可始终保持活动。在一个实施方案中，传感器217中的一者可触发另一传感器217通电。例如，加速度计、陀螺仪、指南针或天线可用于触发相机、光传感器、温度计、麦克风、压力传感器和/或电流/电压传感器通电。在这些实施方案中，在加速度计、陀螺仪、指南针和/或天线检测到如上所述移动的基础上，这些设备中的一者或多者可触发其他传感器通电。这样，可节省电力并同时允许可能更多耗电的传感器操作以检测扬声器105A的移动。

[0084] 尽管上文相对于各个传感器217的分析进行描述以确定扬声器105A的环境移动或变化，但在其它实施方案中，操作609可将两个或更多个传感器217的组合用于该分析。例如，操作609可基于来自多个传感器217的读数来确定环境移动或变化的总体置信度。在该实施方案中，一个传感器217可有力地指示移动，而多个其他传感器217可指示扬声器105A尚未移动。因此，操作609可基于大多数其他传感器217的相反结论来推断出由一个传感器217作出的移动确定是不准确的。

[0085] 类似地，在一个实施方案中，扬声器105A的移动程度和/或方向可基于来自多个传感器217的输入来计算。例如，对来自相机的读数分析可指示扬声器105A已向左移动一米，而来自天线的读数可指示扬声器105A已向左移动三米。在该实施例中，操作609可对两个距离值取均值并确定扬声器105A已向左移动两米。类似的计算也可施加于方向值。尽管被描述为值间的严格平均，但在其它实施方案中，可基于具体传感器217读数的置信度水平(例如，基于信号强度、所计算值与其他计算估计值的对齐和/或每个估计值的历史分析的置信度)来计算加权平均。在其它实施方案中，可在操作609采用其他统计和分析技术来确定移动和移动的程度。

[0086] 在于操作609确定扬声器105A已移动时，方法600可移至操作611以确定该移动是否足够重要以保证扬声器105A和/或扬声器105B的完整重新校准。例如，在操作609确定移动距离和/或重新取向度(例如，旋转或倾斜)的情况下，操作611可将这些值与一组预先确定的阈值进行比较。在该实施方案中，当确定来自操作609的所确定值相对较小(例如，小于阈值)的情况下，方法600可移至操作613以基于来自操作609的值来调整第一组参数。

[0087] 如上所述，这些参数可包括用于驱动扬声器105A和/或105B中换能器109中的每者的延迟、水平差、增益值和/或相位值。由于基于与操作611处阈值的比较，在操作609所确定的移动/重新取向的程度相对较小，因此可在操作613处对第一组参数作出“小”调整以产生第二组参数(而无需再次确定扬声器105a、105b的完整环境，或者无需重新校准系统从而生成一组新的参数或设置用以驱动换能器109)。在操作613处产生的调整可基于先前已知的类似配置和/或其他启发式值。例如，在操作613处的调整可基于扬声器105A、扬声器105B和/或收听者107的定位模型。另外，调整使得尽管并未重新校准或确定完整环境，但由扬声器105A和/或105B所产生的声音在收听者107的位置处保持类似或相同。即，第二(经调整)组参数确保在于操作609处检测到的移动之后收听者107处由扬声器105A和/或105B产生的声音级别和声音视向与在当利用第一组参数的情况下扬声器105A移动之前收听者107处的级别和方向类似或相同。

[0088] 当来自操作609的所确定值1)在操作611处被确定重要(即，高于预定阈值)或2)操作609未能产生环境值的具体移动或变化(即，操作609仅确定出扬声器105A已大体上移动)的情况下，方法600可移至操作615。在操作615，可执行扬声器105A和/或扬声器105B的完整重新校准，以产生第二组参数。完整重新校准可包括利用除扬声器105A和105B以及音频接收器103之外的独立设备以确定扬声器105A和105B的位置、取向和环境。如上所述，该完整重新校准可包括通过扬声器105A和/或105B播放一组可听的或不可听的测试声音，并由可邻接于收听者107定位的独立收听装置来检测这些测试声音。然而，在其它实施方案中，可利用其他重新校准技术，包括基于从传感器217所接收输入的技术。

[0089] 在通过在操作613处对第一组参数的小调整或通过在操作615处的完整重新校准而生成第二组参数之后，操作617可利用第二组参数播放在操作603处所接收的一段声音节目内容。类似于第一组参数，第二组参数使得基于扬声器105A的新配置在收听者107的位置处产生预期的一组声音(通过根据第二组参数生成用于换能器109的驱动信号)。如上所述，在执行完整重新校准之前，通过检测扬声器105A的移动并尝试首先“仅调整”用于驱动扬声器105A和/或105B的参数，方法600提供更有效的方案来确保音频在收听区域101的准确回放。

[0090] 如上文阐述，本发明的实施方案可为制品，其中在机器可读介质(诸如微电子存储器)上存储有指令，该指令对一个或多个数据处理部件(本文中一般被称为“处理器”)进行编程以执行上述操作。在其他实施方案中，可通过包含硬连线逻辑部件(例如，专用数字滤波器块和状态机)的特定硬件部件来执行这些操作中的一些操作。可替代地，可通过所编程的数据处理部件和固定硬连线电路部件的任何组合来执行那些操作。

[0091] 虽然已描述并且在附图中示出了某些实施方案，但应当理解，此类实施方案仅用于说明广义的发明而非对其进行限制，并且本发明并不限于所示和所述的特定构造和布置，因为对于本领域的普通技术人员而言可想到各种其它修改。因此，要将描述视为示例性的而非限制性的。