可以扩展图9A的5. 1配置。图 9B例示根据实施例的对于反射音频利用多个可寻址驱动器的自适应音频7. 1系统的扬声 器配置。如配置920中所示，在"左侧环绕"位置和"右侧环绕"位置中放置两个另外的箱 922和箱924,两个另外的箱922和箱924具有以与前箱类似的方式指向侧墙的侧扬声器和 被设置成从现有的前对和后对之间的天花板中途反射的上射式驱动器。可以根据期望进行 这种增大的添加很多次，另外的对沿着侧墙或后墙填充间隙。图9A和9B例示扩展的环绕 声扬声器布置的可能配置的仅一些示例，可以结合用于消费者环境的自适应音频系统中的 上射式扬声器和侧射式扬声器来使用扩展的环绕声扬声器布置，并且很多其它配置也是可 以的。
[0085] 作为对上述n. 1配置的替代，可以利用更灵活的基于卵壳的系统，由此每个驱动 器被包含在其自己的箱中，从而可以被安装在任何方便的位置。这将使用如图7B中所示的 驱动器配置。然后，这些单个单元可以以与n. 1配置类似的方式被聚集，或者它们可以围绕 空间单独地被散布。卵壳不必受限于被放置在空间的边缘，它们也可以被放置在其内的任 何表面（例如，咖啡桌、书架等）上。这种系统易于扩展，使得用户能够随着时间的推移添 加更多的扬声器，以创建更沉浸式的体验。如果扬声器是无线的，那么卵壳系统可以包括出 于再充电目的将扬声器对接（dock)的能力，在这种设计中，可以将卵壳对接在一起，使得 当它们再充电时用作单个扬声器，可能用于听立体声音乐，然后对于自适应音频内容解对 接并且围绕空间被定位。
[0086] 为了提高使用上射式可寻址驱动器的自适应音频系统的可配置性和精确性，多个 传感器和反馈装置可以被添加至箱，以通知呈现器能够在呈现算法中使用的特征。例如，每 个箱中安装的麦克风将使得系统能够使用三角测量和箱自身的HRTF类功能来测量相位、 频率和空间的混响特性连同扬声器相对于彼此的位置。惯性传感器（例如，陀螺仪、罗盘 等）可以用于检测箱的方向和角度；以及光传感器和视觉传感器（例如，使用基于激光的红 外线测距仪）可以用来提供相对于空间本身的位置信息。这些表示可以在系统中使用的另 外的传感器的仅仅几种可能性，并且其它传感器也是可以的。
[0087] 可以通过使得驱动器和/或箱的声学调节器的位置能够经由机电伺服系统被自 动调节来进一步提高这种传感器系统。这将使得驱动器的方向性在运行时被改变以适合驱 动器在空间中相对于墙壁和其它驱动器的定位（"主动操纵"）。类似地，可以调整任何声 学调节器（例如隔音板、喇叭或导波器）来为任何空间配置中的最佳播放提供准确的频率 响应和相位响应（"主动调整"）。在初始空间配置（例如，结合自动均衡器/自动空间配 置系统）期间或者在响应于被呈现的内容而播放期间，可以执行主动操纵和主动调整。
[0088] 双向互连
[0089] -旦被配置，扬声器必需被连接至呈现系统。传统互连通常有两种类型：针对无 源扬声器的扬声器电平输入和针对有源扬声器的线路电平输入。如图4C中所示，自适应音 频系统450包括双向互连功能。该互连在呈现级454和放大器/扬声器级458和麦克风级 460之间的一组物理连接和逻辑连接中被实现。通过声源与扬声器之间的这些智能互连来 支持对每个扬声器柜中的多个驱动器进行寻址的能力。双向互连使得包括控制信号和音频 信号两者的信号能够从声源（呈现器）被发送至扬声器。从扬声器到声源的信号包括控制 信号和音频信号两种，其中，在这种情况下，音频信号是源自可选的内置麦克风的音频。至 少对于扬声器/驱动器未被单独供电的情况，也可以提供电源作为双向互连的一部分。
[0090] 图IOA是例示根据实施例的双向互连的构成的图1000。可以表示呈现器加放大 器/声音处理器链的声源1002通过一对互连链接1006和1008逻辑上和物理上耦接至扬 声器柜（箱）1004。从声源1002到扬声器柜1004内的驱动器1005的互连1006包括每个 驱动器的电声信号、一个或更多控制信号和可选电源。从扬声器柜1004回到声源1002的 互连1008包括来自麦克风1007或用于呈现器的校准或其它类似的声音处理功能的其它传 感器的声音信号。反馈互连1008还包括由呈现器使用以修改或处理通过互连1006被设置 到驱动器的声音信号的某些驱动器限定和参数。
[0091] 在实施例中，在系统设置期间为系统的每个柜中的每个扬声器分配标识符（例 如，数值分配）。还可以唯一地标识每个扬声器柜。扬声器柜使用该数值分配来确定哪些 音频信号被发送至柜中的哪个驱动器。该数值分配被存储在扬声器柜中的合适的存储装置 中。可替选地，每个驱动器可以被配置为在本地存储器中存储其自己的标识符。在另外的替 代中，如驱动器/扬声器没有本地存储容量的情况下，标识符可以被存储在呈现级或声源 1002内的其它部件中。在扬声器发现处理期间，声源针对其简档查询每个扬声器（或中央 数据库）。简档定义包括以下各项的某些驱动器限定：扬声器柜或其它定义的阵列中的多 个驱动器；每个驱动器的声学特性（例如驱动器类型、频率响应等）；每个驱动器相对于扬 声器柜的前端面的中心的中心位置x、y、z;每个驱动器关于所定义的平面（例如，天花板、 地面、柜的竖直轴等）的角度以及麦克风的数量和麦克风特性。还可以定义其它相关的驱 动器和麦克风/传感器参数。在实施例中，驱动器限定和扬声器柜简档可以被表达为由呈 现器使用的一个或更多XML文档。
[0092] 在一个可能的实施中，在声源1002和扬声器柜1004之间创建因特网协议（IP)控 制网络。每个扬声器柜和声源用作单个网络终端，并且当初始化或上电时被赋予链路本地 地址。可以使用诸如零配置网络（零配置）的自动发现机制来使得声源能够将每个扬声器 定位在网络上。零配置网络是没有手动操作者的干涉或专门配置服务器的情况下自动创建 可用的IP网络的处理的示例，而且可以使用其它类似的技术。考虑到智能网络系统，多个 源可以存在于IP网络上作为扬声器。这使得多个源能够在没有通过"主要的"音频源（例 如，传统的音频/视频接收器）对声音进行路由的情况下直接驱动扬声器。如果另外的源 试图对扬声器进行寻址，则在所有源之间进行通信以确定哪个源当前是"活跃的"，是否需 要活跃的，并且是否可以将控制转变到新的声源。可以在制造期间基于对它们的分类为源 预先分配优先级，例如，远程通信源可以比娱乐源具有更高的优先级。在多空间环境如典型 的家庭环境中，整个环境中的所有扬声器可以存在于单个网络上，但是可能无需同时对其 进行寻址。在设置和自动配置期间，可以使用通过互连1008提供返回的声音电平来确定哪 些扬声器位于同一物理空间中。一旦确定了该信息，可以将扬声器分组为簇。在这种情况 下，可以分配簇ID并且使簇ID构成驱动器限定的一部分。簇ID被发送至每个扬声器，并 且声源1002可以同时对每个簇进行寻址。
[0093] 如图IOA中所示，可以通过双向互连来传输可选的电源信号。扬声器可以是无源 的（需要来自声源的外部电源）或者有源的（需要来自电插座的电源）。如果扬声器系统包 括没有无线支持的有源扬声器，则到扬声器的输入包括IEEE802. 3兼容有线以太网输入。 如果扬声器系统包括具有无线支持的有源扬声器，则到扬声器的输入包括IEEE802. 11兼 容无线以太网输入，或可替选地，到扬声器的输入包括由WISA组织指定的无线标准输入。 可以通过由声源直接提供的合适的电源信号来提供无源扬声器。
[0094] 在包括驱动器或紧密耦接至驱动器并且在听音环境内的其它部件的扬声器箱中 执行配置、校准和/或呈现功能的全部或大多数功能的分布式处理实施例中，互连链路 1006和1008可以在单个单向互连如图4D中所示的互连476中被实现。在这种情况下，声 源发送合适的音频信号连同控制信号或通过使由扬声器系统自身提供的相应的处理来执 行配置和校准功能的指令。当声源到驱动器之间的链路保持为单向第一通道链路的同时， 从麦克风直接到扬声器中的这些功能的声源信号主要构成向配置/校准功能提供环境信 息的第二通道。在图IOB中例示这种实施例。如图IOB中所示，系统1010包括通过链路 1016耦接至扬声器箱1014中的驱动器1015的声源1012。扬声器柜1014容纳包括驱动器 1015、用于执行功能的电路1019和一个或更多麦克风1017的多个部件。由部件1019执行 的功能可以包括校准、配置和/或由声源1012生成的音频信号的局部呈现。链路1016将 音频信号或扬声器馈送从声源发送至驱动器1015。恰当的指令、命令或触发通过该链路被 传输至功能块1019。关于听音环境的声音信息也从麦克风1017被发送至功能块1019。然 后，该信息用于配置或校准驱动器1015,以便对通过链路1016从声源1012发送的音频信号 进行恰当的呈现。
[0095]应当注意，部件1019和1017中的任何一个可以在物理上位于箱1014的外部但紧 密地耦接至或链接至驱动器1015的电路或部件中实现。
[0096] 系统配詈和柃准
[0097] 如图4C中所示，自适应音频系统的功能包括校准功能462。通过图10中所示的 麦克风1007和互连1008链路使得能够实现该功能。系统1000中的麦克风部件的功能是 测量房间中的单个扬声器的响应以便导出整个系统响应。出于该目的，可以使用多麦克风 拓扑结构，包括单个麦克风或麦克风阵列。最简单的情况是位于房间的中心的单个全向测 量麦克风被用于测量每个驱动器的响应。如果房间和回放条件确保更精细的分析，则替代 地，可以使用多个麦克风。多个麦克风的最方便的位置是在房间中使用的特定扬声器配置 的物理扬声器柜中。安装在每个箱中的麦克风允许系统在房间中的多个位置测量每个驱动 器的响应。对这种拓扑结构的替选是使用位于房间中的可能的听者位置的多个全向测量麦 克风。
[0098] 麦克风被用于使得能够实现呈现器的自动配置和校准以及后处理算法。在自适应 音频系统中，呈现器负责将混合的基于对象和通道的音频流转换成针对一个或更多个物理 扬声器内特定的能够寻址的驱动器指定的单独的音频信号。后处理部件可以包括：延迟、均 衡、增益、扬声器虚拟化和上混合。扬声器配置通常表示关键信息，呈现部件可以使用该关 键信息来将混合的基于对象和通道的音频流转换成单独的每个驱动器的音频信号，以提供 音频内容的最佳播放。系统配置信息包括：（1)系统中物理扬声器的数量，（2)每个扬声器 中能够独立寻址的驱动器的数量，以及（3)每个能够独立寻址的驱动器相对于房间几何结 构的位置和方向。其它特征性是可以的。图11示出了根据一个实施方式的自动配置和系 统校准部件的功能。如图1100中所示，一个或更多个麦克风的阵列1102向配置和校准部 件1104提供声学信息。该声学信息捕获听音环境的某些相关的特性。然后，配置和校准部 件1104向呈现器1106和任何相关的后处理部件1108提供该信息，使得针对听音环境来调 整和优化最终被发送至扬声器的音频信号。
[0099] 系统中物理扬声器的数量和每个扬声器中能够独立寻址的驱动器的数量为物理 扬声器特性。这些特性经由双向互连456从扬声器被直接传输至呈现器454。呈现器和扬 声器使用公共的发现协议，使得当扬声器与系统连接或断开时，给呈现器通知改变，并且可 以据此重新配置系统。
[0100] 听音房间的几何结构（大小和形状）是配置和校准处理中必要的信息项。可以以 多种不同的方式来确定几何结构。在人工配置模式下，听者或技术人员通过向自适应音频 系统内的呈现器或其它处理单元提供输入的用户界面，将房间的最小边界立方体的宽度、 长度和高度输入系统。出于该目的，可以使用各种不同的用户界面技术和工具。例如，可以 通过自动映射或跟踪房间的几何结构的程序将房间几何结构发送至呈现器。这样的系统可 以使用计算机视觉、声纳和基于3D激光的物理映射的组合。
[0101] 呈现器使用房间几何结构中扬声器的位置来导出针对包括直接驱动器和反射 (上射式）驱动器两者的每个能够独立寻址的驱动器的音频信号。直接驱动器是这样驱动 器：该驱动器被对准，使得在被反射表面（如地面、墙壁或天花板）漫射之前，该驱动器的散 布模式的主要部分与听音位置相交。反射驱动器是这样的驱动器：该驱动器被对准，使得在 如图6中所示与听音位置相交之前，它们的散布模式的主要部分被反射。如果系统处于人 工配置模式中，则可以通过n将每个直接驱动器的三维坐标输入系统。针对反射驱动器， 将主要反射的三维坐标输入n。可以使用激光或类似的技术来将漫射驱动器的散布模式虚 拟化到房间的表面上，所以可以测量三维坐标并且将三维坐标人工输入系统。
[0102] 通常，使用人工或自动技术来执行驱动器定位和对准。在一些情况下，可以将惯性 传感器包括在每个扬声器中。在该模式中，中心扬声器被指定为"主要的"，并且它的罗盘测 量被视为基准。然后，其它扬声器则针对每个它们的能够独立寻址的驱动器发送散布模式 和罗盘位置。联系房间几何结构，中心扬声器的参考角度与每个添加驱动器之间的差为系 统提供足够的信息，以自动确定驱动器是直接的还是反射的。
[0103] 如果使用3D定位（S卩，高保真度立体声响复制（Ambisonic))麦克风，则扬声器位 置配置可以是全自动的。在这种模式下，系统向每个驱动器发送测试信号并且记录响应。根 据麦克风类型，信号可能需要被转换成x、y、z表示。对这些信号进行分析以找出主导的首 先到达的x、y和z分量。联系房间几何结构，这通常为系统提供足够的信息以自动设置所 有扬声器（直接的或反射的）位置的三维坐标。根据房间几何结构，用于配置扬声器坐标 的三个所述方法的混合组合可比仅仅使用单独一种技术更有效。
[0104] 扬声器配置信息是配置呈现器所需的一个分量。扬声器校正信息也是配置以下后 处理链所需的：延迟、均衡和增益。图12是示出根据一个实施方式的使用单个麦克风执行 自动扬声器校准的处理步骤的流程图。在该模式下，系统使用位于听音位置的中心的单个 全向测量麦克风来自动计算延迟、均衡和增益。如图1200中所示，通过单独测量每个单个 驱动器的空间脉冲响应来开始处理，块1202。然后，通过求出声学脉冲响应（由麦克风捕获 的）与直接捕获的电脉冲响应的交叉相关的峰的偏移来计算每个驱动器的延迟，块1204。 在块1206中，所计算的延迟被应用于直接捕获的（参考）脉冲响应。然后，处理确定宽带 和每带增益值，当该增益值被应用于所测量的脉冲响应时，其导致所测量的脉冲响应与直 接捕获（参考）的脉冲响应之间的最小差，块1208。这可以通过以下操作来完成：得到所 测量的脉冲响应和参考脉冲响应的加窗FFT，计算两个信号之间的每区间幅值比，将中值滤 波器应用于每区间幅值比，通过对完全落在带内的所有区间的增益求平均来计算每带增益 值，通过得到所有每带增益的平均来计算宽带增益，从每带增益中减去宽带增益，以及应用 小空间X曲线（_2dB/2kHz以上倍频程）。一旦在块1208中确定了增益值，则处理通过从其 它中减去最小延迟来确定最终延迟值，使得系统中的至少一个驱动器将总是具有零附加延 迟，块1210。
[0105] 在使用多个麦克风自动校准的情况下，系统使用多个全向测量麦克风来自动计算 延迟、均衡和增益。该处理基本上与单个麦克风技术相同，除了针对每个麦克风重复此处理 并且对结果求平均之外。
[0106] 替代应用
[0107] 代替在整个房间或影院中实现自适应音频系统，可以在更局部的应用如电视机、 计算机、游戏控制台或类似的装置中实现自适应音频系统的方面。这种情况实际上依赖于 与观看屏幕或监视器表面对应的平面中部署的扬声器。图13示出了自适应系统在示例的 电视和条形箱消费者用例中的使用。通常，电视用例面