CN102956257B - 一种音频播放装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种音频播放装置，包括：发音装置，包括多个发音单元组成的发音阵列，所述发音阵列包括多种形状；以及接收装置，接收音频数据并发送给所述发音装置，所述音频数据中包括与所述多个发音单元中每个发音单元分别对应的音频信息，其中每个音频信息为从相应的外部声源输入的声源位置数据。本申请还公开了相应的音视频播放方法。通过本申请公开的技术方案，可以实现真正的立体声效果，提高用户体验。

Description

一种音频播放装置及方法

技术领域

本申请涉及音频播放领域，尤其涉及一种音频播放装置以及方法。

背景技术

传统音频播放装置，通常由扬声器播放音频信息。为达到较好的音频“跟随”效果，一般设置有两个独立的扬声器，例如可在显示设备两侧分别放置一独立的扬声器，实现所谓的“立体声”效果。但是这种方案的实现的“立体声”效果仅仅只有“左/右”两维变化。

发明内容

本申请公开一种音频播放装置，包括：

发音装置，包括多个发音单元组成的发音阵列，所述发音阵列包括多种形状；以及

接收装置，接收音频数据并发送给所述发音装置，所述音频数据中包括与所述多个发音单元中每个发音单元分别对应的音频信息，其中每个音频信息为从相应的外部声源输入的声源位置数据。

本申请还公开了一种音频装置播放音频的方法，所述音频装置包括接收装置与发音装置，所述方法包括：

接收装置接收音频数据；

将接收到的音频数据发送给所述发音装置以进行播放；

其中，所述发音装置包括多个发音单元组成的发音阵列，所述发音阵列包括多种形状，且所述音频数据中包括与所述多个发音单元中每个发音单元分别对应的音频信息，其中每个音频信息为从相应的外部声源输入的声源位置数据。

通过本申请公开的技术方案，可以实现真正的立体声效果，提高用户体验。

附图说明

图1是本申请一个实施方式的音频播放装置的示意图；

图2是图1中发音装置的示意图；

图3是图2中发音单元的排列示意图；

图4是压电陶瓷的结构示意图；

图5是本申请另一个实施方式的音频播放装置的示意图；

图6是本申请一个实施方式的音视频播放装置的示意图；

图7是图6所示的音视频播放装置的俯视示意图；

图8是本申请一个实施方式的音频播放方法的流程示意图；

图9是本申请一个实施方式的音频播放方法的流程示意图；

图10是本申请一个实施方式的音视频播放方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图描述本申请的音频播放装置以及音频播放方法。

图1是本申请一个实施方式的音频播放装置的示意图，图2是图1中发音装置的示意图。如图1所示，该实施例的音频播放装置10包括发音装置11和接收装置12。发音装置11包括多个发音单元101组成的发音阵列，例如图2所示的发音单元组成的平面发音矩阵。接收装置12接收音频数据并发送给发音装置12，该音频数据中包括与多个发音单元101中每个发音单元分别对应的音频信息。作为一种选择，多个发音单元101组成的发音阵列可以包括n×m个发音单元(n与m均为自然数且可以相等或不等)组成的发音矩阵，其中n×m个发音单元的排列可以如图3所示。作为一种选择，多个发音单元101组成的发音阵列还可以为不同的形式，例如为“回”字形或其他任意的形状。

发音单元101可以由例如可控压电陶瓷致动器制成，其中压电陶瓷的示意结构如图4所示，其中P为极化方向。当在如图4所示的压电陶瓷的磁片两端施加电压时，磁片会沿极化方向伸展，因此控制电压的频率与强弱即可控制磁片的震动。当磁片的震动频率达到20-20000Hz时，即可发出人耳能够感知的声音。作为一种选择，可将与发音单元尺寸相同的透明的压电陶瓷排列在震动薄膜(图中未示出)上。

图5是本申请另一个实施方式的音频播放装置的示意图。如图5所示，该实施方式的音频播放装置10还包括存储装置13、扫描装置14、选择装置15以及功放装置16。作为一种选择，接收装置12接收的音频信息为从外部输入的声源位置数据。例如，声源位置数据可通过下述的方法生成：在录制音频信息时布置多个麦克风进行采集声音，再通过例如数学差值算法计算出录制现场区域内每一点在特定时刻的震动信息(振幅)，然后将震动信息转换成可以控制发音装置各个发音单元震动的控制信号。

存储装置13存储通过接收装置12接收到的每个发音单元的音频信息(例如发音单元的压电陶瓷的磁片在此时刻所需的振幅、频率信息等)。存储装置13包括多个存储单元(图中未示出)，且存储单元与发音单元一一对应，每个存储单元存储与其相应的发音单元的音频信息。作为一种选择，存储装置13可以为频率寄存装置。

扫描装置14按照预定的频率扫描存储装置13，例如扫描频率可为1000Hz。当扫描装置14扫描到存储装置13中存储的音频信息后，将该存储的音频信息取出并传送给选择装置15。

选择装置15可以例如为开关电路，而且还可以包括D/A转换电路(图中未示出)。选择装置15收到扫描装置14传送来的音频信息，对音频信息进行译码，D/A转换电路对音频信息进行D/A转换，然后由开关电路选中音频信息所对应的发音单元，并发送给该发音单元，以使该发音单元中的磁片根据音频信息(振幅、频率信息等)产生相应的形变。作为一种选择，选择装置15可以先将经D/A转换的音频信息发送给功放装置16，然后再发送给相应的发音单元。

也就是说，接收装置12从外部接收的音频信息包含各个发音单元中的磁片在当前时刻的振幅信息等。存储装置13中的每个存储单元存储所接收到的、与自身所对应的发音单元的音频信息。扫描装置14按照预定的周期扫描存储单元13，取出存储的音频信息并发送给选择装置15。选择装置15将各音频信息进行译码以及D/A转换，经过功放装置16功放后传送给相应的发音单元。相应的发音单元中的磁片根据所获得音频信息进行不同振幅的形变。之后，扫描装置14继续按预定频率扫描存储装置13，因此，各发音单元按预定频率接收音频信息，从而使各发音单元的磁片按照预定的周期根据音频信息进行形变，从而使各发音单元可发声。

图6是本申请一个实施方式的音视频播放装置的示意图。如图6所示，该实施例的音视频播放装置包括显示装置20，在显示装置20上覆盖有上述的发音装置11。发音装置11可以为平面的，也可以为非平面的。例如如果显示装置20为非平面的，则发音装置可以与显示装置20的曲面一致以覆盖在显示装置20上。作为一种选择，发音装置11由透明材料制成以便于用户观看位于发音装置11下的显示装置20所播放的视频内容，其中显示装置20可以例如为LCD。由发音单元101组成的发音阵列可以与显示装置20的面积相同，从而完全覆盖显示装置20；还可以仅覆盖显示装置20的一部分，例如发音装置11可以为“回”字形，从而覆盖显示装置20的周边部分。

显示装置20播放视频数据，音频播放装置10播放与视频数据同步的音频数据，其中音频播放装置10的接收装置12接收的音频信息为从外部输入的声源位置数据，包括与多个发音单元101中每个发音单元分别对应的音频信息。例如，声源位置数据可通过下述的方法生成：在录制音视频信息时通过在摄像机周边布置多个麦克风进行采集声音，再通过例如数学差值算法计算出视频区域内每一点在特定时刻的震动信息(振幅)，然后将震动信息转换成可以控制发音装置各个发音单元震动的控制信号。

图7是图6所示的音视频播放装置的俯视示意图。假设音视频播放装置播放的视频为一物体沿视频装置的对角线从发音单元1011对应的区域跑到发音单元1015对应的区域，该物体运动时会发出声音，而且除该物体外的其他区域均无声音。显示装置20显示该段视频。音频播放装置10的接收装置12从外部接收到的音频信息可以是与视频同时录制的，因此音频信息可与视频同步。当视频中该物体在发音单元1011对应的显示装置20上的位置时，接收装置12所接收到的音频数据可以例如为发音单元1011产生形变，而其他发音单元不产生形变。这样的效果是只有发音单元1011发音。以此类推，在观看此段视频的同时，可以感受到音频播放装置10的发音装置11发出的声音(即该物体运动的声音)与显示装置20示出的该物体的运动轨迹同步，从显示装置20的右上角发音单元1011对应的区域运动到左下角发音单元1015对应的区域。这样大大提高了用户体验，真正实现了立体声效果。

下面描述根据本申请一个实施方式的音频播放方法。

图8是本申请一个实施方式的音频播放方法的流程示意图。如图8所示，该实施例的音频播放方法在步骤S110中接收装置接收音频数据。然后在步骤S120中将所接收到的音频数据发送给发音装置进行播放。其中，发音装置包括多个发音单元组成的发音阵列，且在步骤S110中接收到的音频数据中包括与多个发音单元中每个发音单元分别对应的音频信息。

图9是本申请另一个实施方式的音频播放方法的流程示意图，其中，音频播放装置如图5所示，音视频播放装置10包括发音装置11、接收装置12、存储装置13、扫描装置14、选择装置15以及功放装置16。如图9所示，在步骤S210中，接收装置12从外部接收与各个发音单元对应的音频信息。作为一种选择，接收装置12接收的音频信息为从外部输入的声源位置数据，包括与各个发音单元对应的音频信息。例如，声源位置数据可通过下述的方法生成：在录制音频信息时通过在周边布置多个麦克风进行采集声音，再通过例如数学差值算法计算出录制现场区域内每一点在特定时刻的震动信息(振幅)，然后将震动信息转换成可以控制发音装置各个发音单元震动的控制信号。

在步骤S220中，存储装置13中的存储单元存储接收到的、与其对应的发音单元的音频信息(例如该发音单元的压电陶瓷的磁片的振幅、频率信息等)。作为一种选择，存储装置13可以为频率寄存装置。

在步骤S230中，扫描装置14按照预定的频率(例如扫描频率为1000Hz)扫描存储装置13，将存储的音频信息取出并传送给选择装置15。

在步骤S240中，选择装置15对音频信息进行译码，D/A转换电路对音频信息进行D/A转换，然后由开关电路选中音频信息对应的发音单元，并发送给该发音单元，以使该发音单元中的磁片在步骤S250中产生相应的形变。作为一种选择，选择装置15可以先将经D/A转换的音频信息发送给功放装置16，然后再发送给相应的发音单元。

也就是说，在步骤S210中，接收装置12从外部接收的音频信息包含各个发音单元中的磁片在当前时刻的振幅信息等。在步骤S220中，存储装置13的每个存储单元存储与自身所对应的发音单元所接收到的音频信息。在步骤S230中，扫描装置14按预定周期扫描存储单元13，取出存储的音频信息并发送给选择装置15。在步骤S240中，选择装置15将各音频信息进行译码以及D/A转换，在经过功放装置16传送给各发音单元。在步骤S250中，各发音单元中的磁片根据所获得音频信息进行不同振幅的形变。之后，扫描装置14按预定周期扫描存储装置13，因此，各发音单元按预定周期接收音频信息，使各发音单元的磁片按预定周期根据音频信息进行形变，从而使各发音单元发声。

作为一种选择，发音装置11可由透明材料制成，并且发音装置可以设置在显示装置20上以覆盖显示装置20，显示装置20可以例如为LCD。

图10是本申请一个实施方式的音视频播放方法的流程示意图。如图10所示，该实施例的音视频播放方法在步骤S310中接收音视频数据。然后同步进行步骤S320与步骤S330，在步骤S120中由显示装置20播放视频信息，在步骤S330中由音频播放装置10播放音频信息。作为一种选择，音视频数据中的音频数据可通过下述的方法生成：在录制音视频信息时通过在摄像机周边布置多个麦克风进行采集声音，再通过例如数学差值算法计算出视频区域内每一点在特定时刻的震动信息(振幅)，然后将震动信息转换成可以控制发音装置各个发音单元震动的控制信号。这样，音频数据可与显示装置20播放的视频数据同步。音频数据具体播放过程与上述实施方式中的步骤S210-S250相同，在此不再赘述。

通过该实施例的方法可以大大提高了用户体验，真正实现了立体声效果。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种音频播放装置，包括：

发音装置，包括多个发音单元组成的发音阵列，所述发音阵列包括多种形状；以及

接收装置，接收音频数据并发送给所述发音装置，所述音频数据中包括与所述多个发音单元中每个发音单元分别对应的音频信息，其中每个音频信息为从相应的外部声源输入的声源位置数据。

2.如权利要求1所述的音频播放装置，还包括：

存储装置，与所述接收装置相连，存储所述音频数据，所述存储装置包括多个存储单元，所述多个存储单元与所述多个发音单元一一对应，其中每个存储单元分别存储与其所对应的发音单元的音频信息；

扫描装置，与所述存储装置相连，按预定的周期扫描所述存储装置，读取所述多个存储单元所存储的音频信息；以及

选择装置，与所述扫描装置相连，将所读取的音频信息分别发送给对应的发音单元。

3.如权利要求2所述的音频播放装置，其中，所述选择装置还包括D/A转换装置，将所读取的音频信息进行D/A转换；以及

将经D/A转换后的音频信息发送给相应的发音单元。

4.如权利要求1所述的音频播放装置，其中，所述发音装置由透明材料制成。

5.如权利要求4所述的音频播放装置，其中，所述发音装置设置在显示装置上以覆盖所述显示装置。

6.一种播放音频的方法，其中，音频播放装置包括接收装置与发音装置，所述方法包括：

接收装置接收音频数据；以及

将接收到的音频数据发送给所述发音装置以进行播放；

其中，所述发音装置包括多个发音单元组成的发音阵列，所述发音阵列包括多种形状，且所述音频数据中包括与所述多个发音单元中每个发音单元分别对应的音频信息，其中每个音频信息为从相应的外部声源输入的声源位置数据。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述音频播放装置还包括存储装置、扫描装置以及选择装置，且所述存储装置包括与所述多个发音单元一一对应的多个存储单元，则所述方法在所述接收装置接收音频信息步骤之后还包括：

所述存储装置中的每个存储单元分别存储与其所对应的发音单元的音频信息；

所述扫描装置按预定的周期扫描所述存储装置，读取所述多个存储单元所存储的音频信息；以及

所述选择装置将所读取的音频信息分别发送给对应的发音单元。

8.如权利要求7所述的方法，其中，所述音频装置还包括功放装置，且所述选择装置包括D/A转换装置，在所述选择装置将所读取的音频信息分别发送给对应的发音单元的步骤还包括：

所述D/A转换装置将所读取的音频信息进行D/A转换；以及

所述选择装置将D/A转换后的音频信息发送相应的发音单元。

9.如权利要求6所述的方法，其中，所述发音装置为透明材料制成。

10.如权利要求9所述的方法，其中，所述发音装置设置在显示装置上以覆盖所述显示装置。