CN117979211B - 集成音箱系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成音箱系统及其控制方法。该系统包括：超宽带空间定位子系统、数据处理子系统、音频输出子系统和声音播放子系统；超宽带空间定位子系统，用于获取乐器位置信息，并将乐器位置信息发送至数据处理子系统；数据处理子系统，根据乐器位置信息生成与乐器敲击动作对应的音频控制指令，并将音频控制指令发送至音频输出子系统；音频输出子系统，用于根据音频控制指令确定与乐器敲击动作对应的音符音频文件，基于音符音频文件生成模拟音频信号，并将模拟音频信号发送至声音播放子系统；声音播放子系统，用于对模拟音频信号进行信号放大并转换为声音进行播放。本技术方案，实现了在节省空间的基础上，降低接收延迟的效果。

Description

集成音箱系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及音箱技术领域，尤其涉及一种集成音箱系统及其控制方法。

背景技术

电子乐器技术是一种将传统乐器与先进的电子技术相结合的技术。它利用传感器、控制器和音频处理技术，模拟和合成各种乐器的音频和演奏效果。为了可以对合成的音频进行播放，可以将音箱设备与电子乐器之间建立通信，以基于音箱设备播放合成音频。

相关技术中，电子乐器与音箱设备之间通常是无线连接，在此种情况下，使得音箱设备播放电子乐器所合成的音频的方式通常是在音频设备与电子乐器之间设置传感器，进而，基于传感器接收电子乐器所发送的音频数据，并对所接收的音频数据进行处理，得到合成音频，之后，在将合成音频发送至音箱设备进行播放。

然而，基于上述方式，在数据传输过程中会产生一定时延，进而，影响发声效果。

发明内容

本发明提供了一种集成音箱系统及其控制方法，以实现在节省空间的基础上，降低接收延迟的效果，进而，优化了音箱设备的发声效果。

根据本发明的一方面，提供了一种集成音箱系统，该系统包括：超宽带空间定位子系统、数据处理子系统、音频输出子系统和声音播放子系统，其中，

所述超宽带空间定位子系统，用于获取模拟打击乐器对应的乐器位置信息，并将所述乐器位置信息发送至所述数据处理子系统；其中，所述模拟打击乐器至少包括鼓槌；所述乐器位置信息至少包括相对距离和方位角；所述相对距离为所述模拟打击乐器相对于所述集成音箱系统的距离；

所述数据处理子系统，接收所述乐器位置信息，根据所述乐器位置信息生成与乐器敲击动作对应的音频控制指令，并将所述音频控制指令发送至所述音频输出子系统；

所述音频输出子系统，用于接收所述音频控制指令，根据所述音频控制指令确定与所述乐器敲击动作对应的音符音频文件，基于所述音符音频文件生成模拟音频信号，并将所述模拟音频信号发送至所述声音播放子系统；

所述声音播放子系统，用于接收所述模拟音频信号，对所述模拟音频信号进行信号放大，并将放大后的所述模拟音频信号转换为声音进行播放。

根据本发明的另一方面，提供了一种集成音箱系统的控制方法，该方法包括：

基于超宽带空间定位子系统获取模拟打击乐器对应的乐器位置信息，并将所述乐器位置信息发送至数据处理子系统；其中，所述模拟打击乐器至少包括鼓槌；所述乐器位置信息至少包括相对距离和方位角；所述相对距离为所述模拟打击乐器相对于所述集成音箱系统的距离；

基于所述数据处理子系统接收所述乐器位置信息，根据所述乐器位置信息生成与乐器敲击动作对应的音频控制指令，并将所述音频控制指令发送至音频输出子系统；

基于所述音频输出子系统接收所述音频控制指令，根据所述音频控制指令确定与所述乐器敲击动作对应的音符音频文件，基于所述音符音频文件生成模拟音频信号，并将所述模拟音频信号发送至声音播放子系统；

基于所述声音播放子系统接收所述模拟音频信号，对所述模拟音频信号进行信号放大，并将放大后的所述模拟音频信号转换为声音进行播放。

根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的集成音箱系统的控制方法。

根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的集成音箱系统的控制方法。

本发明实施例提供了一种集成音箱系统，包括：超宽带空间定位子系统、数据处理子系统、音频输出子系统和声音播放子系统，其中，超宽带空间定位子系统，用于获取模拟打击乐器对应的乐器位置信息，并将乐器位置信息发送至数据处理子系统；数据处理子系统，接收乐器位置信息，根据乐器位置信息生成与乐器敲击动作对应的音频控制指令，并将音频控制指令发送至音频输出子系统；音频输出子系统，用于接收音频控制指令，根据音频控制指令确定与乐器敲击动作对应的音符音频文件，基于音符音频文件生成模拟音频信号，并将模拟音频信号发送至声音播放子系统；声音播放子系统，用于接收模拟音频信号，对模拟音频信号进行信号放大，并将放大后的模拟音频信号转换为声音进行播放。本发明实施例所提供的技术方案，解决了相关技术中在数据传输过程中会产生一定时延，进而，影响发声效果的问题，实现了在节省空间的基础上，降低接收延迟的效果，进而，优化了音箱设备的发声效果。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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。

图1是根据本发明实施例一提供的一种集成音箱系统的结构示意图；

图2是根据本发明实施例二提供的一种集成音箱系统的控制方法的流程图；

图3是实现本发明实施例的集成音箱系统的控制方法的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种集成音箱系统的结构示意图，本实施例可适用于基于集成音箱系统对模拟打击乐器的演奏音频进行播放的情况，如图1所示，本实施例所提供的集成音箱系统10包括：超宽带空间定位子系统101、数据处理子系统102、音频输出子系统103和声音播放子系统104。下面对本实施例的集成音箱系统的结构组成进行具体说明。

其中，超宽带空间定位子系统101，用于获取模拟打击乐器对应的乐器位置信息，并将乐器位置信息发送至数据处理子系统102；数据处理子系统102，接收乐器位置信息，根据乐器位置信息生成与乐器敲击动作对应的音频控制指令，并将音频控制指令发送至音频输出子系统103；音频输出子系统103，用于接收音频控制指令，根据音频控制指令确定与乐器敲击动作对应的音符音频文件，基于音符音频文件生成模拟音频信号，并将模拟音频信号发送至声音播放子系统104；声音播放子系统104，用于接收模拟音频信号，对模拟音频信号进行信号放大，并将放大后的模拟音频信号转换为声音进行播放。

其中，超宽带空间定位子系统101可以是集成音箱系统10中与模拟打击乐器之间建立无线通信连接的子系统，该子系统可以用于获取模拟打击乐器对应的乐器位置信息。模拟打击乐器可以理解为通过模拟技术来模拟真实打击乐器的设备。模拟打击乐器至少包括鼓槌。需要说明的是，模拟打击乐器还可以包括脚踩。在实际应用中，可以通过对着空气挥动鼓槌和/或踩踏脚踩来捕捉敲击动作。进而，可以实现对着空气打出鼓点的效果。乐器位置信息可以用于表征模拟打击乐器在做出乐器敲击动作时对应的乐器移动情况。可选的，乐器位置信息可以至少包括相对距离和方位角；相对距离为模拟打击乐器相对于集成音箱系统10的距离。相对距离可以理解为模拟打击乐器与集成音箱系统10之间的直线距离。方位角可以用于表征模拟打击乐器在做出乐器敲击动作过程中的角度变化情况。方位角可以包括乐器旋转角度和/或乐器倾斜角度等。

在本实施例中，模拟打击乐器与超宽带空间定位子系统101通过无线通信连接方法连接。无线通信连接方式包括超宽带无线通信连接。其中，超宽带（Ultra Wide Band，UWB）无线通信连接是一种无线载波通信技术，它不采用正弦载波，而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此，其所占的频谱范围很宽。UWB技术具有系统复杂度低，发射信号功率谱密度低，对信道衰落不敏感，截获能力低，定位精度高等优点。在具体实施中，可以在模拟打击乐器中集成第一UWB模块，在超宽带空间定位子系统101中集成第二UWB模块，进而，可以基于第一UWB模块和第二UWB模块实现模拟打击乐器与超宽带空间定位子系统101之间的超宽带无线通信连接。需要说明的是，模拟打击乐器与超宽带空间定位子系统101之间的无线通信连接方式还可以包括蓝牙、射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）、紫蜂协议（ZigBee）和2.4吉赫兹天线等方式。

在实际应用中，模拟打击乐器没有乐器实体，无法通过敲击实体乐器来发出声音。因此，需要通过音箱来发出模拟打击乐器演奏出来的声音。一般情况下，由于模拟打击乐器在演奏过程中，可以对其演奏动作进行判断的信息为乐器位置信息，普通音箱无法直接对乐器位置信息进行处理，只能处理音频相关信息。因此，在基于音箱对模拟打击乐器的声音进行播放时，通常需要在模拟打击乐器与音箱之间设置适配器，在基于模拟打击乐器演奏过程中，将采集到的乐器位置信息发送至适配器。进而，基于适配器对乐器位置信息进行处理，得到合成音频数据流。之后，通过无线传输方式将合成音频数据流发送至音箱，以基于音箱根据合成音箱数据流进行声音播放。然而，基于上述方式进行音频播放，由于需要将乐器位置信息发送至适配器，再基于适配器通过无线传输的方式将数据流发送至音箱，在通过无线传输发送数据，可能会产生一定的接收时间延迟，进而，影响整体发声效果。

基于此，在本实施例中，将超宽带空间定位子系统101和数据处理子系统102集成在集成音箱系统10中，在模拟打击乐器演奏过程中，基于超宽带空间定位子系统101接收乐器位置信息，并基于数据处理子系统102和音频输出子系统103对乐器位置信息进行处理，以得到合成音频数据流。进而，可以直接通过有线传输的方式将合成音频数据流传输至音频输出子系统103，对合成音频数据流进行信号转换，得到合成音频信号，并将合成音频信号发送至声音播放子系统104，以基于声音播放子系统104接收并播放合成音频信号。这样设置的好处在于，可以直接在集成音箱系统10中实现位置信息获取和位置信息处理，并且，通过有线传输方式传输数据流，在一定程度上降低了数据传输过程造成的延迟，实现了降低接收延迟的效果。

并且，对于超宽带空间定位子系统101中集成的第二UWB模块，该UWB模块的模块结构是包括至少三根天线的，在将该UWB模块单独设置在除集成音箱系统之外的其他空间中时，可能会由于其结构特征占据较大的空间面积；并且，在其单独设置时，还会存在一些位置设置要求（如，需要设置在密闭空间顶部，或者，需要设置在操作模拟打击乐器的用户肢体上等）。也就是说，将UWB模块独立设置在除集成音箱系统之外的其他区域，可能会存在空间占据面积较大且位置设置要求较高的问题。

基于此，在本实施例中，将UWB模块设置在超宽带空间定位子系统101中，也就是设置在集成音箱系统10中，实现了在节省空间的基础上，且携带便捷的效果，提升了集成音箱系统的便捷性，提高了用户针对音箱系统的使用体验。

在具体实施中，在模拟打击乐器做出乐器敲击动作的过程中，设置在模拟打击乐器上的传感器可以对乐器位置信息进行采集。进而，可以通过超宽带空间定位子系统101依据预设步长获取乐器位置信息，并将所获取的乐器位置信息全部发送至数据处理子系统102。进一步的，数据处理子系统102对接收到的乐器位置信息进行处理，生成与乐器敲击动作对应的音频控制指令，并将音频控制指令发送至音频输出子系统103。其中，预设步长可以是任意步长，可选的，可以是1秒、2秒或3秒等。

其中，数据处理子系统102可以是对接收到的乐器位置信息进行处理，以对模拟打击乐器的乐器敲击动作进行判断的子系统。在本实施例中，数据处理子系统102可以是位于集成音箱系统10内部的设备；或者，也可以是与集成音箱系统10之间建立通信的外部设备。在数据处理子系统102为与集成音箱系统10之间建立通信的外部设备的情况下，所建立的通信可以包括有线通信和/或无线通信。若所建立的通信同时包括有线通信和无线通信，可以基于用户需求进行自定义设置，以使数据处理子系统102可以基于自定义设置的通信方式与集成音箱系统10之间建立连接，并进行数据传输。

超宽带空间定位子系统101与数据处理子系统102通过有线传输方式或无线传输方式连接。可选的，有线传输方式可以包括串口、集成电路总线（Inter-IntegratedCircuit，IIC）、SPI总线和CAN总线等。无线传输方式可以包括蓝牙、射频识别（RadioFrequency Identification，RFID）、紫蜂协议（ZigBee）和2.4吉赫兹天线等。乐器敲击动作即为模拟打击乐器敲打空气时对应的动作。乐器敲击动作可以与实体打击乐器实际敲打乐器时对应的敲打动作相对应。示例性的，假设实体打击乐器为实体架子鼓，则与实体打击乐器实际敲打乐器时对应的敲打动作可以是鼓槌敲打鼓面的动作；模拟打击乐器至少包括鼓槌，乐器敲击动作可以是鼓槌敲打空气时对应的动作。音频控制指令可以用于指示音频的确定和输出。音频控制指令可以至少包括与乐器敲击动作对应的音符。一般情况下，在模拟打击乐器做出乐器敲击动作的过程中，在确定模拟打击乐器做出一个乐器敲击动作的情况下，即可得到与该乐器敲击动作对应的音符。进而，可以根据该音符生成音频控制指令以基于音频控制指令确定与该音符对应的音频。

在本实施例中，由于所接收的乐器位置信息是模拟打击乐器在整个应用过程中各个时间点下对应的乐器位置信息，可能会包括模拟打击乐器未做出乐器敲击动作时对应的乐器位置信息。因此，在数据处理子系统102接收到乐器位置信息的情况下，可以基于乐器位置信息确定模拟打击乐器是否做出乐器敲击动作，进而，在确定模拟打击乐器做出乐器敲击动作的情况下，可以确定与乐器敲击动作对应的音符，并基于该音符生成与乐器敲击动作对应的音频控制指令。

可选的，数据处理子系统102包括：音符确定模块和指令生成模块，其中，音符确定模块，用于根据乐器位置信息，确定模拟打击乐器是否做出乐器敲击动作，并在确定做出乐器敲击动作的情况下，基于与乐器敲击动作对应的目标位置信息确定与乐器敲击动作对应的作用位置和作用力度，并根据作用位置和作用力度确定与乐器敲击动作对应的音符；指令生成模块，用于根据与乐器敲击动作对应的音符生成与乐器敲击动作对应的音频控制指令。

其中，作用位置可以是乐器敲击动作终止时模拟打击乐器所作用的位置。作用力度可以是模拟打击乐器在做出乐器敲击动作时对应的作用力度。示例性的，在模拟打击乐器为空气架子鼓的情况下，作用位置可以是乐器敲击动作终止时鼓槌的位置；作用力度可以是鼓槌敲击力度。本领域技术人员可以理解，在确定乐器敲击动作对应的作用位置和作用力度的情况下，即可直接确定与该乐器敲击动作对应的音符。示例性的，在模拟打击乐器为空气架子鼓的情况下，一个音符可以是一个鼓点。目标位置信息可以是所接收的乐器位置信息中表征乐器敲击动作的乐器位置信息。换句话说，目标位置信息可以是能够表征模拟打击乐器在做出乐器敲击动作时对应的位置信息。

在具体实施中，在数据处理子系统102接收到乐器位置信息的情况下，可以基于音符确定模块对乐器位置信息进行分析，以集成音箱系统为坐标系原点，构建极坐标系。之后，可以根据乐器位置信息中的相对距离和方位角（包括乐器旋转角度和/或乐器倾斜角度等），确定模拟打击乐器在极坐标系中的坐标信息。进而，可以根据已确定的坐标信息确定模拟打击乐器是否做出乐器敲击动作。进一步的，在确定模拟打击乐器做出乐器敲击动作的情况下，可以从接收到的乐器位置信息中确定与乐器敲击动作对应的目标位置信息。进而，可以通过构建极坐标系的方式根据目标位置信息中的相对距离和方位角确定模拟打击乐器在做出乐器敲击动作时对应的坐标信息，并根据该坐标信息确定与乐器敲击动作对应的作用位置，并根据目标位置信息中的方位角确定与乐器敲击动作对应的作用力度。进而，可以根据作用位置和作用力度确定与乐器敲击动作对应的音符。进一步的，可以基于指令生成模块根据与乐器敲击动作对应的音符生成与乐器敲击动作对应的音频控制指令。

示例性的，在模拟打击乐器为空气架子鼓的情况下，可以基于音符确定模块对乐器位置信息进行分析，以确定鼓槌是否做出敲击动作，并在确定鼓槌做出敲击动作的情况下，确定鼓槌敲击的鼓面、在鼓面上的敲击位置和鼓槌敲击力度。进一步的，可以根据所确定的鼓面、鼓面敲击位置和鼓槌敲击力度确定与该演奏动作对应的鼓点。进一步的，可以基于指令生成模块根据所确定的鼓点生成音频控制指令。

进一步的，可以将音频控制指令发送至音频输出子系统103，以基于音频输出子系统103根据音频控制指令确定与乐器敲击动作对应的音符音频文件，并基于音符音频文件生成模拟音频信号，并将模拟音频信号发送至声音播放子系统104。

其中，音符音频文件可以是包含相应音符的音频数据。模拟音频信号可以是由至少一个音符音频文件合成的音频模拟信号。在本实施例中，数据处理子系统102和音频输出子系统103之间通过有线传输方式连接。

在本实施例中，基于音频输出子系统103确定音符音频文件的方式可以包括下述至少一种：从本地存储的多个候选音符音频文件中调取与乐器敲击动作对应的音符音频文件；从云端调取与乐器敲击动作对应的音符音频文件；根据预设音频生成方式对音频控制指令进行处理，并生成与乐器敲击动作对应的音符音频文件。

在本实施例中，可以在音频输出子系统103中预先存储多个候选音符音频文件，并建立音符和候选音符音频文件之间的关联关系。进一步的，在确定与乐器敲击动作对应的音符的情况下，可以基于音频输出子系统103根据音符与候选音符音频文件之间的关联关系从预先存储的多个候选音符音频文件中确定出与该音符对应的候选音符音频文件，并将该候选音符音频文件作为与该乐器敲击动作对应的音符音频文件。

或者，在确定与乐器敲击动作对应的音符的情况下，可以基于音频输出子系统103向云端发送与该音符对应的音频文件调取请求。进一步的，在云端接收到音频文件调取请求的情况下，可以将与该音频文件调取请求对应的音符音频文件发送至音频输出子系统103。

或者，在接收到音频控制指令的情况下，可以根据预设音频生成方式对音频控制指令进行解析和音频生成。进而，可以生成与乐器敲击动作对应的音符音频文件。其中，预设音频生成方式可以是能够生成音频文件的任意方式，可选的，可以是基于深度学习模型生成音频文件等。

可选的，音频输出子系统103包括：数据流合成模块和数据流转换模块，其中，数据流合成模块，用于接收音频控制指令，根据音频控制指令确定与乐器敲击动作对应的音符音频文件，基于音符音频文件实时合成目标音频数据流；数据流转换模块，用于对目标音频数据流进行转换，以得到模拟音频信号。

其中，目标音频数据流可以是由至少一个音频组成的数据流。

在本实施例中，在接收到音频控制指令之后，可以基于数据流合成模块根据音频控制指令确定与乐器敲击动作对应的音符音频文件。进而，可以对所调取的音符音频文件进行实时音频合成，以得到目标音频数据流。进一步的，可以基于数据流转换模块将目标音频数据流由数字信号转换为模拟信号，并得到模拟音频信号。进一步的，可以将模拟音频信号发送至声音播放子系统104，以基于声音播放子系统104对合成音频文件进行信号放大，并将放大后的模拟音频信号转换为声音进行播放。

在上述各技术方案的基础上，还包括：音频输出子系统103，还用于接收移动设备发送的音频数据流，对音频数据流进行信号转换，得到音频信号，并将音频信号发送至声音播放子系统104。声音播放子系统104，用于接收并播放音频信号。

其中，移动设备可以为手机或平板电脑等电子设备。音频数据流可以是移动设备所发送的，需要集成音箱系统播放的音频数据。

在本实施例中，还可以基于音频输出子系统103接收移动设备发送的音频数据流，进而，可以对接收到的音频数据流进行信号转换，以将音频数据流由数字信号转换为模拟信号，并得到音频信号。之后，可以将音频信号发送至声音播放子系统104。进一步的，可以基于声音播放子系统104对接收到的音频信号进行信号放大，并将放大后的音频信号转换为声音进行播放。

可选的，声音播放子系统104包括：功率放大模块和声音播放模块；其中，功率放大模块，用于对模拟音频信号进行信号放大，并得到放大后的模拟音频信号；声音播放模块，用于接收放大后的模拟音频信号，并将放大后的模拟音频信号转换为声音进行播放。

其中，声音播放子系统104可以是集成音箱系统10中用于实现声音播放的子系统。可选的，声音播放子系统104包括扬声器和/或耳机。音频输出子系统103所得到的模拟音频信号可以是模拟信号形式的音频信息。功率放大模块可以是集成有功率放大电路的模块。本领域技术人员可以理解，对于音箱系统，在模拟音频信号进入功率放大模块之后，功率放大模块可以将低电流的模拟音频信号放大到足够大的电流以驱动声音播放模块进行声音播放。

在具体实施中，在声音播放子系统104接收到模拟音频信号的情况下，可以基于功率放大模块对合成音频文件进行信号放大，并得到放大后的模拟音频信号。进一步的，可以基于声音播放模块接收放大后的模拟音频信号，并将放大后的音频信号转换为声音进行播放。

本发明实施例提供了一种集成音箱系统，包括：超宽带空间定位子系统、数据处理子系统、音频输出子系统和声音播放子系统。其中，超宽带空间定位子系统，用于获取模拟打击乐器对应的乐器位置信息，并将乐器位置信息发送至数据处理子系统；数据处理子系统，接收乐器位置信息，根据乐器位置信息生成与乐器敲击动作对应的音频控制指令，并将音频控制指令发送至音频输出子系统；音频输出子系统，用于接收音频控制指令，根据音频控制指令确定与乐器敲击动作对应的音符音频文件，基于音符音频文件生成模拟音频信号，并将模拟音频信号发送至声音播放子系统；声音播放子系统，用于接收模拟音频信号，对模拟音频信号进行信号放大，并将放大后的模拟音频信号转换为声音进行播放。本发明实施例所提供的技术方案，解决了相关技术中在数据传输过程中会产生一定时延，进而，影响发声效果的问题，实现了在节省空间的基础上，降低接收延迟的效果，进而，优化了音箱设备的发声效果。

实施例二

图2是本发明实施例二提供的一种集成音箱系统的控制方法的流程图，该方法可以应用于上述实施例提供的集成音箱系统。

如图2所示，该方法包括：

S210、基于超宽带空间定位子系统获取模拟打击乐器对应的乐器位置信息，并将乐器位置信息发送至数据处理子系统。

其中，模拟打击乐器至少包括鼓槌。乐器位置信息至少包括相对距离和方位角；相对距离为模拟打击乐器与集成音箱系统之间的距离。

S220、基于数据处理子系统接收乐器位置信息，根据乐器位置信息生成与乐器敲击动作对应的音频控制指令，并将音频控制指令发送至音频输出子系统。

S230、基于音频输出子系统接收音频控制指令，根据音频控制指令确定与乐器敲击动作对应的音符音频文件，基于音符音频文件生成模拟音频信号，并将模拟音频信号发送至声音播放子系统。

S240、基于声音播放子系统接收模拟音频信号，对模拟音频信号进行信号放大，并将放大后的模拟音频信号转换为声音进行播放。

本发明实施例的技术方案，通过基于超宽带空间定位子系统获取模拟打击乐器对应的乐器位置信息，并将乐器位置信息发送至数据处理子系统，之后，基于数据处理子系统接收乐器位置信息，根据乐器位置信息生成与乐器敲击动作对应的音频控制指令，并将音频控制指令发送至音频输出子系统，之后，基于音频输出子系统接收音频控制指令，根据音频控制指令确定与乐器敲击动作对应的音符音频文件，基于音符音频文件生成模拟音频信号，并将模拟音频信号发送至声音播放子系统，之后，基于声音播放子系统接收模拟音频信号，对模拟音频信号进行信号放大，并将放大后的模拟音频信号转换为声音进行播放，解决了相关技术中在数据传输过程中会产生一定时延，进而，影响发声效果的问题，实现了在节省空间的基础上，降低接收延迟的效果，进而，优化了音箱设备的发声效果。

可选的，所述数据接收子系统包括：音符确定模块和指令生成模块，其中，

基于所述音符确定模块根据所述乐器位置信息，确定所述模拟打击乐器是否做出乐器敲击动作，并在确定做出所述乐器敲击动作的情况下，基于与所述乐器敲击动作对应的目标位置信息确定与所述乐器敲击动作对应的作用位置和作用力度，并根据所述作用位置和所述作用力度确定与所述乐器敲击动作对应的音符；

基于所述指令生成模块根据与所述乐器敲击动作对应的音符生成与所述乐器敲击动作对应的音频控制指令。

可选的，所述数据处理子系统是位于所述集成音箱系统内部的设备；或者，是与所述集成音箱系统之间建立通信的外部设备。

可选的，所述音频输出子系统在执行所述根据所述音频控制指令确定与所述乐器敲击动作对应的音符音频文件时，包括下述至少一种操作：

从本地存储的多个候选音符音频文件中调取与所述乐器敲击动作对应的音符音频文件；

从云端调取与所述乐器敲击动作对应的音符音频文件；

根据预设音频生成方式对所述音频控制指令进行处理，并生成与所述乐器敲击动作对应的音符音频文件。

可选的，所述音频输出子系统包括：数据流合成模块和数据流转换模块，其中，

基于所述数据流合成模块接收所述音频控制指令，根据所述音频控制指令确定与所述乐器敲击动作对应的音符音频文件，基于所述音符音频文件实时合成目标音频数据流；

基于所述数据流转换模块对所述目标音频数据流进行信号转换，以得到模拟音频信号。

可选的，所述声音播放子系统包括：功率放大模块和声音播放模块，其中，

基于所述功率放大模块对所述模拟音频信号进行信号放大，并得到放大后的所述模拟音频信号；

基于所述声音播放模块接收所述放大后的所述模拟音频信号，并将所述放大后的所述模拟音频信号转换为声音进行播放。

可选的，所述方法还包括：基于所述音频输出子系统接收移动设备发送的音频数据流，对所述音频数据流进行信号转换，得到音频信号，并将所述音频信号发送至所述声音播放子系统；

基于所述声音播放子系统接收并播放所述音频信号。

可选的，所述超宽带空间定位子系统与所述数据处理子系统通过有线传输方式或无线传输方式连接。

可选的，所述模拟打击乐器与所述超宽带空间定位子系统无线通信连接；所述无线通信连接至少包括超宽带无线通信连接。

可选的，所述声音播放子系统包括扬声器和/或耳机。

实施例三

图3示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备310的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备（如头盔、眼镜、手表等）和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。

如图3所示，电子设备310包括至少一个处理器311，以及与至少一个处理器311通信连接的存储器，如只读存储器（ROM）312、随机访问存储器（RAM）313等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器311可以根据存储在只读存储器（ROM）312中的计算机程序或者从存储单元318加载到随机访问存储器（RAM）313中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 313中，还可存储电子设备310操作所需的各种程序和数据。处理器311、ROM 312以及RAM 313通过总线314彼此相连。输入/输出（I/O）接口315也连接至总线314。

电子设备310中的多个部件连接至I/O接口315，包括：输入单元316，例如键盘、鼠标等；输出单元317，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元318，例如磁盘、光盘等；以及通信单元319，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元319允许电子设备310通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理器311可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器311的一些示例包括但不限于中央处理单元（CPU）、图形处理单元（GPU）、各种专用的人工智能（AI）计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器（DSP）、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器311执行上文所描述的各个方法和处理，例如集成音箱系统的控制方法。

在一些实施例中，集成音箱系统的控制方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元318。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 312和/或通信单元319而被载入和/或安装到电子设备310上。当计算机程序加载到RAM 313并由处理器311执行时，可以执行上文描述的集成音箱系统的控制方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器311可以通过其他任何适当的方式（例如，借助于固件）而被配置为执行集成音箱系统的控制方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、专用标准产品（ASSP）、芯片上系统的系统（SOC）、负载可编程逻辑设备（CPLD）、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM或快闪存储器）、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置（例如，CRT（阴极射线管）或者LCD（液晶显示器）监视器）；以及键盘和指向装置（例如，鼠标或者轨迹球），用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈（例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈）；并且可以用任何形式（包括声输入、语音输入或者、触觉输入）来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统（例如，作为数据服务器）、或者包括中间件部件的计算系统（例如，应用服务器）、或者包括前端部件的计算系统（例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互）、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信（例如，通信网络）来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网（LAN）、广域网（WAN）、区块链网络和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (8)

1.一种集成音箱系统，其特征在于，包括：超宽带空间定位子系统、数据处理子系统、音频输出子系统和声音播放子系统，其中，

所述超宽带空间定位子系统，用于获取模拟打击乐器对应的乐器位置信息，并将所述乐器位置信息发送至所述数据处理子系统；其中，所述模拟打击乐器至少包括鼓槌；所述乐器位置信息至少包括相对距离和方位角；所述相对距离为所述模拟打击乐器相对于所述集成音箱系统的距离；

所述数据处理子系统，接收所述乐器位置信息，根据所述乐器位置信息生成与乐器敲击动作对应的音频控制指令，并将所述音频控制指令发送至所述音频输出子系统；

所述音频输出子系统，用于接收所述音频控制指令，根据所述音频控制指令确定与所述乐器敲击动作对应的音符音频文件，基于所述音符音频文件生成模拟音频信号，并将所述模拟音频信号发送至所述声音播放子系统；

所述声音播放子系统，用于接收所述模拟音频信号，对所述模拟音频信号进行信号放大，并将放大后的所述模拟音频信号转换为声音进行播放；

其中，所述超宽带空间定位子系统是集成在所述集成音箱系统中与所述模拟打击乐器之间建立无线通信连接的子系统；所述超宽带空间定位子系统包括第二UWB模块，所述第二UWB模块设置在所述集成音箱系统中；

其中，所述超宽带空间定位子系统与所述数据处理子系统通过有线传输方式连接；所述数据处理子系统是位于所述集成音箱系统内部的设备；所述数据处理子系统和所述音频输出子系统之间通过有线传输方式连接；

其中，所述模拟打击乐器与所述超宽带空间定位子系统无线通信连接；所述无线通信连接至少包括超宽带无线通信连接；

其中，所述数据处理子系统包括：音符确定模块和指令生成模块；

所述音符确定模块，用于根据所述乐器位置信息构建以所述集成音箱系统为坐标系原点的极坐标系，根据所述乐器位置信息中的相对距离和方位角，确定所述模拟打击乐器在所述极坐标系中的坐标信息，并根据所述坐标信息确定模拟打击乐器是否做出乐器敲击动作，在确定模拟打击乐器做出乐器敲击动作的情况下，基于接收到的所述乐器位置信息中确定与乐器敲击动作对应的目标位置信息，根据所述目标位置信息中的相对距离和方位角确定所述模拟打击乐器在做出乐器敲击动作时在所述极坐标系中的坐标信息，并根据所述乐器敲击动作对应的坐标信息确定与所述乐器敲击动作对应的作用位置，根据所述目标位置信息中的方位角确定与乐器敲击动作对应的作用力度，根据所述作用位置和所述作用力度确定与所述乐器敲击动作对应的音符；

所述指令生成模块，用于根据与所述乐器敲击动作对应的音符生成与所述乐器敲击动作对应的音频控制指令，并将所述音频控制指令发送至所述音频输出子系统。

2.根据权利要求1所述的集成音箱系统，其特征在于，还包括：所述数据处理子系统是与所述集成音箱系统之间建立通信的外部设备。

3.根据权利要求1所述的集成音箱系统，其特征在于，所述音频输出子系统在执行所述根据所述音频控制指令确定与所述乐器敲击动作对应的音符音频文件时，包括下述至少一种操作：

从本地存储的多个候选音符音频文件中调取与所述乐器敲击动作对应的音符音频文件；

从云端调取与所述乐器敲击动作对应的音符音频文件；

根据预设音频生成方式对所述音频控制指令进行处理，并生成与所述乐器敲击动作对应的音符音频文件。

4.根据权利要求1所述的集成音箱系统，其特征在于，所述音频输出子系统包括：数据流合成模块和数据流转换模块，其中，

所述数据流合成模块，用于接收所述音频控制指令，根据所述音频控制指令确定与所述乐器敲击动作对应的音符音频文件，基于所述音符音频文件实时合成目标音频数据流；

所述数据流转换模块，用于对所述目标音频数据流进行信号转换，以得到模拟音频信号。

5.根据权利要求1所述的集成音箱系统，其特征在于，所述声音播放子系统包括：功率放大模块和声音播放模块，其中，

所述功率放大模块，用于对所述模拟音频信号进行信号放大，并得到放大后的所述模拟音频信号；

所述声音播放模块，用于接收所述放大后的所述模拟音频信号，并将所述放大后的所述模拟音频信号转换为声音进行播放。

6.根据权利要求1所述的集成音箱系统，其特征在于，所述音频输出子系统，还用于接收移动设备发送的音频数据流，对所述音频数据流进行信号转换，得到音频信号，并将所述音频信号发送至所述声音播放子系统；

所述声音播放子系统，用于接收并播放所述音频信号。

7.根据权利要求1所述的集成音箱系统，其特征在于，所述声音播放子系统包括扬声器和/或耳机。

8.一种集成音箱系统的控制方法，其特征在于，包括：

基于超宽带空间定位子系统获取模拟打击乐器对应的乐器位置信息，并将所述乐器位置信息发送至数据处理子系统；其中，所述模拟打击乐器至少包括鼓槌；所述乐器位置信息至少包括相对距离和方位角；所述相对距离为所述模拟打击乐器相对于所述集成音箱系统的距离；

基于所述数据处理子系统接收所述乐器位置信息，根据所述乐器位置信息生成与乐器敲击动作对应的音频控制指令，并将所述音频控制指令发送至音频输出子系统；

基于所述音频输出子系统接收所述音频控制指令，根据所述音频控制指令确定与所述乐器敲击动作对应的音符音频文件，基于所述音符音频文件生成模拟音频信号，并将所述模拟音频信号发送至声音播放子系统；

基于所述声音播放子系统接收所述模拟音频信号，对所述模拟音频信号进行信号放大，并将放大后的所述模拟音频信号转换为声音进行播放；

其中，所述超宽带空间定位子系统是集成在所述集成音箱系统中与所述模拟打击乐器之间建立无线通信连接的子系统；所述超宽带空间定位子系统包括UWB模块，所述UWB模块设置在所述集成音箱系统中；

其中，所述超宽带空间定位子系统与所述数据处理子系统通过有线传输方式；所述数据处理子系统是位于所述集成音箱系统内部的设备；所述数据处理子系统和所述音频输出子系统之间通过有线传输方式连接；

其中，所述模拟打击乐器与所述超宽带空间定位子系统无线通信连接；所述无线通信连接至少包括超宽带无线通信连接；

其中，所述数据处理子系统包括：音符确定模块和指令生成模块；

基于所述音符确定模块根据所述乐器位置信息构建以所述集成音箱系统为坐标系原点的极坐标系，根据所述乐器位置信息中的相对距离和方位角，确定所述模拟打击乐器在所述极坐标系中的坐标信息，并根据所述坐标信息确定模拟打击乐器是否做出乐器敲击动作，在确定模拟打击乐器做出乐器敲击动作的情况下，基于接收到的所述乐器位置信息中确定与乐器敲击动作对应的目标位置信息，根据所述目标位置信息中的相对距离和方位角确定所述模拟打击乐器在做出乐器敲击动作时在所述极坐标系中的坐标信息，并根据所述乐器敲击动作对应的坐标信息确定与所述乐器敲击动作对应的作用位置，根据所述目标位置信息中的方位角确定与乐器敲击动作对应的作用力度，根据所述作用位置和所述作用力度确定与所述乐器敲击动作对应的音符；

基于所述指令生成模块根据与所述乐器敲击动作对应的音符生成与所述乐器敲击动作对应的音频控制指令，并将所述音频控制指令发送至所述音频输出子系统。