一种实现蓝牙耳机设备同步播放的方法及其蓝牙耳机设备与流程

1.本发明属于蓝牙耳机技术领域，尤其涉及一种实现蓝牙耳机设备同步播放的方法及其蓝牙耳机设备。


背景技术：

2.随着蓝牙联盟le audio规范的完善,tws耳机将会广泛使用le audio技术，该技术主要通过手机与耳机建立两条cis，来实现tws蓝牙耳机功能。虽然le audio从协议设计上实现了多串流音频技术，当le audio用在tws耳机应用中，左右耳作为独立的连接，在一些场景下，不能实现左右耳同时播放的问题。
3.例如，现有技术的基于le audio连接的蓝牙耳机中，经常会出现这一场景：手机连接左耳l后，还要继续连接右耳r，但是连接右耳r的时间是一个随机时间，当连接上后还要进行一系列的服务发现(重复左耳工作)。如果这个时候左耳l在播放音乐，那么右耳的音乐必然会延时输出，带来不好的体验。
4.基于以上，本技术提供了解决以上技术问题的技术方案。


技术实现要素：

5.本发明的第一目的在于获得一种实现蓝牙耳机设备同步播放的方法。
6.本发明的第二目的在于获得一种实现同步播放的蓝牙耳机设备。
7.本发明的第三目的在于获得一种实现同步播放的蓝牙耳机系统。
8.本发明的第一方面提供一种实现蓝牙耳机设备同步播放的方法，所述蓝牙耳机设备包括第一蓝牙耳机及其第二蓝牙耳机，所述方法包括如下步骤：
9.所述第二蓝牙耳机与终端设备建立第一通信连接，收到来自所述终端设备的请求信息并收取第一数据包，所述第二蓝牙耳机通过第二通信连接将该事件报告给所述第一蓝牙耳机；
10.所述第一蓝牙耳机基于所述事件的报告，确认所述第二蓝牙耳机已经与所述终端设备建立连接；
11.所述第一蓝牙耳机在收到所述终端设备的第二数据包时，确定播放时间，并将所述播放时间发送给所述第二蓝牙耳机，使得所述第一蓝牙耳机与所述第二蓝牙耳机根据所述播放时间进行播放。
12.优选地，所述第一通信连接为ble连接，所述第二通信连接为经典蓝牙连接或ble连接。
13.更优选地，所述ble连接为基于le audio的蓝牙连接。
14.优选地，基于所述第一蓝牙耳机和/或第二蓝牙耳机与所述终端设备之间的无线通信的蓝牙时钟，确定所述第一蓝牙耳机与第二蓝牙耳机之间无线通信的蓝牙时钟。
15.优选地，所述第二蓝牙耳机收到来自所述终端设备的请求信息并收取第一数据包，并且当接收完所述第一数据包的第一帧后，所述第二蓝牙耳机即通过第二通信连接将
所述事件报告给所述第一蓝牙耳机。
16.优选地，所述第一蓝牙耳机根据收到的所述终端设备的第二数据包，解析时间戳和现有时延，并确定所述播放时间。
17.优选地，所述终端设备在同一物理时间点产生多个数据包分别发给多个播放设备，所述终端设备在同一物理时间点产生多个数据包分别发给多个播放设备，所述多个播放设备包括所述第一蓝牙耳机及其第二蓝牙耳机，且所述多个数据包在所述多个播放设备的物理播放时间是相同的。
18.本发明的第二方面提供一种可同步播放的蓝牙耳机设备，所述蓝牙耳机设备至少包括第一蓝牙耳机及其第二蓝牙耳机，
19.所述第二蓝牙耳机设置为：与终端设备建立第一通信连接，收到来自所述终端设备的请求信息并收取第一数据包，所述第二蓝牙耳机通过第二通信连接将该事件报告给所述第一蓝牙耳机；
20.所述第一蓝牙耳机设置为：基于所述事件的报告，确认所述第二蓝牙耳机已经与所述终端设备建立连接；
21.所述第一蓝牙耳机还设置为：在收到所述终端设备的第二数据包时，确定播放时间，并将所述播放时间发送给所述第二蓝牙耳机，使得所述第一蓝牙耳机与所述第二蓝牙耳机根据所述播放时间进行播放。
22.优选地，所述第一通信连接为ble连接，所述第二通信连接为经典蓝牙连接或ble连接。
23.更优选地，所述ble连接为基于le audio的蓝牙连接。
24.优选地，所述蓝牙耳机设备为tws蓝牙耳机设备。
25.本发明的第三方面提供一种可同步播放的蓝牙系统，其包括蓝牙耳机设备和终端设备，包括蓝牙耳机设备和终端设备，
[0026]-所述蓝牙耳机设备至少包括第一蓝牙耳机及其第二蓝牙耳机，其中，
[0027]
所述第二蓝牙耳机设置为：与终端设备建立第一通信连接，收到来自所述终端设备的请求信息并收取第一数据包，所述第二蓝牙耳机通过第二通信连接将该事件报告给所述第一蓝牙耳机；
[0028]
所述第一蓝牙耳机设置为：基于所述事件的报告，确认所述第二蓝牙耳机已经与所述终端设备建立连接；
[0029]
所述第一蓝牙耳机还设置为：在收到所述终端设备的第二数据包时，确定播放时间，并将所述播放时间发送给所述第二蓝牙耳机，使得所述第一蓝牙耳机与所述第二蓝牙耳机根据所述播放时间进行播放；
[0030]-所述终端设备设置为：在同一物理时间点产生多个数据包分别发给多个播放设备，所述多个播放设备至少包括所述第一蓝牙耳机及其第二蓝牙耳机，且所述多个数据包在所述多个播放设备的物理播放时间是相同的。
[0031]
本发明能够带来以下至少一种有益效果：把基于ble连接的蓝牙时钟转换成基于耳机蓝牙连接的蓝牙时钟，将无序关联的多设备之间进行了有序关联，从而达到了真正的同步，也即用户收听级的同步，改善了用户体验。
附图说明
[0032]
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
[0033]
图1为基于le audio连接的tws耳机模型的示意图；
[0034]
图2为本发明的实现蓝牙耳机设备同步播放的方法的原理示意图，示出了手机连接左耳和右耳的时间实际是不一致的。
[0035]
图3为现有技术的常见le audio连接的广播逻辑及其播放时间点示意图，示出了左耳和右耳不同步出声的场景。
[0036]
图4为本发明的实现同步播放的一个具体实施方式的示意图。
具体实施方式
[0037]
以下对本发明的各个方面进行进一步详述。
[0038]
除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同(例如历史的或现有的蓝牙协议规定的内容)。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。
[0039]
以下对术语进行说明。
[0040]
在本技术领域中，经典蓝牙包括多个蓝牙版本，比如，蓝牙1.1、1.2、2.0、 2.1、3.0。
[0041]
ble link指低功耗蓝牙连接，更具体地，是指支持蓝牙协议4.0或更高的蓝牙连接。
[0042]
connected isochronous stream(cis)是指连接的音频同步流。
[0043]
connected isochornous group(cig)是指包含了多个cis的组。
[0044]
le audio tws是指使用le audio技术的tws耳机。
[0045]
pcm(pulse code modulation，脉冲编码调制)音频数据是未经压缩的音频采样数据裸流，它是由模拟信号经过采样、量化、编码转换成的标准数字音频数据。
[0046]
sdu：service data unit，是指业务数据单元。
[0047]
slaves是指从耳，在tws应用中区分主从角色。
[0048]
tws link：是指tws应用中，左右耳的连接。
[0049]
除非另有明确的规定和限定，本发明中所述的“或”，包含了“和”的关系。所述“和”相当于布尔逻辑运算符“and”，所述“或”相当于布尔逻辑运算符“or”，而“and”是“or”的子集。
[0050]
可以理解到，尽管术语“第一”、“第二”等等可以在此用来说明不同的元件，但是这些元件不应被这些术语限制。这些术语仅仅用来将一个元件与另一个元件区分开。因此，第一元件可以被称为第二元件，而不背离本发明构思的教导。
[0051]
本发明中，术语“含有”、“包含”或“包括”表示各种成分可一起应用于本发明的混合物或组合物中。因此，术语“主要由...组成”和“由...组成”包含在术语“含有”、“包含”或“包括”中。
[0052]
除非另有明确的规定和限定，本发明的术语“相连”、“连通”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是通过中介媒介间相连，可以是两个元件内部的连通或
者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0053]
例如，如果一个元件(或部件)被称为在另一个元件上、与另一个元件耦合或者与另一个元件连接，那么所述一个元件可以直接地在所述另一个元件上形成、与之耦合或者与之连接，或者在它们之间可以有一个或多个介于中间的元件。相反，如果在此使用表述“直接在......上”、“直接与......耦合”和“直接与......连接”，那么表示没有介于中间的元件。用来说明元件之间的关系的其他词语应该被类似地解释，例如“在......之间”和“直接在......之间”、“附着”和“直接附着”、“相邻”和“直接相邻”等等。
[0054]
另外需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向。使用的词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。可以理解到，在此，这些术语用来描述如在附图中所示的一个元件、层或区域相对于另一个元件、层或区域的关系。除了在附图中描述的取向之外，这些术语应该也包含装置的其他取向。
[0055]
本发明的其它方面由于本文的公开内容，对本领域的技术人员而言是显而易见的。
[0056]
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，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。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获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
[0057]
还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，图式中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。例如，在附图中的元件的厚度可以为了清楚性起见而被夸张。
[0058]
实施例
[0059]
目前的蓝牙耳机播放中，以下是四种常见的导致新问题的场景，以及为解决新问题而采用的对应解决措施的处理方案：
[0060]
场景1：传统蓝牙连接技术带来的左右耳延时输出
[0061]
传统的蓝牙耳机由于右声道的音频信号经过了编码、传输和解码过程再输出到右耳耳机的音频解码芯片，而左声道的音频信号由mcu直接输出给了音频解码芯片，所以两个声道的音频信号在传输到音频解码芯片时存在着一定的时间差，最终导致两只耳机不能同时输出声音，影响用户体验。
[0062]
现有方案中可根据预先获取的缓存帧数或根据预先获取的延时时间控制第一声道音频信号的音频输出时机，从而实现第一声道音频信号与第二声道音频信号的同步，目的是为了在软件上节省资源，同时降低软件处理的复杂程度。
[0063]
这种解决方案解决了传统耳机的播放同步的问题，但是对于真无线耳机来说，需要寻求新的解决方案。
[0064]
场景2：真无线耳机的左右耳机具有各自独立的时钟系统，带来了延时输出
[0065]
智能设备分别与左右耳机通过蓝牙进行数据传输(可以是音乐、语音或数据包等)。比如播放立体声音乐，智能设备把音乐分别传给左右耳机。但左右耳机分属两个子系
统，在两套不同的芯片中实现，具有各自独立的时钟系统。在上述现有真无线耳机系统中，左右耳往往难以实现较好的同步。比如播放音乐时，左右耳的音乐难以同时播放，极大影响了音乐品质。
[0066]
现有方案可采用opus格式进行单声道音频编码。左蓝牙耳机和右蓝牙耳机对接收到的左声道射频信号和右声道射频信号分别转换处理，得到定时同步信号、定时同步误差和载波同步误差，从而实现左蓝牙耳机和右蓝牙耳机时钟同步，能够控制误差在1us以内，提高了左蓝牙耳机和右蓝牙耳机同步播放音乐的品质。
[0067]
场景3：tws耳机带来的左右耳延时输出
[0068]
tws耳机的左右耳塞之间会产生左右耳延时的现象，因此需要实现音频数据的同步。
[0069]
现有方案中可基于ble的等时(isochronous，iso)信道(channel)来进行音频数据的传输，从而实现点对多点的音频数据的播放级同步。tws耳机的左右耳塞各自通过iso channel接收到数据包，再根据包头中的timestamp(时间戳)确定音频数据的播放时间，tws耳机的左右耳塞根据获得的播放时间，可以播放各自获得的音频数据，从而实现音频数据的播放级同步。
[0070]
因此，这种解决方式是需要音频配置文件层的ddm或是通过controller层实现，需要重新对profile进行重新设置，也即增加软件处理的复杂性，从而获得音频数据的同步。
[0071]
需要指出的是，解决方案2(针对场景2)和解决方案3(针对场景3)解决了播放同步的问题，但是对于用户体验来说，收听的同步才是影响体验的关键所在。
[0072]
场景4：le audio连接技术带来的左右耳延时输出
[0073]
如图1所示，示出了基于le audio的tws耳机的连接模型。
[0074]
tws手机需要和两个耳机依次建立实体连接，首先左右耳都需要开广播，然后手机扫描广播。当扫到左耳l发起连接，连接成功后在对该耳机一系列的服务进行发现，同时还要继续扫描周围广播，确定是否有同左耳l为一个组的耳机(对耳)；当发现右耳r同左耳l为一个组时，进行连接，连接上以后，还需要进行一系列的服务发现，配置操作。
[0075]
例如，现有技术的基于le audio连接的蓝牙耳机中，经常会出现这一场景：手机连接左耳l后，还要继续连接右耳r，但是连接右耳r的时间是一个随机时间，当连接上后还要进行一系列的服务发现(重复左耳工作)。如果这个时候左耳l在播放音乐，那么右耳的音乐必然会延时输出，带来不好的体验。
[0076]
针对上述现有技术中的问题，发明人经过了广泛和深入的试验，提供一种基于新蓝牙时钟的改进方案，从而能够克服上述技术缺点。
[0077]
本发明的技术构思基于如下原理：
[0078]
le audio技术解决了设备音频同步，即在每个音频数据包中增加 timestamp(时间戳)，然后根据audio参数计算出传输延时，再加上收到数据以后解码，到pcm播放的时间。在一个场景中，当连接完成以后，耳机可以播放音乐。本发明人对le audio技术的整体时延进行了研究，le audio技术的整体时延如下公式(i)所示：
[0079]
整体时延＝音频处理时间(audio processing time)+transport latency(传输时延)+presentation delay(呈现时延)(i)
[0080]
根据所述式(i)的整体时延，所以可得最后客户在le audio连接中收听到音乐的
时间如公式(ii)所示：
[0081]
render time＝time stamp+transport latency+presentation delay.....(ii)
[0082]
如公式(ii)所示，上述的render time才是最后用户收听到音乐的时间。但是每个独立的连接均可以自己独立播放，多设备之间是无序关联的。
[0083]
因此，由公式(ii)可知，现有技术对于无序关联的多设备是通过时间戳的方案达到播放级同步。但是时间戳仅能调节无序关联的多设备的播放级同步，对于用户体验而言，真正收听到声音的时间还取决于其他要素。因此现有技术未能考虑如何达到收听级同步的问题。
[0084]
具体的如图2所示，示出了le audio的播放时间点图示。从图2的示意图可以看出，由于整体时延不一致，因此手机连接左耳和右耳的时间是不一致的。
[0085]
更具体的如图3所示，示出了现有技术的常见le audio连接方式及其广播逻辑。从图3的具体的le audio连接技术我们可以得知，手机连接左耳l后，还要继续连接右耳r，但是连接右耳r的时间是一个随机时间，当连接上后还要进行一系列的服务发现(重复左耳工作)。如果这个时候左耳l在播放音乐，那么右耳必然音乐必然会延时输出，带来不好的体验。
[0086]
对于现在市场上的tws耳机，手机蓝牙设备显示界面给用户呈现一个耳机设备，如果在连接耳机时手机已经在播放音乐，用户发现显示设备已连接，但是双耳却不同时出声，会给用户带来不好的体验。而对于现在市场上的tws 耳机，手机给用户呈现的设备只有一个，如果le audio tws产品也继承现有的方式，那么左右耳延时出声的问题会更加明显。
[0087]
针对上述问题，本发明的发明构思在于，针对左右耳连接的时间不一致的问题，研究了le audio技术的问题所在，也即其通过时间戳解决了多设备之间的音频同步问题、但没有解决多设备同时播放的时延问题；由此提出了解决问题的关键是需要找到左右耳同时播放的时间点，让左右耳同时播放，当播放起来以后，再直接使用le audio技术，实现多设备音频同步。
[0088]
通过上面的技术构思，可以改善现有的左右耳声音不同步的问题。
[0089]
以下对上述发明构思的具体实施方式进行详述：
[0090]
本发明的第一方面提供一种实现蓝牙耳机设备同步播放的方法，所述蓝牙耳机设备包括第一蓝牙耳机及其第二蓝牙耳机，所述方法包括如下步骤：
[0091]
所述第二蓝牙耳机与终端设备建立第一通信连接，收到来自所述终端设备的请求信息并收取第一数据包，所述第二蓝牙耳机通过第二通信连接将该事件报告给所述第一蓝牙耳机；
[0092]
所述第一蓝牙耳机基于所述事件的报告，确认所述第二蓝牙耳机已经与所述终端设备建立连接；
[0093]
所述第一蓝牙耳机在收到所述终端设备的第二数据包时，确定播放时间，并将所述播放时间发送给所述第二蓝牙耳机，使得所述第一蓝牙耳机与所述第二蓝牙耳机根据所述播放时间进行播放。
[0094]
优选地，所述第一通信连接为ble连接，所述第二通信连接为经典蓝牙连接或ble连接。
[0095]
更优选地，所述ble连接为基于le audio的蓝牙连接。
clock-》转换为playback time under tws bt clock-》发送给从耳-》，也即，在此过程中完成了时钟转换。
[0115]
从耳：转换为playback time under le audio clock-》playback time
–ꢀ
presentation delay-》根据time stamp定位到其缓存的音频数据包。
[0116]
因此，发明人通过采用上述技术方案，找到左右耳同时播放的时间点，让左右耳同时播放，当播放起来以后，直接使用le audio技术，实现多设备音频同步，从而真正提高了用户的体验。
[0117]
通过上述技术方案，本发明的所述主蓝牙耳机和从蓝牙耳机可以把基于leaudio连接的蓝牙时钟转换成基于耳机蓝牙连接的蓝牙时钟，反之亦然。换言之，无序关联的多设备之间现在是有序关联的。
[0118]
本发明的第二方面提供一种可同步播放的蓝牙耳机设备，所述蓝牙耳机设备至少包括第一蓝牙耳机及其第二蓝牙耳机，
[0119]
所述第二蓝牙耳机设置为：与终端设备建立第一通信连接，收到来自所述终端设备的请求信息并收取第一数据包，所述第二蓝牙耳机通过第二通信连接将该事件报告给所述第一蓝牙耳机；
[0120]
所述第一蓝牙耳机设置为：基于所述事件的报告，确认所述第二蓝牙耳机已经与所述终端设备建立连接；
[0121]
所述第一蓝牙耳机还设置为：在收到所述终端设备的第二数据包时，确定播放时间，并将所述播放时间发送给所述第二蓝牙耳机，使得所述第一蓝牙耳机与所述第二蓝牙耳机根据所述播放时间进行播放。
[0122]
优选地，所述第一通信连接为ble连接，所述第二通信连接为经典蓝牙连接或ble连接。
[0123]
更优选地，所述ble连接为基于le audio的蓝牙连接。
[0124]
优选地，基于所述第一蓝牙耳机和/或第二蓝牙耳机与所述终端设备之间的无线通信的蓝牙时钟，确定所述第一蓝牙耳机与第二蓝牙耳机之间无线通信的蓝牙时钟。
[0125]
优选地，所述蓝牙耳机设备为tws蓝牙耳机设备。
[0126]
本发明的第三方面提供一种可同步播放的蓝牙系统，其包括蓝牙耳机设备和终端设备，包括蓝牙耳机设备和终端设备，
[0127]-所述蓝牙耳机设备至少包括第一蓝牙耳机及其第二蓝牙耳机，其中，
[0128]
所述第二蓝牙耳机设置为：与终端设备建立第一通信连接，收到来自所述终端设备的请求信息并收取第一数据包，所述第二蓝牙耳机通过第二通信连接将该事件报告给所述第一蓝牙耳机；
[0129]
所述第一蓝牙耳机设置为：基于所述事件的报告，确认所述第二蓝牙耳机已经与所述终端设备建立连接；
[0130]
所述第一蓝牙耳机还设置为：在收到所述终端设备的第二数据包时，确定播放时间，并将所述播放时间发送给所述第二蓝牙耳机，使得所述第一蓝牙耳机与所述第二蓝牙耳机根据所述播放时间进行播放；
[0131]-所述终端设备设置为：在同一物理时间点产生多个数据包分别发给多个播放设备，所述多个播放设备至少包括所述第一蓝牙耳机及其第二蓝牙耳机，且所述多个数据包
在所述多个播放设备的物理播放时间是相同的。
[0132]
优选地，所述第一通信连接为ble连接，所述第二通信连接为经典蓝牙连接或ble连接。
[0133]
更优选地，所述ble连接为基于le audio的蓝牙连接。
[0134]
优选地，基于所述第一蓝牙耳机和/或第二蓝牙耳机与所述终端设备之间的无线通信的蓝牙时钟，确定所述第一蓝牙耳机与第二蓝牙耳机之间无线通信的蓝牙时钟。
[0135]
所述终端设备没有具体限制，包括手机、手提电脑、pad等各种可以通过蓝牙方式提供音频等数据的音频设备，本发明对此不做限制。
[0136]
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
[0137]
在本发明提及的所有文献都在本技术中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。