能跟踪用户的多声道音响系统和包括其的设备的制作方法

本发明总体上涉及声音重现，更特别地，涉及一种多声道音响系统，其可以跟踪用户，从而为用户持续提供最佳的听音效果。

背景技术：

典型的多声道音响系统，包括2.0系统、2.1系统、5.1系统、6.1系统、7.1系统等，都可以利用其多个声道来为用户提供立体声效果。然而，为了实现最佳的听音效果，对于音响系统的摆放有一定的要求。

图1A示出2.0或2.1音响系统的摆放，图1B示出5.1音响系统的摆放。对于2.0或2.1系统，如图1A所示，左声道扬声器(或音箱)101、右声道扬声器102和用户110三者形成等边三角形，并且左声道扬声器101和右声道扬声器102面向用户110。因为重低音扬声器的指向性不强，所以其摆放可以相对灵活，图中未显示。对于5.1系统，如图1B所示，除了左前声道扬声器101、右前声道扬声器102和用户110三者形成等边三角形之外，中置扬声器103置于用户110正前方，并且中置扬声器103离用户110的距离等于前述等边三角形的边长。此外，左后声道扬声器104和右后声道扬声器105分别置于用户110的左后方和右后方。同样，图1B中省略了重低音扬声器。除了2.0系统、2.1系统和5.1系统之外，对于6.1系统、7.1系统等也有相应的摆放要求。当按照这样的要求摆放音响系统时，用户110所在的位置一般称为“皇帝位”，即最佳听音位，在该位置可以获得最佳的听音体验。

可见，为了实现最佳听音效果，需要对音响系统执行复杂的位置摆放。此外，即使按照要求来摆放扬声器，皇帝位区域也是有限的，当用户不在皇帝位区域时，或者当用户因移动而离开皇帝位时，则仍会因为声音之间的干涉而造成音效质量大幅度降低。

发明专利申请CN201510112555.X提出了一种基于声场波合成的声音再现技术，其根据音频的频率和波长对每一路音频信号进行分频编码和均匀处理，并且经衍射处理后合成输出，以避免不同扬声器之间的干涉，从而实现在皇帝位之外音效质量的改善。虽然该方案能够在一定程度上通过减弱干涉来提高皇帝位区域以外的听音效果，但是其仍存在若干问题。首先，对音频信号的分频编码、衍射、以及合成处理等不可避免地会影响保真度，导致音效变差。此外，虽然该方案可以在一定程度上提高皇帝位之外区域的音效，但是其仍不能实现与皇帝位相当的听音效果。

因此，期望提供一种音效系统，其可以被灵活地摆放，并且即使用户在不同位置，例如皇帝位之外的位置，其也能够为用户提供最佳的听音效果。

技术实现要素：

本发明的一个方面在于提供一种多声道音响系统，其能够跟踪用户，从而不论用户是否在皇帝位，都可以为用户提供最佳的听音感受。

本发明的另一方面还在于提供一种多声道音响系统，其能够调整各个扬声器的延迟和增益，从而可以对各个扬声器进行灵活的摆放。

根据一示例性实施例，一种多声道音响系统可包括多个扬声器、图像传感器、声音传感器、以及控制器，所述图像传感器和所述声音传感器之间具有预定的第一相对位置，所述控制器包括：扬声器位置检测单元，配置为基于所述声音传感器检测到的来自所述多个扬声器的预定音频信号来确定所述多个扬声器相对于所述声音传感器的第二相对位置；用户位置检测单元，配置为基于所述图像传感器检测到的用户图像来确定用户相对于所述图像传感器的第三相对位置；位置融合单元，配置为融合所述第一相对位置、所述第二相对位置、以及所述第三相对位置，从而确定用户相对于各个扬声器的第四相对位置；延迟补偿计算单元，配置为基于所述第四相对位置来计算用于各个扬声器的音频信号的延迟补偿值；以及延迟调节单元，配置为根据所述延迟补偿值来调节各个扬声器的音频信号的相位。

在一示例中，所述图像传感器和所述声音传感器设置在所述多个扬声器中的一个上，从而所述声音传感器和所述一个扬声器之间具有预定的第二相对位置。

在一示例中，所述声音传感器包括麦克风阵列，所述扬声器位置检测单元配置为基于声源定位来确定各个扬声器相对于所述麦克风阵列的方向，并且基于各个扬声器发出预定音频信号和所述麦克风阵列接收到所述音频信号之间的时间差来确定各个扬声器相对于所述麦克风阵列的距离。

在一示例中，所述控制器还包括：增益补偿计算单元，配置为基于所述第四相对位置来计算用于各个扬声器的音频信号的增益补偿值；以及增益调节单元，配置为根据所述增益补偿值来调节各个扬声器的音频信号的增益。

本发明的另一示例性实施例提供一种包括上述多声道音响系统的设备。所述设备可以是电视机或汽车等。

本发明的另一示例性实施例提供一种利用多声道音响系统来重现声音的方法，所述多声道音响系统包括多个扬声器，所述方法包括：从声音传感器接收各个扬声器发出的预定音频信号，并且基于所接收到的预定音频信号确定各个扬声器的第二相对位置；从图像传感器接收用户图像，并且基于所接收到的用户图像确定用户的第三相对位置；对所述第二相对位置、所述第三相对位置、以及声音传感器和图像传感器之间预定的第一相对位置进行融合，以确定用户相对于各个传感器的第四相对位置；以及基于所述第四相对位置确定用于各个扬声器的音频信号的延迟补偿值，并且根据所述延迟补偿值来调节各个扬声器的音频信号的相位。

在一示例中，所述图像传感器和所述声音传感器设置在所述多个扬声器中的一个上，从而所述声音传感器和所述一个扬声器之间具有预定的第二相对位置。

在一示例中，确定各个扬声器的第二相对位置包括：基于声源定位来确定各个扬声器相对于所述声音传感器的方向，并且基于各个扬声器发出预定音频信号和所述声音传感器接收到所述音频信号之间的时间差来确定各个扬声器相对于所述声音传感器的距离。

在一示例中，所述方法还包括：基于所述第四相对位置确定用于各个扬声器的音频信号的增益补偿值，并且根据所述增益补偿值来调节各个扬声器的音频信号的增益。

本发明的另一示例性实施例提供一种计算机程序产品，包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使所述处理器执行上述方法。

附图说明

图1A示出传统的2.0或2.1音响系统的示意性摆放位置图。

图1B示出传统的5.1音响系统的示意性摆放位置图。

图2示出根据本发明一示例性实施例的多声道音响系统的示意图。

图3示出根据本发明一示例性实施例的图2的控制器的功能框图。

图4示出根据本发明一实施例的声音重现过程的流程图。

图5示出具有根据本发明一实施例的音响系统的设备的示例。

图6示出具有根据本发明一实施例的音响系统的另一设备的示例。

具体实施方式

下面将参照附图描述本发明的示例性实施例。

图2示出示出根据本发明一示例性实施例的多声道音响系统200的示意图。虽然图2仅示出了两个扬声器，但是通过下面的描述应理解的是，本发明的原理亦可应用到具有更多扬声器的多声道音响系统，例如但不限于2.1系统、5.1系统、6.1系统、7.1系统等。

如图2所示，多声道音响系统200包括第一扬声器210和第二扬声器220。典型地，例如在2.0系统中，第一扬声器210和第二扬声器220中的一个可以为左声道扬声器，另一个可以为右声道扬声器。两个扬声器210和220可以连接到控制器230以被其控制。虽然图2示出控制器230实施为单独的单元，但是将理解，控制器230也可以实施在多声道音响系统200的任何一个扬声器中，包括重低音扬声器(如果有的话)，或者还可以设置在与扬声器相连的设备中，诸如功放、计算机等。

继续参照图2，多声道音响系统200还包括声音传感器201和图像传感器202。声音传感器201优选是麦克风阵列，其包括按预定图案排列的多个麦克风。图像传感器202可以是单目摄像头、双目摄像头、或者更多目摄像头等。优选地，图像传感器202可以是双目摄像头。

在图2所示的实施例中，声音传感器201和图像传感器202都设置在了第一扬声器210上，因此为了描述方便，可以将第一扬声器210称为主扬声器，将其他扬声器，例如第二扬声器220，称为副扬声器。但是应理解，主扬声器可以是多声道音响系统200中的任何一个扬声器，包括但不限于重低音扬声器。优选地，主扬声器可以是能够容易地看到用户的扬声器。还应理解，声音传感器201和图像传感器202亦可设置在其他设备上，或者例如实施为单独的模块。声音传感器201和图像传感器202优选设置在同一设备或模块中，使得二者之间具有已知的预定相位位置。如通过下面的描述可以理解的那样，从提高系统集成度的便于使用的角度来说，将声音传感器201和图像传感器202设置在某一个扬声器上是优选的。

图3示出根据本发明一示例性实施例的图2的控制器230的功能框图。如图3所示，控制器230可包括扬声器位置检测单元231、用户位置检测单元232、位置融合单元233、延迟补偿计算单元234、增益补偿计算单元235、延迟调节单元236和增益调节单元237。下面将参照图2和3来描述控制器230中的各个部件的操作。

扬声器位置检测单元231可用于确定音响系统200的各个扬声器的位置，具体而言，扬声器相对于声音传感器或者说麦克风阵列201的位置，包括距离和方向。具体而言，如图2所示，音响系统200的各个扬声器210、220可以被控制以发出预定的音频信号，例如预定频率和波形的音频信号，并且声音传感器201，例如麦克风阵列，可以接收各个扬声器发出的该音频信号。扬声器位置检测单元231可以对麦克风阵列接收到的音频信号进行处理，基于声源定位技术来确定作为声源的各个扬声器相对于麦克风阵列的方向。基于麦克风阵列的声源定位方法包括可控波束形成技术、高分辨率谱估计技术、基于声波到达时间差的技术等，均可用于本发明中以确定各个扬声器相对于麦克风阵列的方向。以基于声波到达时间差的技术为例，其原理为确定来自声源的声波到达一对麦克风的时间差，其对应于一个双曲面，利用多对麦克风即可确定多个双曲面，它们的交集就是声源所位于的位置。本发明人发现，尤其是对于远场系统，基于麦克风阵列和声源定位技术确定的声源距离的误差较大，因此在本发明的实施例中，仅利用声源定位技术来确定各个扬声器相对于麦克风阵列的方向。

此外，扬声器位置检测单元231还通过确定扬声器发出音频信号与麦克风阵列接收到音频信号的时间差，来确定扬声器距麦克风阵列的距离。在扬声器和麦克风阵列中电信号的速度可以认为远大于声速，因此能够容易地确定扬声器发出音频信号的时间和麦克风阵列接收到音频信号的时间，二者的差乘以声波速度，即可得到扬声器距麦克风阵列之间的距离。从而，扬声器位置检测单元231可以确定各个扬声器相对于麦克风阵列201的位置，包括方向和距离。

应注意，当如图2所示，麦克风阵列201设置在扬声器之一例如主扬声器210上时，主扬声器210相对于麦克风阵列的位置可以是固定且已知的，因此可以理解，在上述利用扬声器位置检测单元231确定各个扬声器的位置时，可以省略与主扬声器210相关的步骤。

用户位置检测单元232可用于检测用户的位置，具体而言，用户相对于图像传感器202的位置，包括方向和距离。如图2所示，图像传感器202，优选为双目摄像头，可以捕捉用户110的图像。用户位置检测单元232可接收来自图像传感器202的图像数据，并且利用图像识别技术，例如人脸识别、头肩轮廓识别、人体轮廓识别等来识别出用户，并且进一步根据图像信息确定用户所在的方向和距离。在一些特殊情况下，例如当识别出多个用户时，用户位置检测单元232可以将例如多个用户的中间位置确定为用户位置，或者根据人脸仅识别注册用户的位置；当没有识别出任何用户时，用户位置检测单元232可以将默认位置作为用户位置，等等。这些策略可以根据实际使用场景来确定。

如上所述，当扬声器位置检测单元231确定了各个扬声器相对于声音传感器201的位置(下文称为第二相对位置)，并且用户位置检测单元232确定了用户相对于图像传感器202的位置(下文称为第三相对位置)之后，位置融合单元233可以对这些位置数据进行融合。具体而言，位置融合单元233已知声音传感器201和图像传感器202之间的相对位置(下文称为第一相对位置)，例如声音传感器201和图像传感器202可以实施在同一模块中或者实施在同一扬声器上，因此该第一相对位置是已知并且固定的。因此，基于声音传感器201和图像传感器202之间的第一相对位置、各个扬声器相对于声音传感器201的第二相对位置、以及用户相对于图像传感器202的第三相对位置，位置融合单元233即可确定用户相对于各个扬声器的相对位置(下文称为第四相对位置)，例如图2所示的用户110相对于第一扬声器210的距离R1和方向a、以及用户110相对于第二扬声器220的距离R2和方向b。此外，位置融合单元233还可以确定各个扬声器之间的相对距离和方向，例如第一扬声器210和第二扬声器220之间的距离R3和方向c。在另一示例性实施例中，位置融合单元233也可以仅确定用户相对于各个扬声器的距离，即第四相对位置仅包括用户相对于各个扬声器的距离。

在确定了第四相对位置之后，即可由延迟补偿计算单元234和增益补偿计算单元235分别计算用于各个扬声器的音频信号的延迟补偿值和增益补偿值。如图2所示，用户110距离第一扬声器210的距离R1可能不同于用户距离第二扬声器220的距离R2，导致两个扬声器同时发出的声波在不同的时间抵达用户，并且抵达用户的声波由于距离差异而有不同的强度衰减，导致用户的听音体验变差。在本发明一实施例中，通过延迟补偿和增益补偿来使得不同扬声器的声波同时到达用户并且具有相同的增益。

在一示例中，延迟补偿计算单元234可以取得各个扬声器相对于用户的距离，确定其中的最大距离，然后调整各个扬声器的延迟以使得所有扬声器的声波抵达用户的时间与最大距离扬声器相同。例如，对于图2的示例，第二扬声器220距离用户110的距离R2大于第一扬声器210距离用户110的距离R1，则延迟补偿计算单元234可以根据下面的公式1来计算用于第一扬声器210的延迟补偿值。

Δ＝ROUND(Fs(R2-R1)/v)公式1

其中，v表示声速，Fs表示采样频率，ROUND是四舍五入到最近的整数的函数。从公式1可以看出，Δ表示第二扬声器220的声波抵达用户110的时间比第一扬声器210的声波抵达用户110的时间延迟的采样点数。

然后，延迟调节单元236可以根据所计算的延迟补偿值Δ来调整各个扬声器的音频信号的相位。例如，对于图2的示例，则将第一扬声器210的音频信号的相位延迟Δ，使得其与第二扬声器210的音频信号同时抵达用户。对于第二扬声器220，则因为其具有最晚的声波抵达时间，则不用调整。

此外，增益补偿计算单元235可以取得各个扬声器相对于用户的距离，确定其中的最小距离，然后调整各个扬声器的增益以使得所有扬声器的声波抵达用户时的强度彼此一致，并且对应于最小距离的扬声器的声波抵达用户时的强度。例如，对于图2的示例，第一扬声器210距离用户110的距离R1小于第二扬声器220距离用户110的距离R2，则增益补偿计算单元235可以根据下面的公式2来计算用于第二扬声器220的增益补偿值。

g＝e^a(R2-R1) 公式2

其中，a是声波在空气中的衰减系数。然后，增益调节单元236可以根据所计算的增益补偿值g来调整各个扬声器的音频信号的增益。例如，对于图2的示例，则将第二扬声器220的增益增大为原增益值的g倍。对于具有最短距离的第一扬声器210，则因为计算得到的增益补偿值g等于一，所以其增益不变。

如图3所示，用于第一扬声器210的音频信号L和用于第二扬声器220的音频信号R在经过延迟调整和增益调整之后，被送往相应的扬声器并且转换成声波信号。虽然上面给出了延迟调整和增益调整的具体例子，但是应理解，本领域技术人员也可以采用其他方式来进行调整，只要使得各个扬声器发出的声波最终以大致相同的时间抵达用户并且抵达用户时具有相应的强度即可，所有这些调整方式的变化都应落入在本发明的范围内。

在图2和图3所示的实施例中，通过利用各个扬声器发出的音频信号来识别各个扬声器的相对位置，而通过图像识别来确定用户的位置。这是因为，本发明人发现，虽然可以容易地通过图像识别来确定各个扬声器以及用户的位置，但是在绝大多数应用场景中，很难通过一个摄像头来捕捉到各个扬声器以及用户的位置，而当采用安装在不同位置的、具有不同视野的两个摄像头时，会大大增加系统的复杂度，例如安装、布线等方面的复杂度。因此，本发明人仅利用图像识别来确定用户位置，而利用语音信号来确定各个扬声器的位置，再通过图像传感器和声音传感器之间的已知相对位置来进行各个扬声器和用户的位置的融合，从而能够方便地解决前述问题，使得本发明的方案能够容易且方便地被应用。

此外，本发明通过跟踪用户的位置来调整各个扬声器的延迟和增益，因此不论用户在何位置处，甚至当用户处于移动中时，该音响系统都可以跟踪用户的位置，并且为用户提供最佳的听音体验。此外，本发明的方案由于可以对各个扬声器的音频信号进行调整，所以对扬声器的位置不敏感，从而可以适应于空间而灵活地摆放各个扬声器，减小或避免了因空间限制而对听音体验的损害。

图4示出根据本发明一实施例的声音重现过程300的流程图。下面将结合图1至图4来说明声音重现过程300。

首先，在步骤S301中，可以控制各个扬声器以发出预定的音频信号。在一实施例中，例如，各个扬声器可以依次发出相同或不同频率、波形的音频信号。由于电信号形式的音频信号在音响系统的电路中的速度可以认为远大于声速，因此在该步骤中还可以容易地确定各个扬声器发出该音频信号(或者说，将电形式的音频信号转换为声波信号)的时间。同时，麦克风阵列201可以接收或检测到各个扬声器发出的预定音频信号。

在步骤S302，控制器230的扬声器位置检测单元231可以利用麦克风阵列201检测到的各个扬声器发出的音频信号来确定各个扬声器的位置。例如，利用前面描述的声源定位技术，可以确定各个扬声器相对于麦克风阵列的方向；利用扬声器发出声音和麦克风阵列检测到声音之间的时间差，可以确定各个扬声器相对于麦克风阵列的距离，由此可以确定各个扬声器相对于麦克风阵列的位置，即前面描述的第二相对位置。

此外，在步骤S303，可以利用图像传感器202，例如双目摄像头，来捕捉环境图像数据。在步骤S304中，图像传感器202捕捉到的图像数据可被控制器230的用户位置检测单元232处理，例如通过图像识别技术来识别用户捕获图像中的用户；并且如果识别到用户，则进一步确定用户相对于图像传感器202的位置，即前面描述的第三相对位置。当没有检测到任何用户时，在一示例中，用户位置检测单元232可以不输出第三相对位置数据，使得控制器230不对各个扬声器进行任何调节，或者在另一示例中，用户位置检测单元232可以输出默认的第三相对位置数据，使得控制器230使用该默认数据来对各个扬声器进行调节。当检测到多个用户时，在一示例中，用户位置检测单元232可以检测每个用户的位置，然后输出例如这些位置的中心位置的数据作为第三相对位置，或者可以输出处于中间的那个用户的位置数据。

应理解的是，由于扬声器的位置一般比较固定，而用户可能会移动，所以检测扬声器位置的步骤S301、S302的执行频率可以小于检测用户位置的步骤S303、S304的执行频率。例如，可以仅在音响系统200启动时检测一次扬声器的相对位置，而在系统运行中以预定频率重复地检测用户的相对位置。此外，当不检测扬声器的相对位置时，声音传感器201可以被关闭以节省功耗。

接下来，在步骤S305中，位置融合单元233可以执行位置融合操作。具体而言，位置融合单元233可以接收前述步骤中确定的第二相对位置和第三相对位置，并且利用其已知的声音传感器201和图像传感器202之间的相对位置(即第一相对位置)，来确定用户相对于各个扬声器的相对位置，其被称为第四相对位置。在一实施例中，位置融合单元233至少确定用户110相对于各个扬声器的距离。

基于第四相对位置，即用户相对于各个扬声器的距离，即可进行延迟和增益调节。例如，在步骤S306中，计算各个扬声器的延迟补偿值，并且在步骤S307中计算各个扬声器的增益补偿值，然后在步骤S308中根据所计算的补偿值对各个扬声器的音频信号进行相应的调节。这些步骤在上面参照图3的描述中已有说明，这里不再重复描述。

应理解，在一些实施例中，也可以仅基于用户相对于扬声器的位置来调整各个扬声器的音频信号的延迟；在一些实施例中，也可以如上面所述的那样调整延迟和增益二者。

图5示出具有根据本发明一实施例的音响系统的设备的示例。设备400可以是车辆，例如家用小轿车400，其具有音响系统410。如图所示，音响系统410可以包括多个扬声器401、402、403、404、405和406，其中扬声器401和402可以是安装在前方的前置高音扬声器，扬声器403和404可以是安装在中部的中置低音扬声器，扬声器405和406可以是安装在后部的后置高音扬声器。应理解，音响系统410的扬声器的数量、布置等不限于附图所示的示例。

音响系统410还可包括声音传感器例如麦克风阵列407和图像传感器例如多目摄像头408、以及控制器409，它们与前面描述的声音传感器201、图像传感器202和控制器230类似，这里不再重复描述。

在图5的车辆400中，虽然各个扬声器401至406被安装在固定的位置，但是由于车内空间不规则，而且一般车载扬声器的数量较多，因此可能难以通过测量来获得各个扬声器的准确位置。在一实施例中，可以利用声音传感器407，如前面描述的方法那样确定各个扬声器相对于声音传感器407的位置，由于该位置是固定的，因此可以仅在安装扬声器后测量一次，然后将测量结果存储在例如车载存储器(未示出)中。

图像传感器408用于如前面描述的那样确定用户的位置。在一实施例中，当除了驾驶员(即驾驶座位上的用户)之外还存在其他用户(即乘客座位上的用户)时，可以仅将驾驶员识别为用户，当不存在驾驶员时，则可以将其他位置的乘客识别为用户，然后控制器409针对所识别的用户来进行适当的扬声器调节。

在另一些实施例中，除了用摄像头来识别用户之外，也可以接收用户输入的指定位置。例如，用户可以通过液晶显示器(未示出)来指定车内某位置作为用户位置，然后控制器409可以根据指定的位置来对各个扬声器进行适当的调节。

通过采用本发明的音响系统，当用户在不同座位上时，或者因调节座位位置而有移动时，均可以获得最佳的听音享受。

图6示出具有根据本发明一实施例的音响系统的另一设备500的示例。设备500可以是例如电视机，其具有左声道扬声器501、右声道扬声器502、声音传感器503、图像传感器504、以及控制器505，它们可以分别与图2所示的元件210、220、201、202、以及230类似，这里不再一一赘述。

与前面描述的实施例不同的是，在电视机500中，两个扬声器501、502的位置固定并且比较容易测量或者在设计时确定，而且声音传感器503和图像传感器504也都设置在电视机的壳体上，因此在一些实施例中，可以省略前面描述的确定各个扬声器的位置的步骤，而是仅通过图像传感器来识别用户的位置，然后对各个扬声器进行前面描述的延迟和增益调节。

在另一些实施例中，电视机500可能通过音频接口而连接到外接扬声器(未示出)。此时，则可以根据前面描述的方法，来确定外接扬声器相对于声音传感器503的位置，进而结合用户位置来对外接扬声器进行延迟和增益调节。

本发明的原理或其实施例还可以实现为计算机程序产品，其被存储在计算机可读介质中，并且包括计算机程序指令。这些计算机程序指令在被处理器运行时，可以执行前面描述的方法。这些计算机程序产品还可以通过互联网传播或分发。例如，该计算机程序可以是音频驱动或控制程序，其可以被安装在笔记本、手机、平板等电子设备上，这些设备本身就已经具有图像传感器和声音传感器。因此，当这些电子设备连接到外接音响系统时，则可以执行前面描述的那些方法，来为用户提供最佳的听音体验。

以上结合示例性实施例描述了本发明的基本原理，但是需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须同时具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不将本发明限制为必须采用上述具体的细节来实现。

本发明中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。本申请提供的流程图所示的方法并不限于流程图的说明顺序，而是，多个步骤可以按照不同的顺序执行，或者两个或更多步骤可以同时执行，这些变化对于本领域技术人员而言是显见的。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

还需要指出的是，在本申请的设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。