本發明涉及確定或驗證揚聲器安裝的布局。
背景技術：
：很多安裝揚聲器系統的安裝對于該系統的具體布局以及揚聲器的空間布置沒有或者幾乎沒有計劃。安裝者，例如，電工，經常將揚聲器分布在其最適合的、最好看的或基本上是最容易安裝的位置。經常的情況下，最終的布局并不證明是很好的。其他的安裝項目可能已經充分的計劃，但是安裝者出于這樣或那樣的原因，決定對于例如揚聲器的數目或者類型、精確的安裝位置等的計劃不予考慮。那么，這種變化的文檔可能不總是足夠的。然而，有可能在某個時間點，更加可靠地確定揚聲器的位置或空間分布成為相關的，例如，當考慮將揚聲器系統分割為區域用于以不同的方式操作揚聲器的子集時，或者如果定購揚聲器系統的一方希望驗證安裝者實際已經按照規范安裝。當系統已經按照如上所述的不充分的文檔安裝，相對于使用者在多個揚聲器之間走動直到他覺得有信心發現并探索的所有的揚聲器，分區、驗證或單獨控制的需求沒有為使用者留下其他的可能。即使確定產生充分的文檔，通常的安裝和操作過程是非常低效的，這是由于必要的文檔可能涉及幾百個揚聲器，這些揚聲器的序列號與其位置一起寫下來，并設置分層和分區配置開關(如果適用)，所有這些必須在安裝過程中手工操作和驗證。技術實現要素：發明人已經識別出上述引起安裝和操作已知揚聲器系統錯誤或者低效率的原因，發明新的有用的方法，用于確定揚聲器之間和/或揚聲器與房間之間的空間關系，或者驗證揚聲器系統的安裝是否合適。而且，發明人已經發現一種創造性的方式，使得將揚聲器分配到區域的任務更有效率，或者在一個實施例中甚至自動的。在一個方面，本發明涉及用于在揚聲器系統中確定空間關系的方法，所述揚聲器系統包括中央控制器、多個揚聲器以及多個麥克風，所述方法包括：使用多個揚聲器產生聲音；使用多個麥克風測量所述聲音；基于所測量的聲音確定所述揚聲器之間的空間關系；基于所述所確定的空間關系將所述多個揚聲器分配至揚聲器區域；以及根據所述所分配的揚聲器區域控制所述多個揚聲器的音頻。對于與揚聲器系統的安裝相關的使用，本發明是非常有好處的。當揚聲器系統的所有揚聲器已經安裝在，例如，具有幾個房間的建筑中時，每個房間包含幾個揚聲器并且在不同的房間中對于音頻內容或聲壓經常有不同的需求，本發明的一個實施例可以用來確定哪些揚聲器一起屬于哪些房間，將它們分配到區域，并為每個區域單獨控制音頻。類似的，當在諸如大飯店、寬敞的大堂或大廳或者諸如運動或購物中心的大房間中安裝了幾個揚聲器，在大房間的不同部分對音頻內容或聲壓經常有不同的需求，本發明的一個實施例可以用來確定哪些揚聲器安裝在房間的哪些部分，將揚聲器分配到區域，并為每個區域單獨控制音頻。于是，揚聲器被安裝不需要首先單獨配置它們屬于一個或多個區域，并且不需要安裝者在安裝揚聲器的同時必須維護各個揚聲器的序列號或者其他標識符的圖表。該信息在本發明中可以“事后(posthoc)”提供。在優選的實施例中，所分配的區域不是靜態或永久的，而是可以根據房間或大廳應用而改變。諸如“現場音樂會”、“會議”或“休閑吧”的應用可能要求揚聲器滿足不同的角色。在任意的網絡拓撲中，多個揚聲器可連接至常規的放大器、有線或無線的揚聲器網絡、有源或無源的音頻總線等，或連接至它們的組合。對于多個揚聲器得到呈現的音頻，是由中央控制器對它們進行直接或間接控制。中央控制器可以例如發送音頻至揚聲器，或可以指示揚聲器呈現特定音頻或呈現發至特定揚聲器區域或其他群組的音頻。空間關系可以是，例如，絕對或相對距離，其基于所測量的聲音，例如由飛行時間(ToF)、到達時間差(TDOA)和/或幅度或頻率響應或類似的技術而確定。空間關系也可以包括或另外包括有關相對或絕對角度的信息或其他空間信息。根據該方法，空間關系用于將揚聲器分配至揚聲器區域。這可以例如通過考慮空間關系的模式而進行，比如，一些揚聲器被放置在一起明顯比另一組的揚聲器更接近，或者麥克風的子集不能采集到來自某個揚聲器組的任何聲音，或者僅僅采集到來自某個揚聲器組的微弱或遠處聲音，從而導致可能的假設：這些揚聲器處于與麥克風子集不同的環境，例如，房間或位置。基于揚聲器區域控制揚聲器的音頻的步驟，例如包括使得分配至不同揚聲器區域的揚聲器呈現不同的音頻內容或采用不同的增益或處理，導致在兩個區域有不同的聲壓。音頻的控制可優選地通過中央控制器直接或間接地執行。當所述空間關系包括距離時，得到優選實施例。在優選的實施例中，揚聲器與麥克風之間的空間關系包括例如根據聲音的飛行時間差確定的距離。當所述空間關系包括空間布置時，得到優選實施例。根據一個實施例，當已經確定了足夠數量的揚聲器的空間關系時，它們組成空間布置，即揚聲器系統中的揚聲器位置的布局。分析揚聲器空間關系以確定空間布置可包括二維或三維模型。該方法可以生動地或明確地產生(可能很多)揚聲器的布局圖或圖表。該圖優選地為自動生成，即不需要來自操作員的人工輔助。在一個實施例中，揚聲器連接至中央控制器，能夠通過每個揚聲器發出聲音。所生成的圖可包含揚聲器的相對位置。該圖也能夠包括比例尺以及揚聲器之間的大概距離。當所述空間布置由輔助信息補充時，得到優選實施例。輔助信息可例如包括揚聲器中的一個的絕對位置或參考，例如，“房間的東北角”，地理或平面圖坐標等，從而使得該方法可以更好地確定絕對布局或例如與平面圖相關的布局。這些輔助信息可以在聲音測量等之前或之后提供。輔助信息還包括操作員驅動的調整或糾正本發明自動提供的空間布置，從而改進隨后的區域分配。輔助信息的另一個示例可包括例如來自平面圖數據或由操作員輸入的關于特征的信息，例如，關于例如房間、墻壁、地板、家具、不規則形狀房間等的吸收、反射和混響特性，當解讀所測量的聲音用于確定空間關系時，該方法可使用這些特征信息。當所述揚聲器是靜止的時，得到優選實施例。本發明的實施例在映射和配置安裝好的揚聲器系統，即包括安裝在天花板、墻壁、柱子等中的多個揚聲器的系統，具有明顯優勢。當所述麥克風是靜止的時，得到優選實施例。當所述麥克風分別與所述揚聲器的個體放置在一起時，得到優選實施例。在優選的實施例中，每個揚聲器盒裝有麥克風。從而，通過麥克風的測量可以認為是兩個揚聲器之間的測量，于是直接提供這兩個揚聲器之間的空間關系測量。而且，通過揚聲器定位麥克風，由揚聲器產生的聲音由它自己的麥克風測量，并且一秒鐘的若干分之一之后由其他麥克風測量。從而，空間關系可以使用第一測量作為波前的分離時間的參考來確定，而不是依賴來自音頻網絡或數據音頻處理(其固有地引入一些延遲)內部的定時。麥克風優選地為專用麥克風，并且各種實施例使用各種質量、頻譜和靈敏度的麥克風。在一些實施例中，甚至可以使用非常廉價的麥克風或聲音傳感器，因為這些實施例可主要關注確定麥克風位置處的聲音波前的第一檢測，例如，直接聲音或低階反射。因此，麥克風信噪比或頻率響應不重要。在另一個實施例中，通過在放大器和揚聲器之間采用技術中的已知合適電路將傳入的聲音信號與放大器的輸出信號辨別開來，揚聲器自身可以用作麥克風。例如，一個揚聲器在那時可以產生聲音，而其他揚聲器用來測量該聲音。當所述麥克風以預定的陣列布置時，得到優選實施例。基于揚聲器所產生的聲音，這種麥克風陣列可確定到每一個揚聲器的方向和距離，從而確定揚聲器的空間關系。該方法包括一起分析來自基本上所有麥克風的信號，并結合陣列中的麥克風的空間相互關系的知識。當所述方法進一步包括確定揚聲器和反射面之間的以及麥克風與所述反射面之間的空間關系時，得到優選實施例。在優選的實施例中，將該分析設置為甚至基于低階反射，即聲音在到達麥克風之前從一個表面反射，來確定空間關系。這可以用于確定環境的至少一些表面，以例如提供房間中揚聲器位置的指示。該特征的另一個用處是確定揚聲器的空間布置，即使當一些揚聲器沒有直接的聲音路徑時，例如，由于L形房間或走廊。再一個用處是如果揚聲器安裝深入一些圍墻內，為揚聲器的方向性提供約90度的極高衰減。當所述方法還包括確定反射所產生的聲音的反射表面的空間布置時，得到優選實施例。在一個實施例中，該方法可考慮一個或多個相鄰表面，例如墻壁、地板或天花板，可通過所產生的聲音與所述表面的聲波反射來估計至這些表面的距離。當確定所述揚聲器與相對反射表面之間的空間關系時，得到優選實施例，且其中基于該空間關系進一步確定所述空間布置。例如，在一個實施例中，多個揚聲器可以安裝在房間的天花板中，在該情形下相對反射表面將是地板。于是，即使在沒有清楚地接收到直接聲音的情形中，提供空間關系，優選地為揚聲器和地板之間的距離(即地板至天花板的高度)，可便于該方法更精確地確定揚聲器的空間布置。當所述空間布置是基于所述空間關系的最重要的空間關系而確定時，得到優選實施例。例如，那些對應于所測量接收的聲音中最弱的聲音的估計的距離或者簡單地為最長(估計的)距離可以從揚聲器設置的布局模型中排除。而且，每個空間關系，例如估計的距離，優選地伴隨著距離估計的不確定性，從而能夠將最不確定的距離從實際布局計算中排除。于是，即使基于更少的距離，最終確定的空間布置可以更為準確。當所述方法還包括確定包含所述揚聲器系統的聚集環境(aggregatedenvironment)的至少一部分的空間布置時，得到優選實施例，其中聚集環境包含一個或多個環境。聚集環境包括一組環境，每一環境包含揚聲器系統的一個或多個揚聲器。每一環境包括物理區域，例如，走廊、會議室、餐廳或類似的物理分隔的環境。換句話說，環境由諸如墻壁、地板和天花板、門和窗、隔斷、植物、窗簾或者甚至空間的比較大的距離作為聲波和/或視覺障礙的物理結構來界定。該聚集環境從而例如可以為辦公樓、餐廳建筑等，包括一組環境。聚集環境限于包含揚聲器系統的揚聲器的環境的聚集，于是可以限于建筑的一部分、地板等，并包括單個環境或幾個環境。揚聲器系統可包括安裝在一個或多個環境中的揚聲器。揚聲器系統的拓撲在電連接或通信連接方面經常與環境的的拓撲完全沒有關聯。在優選的實施例中，可以分析聲音測量得到關于聲波障礙的信息，該信息是通過分析當某些麥克風沒有接收到聲音或僅模糊或遙遠的接收到來自某些揚聲器的聲音時獲得的，從而使能所述環境中不同環境中的揚聲器的分組；并且關于反射表面的信息使能估計揚聲器和反射表面之間的距離，從而有可能在某些實施例中估計環境的二維或三維物理尺寸，例如，房間的物理尺寸和形狀。當所述分配揚聲器至揚聲器區域是基于聚集環境中至少一部分的所確定的空間布置時，得到優選實施例。在優選的實施例中，自動確定的有關環境的信息可以用來作為一個基本建議或基本起始配置，用于如何將揚聲器劃分至揚聲器區域，以進行后面的常規操作。在該實施例很多的實際應用中，以這種方式建立的基本起始配置將非常適用于大多數應用。環境的拓撲可以不必對應于揚聲器區域的拓撲。換句話說，網絡拓撲、揚聲器連接、環境和揚聲器區域是沒有限定的，但是至少部分重疊。當所述方法還包括確定所述揚聲器區域的空間布置時，得到優選實施例。在一個實施例中，還可以為信息確定和提供揚聲器區域的空間關系。當將揚聲器預分配至揚聲器區域時，得到優選實施例，且其中將所述多個揚聲器分配至揚聲器區域的步驟包括，基于所確定的空間關系，驗證將揚聲器預分配至揚聲器區域是否匹配所述分配。在優選的實施例中，揚聲器可包括硬件選擇器和/或一個可編程存儲器，安裝者可將其用于在安裝過程中為揚聲器區域設置預分配。然而，這種預分配易受關閉安裝、天花板、墻壁等之后的人為錯誤和/或改變主意影響，因此包含驗證該預分配的實施例是非常有好處的。硬件選擇器可例如包括DIP開關、旋轉編碼器等。當所述聲音是由多個揚聲器同時產生的時，得到優選實施例，并且各個聲音的頻譜內容實質上是不同的。(所產生的聲音的)頻譜內容被理解為信號的頻域內容，即每頻率間隔的功率。當一個揚聲器在一些時間周期內的頻譜與另一個揚聲器在相同時間周期內的的頻譜顯著不同時，對于這兩個揚聲器來說，頻譜內容被認為是不同的。在多個揚聲器，揚聲器系統中或者幾個揚聲器一起或者甚至所有揚聲器，同時產生聲音的實施例中，執行確定空間關系非常有效。可以提供揚聲器重復幾次產生和測量的實施例，以增加可靠性，然而即使在這種情形下，相對于具有很多揚聲器的揚聲器系統中順序和迭代的方法，效率可以極大地提高。當所產生的聲音被選擇為基于所測量的聲音對被優化為互相關函數的最大值，得到優選實施例。在優選的實施例中，使用相對“短”的聲音是有利的，尤其是在混響環境中。“短”聲音，即持續時間短的聲音，例如突發噪聲，可以非常適合于獲得具有不同極大值的互相關函數，通過互相關函數可以估計相應的距離。電平、頻率內容和聲音的包絡均可以被優化。考慮實際聲波環境中所接收的聲音，該優化可以預先或在線進行。例如，可能重復的短聲音比具有類似總持續時間的更長的聲音可以產生更準確的測量。當所述各個聲音包含所述揚聲器的標識符的嵌入信息時，得到優選實施例。這種標識符可以為例如序列號、音頻總線地址、網絡節點標識和/或IP地址。通過將待測量的聲音與標識符一同傳輸，控制器能夠將各個揚聲器的標識符映射至由該方法確定的空間布置，從而便于通過參考空間布置中的位置指明揚聲器，對于終端用戶來說，空間布置通常比揚聲器標識符更方便。關于哪個揚聲器標識(identity)被引入哪些測量的知識也可以被用于改進確定空間關系，這是由于如果第一結果是意料外的，其例如能夠重復測量，或者在獲得身份后，將各個音頻處理或聲音配置文件應用于特殊環境中的各個揚聲器，例如，選擇適于硬環境、軟環境、所有揚聲器之間沒有直接路徑的房間、噪聲環境、敏感環境等的特定聲音，以改進第一測量。現有技術中已知的很多方式將標識符信息嵌入聲音，例如，調制或音頻水印。當所述方法包括提供由操作員控制的移動裝置并通過所述移動裝置測量所述聲音時，獲得優選實施例。諸如智能手機或平板電腦的移動裝置可以識別產生聲音的揚聲器，而操作員聽到相同的聲音。因此，操作員可以加入附加信息和/或糾正或調整由確定空間關系的方法估計的信息。當揚聲器系統包括一個或多個有源音頻總線和相關總線驅動器時，獲得優選實施例，多個揚聲器由所述有源音頻總線的揚聲器節點組成，并且中央控制器連接至所述總線驅動器或與總線驅動器集成。在有源音頻總線用于分布、互聯包括放大器和揚聲器的揚聲器節點并為揚聲器節點提供功率的揚聲器系統中，本發明的實施例是高度相關的。在一些有源音頻總線系統中，總線驅動器或中央控制器可以知道按照距離定義的電氣位置或沿揚聲器節點的總線電纜臨近點。然而，由于揚聲器和音頻總線是根據任意拓撲安裝的，如典型的長總線，例如20至100米，在天花板上已不可預知的方式轉向和扭轉，能夠按照空間布局映射電氣識別的揚聲器節點是非常有利的。當多個麥克風中的至少一些連接至所述有源音頻總線用來傳輸它們的測量時，獲得優選實施例。使用具有包括揚聲器和麥克風二者的揚聲器節點的有源音頻總線拓撲，使得具有采用揚聲器定位麥克風的上述優點，并且為與揚聲器通信提供一種方便的方式，例如，傳輸音頻信號讓揚聲器呈現，并為與麥克風通信提供一種方便的方式，例如，接收測量的聲音或聲音的正式或分析版本。在一個方面，本發明涉及一種具有自動分區的揚聲器系統，該揚聲器系統包括多個揚聲器和多個麥克風；聲音測量分析器，其被配置為基于所述揚聲器產生的并由所述麥克風測量的聲音確定所述揚聲器之間的空間關系；分區單元，其被配置為根據從聲音測量分析器接收的空間關系分配所述多個揚聲器至揚聲器區域；以及，中央控制器，其被配置為根據所分配的區域控制所述多個揚聲器的聲音。具有自動分區的揚聲器系統，與確定空間關系的方法的以上描述的特征和實施例任意一個有利地結合，以獲得上述優點。在一個方面，本發明涉及一種驗證揚聲器系統安裝的方法，該揚聲器系統安裝包括中央控制器、多個揚聲器和多個麥克風；該方法包括：獲得輔助信息；使用多個揚聲器產生聲音；使用該多個麥克風測量所述聲音；根據所述輔助信息以及所測量的聲音驗證該揚聲器系統的安裝；以及在用戶接口或通信接口提供所述驗證的結果。輔助信息可以由操作員輸入給定或電子方式提供至執行該方法的驗證系統。該驗證可以包括，例如，分析所測量的聲音并將分析獲得的信息與輔助數據比較。用戶接口或通信接口可以為任何合適的用戶接口，例如，揚聲器系統的本地或遠程用戶接口。驗證的結果在提供至用戶接口之前，可以存儲或不存儲在存儲介質中。當輔助信息包括與揚聲器系統安裝相關的預定參考信息時，獲得優選實施例。在優選的實施例中，輔助信息可包括來自系統設計計劃或需求規格(requirementsspecification)等的細節。輔助信息例如可以僅為從整個安裝中待呈現的項目計劃或為每個環境(例如房間)詳細說明的預期的揚聲器的數目。在一個更優選的實施例中，除了揚聲器的數目，輔助信息還包括有關揚聲器的預期分布或具體位置的進一步的細節，或者在包括不同揚聲器型號的安裝中，輔助信息可包括關于哪些型號應當出現在哪些房間的信息。通過將預定參考信息與所測量聲音一起，有可能驗證要求的對應部分是否已經滿足。例如，可分析所測量的聲音以確定產生聲音的不同揚聲器的數目，并且該驗證步驟可包括將該測量的揚聲器的數目與在安裝中打算的揚聲器的數目進行比較。也通過分析所測量的聲音以估計環境，例如，上述的平面圖，可以獲得每一環境中估計的揚聲器的數目，并將估計的揚聲器的數目與項目計劃中對應的要求比較。在另一個實施例中，預定參考信息在測量聲音的先前場合，例如幾個月或幾年前，已經獲得，并且包括可能為每個環境、可能為空間關系等的揚聲器數目的估計。通過在驗證步驟中連同最新測量的聲音使用這種參考信息，由于執行了參考測量，有可能確定揚聲器是否已經停止工作、開始扭曲或特性的其他變化。任何這種失效的驗證可能指示需要維修揚聲器系統，或揚聲器系統的特定部分。當該方法包括基于所測量的聲音確定所述揚聲器之間的空間關系的步驟時，獲得優選實施例，且其中所述驗證進一步基于所述空間關系。在優選的實施例中，空間關系，例如空間布置，按照上述關于確定空間布置的方法和/或具有自動分區的揚聲器系統所描述的來估計，并用于與諸如需求規范的輔助信息比較，以驗證揚聲器相對于彼此和/或它們的環境正確安裝。當所述麥克風分別單獨與所述揚聲器的個體放置在一起時，獲得優選實施例。在優選的實施例中，安裝中的每個揚聲器的盒子配備麥克風。從而，執行安裝的驗證可以不用安裝或提供任何額外的設備。如果僅僅驗證簡單的需求，例如，正確的揚聲器的數目，非常簡單且便宜的麥克風對于測量聲音的步驟是足夠的，而不管它的頻率響應或信噪比。在一個方面，本發明涉及具有安裝驗證的揚聲器系統，包括多個揚聲器和多個麥克風；中央控制器，其包括用于存儲輔助信息的存儲器；驗證單元，其被配置為根據所述輔助信息以及所述揚聲器產生并由所述麥克風測量的聲音，驗證揚聲器系統的安裝；以及用戶接口或通信接口，其被配置為提供從所述驗證單元接收的結果。具有安裝驗證的揚聲器系統可有利地與驗證揚聲器安裝的方法的上述特征和實施例的任意一個結合，從而獲得以上描述的好處，下面也可以與確定空間關系的方法和/或具有自動分區的揚聲器系統的上述特征和實施例的任意一個結合并，從而獲得以上描述的好處。在一個方面，本發明涉及一種用于確定揚聲器系統中空間關系的方法，該揚聲器系統包括中央控制器和多個揚聲器，該方法包括：使用所述多個揚聲器產生聲音；使用移動裝置的麥克風測量所述聲音；基于所測量的聲音確定所述揚聲器之間的空間關系；基于所確定的空間關系將所述多個揚聲器分配至揚聲器區域；以及根據所分配的揚聲器區域控制所述多個揚聲器的音頻。當將多個麥克風的特征交換為移動裝置的麥克風和/或將多個麥克風與移動裝置的麥克風結合時，使用移動裝置的麥克風確定空間關系的方法可有利地與使用多個麥克風確定空間關系的方法、具有自動分區的揚聲器系統、驗證揚聲器安裝的方法以及具有安裝驗證的揚聲器系統的上述特征和實施例的任意一個結合，從而獲得以上描述的好處。附圖說明下面，將參照附圖描述本發明，其中：圖1a至圖1d顯示本發明的實施例中揚聲器系統安裝；圖2顯示一個實施例中揚聲器系統的子集；圖3a至圖3b顯示與一個實施例相關的實驗過程中所記錄的聲音；圖4顯示實驗聲音的互相關函數；圖5顯示等腰三角形；圖6顯示根據本發明分區的各種實施例；圖7顯示根據本發明的揚聲器系統安裝的實施例；圖8(8a-8b)是說明根據本發明的方法的實施例的流程圖；以及圖9至圖17顯示根據本發明的揚聲器系統安裝的各種實施例。具體實施方式圖1a至圖1d顯示兩個環境37、38。環境37，例如房間或大廳，從上面看，由6個墻壁圍成，并形成L形的房間。五個揚聲器安裝在房間37的天花板中，由A-E表示，兩個揚聲器安裝在環境38的墻壁上，由F-G表示。在圖1a至圖1c中，揚聲器A產生聲音。虛線圓圈表明源于A處的聲音的擴展波前。箭頭表示聲波將到達與B、C和D處的揚聲器放置在一起的麥克風。因此，每一圖表示在一個時間點的“聲音快照(acousticsnapshot)”。圖1a也顯示了波被墻壁反射。圖1d顯示由揚聲器B產生的聲音首先作為一階反射被麥克風E接收，即E不接收來自B的直接聲音。安裝在墻壁的揚聲器F-G經歷來自天花板、地板和墻壁的反射，但是另一方面比安裝在天花板的揚聲器，它們之間可經歷更好的直接聲音測量。從圖1a至圖1d還可以預期，位于環境38的揚聲器F-G處的麥克風不從房間37的揚聲器接收任何明顯的聲音，反之亦然，但是F-G處的麥克風接收由揚聲器F-G產生的聲音，從而驗證它們實際的確在工作。因此，有可能根據麥克風測量確定揚聲器A-E位于不同于揚聲器F-G的環境。圖2是揚聲器網絡的子集圖，僅關注位置A200a和位置B200b處的2個揚聲器202a和202b。麥克風203a和203b也安裝在每個揚聲器中。控制器201發送信號至揚聲器A202a，其產生聲音S，聲音S然后被麥克風A203a和麥克風B203b接收。為了顯示和分析的目的，記錄來自圖2結構方式的聲音，以信號A204a和信號B204b表示。然而，在優選的實施例中，聲音測量可實時(即在線)進行。信號A204a和信號B204b在圖3a和圖3b中分別以振幅圖顯示。信號是持續時間50ms的突發噪聲，接1s的靜默(這里僅顯示前0.3s)。噪聲是有限帶寬的，且其包絡給出了一個短的淡入和淡出。位置A200a處的麥克風203a，由于接近揚聲器A202a，顯示相當干凈版本的204a，還顯示了背景噪聲(電的和聲學的)以及信號本身后的室內混響。信號B204b顯示播放信號的模糊得多的版本，具有更明顯的混響和突發噪聲更低的幅度。位置A200a至位置B200b的距離可直接從信號A204a和信號B204b的包絡估計。可以對通過中值濾波器或低通濾波器的信號取絕對值來計算包絡，或者通過計算產生所謂解析信號的信號的希爾伯特(Hibert)變換來計算包絡。圖3a和圖3b表明突發噪聲信號B204b如何開始的比信號A204a晚大約5ms；該“到達時間差”對應于從位置A至位置B的距離。圖4顯示離散時間信號的互相關函數：計算信號A204a和信號B204b之間達3000時間延遲(lag)的互相關函數。相較于通過包絡，這是一種更先進的測量所接收的聲音以計算到達時間差的方法。第一明顯的峰值(P1)，在該情形下也是全局極大值，位于延遲239處。聲速在20Ⅲ、干燥條件下為c＝343m/s，系統采樣率為fs＝48000Hz。在公式1中，術語偏移是從揚聲器A至麥克風A(已知的)短距離(offset＝15cm)。公式1：distance＝lags/fs*c+offset于是，根據公式1，P1對應于1.868m的距離。實際上，A和B之間的距離(人工)測量為1.86m。互相關函數特定的“形狀”也取決于所播放信號的內容；因此，可以對信號進行優化以例如在互相關函數中產生最明顯的峰值。信號的包絡(例如，突發持續時間)、頻率內容以及時間結構均產生影響。如果兩個揚聲器(A和B)位于二維平面，例如天花板，與揚聲器相對的平面的一階反射將形成一個等腰三角形，像圖5所示。在這種情形下，h是地板之上的揚聲器(天花板)的高度，a是揚聲器之間的距離，而2*b是聲音從A至B經過的距離。在圖4中，互相關函數的峰值P2位于延遲569處。再次使用公式1，其對應于4.22m的距離。根據公式2，設置2*b＝4.22，并使用(預定的)高度h＝1.89m，我們能夠隔離出項a，得到a＝1.87m。公式2：所估計的A至B的距離與基于(上述)直接聲音估計的距離幾乎一模一樣。這展示了如何確定兩個揚聲器之間的距離，即使直接聲音不是可用的，例如，由于物理障礙-例如圖1d中揚聲器B和E之間，或由于揚聲器的“深入”安裝，例如在天花板中。該原理可以推廣至包括超過一個的多個平面，且當與房間形狀的基本設想結合時，基于足夠數量的聲音測量，也可以估計額外的參數(例如上述h)。表1：ABCDEA-XXOOBX-OXOCXO-XODOXX-OEOOXX-表1顯示了與圖1所示的揚聲器系統相關的距離矩陣。每一行表示由一個揚聲器產生的聲音，每一列表示麥克風接收的聲音。對角線項“-”表明這些距離微不足道而被排除。標記為“X”的項表明距離傳遞給用于計算空間布置的方法。標記為“O”的項表明距離是測量過的，但是由于其不是最重要測量的2個相鄰者之中的，隨后被排除。重要性可以，例如，基于所測量距離的長度或互相關函數的對應峰值的高度，或者它們的組合。通過排除“較不重要”的項，其可與反射相關，例如像E-B項，即使基于稀疏(r)距離矩陣，最終的空間布置可能更為準確。可以使用現有技術中已知的多維尺度算法(MDS)對包含配對距離組的距離矩陣進行分析。MDS對具有成對的項之間的“相異值(dissimilarities)”的矩陣-在該情形下為測量的距離-進行操作，并產生坐標矩陣，坐標矩陣的配置最小化損失函數。在歐氏距離上操作的經典的MDS也被稱為主坐標分析。這些方法可以被用來產生二維或三維的空間布置。如果揚聲器沒有全部安裝在二維平面，例如天花板，后者可能是相關的。在一個實施例中，組成所產生空間布置的揚聲器的相對坐標可以通過例如操作員提供揚聲器中的一個的絕對或“已知”位置而“固定”。這種輔助信息可以在產生空間布置的分析之前或之后提供。所確定的空間布置可以是重疊的，即與環境的可用的平面圖或布局圖對齊。由于優選的實施例確定具有布置中揚聲器之間的(估計的)物理距離(例如，米或英尺)的空間布置，所確定的布置可經簡單縮放以匹配現有平面圖或繪圖的尺寸。而且，實際的對齊可能需要旋轉和/或鏡像所確定的空間布置。這種旋轉/鏡像可使用最匹配目標自動確定。或者，如上所述，用戶可提供一個或多個“錨點”。在改進的實施例中，空間布置可以包括周圍的反射面，例如墻壁或地板。在這種情況下，包含(例如)MDS的優化中采用的距離函數將不會是簡單的歐氏距離，而會擴展至將“直接”距離和“間接”距離都考慮在內，例如平面的一階反射。距離函數然后將包含對應于表面的相對位置的一個或多個額外的參數，例如公式2中的高度(h)。如果在模型中包含幾個額外的“指示變量”，額外的“指示變量”可能需要將每個測量的反射以特定表面結合。優化步驟然后將連同揚聲器的相對坐標一起估計這些額外參數。產生空間布置的另一種方法將單個空間關系組成的組當做一幅圖，圖的節點是揚聲器，邊表示測量的距離。已知現有技術中存在幾個圖形布局算法的幾個方法，例如，頻譜布局方法，其可以產生揚聲器的空間布置。關于這點，反射表面可通過將額外節點加入圖形來表示，存在的限制為，例如，屬于相同表面的額外節點應當位于相同的2D平面上。需要注意的是，空間關系的估計不一定必須在上述步驟中執行，即通過距離矩陣等，也可以例如通過預處理從不同麥克風接收的聲音然后將這些貢獻一起分析來計算獲得。在改進的實施例中，聲音由多個揚聲器同時產生，于是使得幾個揚聲器的聲波測量能夠并列進行。這可以通過確保聲音的頻譜內容對于不同的揚聲器是不同的來實現。換句話說，在一段時間內，各自的聲音的頻譜應當實質上不同。聲音在不同的頻率例如可以具有不同且獨特的幅度峰值。或者，可以將頻譜分成八度(octave)，其中單個揚聲器僅在給定的時間內在八度的一個中播放，說一秒；然后旋轉八度布置以允許為每個揚聲器進行第二個八度的測量。麥克風接收的聲音可通過帶通濾波器或基本頻率分析進行預處理，從而從多個揚聲器中分離同時出現的貢獻。在一個實施例中，來自移動裝置(例如，智能手機或平板電腦)的麥克風用于接收揚聲器產生的聲音。當只有一個麥克風時，該方法要求用戶在至少兩個位置之間移動移動裝置，或者采用兩個移動裝置。在另一個方法中，信標(iBeacons)、藍牙LE或類似的簡單通信裝置與每個揚聲器放置在一起，且可以告知具有合適硬件的移動裝置關于揚聲器標識符以及揚聲器離移動裝置的距離。從而，通過攜帶具有麥克風和用于選定信標技術的合適檢測硬件以及具有分析所檢測距離的軟件應用的移動裝置在環境中走動，移動裝置或者例如(如果將數據發送至中央控制器的)中央控制器可以確定揚聲器的空間布置，或者確定所描述的對于確定或驗證應用有用的其他屬性。圖6顯示了一個環節，例如房間或大廳，從上面看安裝有8個揚聲器，由A-H表示。本發明可基于所確定的空間關系自動地將揚聲器分配至區域。可采用現有技術中已知的聚類分析的不同方法來執行該分配，例如，K均值聚類算法，其基于揚聲器的相對位置計算空間形心。K均值可基于分別在A、B、C、D中間的以及E、F、G、H中間的兩個形心(在圖6中以十字線符號表示)，將本示例中的8個揚聲器分配至2個區域：Z1和Z2。作為一種替代方案，分層聚類可以是有優勢的，這是由于他能夠連續地將整個區域分為更小的區域，例如，Z2是區域Z3和Z4的分層“母”區域。圖7顯示了一種揚聲器系統，其中本發明的實施例可以用于例如確定揚聲器的空間布置或者用于驗證安裝。很多揚聲器節點301(每一個至少包含揚聲器202和麥克風203)優選地通過雙向揚聲器總線305連接，例如，如下參照圖9-17描述的有源音頻總線的實施例。揚聲器由中央控制器201控制，優選地由揚聲器總線的總線驅動器控制。中央控制器201包括處理器302、存儲器307和用戶和/或通信接口304.處理器可以用于通過將音頻信號和控制信號傳輸至揚聲器節點而控制揚聲器，并用于接收和分析由麥克風203產生的音頻信號或預處理音頻信號。如上所述，處理器還可用作例如分區單元，用于基于所分析的聲音測量確定分區建議，或者用作驗證單元，用于基于所分析的聲音測量驗證各種揚聲器系統的屬性。存儲器可以用來存儲聲音測量、標識符以及處理器各種分析任務的結果，例如揚聲器系統的布局、將揚聲器節點映射至區域的分區表。存儲器可進一步用來存儲電子方式接收的或用戶輸入的輔助信息，該輔助信息例如包括預期的布局或者驗證過程中使用的揚聲器的數目，或者例如包括在確定空間布置中使用的有關環境的信息，例如，房間尺寸、地板至天花板的高度等。用戶和/或通信接口可用于將來自處理器、存儲器或揚聲器節點的結果和信息提供給控制器的操作員，或例如經由LAN、WiFi或互聯網連接提供給遠程接口(無論是機器還是人)。圖8(8a-8b)的流程圖描述了具有4個應用(步驟S8a至S8d)的實施例的工作流程。在步驟S1中，中央控制器發起過程以調查或驗證系統中的聲波屬性或揚聲器空間布置。在步驟S2中，一個或多個揚聲器播放給定的聲音，該聲音步驟在S3中由系統中的多個麥克風接收。所接收的聲音在步驟S4中被本地預處理，在步驟S5中，將該預處理后的數據送回中央控制器。通常采用不同的揚聲器子集，重復步驟S2-S5很多次。預處理步驟S4可包括包絡檢測或互相關(二者皆如上所述)，或聲音中聲波反射的分析，或信噪比或頻率響應的計算。在步驟S6中，中央控制器分析所接收的組合的數據。可同時執行步驟S2-S5，或者在步驟S2和S3之后按順序執行步驟S4和S5。步驟S7-S8中四個示例性的應用a、b、c和d包括如下的內容。在步驟S7a和S8a所示的一個應用中，基于步驟S6的分析確定二維或三維的揚聲器空間布置。優選地，為每個單獨的環境(例如，包含系統的揚聲器的房間)確定空間布置。所確定的空間布置可以用來，例如，將各自的揚聲器與空間位置相關聯；驗證環境中的安裝是否合適，例如，如計劃所預期的那樣；和/或確定系統中某一揚聲器(例如，揚聲器總線上的揚聲器節點)的物理位置。步驟S7b和S8b所示的另一個應用包括不同的驗證情景。首先，從步驟S6的分析確定每個揚聲器的信噪比S/N。如果采用相鄰麥克風聲學測量的信噪比非常低，這表明安裝不合適或者有故障。在S/N“無限”低的情況下，即信號相對于噪聲來說聽不見，有問題的揚聲器可能沒有合適地連接至總線。而且，可將S/N與之前的S/N進行比較，從而相對S/N的顯著變化表明需要檢查或維修。步驟S7c和S8c顯示基于步驟S6的數據分析，例如，通過數據確定揚聲器如何分組或者揚聲器如何在環境中分布，建議區域分配的應用。該應用還可包括使用建議的區域分配準許自動區域分配；在準許前人工調整自動區域分配；或驗證預期的揚聲器的空間布置。在步驟S7d和S8d所示的應用中，步驟S6的數據分析被用于對照輔助信息驗證揚聲器系統。其可用于，例如，驗證已經正確安裝的(可能是每個環境中的)揚聲器的數目和/或類型是否連接至揚聲器總線并且工作正常，或者對照較早的測量進行驗證。下面參照圖9至圖17，對便于本發明確定空間關系并驗證安裝的揚聲器系統的實施例進行描述。所描述的揚聲器系統能夠在節點中包含麥克風并將麥克風測量或分析發送回中央控制器，并且節點可單獨控制，從而能夠在需要時根據個體的要求發出聲音。圖9顯示了根據本發明的揚聲器系統的實施例的音頻系統33。音頻系統33包括有源音頻總線5。總線驅動器1提供控制數據、音頻以及(優選地)功率至有源音頻總線5。很多節點20以菊鏈的方式連接至有源音頻總線。優選地，至少一些數量的節點20包括揚聲器，例如內置有源揚聲器，在輸出階段采用揚聲器輸出連接外置無源揚聲器，或者采用線路輸出或等效物連接外置有源揚聲器。圖10根據本發明的實施例以更詳細的方式顯示了音頻系統33的總線驅動器1。總線驅動器1優選地從驅動器電源2獲得供電。這種供電可以通過，例如，連接至110/230VAC的電源，或者包括DC源或任何其他電力源。而且，總線驅動器1優選地包括驅動器電源轉換器3，其將輸入的電源轉換成為提供至音頻系統33的節點20的DC電壓。驅動器電源2和驅動器電源轉換器3共同為總線驅動器1和節點20的所有電子器件提供合適的工作電壓，并可以被稱為總線電源。總線電源的組件可以在總線驅動器1中實施，或者放置在總線驅動器1的外部并直接耦合至有源音頻總線5。DC電壓優選地低于50V并優選地在40V至50V之間。優選地，48V的電壓經由有源音頻總線5提供至節點20。DC電壓應當在有源音頻總線5的低損耗(高DC電壓限制功率損耗)以及安全或無害數據傳輸(低DC電壓有利于避免管道并符合安全要求)之間平衡。因此，總線驅動器1和節點20之間的通信包括為節點20供電的電源電壓以及用于經由節點20廣播的音頻信號二者。需要說明的是，電源2的容量可根據音頻系統33的尺寸和要求改變，例如，從月50W至超過1000W。而且，如果認為有必要，(總線驅動器1)外部的電源(也稱為注入電源)可連接至有源音頻總線5。節點20處使用的功率用于為本地放大器、數據處理器等供電。向有源音頻總線提供額外功率的功率注入器也可優選地實施為節點并接收來自總線驅動器的控制數據，例如在優選的實施例中在節點枚舉過程中關閉或斷開以不干擾當前測量。功率注入器可以例如使用以太網供電(PoE)技術的原理注入功率。功率注入器可提供來自電源(例如電池等)的功率。優選地，總線驅動器1還包括第一驅動器濾波器4，其從有源音頻總線5(這里優選的兩個導體以圖12至圖14的34a和34b表示)去耦合驅動器電源2中的交流電。第一驅動器濾波器4可以采用功率電感來實現，電感值對于所有工作電流優選地大于10uH。優選地，總線驅動器1還包括驅動器電流傳感器6。該電流傳感器6是可選的，且如果實施，電流傳感器6便于總線驅動器1下游的有源音頻總線5上電流消耗的測量。此外，驅動器電流傳感器6可以作為有源音頻總線電壓監控器。優選地，總線驅動器1還包括驅動器音頻接口7，其作為總線驅動器1和外部的音頻源8之間的音頻信號的接口。本文中的音頻可以是從音頻源8經由WiFi、藍牙、以太網、USB、SPDIF、AES/EBU、ADAT、TOSLINK或通過其他任何合適的數字協議發送的模擬(平衡或不平衡電信號)或者是數字音頻。因此，當在整個文檔中提及音頻，所指的是可包括除了諸如簡單數據、視頻等之外、待在總線驅動器1和節點20之間交換的其他信息。優選地，總線驅動器1還包括驅動器接口單元9，其作為總線驅動器1和外部控制器10之間控制/信息/狀態信號的接口。這些信號可通過WiFi、藍牙、以太網、USB、RS232、RS485或其他合適的機制發送。總線驅動器1可包括內部音頻源(未示出)或連接至如上所述的外部音頻源8。外部音頻源8可定位為LAN(LAN：局域網)或因特網的一部分。總線驅動器1經由無線/有線LAN或通過因特網遠程訪問它。音頻源8可以為任何音頻播放器，例如諸如平板電腦、智能手機、筆記本等的便攜式裝置，或者它可以為音頻制作和/或音頻傳輸的較大設備的一部分，例如，固定媒體播放器、計算機、數據存儲器、收音機、矩陣單元裝置、音頻功率放大器等。音頻源8也可以是驅動器內部的“音樂播放器”，例如，無線電接收器或流媒體接收器，其接收來自因特網的數字音頻。音頻源8的類型可以是與音頻系統33所在應用相關的任何源，因此對于本發明來說不是很重要。本發明關注的是音頻信號的分發，而不是特定音頻信號的源或類型。因此，沒有對驅動器音頻接口7進一步說明，這是因為不同的音頻源8(如果不是總線驅動器1的一部分)能夠通過各種類型的光的、有線或無線的音頻和視頻連接器(例如，不同類型和尺寸的插口、插頭、連接器、螺絲或無螺絲線連接等類似物)連接至總線驅動器1，并且音頻信號可以是各種相關的模擬或數字音頻格式、編碼、壓縮、容器格式等。接口7和9優選地還可用作其他音頻系統、總線驅動器1、因特網等的接口。這樣，連接至總線驅動器1的節點20播放的音頻能夠與相同或其他音頻系統33的其他總線驅動器1相互協調。從而，也有可能將音頻系統33連接至其他系統，例如家庭自動化系統，并可將從節點20或總線驅動器1收集的信息或提供給這個系統，或者從這個系統獲取信息以在音頻系統33中使用。總線驅動器1的的因特網連接也便于音頻系統33的遠程控制和監控以及音頻系統33的各個元件(例如節點20)的遠程控制和監控。這意味著可以遠程監控節點20的是否運行良好，定位錯誤便于更快的維修或替換，來自幾個音頻系統33的數據可以被記錄和用于統計和未來的改進等。需要說明的是，優選地有可能從未示出的控制接口接觸音頻源8。這種控制接口可用于從音頻源8中選擇待由節點20播放的特定音頻、質量、聲級、音頻通道等。控制接口的一個示例可以為安裝在諸如平板電腦或智能手機上的應用，或者可以例如在總線驅動器1或外部音頻源8上實現。音頻系統33便于遠程或自動開啟節點20的揚聲器32的各自的層面控制的這一事實具有幾個好處。首先，這使得具有節點20的單個區域中給定的聲音配置文件能夠動態改變，而不需要機械調整，例如，每個節點或揚聲器32上的旋轉開關。這使得區域的第一節點具有第一聲音等級，第二節點具有另一更高或更低的聲音等級，因此，在酒吧或餐館的節點的聲音等級高于廁所的節點的聲音等級，即使在相同區域的節點播放相同的音樂。這對于回放等級要求隨每天節奏變化的區域(像酒吧和餐館)是有好處的。該能力的第二特征是能夠實施混合減(mix-minus)。混合減是減小對著麥克風講話的人附近的音頻等級的技術，從而使得這個人不能聽見他/她自己的處于放大等級的聲音。該特征增加了使用麥克風時的“自然感”。當單個區域中(例如會議室)存在幾個麥克風時，需要各個揚聲器32根據哪個麥克風被激活而減小它的聲音等級。此外，也可測量節點20的狀態信息并將其傳輸至總線驅動器1。狀態信息可以為，例如，溫度、功率消耗、揚聲器阻抗等。優選地，總線驅動器1還包括驅動器處理單元11，其被認為是總線驅動器1以及整個音頻系統的主要數據處理器。括驅動器處理單元11收集數據和控制/信息信號并作出有關信號路由、節點20操作等的決定。因此，由括驅動器處理單元11控制總線驅動器1的協調和控制信號和數據處理的目的。這可包括定義音頻信號的質量、制定數據處理器作出的操作、確定應當從總線驅動器1何時傳輸音頻信號以及傳輸哪個音頻信號、處理由總線驅動器1接收的數據并采取適當的行動校準并設置節點20，等等。總線驅動器優選地在總線驅動器1和節點20之間配備兩個通信信道，但在各種實施例中僅配備一個或超過兩個通信信道。配備兩個通信信道的優點為，即使當情況使得其中一個通信信道不可用，仍可以確保某種程度的通信。因此，這兩個通信信道可優選地根據具有不同缺點和優點的不同的技術來設計。在一個實施例中，第一通信信道可例如允許以相對低頻率簡單編碼的魯棒通信，但是固有地慢，而第二通信信道可例如允許高頻、高數據帶寬的先進通信，但是對任何錯誤都相對敏感。對于上述第一通信信道，總線驅動器1例如可包括第二驅動器濾波器12和第一驅動器模數轉換器14。第二驅動器濾波器12便于經由不屬于第一通信信道的總線5接收的信號和噪聲的衰減和濾波，且其優選地通過例如電容器將總線的DC功率從第一通信信道的處理中解耦。在優選的實施例中，來自節點20的穿過第二驅動器濾波器12的第一通信信道信號是具有相對低載波頻率FSK(FSK:頻移鍵控)信號，尤其優選的是遠低于第二通信信道的頻率內容，第二通信信道優選地在遠高于人類可聽頻率范圍內工作。本應用的合適的FSK調制方案的示例可以為使用8kHz和12kHz的二進制FSK調制，其中第二驅動器濾波器12可以是允許那一頻率區間內的信號通過的帶通濾波器。使用用于總線5上通信的機制的通常可達到的比特率在幾千個比特/秒(kbit/sec)的范圍。通信的方法主要通過期望發送的信息量以及有源音頻總線5的帶寬而確定。節點20/總線驅動器1的硬件便于數據傳輸(這里的硬件是任何類型的數據處理器)，并且在大多數情況下相對從總線驅動器1至節點20的傳輸的音頻信號來說是慢的。第一驅動器模數轉換器14促使來自有源音頻總線5的節點20的第一通信信道的模擬調制的通信信號(承載數字數據)轉換為數字(幅度和時間上均量化)表示。在一些情形中，通過第一通信信道13建立雙向通信是有好處的。在總線驅動器1和節點20之間雙向通信的情形下，第一驅動器模數轉換器14還可包括數模轉換器，其將來自驅動器處理單元11的數字信號轉換為時間/幅度連續表示的信號，并將該信號經過第二驅動器濾波器12。在后者的情形下，當第一驅動器模數轉換器14在有源音頻總線5上從一個或多個節點20接收信息時，數模轉換器的功能使得數模轉換器采用hi-z模式。優選地，驅動器處理單元11經配置以處理通過第一通信信道接收的(例如)FSK信號，和/或產生(例如)FSK信號用于經由第一通信信道發送至節點20。對于上面提及的第二通信信道，總線驅動器1可例如包括第三驅動器濾波器15和驅動器數字發送器17。第三驅動器濾波器15主要的功能是通過例如電容器從第二通信信道的處理單元解耦總線的DC功率，也可以促使不屬于第二通信信道的總線5上信號和噪聲的衰減和濾波。至少應當將來自有源音頻總線5的DC成分衰減或者最好完全去除。在優選的實施例中，穿過第三驅動器濾波器15的第二通信信道信號可以為二進制數據信號，包括從驅動器處理單元11至節點20的音頻相關的數據和(可選的)控制數據。一種這樣的二進制數據流遵循速率通常為44.1kHz或48kHz的AES3(也稱為AES/EBU)協議。也可以使用其他速率和/或協議，但是，在過去的幾十年中，AES3協議作為一個非常魯棒的音頻傳送協議已經證明了它的價值。該標準協議的一部分是“用戶數據”和“信道狀態”比特。對于此應用，這些可以用作控制節點20的手段。優選地，作為第二通信信道的一部分，總線驅動器1還包括驅動器數字發送器17，其促使來自驅動器處理單元11的數字數據流轉換為差分電信號，該差分電信號可經過第三驅動器濾波器15到達有源音頻總線5。在優選的實施例中，電信號遵循RS-422或RS-485協議，其為用于經由長距離和噪聲環境傳送數字數據的可靠標準協議。這些協議在長達幾十年的時間內是很多工業自動化系統中的優選。可選地，驅動器數字發送器17還包括數字接收器(未示出)，從而能夠在驅動器1和節點20之間獲得雙向數據流(半雙工)。當接收數據時，驅動器數字發送器17采用hi-z狀態，其通常在大多數RS-485收發機集成電路中是內置功能。這種數字接收器可與驅動器發送器17并聯，并優選地為AC耦合至有源音頻總線5。當來自音頻源8的音頻信號已經通過總線驅動器1處理以符合諸如信號質量的要求，該信號經由有源音頻總線5發送至網絡節點20的網絡。選擇數字音頻傳送是有好處的，在于它免于諸如串擾問題和嗡嗡(50/60Hz)的假聲的干擾，促使總線驅動器1和節點20之間有源音頻總線5的傳輸導體34a和34b上傳輸多個并行雙向信息，例如同時多個音頻信道連同控制數據的通信。音頻/數據傳輸(簡稱音頻傳輸或數據傳輸)優選地為促使數據長距離(例如，長達幾百米)以及在電噪聲環境中有效傳輸、并促使多個節點20至有源音頻總線5連接的類型。可以通過傳輸信號差，即將信息隱藏在兩個導體之間的差中，以非常魯棒的方式完成數據傳輸。在優選的實施例中，音頻傳輸符合TIA-485標準(原名為RS-485標準)、非常魯棒和可靠的電子數字層，也可以使用其他標準。因此，數字編碼的音頻信息優選地疊加在DC供給電圧上并在有源音頻總線5上傳輸。節點20然后包括音頻解碼器/節點處理單元23，其將音頻信號重建為適于輸入節點功率放大器31(也簡稱節點放大器)或直接輸入揚聲器32的格式，揚聲器32然后產生最終的可聽語音、音樂、音調等。在一個實施例中，驅動器1還包括第二驅動器模數轉換器18，其使得驅動器處理單元11讀取有源音頻總線5上的電流和電壓。該信息可用于檢測有源音頻總線的故障并幫助自動建立總線網絡的地圖，例如，位于有源音頻總線5上的節點20的信息。總線驅動器1可至少連接至主要電源或電池、模擬音頻(平衡或非平衡的)、數字音頻(電子的或光的)SPDIF、TOSlink、AES/EBU、ADAT等，諸如以太網、因特網、RS232、CAN等的網絡、WiFi、藍牙等。而且，需要說明的是，總線驅動器1可包括具有按鈕、(觸摸)屏幕、LED等的用戶接口。優選地，總線驅動器1還包括驅動器總線接口19，其促使總線驅動器1和具有節點20的有源音頻總線5之間的連接。該連接可包括減少來自或去往總線驅動器1的EMI(EMI:電磁干擾)元件。這種元件可以為電容器、電阻、電感、瞬態吸收裝置以及改進去往或/來自周圍環境兼容性的任何其他部件。驅動器總線接口19也可包括物理連接器，其優選地為所謂的鳳凰連接器，即用于專業固定安裝的典型揚聲器接口。如上所述，總線驅動器1包括一個或多個數據處理器，數據處理器包括控制器單元、模數和數模轉換器、濾波器、發射器和接收器、接口等。因此，當音頻/數據信號(簡稱音頻信號或數據信號)是模擬信號時，其按照預期的質量被轉換為模擬信號的數字表示。類似的，如果音頻信號是數字信號，其按照預期的質量被轉換為數字信號的模擬表示。為了獲得預期的質量的音頻信號，數據處理器可執行音頻信號的數學運算，例如，對音頻信號進行濾波、壓縮/解壓縮等。根據本發明的一個實施例，總線驅動器1促使傳輸并接收去往和來自節點20的音頻/數字信號。因此，在節點20能夠智能地主動與總線驅動器1通信或回復來自總線驅動器1的詢問的情形下，數據處理器可接收并處理這種通信。這種處理可包括將總線驅動器1和節點20之間的雙向通信從數字信號轉換為模擬信號，或反之亦然。而且，提取節點20發送的信息也可以是必要的且通過上述數據處理器中的一個執行。圖11顯示的根據本發明的節點20的優選實施例。節點20優選地包括兩個節點-總線接口21(第一節點-總線接口21a、第二節點-總線接口21b)，以便于節點20與有源音頻總線5的連接。該連接可包括減少來自/去往總線驅動器1的電磁干擾的EMI元件。這種元件可以為電容器、電阻、電感、瞬態吸收裝置以及改進去往或/來自周圍環境兼容性的任何其他部件。節點-總線接口21還可以包括物理連接器，優選地為所謂的鳳凰連接器。為了簡化安裝過程并最小化安裝過程中產生的錯誤風險，人們將總線驅動器1和節點20安裝在有源音頻總線5可自由地將第一節點-總線接口21a或第二節點-總線接口21b連接至有源音頻總線5線纜的上游端，意味著節點20中(從第一節點-總線接口21a至第二節點-總線接口21b)的信號流為向左或向右。而且，允許用戶將有源音頻總線5線纜優選的兩個導體連接至節點-總線接口21a、21b中發現的任何終端，意味著節點20內的有源音頻總線部件(第一和第二節點電流傳感器22a、22b之間的導體)的極性是正的或負的。再者，這樣做是有好處的，是由于其有助于簡化安裝過程并最小化安裝過程中產生的錯誤。節點20優選地還包括第一節點電流傳感器22a和第二節點電流傳感器22b，其經布置以使得能夠將節點20的電流消耗與任何下游電流消耗區分開來，而不論電壓極性以及信號(優選地為DC電流)方向。需要說明的是，第一和第二節點電流傳感器22a、22b還可包括用于感應總線電平的裝置。只要節點處理單元23能夠至少獲得下游電流消耗，可使用其他合適的傳感器結構。電流傳感器22可使用霍爾傳感器、基于電感的傳感器來實現，電流至電源轉換可使用具有低阻值的電阻或任何其他合適的機制實現。理想的情況是，電流傳感器22不引起從節點輸入至輸出的信號的任何改變，從而使得節點-總線接口21處的信號是相同的，意味著信號在兩個方向均為完全透明的。幾個電路可建立電流估計，能夠估計電流而不論電流的極性和電流流動方向。電流傳感器22優選地實現為指示為零(接地電位)的電阻。具備兩個(理想的)電流感應電路和了解總線極性使得從動裝置能夠選擇從連接至接地電位的電流感應電路中選擇獲取電流信息。優選地橫跨兩個電阻感應電流。這使得節點能夠區分它自己的電流消耗以及下游的消耗。因此，可將電流傳感器22連同例如節點處理單元23以及其他未提及的元件稱為總線功率監控單元。節點20優選地還包括第一節點模數轉換器24a和第二節點模數轉換器24b，使得節點處理單元23能夠讀取如上所示感應的、總線上的電流和電壓。節點20優選地還包括促使阻斷AC電流的第一節點濾波器25。第一節點濾波器25的目的是提取為節點20供電的DC電流。第一節點濾波器25可采用電感相對大(優選地大于100uH)的電感的電感器來實現。這是由于當考慮包括幾個節點20的較大音頻系統時，這些第一節點濾波器25中的幾個將并行安裝在有源音頻總線5上。節點20優選地還包括節點電源35，也簡稱電源轉換器。來自總線驅動器1的DC供給電壓在節點20處被轉換為例如1V和12V之間的電平，用于為一個或多個數據處理器和節點20的其他功耗元件供電。為確保有源音頻總線5的數字音頻信號的高頻成分不“短路”，例如，可以在有源音頻總線5和節點20的元件之間采用電感器。節點20優選地還包括傳輸線路終端單元26，如果節點處于有源音頻總線5的一端(優選地，有源音頻總線5上一串節點20中最遠的或最后的節點20)，傳輸線路終端單元26理想地插入一個阻抗以消除傳輸線路反射。節點可確定自身是否處于有源音頻總線的一端，或優選地，總線驅動器指示合適的節點插入傳輸線路阻抗。從節點處理單元23控制輸線路終端單元26，節點處理單元23可使用繼電器、晶體管、MOSFET或通過任何其它合適的手段插入傳輸線路終端阻抗。在優選的實施例中，傳輸線路終端阻抗是串聯的電阻和電容器。需要說明的是，有源音頻總線5應當在兩端終結。在有源音頻總線5的總線驅動器1端，例如可以從驅動器數字發送器17獲知輸出阻抗。節點20優選地還包括第二節點濾波器27，其減弱無關信號成分，用來傳遞數字音頻和控制流數據。至少減弱或優選地完全移除DC成分。使用電容器和電阻可實施這種AC耦合。節點20優選地還包括節點接收器，優選地為節點數字接收器28，其(優選地經由第二通信信道16)接收從總線驅動器1的控制器數字發送器17輸出的數字音頻信號，并將該信號傳輸至節點處理單元23。節點數字接收器28也(可選的)包括數字發送器并可采用RS-485接收器/發送機實現。節點20優選地還包括用于第一通信信道的第三節點濾波器29，其減弱無關無關信號成分，以傳遞控制/信息/狀態數據。在優選的實施例中，如上所述，使用頻移鍵控FSK在不干擾從第二通信信道16發送的數字流數據的載波頻率上對數據進行編碼。第三節點濾波器29可實現為電感器、電容器和電阻。節點20優選地還包括節點發送器30，其促使將從節點處理單元23發送的狀態數據調制后的版本輸出值總線驅動器1。在優選的實施例中，這可通過使用頻移鍵控FSK來完成，這是由于即使最遠的節點20尚未終止，FSK是魯棒的。這樣，通過例如從節點20發送至總線驅動器1的標識符能夠識別節點20。可以通過使用來自74HC邏輯系列(輸出方波信號)的簡單緩沖區或者通過使用數模轉換器實現節點發送器30。當沒有發送數據時，節點發送器30的輸出是理想三態。節點發送器30可選地以雙向的方式實現，類似于總線驅動器1的第一驅動器模數轉換器14。節點20優選地還包括作為給定節點20的主要數據處理器的節點處理單元23。節點處理單元23(從節點數字接收器28或從未示出的任何其他音頻源)接收、處理音頻信號，并輸出音頻信號至節點放大器31或任何其他音頻輸出信道(未示出)。而且，節點處理單元23至少從節點數字接收器28和/或節點發送器30接收控制信號。解讀這些控制信號，并且根據控制要求采取適當的行動。節點處理單元23也是“電纜終端”識別過程和所示實施例的節點枚舉過程中重要的一部分。節點20優選地還包括驅動一個或多個揚聲器32的節點功率放大器31。節點功率放大器31優選地接收來自節點處理單元23(或來自其他源)的音頻，并可采用模擬和/或數字接口(未示出)接收音頻信號。節點功率放大器31可以為具有模擬輸入信號或數字輸入信號的模擬(時間連續)或數字(時間離散)的類型。根據本發明的優選實施例，優選的節點功率放大器31為D類放大器。由于來自驅動器處理單元11的音頻信號優選地是數字音頻信號，節點功率放大器31優選的為具有數字輸入的D類放大器，從而不需要數模轉換器。每個節點20處具有分布式放大，其中每個揚聲器具有它自己的節點功率放大器31，聲音質量相較于傳統的70VRMS/100VRMS系統能夠得到改善。在傳統的系統中，音頻功率信號必須經過作為揚聲器節點20的一部分的內置變壓器。這種變壓器對低頻信號產生磁芯飽和影響，意味著總是用濾波器來減弱這些信號成分，從而減弱頻譜的低端部分。去除變壓器能夠增強聲音質量，使其具有更好且更“緊(tight)”低音再現。節點20優選地還包括具有一個或多個無源揚聲器的揚聲器32。在本發明優選的實施例中，揚聲器是電動式的，所具有的阻抗的范圍為2-32Ohm。節點功率放大器31和揚聲器32可形成節點20的實用單元36的一部分。實用單元36還可包括數據處理器，其目的在于轉換和傳輸從諸如揚聲器32(使得揚聲器32作為麥克風)的傳感器或其他未示出的的傳感器(例如，麥克風、光傳感器、煙霧傳感器、溫度傳感器，近距離傳感器等，或發射器或致動器，例如發光二極管、顯示器等，或接口裝置，例如按鈕、藍牙收發器、IR收發器、有線外部設備的連接器等)接收的數據。這些傳感器使用的示例可以是麥克風，其優選地經由例如A/D轉換器連接至節點處理單元23，節點處理單元23可用做任意如下的用處或其他用處：估計環境噪聲水平或語音(例如，確定人的出現)、自動校準、測試揚聲器、確定其他揚聲器的位置、聲音電平觸發防盜報警等。這種傳感器可以是單獨的或集成到節點20或總線驅動器1，單獨的監測節點連接至有源音頻總線5，或獨立地連接至總線驅動器1等。所記錄的信息通過合適的數據處理器經由有源音頻總線5傳輸(如果必要，經過數模轉換或模數轉換后)至總線驅動器1。可替代地或除此之外，這種信息存儲在本地存儲器(未示出)中。如上所述，節點20優選地從總線驅動器1、經由有源音頻總線5供應DC電壓，有源音頻總線5有優選地包含至少兩個單獨的導體34a和34b。以功耗表示的節點20的尺寸主要由揚聲器32的尺寸確定，根據音頻系統33的使用目的，當以最大功率容量工作時，節點20的功耗的示例視需要可以在2W至400W之間或可以更高，如果需要。節點20包括內置數據處理使得節點20變得智能，從而便于制造物理尺寸更小的、具有個體(有可能是遠程)層面控制、音頻源選擇等功能的節點20。如上所述，根據本發明優選的實施例，這些數據處理器便于數字信號處理、D類調制并便于接收經由如上所述的標準或私有的協議發送的數字信號。除了以上描述的操作，這些數據處理器還可以便于進行如下非限制性操作列表中的操作，該列表包括：均衡、人工混響、線性濾波、揚聲器補償、限制、有源音頻總線上的DC電壓的動態下降的補償、傳感器信號登記和轉換、頻移鍵控調制、D類調制來驅動揚聲器、低音增強、語音和/或音樂鑒別器，其控制語音均衡，從而使得語音更容易被理解和/或使得音質更好等。需要說明的是，通過總線驅動器1的數據處理器也可以便于一些這樣的操作。需要說明的是，根據本發明的一個實施例，總線驅動器1可至少部分的實現為節點20的一部分。因此，以這種方式，單個節點20可包括總線驅動器1，從而不需要獨立的總線驅動器1。所示的總線驅動器1和節點20由不同的組件構建，并且需要說明的是，參照圖9至11提及的組件以及總線驅動器1和節點20可以以任何合適的方式組合以促使形成所需的音頻系統33。而且，也需要未提及的組件，例如用于存儲音頻系統33操作期間獲取的信息或連同音頻系統33的操作相關的信息一起預下載的信息的驅動器存儲器或節點存儲器。這些存儲器可以具有最小的容量，例如簡單的ROM僅包含諸如節點序列號的標識符。然而在大多數情形下，存儲器的大小能夠存儲更多的數據，例如兆字節或千兆字節，并且為能夠便于讀取和寫入的類型。而且，需要說明的是，提及的幾個數據處理器不應當字面理解為這些處理器可替代地實現為一個或多個多功能數據處理器/單元。本發明的音頻系統33便于從總線驅動器1至各個節點20以及從節點20至總線驅動器1的智能音頻信號的分發，這將在下面描述。圖12顯示了根據本發明實施例的音頻系統33，其包括連接至網關的一部分也稱為總線驅動器1的音頻源8、稱為有源音頻總線5或傳輸線的傳送介質以及多個節點20。有源音頻總線5優選地包括第一導體34a和第二導體34b。為了將總線驅動器1內部或外部能量源(音頻功率放大器或電源)的功率分發至無源或有源節點20，實施有源音頻總線5的更優選擇是銅纜，因為銅能夠提供最好的電導。鋁纜也有吸引力，即使它的電阻率更高，但是由于目前電纜的總成本低于銅纜，從而當前它能夠提供比銅更好的導電重量比。然而，當應用于標準終端時，例如常見的螺絲端子，鋁是有缺點的，因為在薄氧化鋁層中，金屬氧化物開始作為電絕緣體。而且，螺絲端子需要更大的尺寸以滿足需要提供類似于銅的電阻的更大的電線尺寸。關于模擬形式或數字形式的音頻信號的分發，至少存在三種選項，即使用無線電波技術(像WiFi、藍牙、ANR、ZigBee等)的無線形式、使用玻璃或塑料光導的光形式或者使用導線的電形式。由于無線技術被認為不夠魯棒，無線技術當前并不被專業音頻集成商和顧問認為是一種選擇。然而，對于魯棒要求低的音頻系統，無線技術是一種選項，因為隨著無線技術的進一步發展，其最有可能在未來用于對魯棒性要求更高的音頻系統33。另一個不選擇無線技術作為優選技術的說法是無線系統需要在節點處有接收器/發送器，這將增加功耗，從而增加音頻系統33的價格。再者，另一方面，無線系統的好處可補償某系音頻系統33的不足。光數據傳輸技術具有有利的性能。首先，光鏈路的數據帶寬性能是極好的。光纖為給定尺寸的光纖提供極其高的數據速率，并且作為線纜長度函數的信號質量損失比電導體低。然而，光纖的缺點是線纜的終止端。當其必須連接至給定裝置時，線纜必須被剪斷并通過將光轉換為電信號的光接收機連接至該裝置。相較于簡單的RJ45插頭或螺絲端子連接器，剪斷和安裝過程是復雜的。電導體優選地用作傳輸導體34a、34b以承載從總線驅動器1至節點20或從節點20至總線驅動器1(二者皆與模擬和數字音頻信號傳送有關)的音頻信號，可以在單端或平衡信號之間做出區分。在單端方案中，電信息被置于相對于共通接地電勢。該方案主要用于短距離，并且簡單，對于單個信道音頻系統(模擬或數字)僅需要單個發送器和單個接收器。然而，拓撲具有一個主要的缺點，缺乏共模抑制。為了克服單端通信拓撲的缺點，平衡信號是優選的。該技術對于每個信息流使用兩個導體。基本理念是以差分信號(具有兩個導體的電壓之間的差的信息)發送信息。通常，這需要輸出相位相反的有用信號的兩個(相同的)獨立的發送器。在接收器端，使用具有高共模抑制比的差分放大器的差分放大器發現該差別，意味著兩個導體共有的任何信號成分被抵消。這意味著(不同意單端拓撲)，即使發送器裝置和發送裝置的共有電壓電勢上下彈跳，這不會引起接收器看見任何錯誤的差分信號。當使用平衡信號時，除了具有與共模抑制相關的優點，導體對，尤其是當兩個導體扭絞時，對于來自或去往電導體的潛在干擾也具有好得多的性能。這種干擾可例如源自外部源(電纜線架中其它電纜等)的電磁干擾。因此，根據本發明優選實施例的有源音頻總線5是一種具有絕緣雙絞銅線的標準商用音頻電纜，例如，“百通(Belden)5300U”類型的安全和商用音頻電纜。如上所述，也可以使用其他類型的電纜，例如屏蔽或非屏蔽多芯5類(Cat5)電纜或其它電纜，屏蔽和非屏蔽雙絞線類型。確定電纜類型的關鍵特征在于電纜能夠以高比特率傳輸數字信號以及符合EMC要求。此外，如果能夠使用現有70V/100V模擬音頻系統中使用的現有電纜將是更好的。出人意料的是，“百通(Belden)5300U”(或類似)類型的電纜能夠以高比特率傳輸數字信號，并且由于導線是絞合的，線纜符合EMC要求并且是通常用于現有70V/100V系統中的。原則上，使用兩個導體屏蔽的電纜給出了一些實施例中可能需要的三個導體的實施方式。需要說明的是，根據本發明優選的實施例，有源音頻總線5將多個節點20連接至總線驅動器1，優選地以菊鏈網絡的方式。盡管從菊鏈結構圖能夠表明節點20是串聯的，但是從電的角度看，節點20實質上是并聯的。如上所述，音頻系統33的節點20優選地通過兩個導體類型的傳輸介質(也稱為有源音頻總線5)以菊鏈網絡的方式連接。優選的是，有源音頻總線包括直接安裝在環形端點(也稱為圖12所示的節點20的節點總線接口21)中的兩個導體34a和34b。如圖12所示，第一和第二導體34a和34b每一個的一端連接至總線驅動器1的驅動器總線接口19，第一和第二導體34a和34b的相對端連接至節點20a的節點總線接口21。節點20b的節點總線接口21經由第一和第二導體34a和34b鏈式連接至節點20a的節點總線接口21，以此繼續。如上所述，以這種方式分布節點20，使得安裝，即傳輸導體34a和34b的安裝，不會由于混淆導體34a和34b的安裝而導致失敗，也不會由于混淆將導體34a和34b安裝在節點總線接口21a和21b哪一個上而導致特定終端故障。從而，確保音頻總是處于使得導體的極性可以被忽視的相位，從而使得在音頻系統33中安裝節點變得非常容易，一般不需要音頻系統的專業知識就可以完成。優選地，有源音頻總線5的導體34a和34b直接連接至節點20。從而，避免使用從節點20至有源音頻總線5的另外導體，例如連接另外導體至有源音頻總線5的接線盒，這是有好處的，因為這種另外導體可使得從節點20至總線驅動器1的信息通信變得困難。這種通信的示例可以是網絡中節點20的自動單個節點識別(例如根據來自總線驅動器1的請求將節點識別發送至總線驅動器1)或位置。根據本發明，本文所述的節點20以菊鏈連接的好處是，單個傳輸線中能夠存在多個音頻信道(作為多個導體或者單個導體對中作為多個數字音頻信道)，從而使得音頻系統33以及按照變得更靈活。由于單個線纜(有源音頻總線5)能夠為超過一個的單個節點20的子集或節點20的區域承載音頻信號，可以簡化電纜的布局，從而減少人工成本。實際上，可以將包含具有至少一個導體對的傳輸線路的現有音頻系統改裝或更新至本發明的音頻系統。圖17顯示了根據本發明的音頻系統33的俯視圖，如圖17所示，節點20的單個菊鏈潛在地為幾個不同的揚聲器區域提供各自的音頻信道。本發明的音頻系統33在網絡中的音頻信道的數目、區域以及菊鏈網絡中節點20的數目以及從總線驅動器1至最后/最遠的節點20的有源音頻總線5的尺寸或長度方面是非常靈活的。這種菊鏈網絡的尺寸可以通過音頻信道的數目以及這些信道中的音頻質量來確定。根據本發明的實施例，即使處于連接有十六個節點20、長度為100m的有源音頻總線上，具有兩個48kHz音頻信道的菊鏈網絡工作良好。關于菊鏈的節點20的數目，這里的限制因素是傳輸線路質量惡化以及每次加入節點20引入的反射引起的比特錯誤的風險。每個參數(節點、質量、長度、信道)相互影響，因此，例如如果僅需要一個信道，菊鏈網絡的長度/尺度可以增加。另一個示例為，如果質要求為48kHz每24比特(48kHz/24bit)，那么帶寬僅允許兩個信道，而相同的帶寬(48000*24*2＝2.304Mbit/sec)可以用于四個36kHz每16比特(36kHz/16bit)的信道。一般來說，需要說明的是，對節點20的控制是優先的，即音頻的分布和廣播/產生比監測(即節點20向總線驅動器1返回節點20的信息及其周邊信息)具有更高優先級。后者的上游狀態信息能夠以幾個kbit/s的速率發送，使得總線驅動器1能夠在一秒內從幾個節點接收幾個字節的簡單狀態信息。除了下游音頻流和上游狀態信息，從總線驅動器1至節點20的下游控制信號(即查詢、請求、狀態或用戶比特等)也以(例如)96kbit/s的速率在有源音頻總線5上傳輸。音頻系統33優選地便于自動初始化，即當接收來自總線驅動器1的請求時，每個節點20返回例如類型、序列號等。如上所述，雙向數據流能夠使得端節點20監控。這啟動了遠程服務功能，其中能夠檢查包括節點20及其揚聲器32的整個音頻系統33，精確的錯誤信息在服務技術人員出現前就在手邊。該特征在音頻系統33的安裝階段也是有利的，尤其是安裝菊鏈的過程中，驗證安裝不需要人工檢查各個節點20。當總線驅動器1連接至因特網時，可以從連接因特網的任何地方使用該遠程服務。圖12至圖14所示的網絡布局優選地為菊鏈拓撲，其在所有網絡總線驅動器1和網絡節點20處于并聯電耦合或實質上并聯電耦合的地方類似耦合。節點20的節點總線接口21a和21b幾乎是短路，僅有來自連接器和電流傳感器22的電阻損耗。于是，網絡的示例可以如圖12至圖14所示(未示出連接器和電流傳感器)。為了最小化組成有源音頻總線5的電纜的反射，確保電源阻抗(總線驅動器輸出阻抗)、電纜阻抗以及端接阻抗(端接阻抗附著于給定分支或菊鏈的最后/最遠節點20的總線導體34a和34b之間)相同或實質上相同是很重要的。在本發明優選的實施例中，這三種阻抗(在100kHz至10MHz范圍內，從不同的角度看)都處于40至120Ohm的范圍。然而，網絡拓撲不是綁定至純菊鏈。使用如圖13所示的Y型分離器39，可將有源音頻總線5分成兩個(或更多個)分支。為了保持阻抗匹配完整，在兩個分支的端點插入端接阻抗是很重要的。還進一步需要在Y型分離器39中加入阻抗匹配裝置。圖14顯示了根據本發明實施例的的環形拓撲有源音頻總線的示例。有源音頻總線5的如上描述的幾個菊鏈節點20的每一端連接至總線驅動器1的兩個音頻總線端口。總線驅動器被配置用于將兩個端口處理為環形拓撲的一個有源音頻總線，或者監測到這種情況本身，例如通過能夠在另一端口接收一個端口的它自己的控制數據。優選地，總線驅動器使得端口中的一個不活動，并且在各種實施例中可以在不活動的端口應用傳輸線路阻抗，或者依靠待檢測為最遠節點的離不活動的端口最近的節點并如上所述被指示應用它的傳輸線路阻抗。環形拓撲的實施例的好處在于，在電纜破損的情況下，斷開節點連接或截斷一部分有源音頻總線與總線驅動器連接的其他事件，可以通過手動報警輸入、通過檢測阻抗不匹配、通信質量低或者通過其他的自動裝置檢測該情況，并且一旦得出一部分總線不可到達的結論，總線驅動器可以激活第二端口，在兩個端口執行節點枚舉過程，從而繼續與兩個單獨的有源音頻總線操作。換句話說，環形拓撲提供一種冗余，其對于重要的音頻系統(例如，緊急或疏散系統)非常有好處。可以通過各種其他實施例實現環形拓撲，例如，通過在有源音頻總線的每一端提供各自的總線驅動器，通過人工或自動協調兩個總線驅動器中哪一個在常規操作過程中是激活的，從而在中斷的情況下，仍然使得另一個總線驅動器接管部分有源音頻總線。從而，也可以使總線驅動器功能是冗余的，且總線驅動器可以位于不同的物理位置，那么甚至在本地消防、電力損耗等情況下，可以保留一個驅動器。環形拓撲的變形包括連接至有源音頻總線的不同位置的兩個或更多個總線驅動器，例如，四個總線驅動器沿有源音頻總線分布，并相互協調或被協調得出在常規操作過程中哪一個作為激活總線驅動器來操作。在總線故障的情況下，進行再次協調以確定最合適的總線驅動器來接管總線的任何截斷部分的操作，并且每一個激活的總線驅動器執行重新枚舉連接的節點的操作。各種其他拓撲的實施例，包括例如參照圖12至圖14描述和顯示的拓撲的各種組合，對于不同應用、建筑物布局、用途、安全規程等也是可能的并且適用的。適用于例如圖13所示的分支的有源音頻總線的Y型分離器39中匹配的阻抗可以使用三個相同的阻抗來建立，也稱為如圖15(為簡單起見為單端)所示的“毛球網絡”。從該星型配置的任何端看來，阻抗Z1、Z2和Z3等于R/3+(R/3+R)/2＝R，其確保最小化有問題的反射。然而，網絡引入從一個分支至另一個分支的6dB的衰減。對于2線DC供電的總線，由于當通過總線引入電流時相對小的電阻將導致顯著的功率損失，基于純電阻的方案不適用。為了解決這個問題，可以設計阻抗匹配方式使得阻抗匹配電阻僅對AC“存在”，而在DC時沒有。一種方案如圖16所示，其中電阻使用電容器DC去耦，并通過電感器L處理DC功率分布。圖17顯示了根據本發明的音頻系統33的布局。第一總線驅動器1a控制第一有源音頻總線5a上的節點20a-20d，第二總線驅動器1b控制第二有源音頻總線5b上的節點20e-20h。節點20a-20h可以位于一個或多個環境中。環境可以例如限定為房間。包含節點20的子集的區域可以限定為或多或少與環境和總線有關，并且不論環境和總線的拓撲，為將任何揚聲器分配至區域提供抽象級(abstractionlevel)。通常，分配區域是用來廣播相同的音頻或控制共同區域內的節點。需要說明的是，區域或環境中的節點20的子集的群組可包括由不同總線驅動器1控制的節點20。因此，節點20的區域或子集應當被理解為經分組的并且因此播放相同音頻信號的一個或多個節點20。圖17顯示在兩個環境(房間37和38)中分布的節點20a-20d和節點20e-20h的兩個菊鏈。基于房間37的用途，第一房間37可以分為兩個區域37a和37b，從而區域37a可以是房間37的繁忙和嘈雜的區域，而區域37b是房間37的休閑區。房間38表示只用一個區域38a。如果現在有不同的音頻信號在環境37和38中廣播，必須將節點20a-20h分成不同的區域。從而，區域1包括節點20a-20c以及20h，區域2包括節點20d和20e，而區域3包括節點20f和20g。表示區域1-3的節點的子集可以自動地或人工地配置至各個區域，便于播放不同的音頻或以不同音量播放相同的音頻。應當將播放音頻信號理解為將音頻信號轉換為至少人類能聽見的語音、音樂、音調等。在一個實施例中，節點可以在安裝過程中預配置，例如關于區域分配、音頻信道選擇、音頻等級或其他基本配置參數。節點的預配置可以例如由包含安裝者可以用來設定一個或多個參數的硬件選擇器和/或可編程存儲器的節點完成，參數在加電后可以被內部電路讀取。例如，可以在節點處設有旋轉編碼器、DIP開關(DIP：雙列直插封裝)、NFC接收器(NFC：近場通信)、RFID標簽(RFID：射頻識別)等。在安裝過程中，存在至節點的預配置選擇器的訪問，安裝者可預配置例如節點初始屬于哪個區域以及初始衰減等級。甚至在節點連接至有源音頻總線(即節點接收任何功率)之前，應用預配置。該設置是安裝項目計劃的一部分或由安裝者自行決定。然而，由于這種預配置易受人類錯誤和/或關閉安裝、天花板、墻壁等候改變主意的影響，因此包含驗證預配置的實施例是非常有好處的，是一種允許總線驅動器否決節點的預配置的優選實施例。為便于區域的自動配置，總線驅動器1a和1b可以直接連接或者經由外部音頻源8或外部控制器10連接。因此，聚集環境包括一組環境37和38，每一個包含揚聲器系統的一個或多個揚聲器(也稱為節點)。每一環境包含物理區域，例如，走廊、會議室、餐廳或類似的物理隔開的環境。換句話說，環境由諸如墻壁、地板和天花板、門和窗、隔間、植物、窗簾的作為聲音和/或視覺障礙物的物理結構或者甚至相對大的空間距離限定。因此，聚集環境例如可以為包含一組環境的辦公樓、餐廳建筑等。聚集環境限于包含揚聲器系統的揚聲器的環境的聚集，于是可以限于建筑的一部分、地板等，并包括單個環境或幾個環境。揚聲器系統可包括安裝在一個或多個環境中的揚聲器。揚聲器系統(也稱為菊鏈節點或音頻系統)的拓撲在電連接或通信連接方面經常與環境的的拓撲完全沒有關聯。在一個實施例中，可以分析聲音測量，通過分析何時聽不見某些麥克風或僅隱約聽到某些麥克風的聲音，獲得有關聲音障礙物的信息，從而啟動所述不同環境中的一組揚聲器，并獲得有關反射表面的信息，啟動揚聲器和表面之間的距離估計，從而有可能在特定實施例中估計環境兩個維度或三個維度的尺寸，例如，房間的尺寸和形狀。在一個實施例中，例如來自相機的視覺信息、通過例如激光器或加速度計的距離測量獲得的有關物理的信息、定位系統或藍圖或其他形式的數據或手動輸入的數據等，可經分析估計環境的尺寸以及揚聲器的相對或絕對位置。在優選的實施例中，自動或人工確定的有關環境的信息可用于為如何將揚聲器分配在揚聲器區域中以進行隨后的正常操作做出基本的建議或基本的起始配置。在很多實際應用中，這種方式建立的基本起始配置將非常適用于大多數的使用情況。環境的拓撲不必對應于揚聲器區域的拓撲。換句話說，網絡拓撲、揚聲器連接、環境和揚聲器區域是沒有限定的，但是至少部分重疊。在優選的實施例中，所分配的揚聲器區域不是靜態或永久的，而是可以根據房間或大廳應用而改變。諸如“現場音樂會”、“會議”或“休閑吧”的應用可能要求揚聲器滿足不同的角色。從以上描述可以看出，創造性的音頻系統33具有幾個優點，其中，在總線驅動器1和節點20之間的雙線有源音頻總線5上傳輸的功率和雙向數據特征以及雙線34a和34b的無差異極性尤其有利。在這些優點中，至少可以提及：揚聲器32的個別故障監測、各自的增益、延遲和高粒度均衡、節點20的動態尋呼和分組、相同菊鏈上的多個節點類型、相同菊鏈上的超過一個的區域或信道、不需要在現有系統的節點之間安裝新的傳輸線就能改造或更新現有音頻系統的可能性、網絡的第一和最后節點20具有相等的音頻質量、便于自動調試定位出現錯誤的節點以及相較于傳統的兼容的音頻系統使用更薄的導體34。相較于例如70VRMS，本音頻系統33能夠使用更薄的導體34的原因是，在70VRMS中，音頻信號的RMS顯著低于本發明建議的40V-50VDC系統。因此，本音頻系統33的電流以及損耗相對于70VRMS系統顯著減少。相較于傳統的70/100V安裝技術，至少存在如下優點：●布線可以是相位無關的。電纜中交換導體對于最終的聲音輸出不會導致180度的相位變化。●同時在單個電纜(雙絞線)上傳輸超過一個音頻信道。這意味著能夠使用單個菊鏈(電纜)覆蓋多個區域。●系統可包括節點枚舉過程，節點枚舉過程建立包含囊括總線上第一至最后節點的物理(電連接)序列的所有總線節點的列表。該列表確保所有的電連接功能正常。可以向給定位置報告(經由電子郵件或類似的方式自動報告)來自上次加電獲得的列表中的偏差。●系統包括自檢功能，告知安裝者/維修人員電纜上最后一個功能節點放置在哪里。●每個節點可實施個體層面的控制、EQ以及可遠程控制的其他DSP相關功能。當系統安裝在根據環境調整“聲音配置文件”是有利的環境中時，這是一個優點，例如在餐館中，在一些場合需要調整整個餐館空間中僅一部分的音量，或者甚至可區分的音頻材料(對應于動態/虛擬的路由能力)。●能夠監測每個節點的狀態，意味著能夠連續跟蹤揚聲器(和放大器)的狀態(溫度、功耗、阻抗)。●由于沒有通常要求音頻信號經高通濾波以避免低頻失真的音頻功率變壓器，從而可以改進音質。在沒有變壓器的情況下直接驅動揚聲器能夠引起更豐富和更緊密的低音再現。●當再現音頻材料時，布線中的功率損耗相較于70/100V系統更低。對于典型的音頻信號，波峰因素是12dB。這意味著70V(100V峰值)系統中全尺寸音頻(fullscaleaudio)的RMS電壓僅為25V，相較于本系統，在總線上可能具有48VDC(＝48Vrms)。假設類似電纜厚度(電阻導電損耗)的情況下，這一差別導致大致是48V系統中電流的兩倍的70V系統中的電流變成高四倍的電纜功率損耗(P＝I2·R)。這可以用于(1)使用更細電纜的情形，或者(2)為給定電纜尺寸提供增加的電纜長度(和可接受的損耗)。●該系統可進一步包括不直接與音頻再現相關的幾種其他類型的傳感器。示例可以是光傳感器、煙霧傳感器、氣體傳感器(CO)，近距離傳感器或任何其他類型的傳感器。來自這些傳感器的信息可以傳回總線驅動器1并進一步傳至因特網和/或連接驅動器和/或總線的其他設備。●相較于70V(100V峰值)或100V(140V峰值)，總線峰值電壓更低。使用48V意味著系統可以通過“任何人”安裝，因為48V被視為無危險的，而70V/100V系統的安裝要求有資質的人員。所描述的附圖關注為本發明提供特征的元件。因此，需要說明的是，在各種實施例中也可以實施其他未提及的元件。這些元件可以是安裝在有源音頻總線5以及驅動器處理單元11的傳輸導體34之間的電容器、總線驅動器1的數據發送器和接收器以及用作防止DC功率信號干擾數據處理的有源音頻總線5的傳輸導體34。采用相同的方式，電感器可以出現在總線驅動器1的電源3、節點20的電源35以及有源音頻總線5的傳輸導體34之間，以濾波并確保數據通信不影響電源。需要說明的是，本說明書提及的任何附圖的任何元件可以組合以獲得符合具體要求的音頻系統33。而且，圖中的很多元件是現有技術中的元件，由于這些元件及其功能為技術人員所知，因此不再細致描述。當前第1頁1 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