CN106060726A - 全景扬声系统及全景扬声方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全景扬声系统及全景扬声方法，所述全景扬声系统包括：设置在一用户区域周围的多个扬声带，其中，每个扬声带包括带有独立功放的多个扬声器；音频分配单元，连接于各个所述扬声带中的扬声器；以及音频处理单元，连接于所述音频分配单元，用于根据声源的原始声场信息来控制所述音频分配单元将音频信号分配至至少一个所述扬声带，并驱动至少一个所述扬声带中的所述扬声器发声。由于用户区域的周围设置有多个扬声带，而每个扬声带中包括了带有独立功放的扬声器，如此，本发明中全景扬声系统所形成的声场更加均匀，更加接近原始声场，可以为用户提供更加立体，并且真实的听觉体验。

Description

全景扬声系统及全景扬声方法

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种全景扬声系统及全景扬声方法。

背景技术

为了用户在使用家庭影院系统时，获得身临其境的听觉感受，现有家庭影院系统设置的全景扬声系统常见的有双声道、5.1声道以及7.1声道。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

现有技术的全景扬声系统声场分布不均匀，所形成的声场与原始声场偏差明显，尤其是在声源中存在移动声源时，用户更加难以体会到原始声场所带来的感觉。另外，当前全景扬声系统能形成的最佳区域面积较小，所以仅能为较少用户提供全景音效。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中的全景扬声系统声场分布不均匀的技术问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种全景扬声系统，包括：

设置在一用户区域周围的多个扬声带，其中，每个扬声带包括带有独立功放的多个扬声器；

音频分配单元，连接于各个所述扬声带中的扬声器；以及

音频处理单元，连接于所述音频分配单元，用于根据声源的原始声场信息来控制所述音频分配单元将音频信号分配至至少一个所述扬声带，并驱动至少一个所述扬声带中的所述扬声器发声。

可选地，多个所述扬声带设置在所述用户区域的前方、后方、左方和右方。

可选地，所述多个扬声带还设置在所述用户区域的上方和下方，其中，设置在所述用户区域上方的扬声带向下方发声，设置在所述用户区域下方的扬声带向上方发声。

可选地，设置在所述用户区域上方和下方的扬声带环形设置在所述用户区域周围。

可选地，设置在所述用户区域前方、后方、左方和右方的扬声带环形设置在所述用户区域周围。

可选地，所述全景扬声系统还包括：

音频解码单元，连接于所述音频分配单元的前端，用于对所述声源进行解码，进而获得所述解码后的所述音频信息。

可选地，所述全景扬声系统还包括音频功率放大器，设置于所述音频分配单元和所述扬声器之间，用于对所述音频分配单元输出的音频信号进行放大处理。

本发明还提供了一种全景扬声方法，应用于一全景扬声系统，所述全景扬声系统包括设置在一用户区域周围的多个扬声带，其中，每个扬声带包括带有独立功放的多个扬声器，音频分配单元，连接于各个所述扬声带中的扬声器，以及音频处理单元，连接于所述音频分配单元，所述全景扬声方法包括：

由所述音频处理单元获得声源的原始声场信息；

由所述音频处理单元控制所述音频分配单元将音频信号分配至至少一个所述扬声带，并驱动至少一个所述扬声带中的所述扬声器发声。

可选地，所述全景扬声系统还包括音频解码单元，连接于所述音频分配单元的前端，在控制所述音频分配单元将音频信号分配至至少一个所述扬声带之前，所述全景扬声方法还包括：

由所述音频解码单元对所述声源进行解码，进而获得所述解码后的所述音频信息。

可选地，所述全景扬声系统还包括音频功率放大器，设置于所述音频分配单元和所述扬声器之间，在驱动至少一个所述扬声带中的所述扬声器发声之前，还包括：

由所述音频功率放大器对所述音频分配单元输出的音频信号进行放大处理。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

用户区域的周围设置有多个扬声带，而每个扬声带中包括了带有独立功放的扬声器，那么，音频处理单元根据声源的原始声场信息来控制音频分配单元将解码后的音频分配给至少一个扬声带。至少一个扬声带从多个方向发声，多角度配合，如此，相比于现有技术仅驱动6个扬声器(例如5.1声道)或8个扬声器(例如7.1声道)的系统，本发明中全景扬声系统所形成的声场更加均匀，更加接近原始声场。进而，本发明中全景扬声系统可以为用户提供更加立体及真实的听觉体验。

附图说明

图1是本发明全景扬声系统于一实施例中的架构示意图。

图2是本发明扬声带的一设置方式示意图。

图3是本发明扬声带的另一设置方式示意图。

图4是本发明全景扬声方法于一实施例中的方法流程示意图。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。

现有技术中的全景扬声系统通常仅有6个扬声器或者8个扬声器。以5.1声道为例，其中5个扬声器分别设置在用户区域的左上方、右上方、左后方、右后方和正前方，另一个低音扬声器则设置在其他任意位置。由于每个扬声器之间空间距离较大，导致每个扬声器的衔接差，形成的声场不均匀。

为了解决背景技术中的技术问题，请参照图1，为本发明提供的全景扬声系统架构示意图，该全景扬声系统包括：

多个扬声带，设置在用户区域的周围。具体来讲，本发明实施例中的用户区域为用户使用全景扬声系统时最有可能所在的区域。例如客厅中央区域等，本发明不做具体限制。多个扬声带以任意位置、任意形状设置在用户区域的周围。例如每个扬声带均按矩形围绕用户区域周围；或者每个扬声带均按扇形设置在用户区域周围，进而多个扬声带最终形成一个或者多个环形扬声带包围用户区域周围；或如图2所示，其中两个扬声带分别以环形设置在用户区域周围，其他扬声带则结合围成一个矩形将用户区域包围；或如图3所示，所有扬声带均环形设置在用户区域周围等。在具体实现过程中，本发明所属领域的普通技术人员可以按照实际进行设置，本申请不做具体限制。

本发明实施例中的每个扬声带包括带有独立功放的多个扬声器101。换言之，扬声带中的每个扬声器101均能够独立通电断电，并且独立进行功放，独立调节音量。每个扬声带中包括的扬声器越多，扬声器之间声音的衔接就会越好，进而全景扬声系统形成的声场就越均匀。在具体实现过程中，本领域技术人员可以根据实际进行设置，本发明不做具体限制。通过实验得出，全景扬声系统中设置100个左右的扬声器101已经能够达到比较无缝衔接的效果了。

本发明中的全景扬声系统还包括音频分配单元102，连接于各个扬声带中的扬声器101。以及，音频处理单元103，连接于音频分配单元102，用于根据声源104的原始声场信息来控制音频分配单元102将音频信号分配至至少一个扬声带，并驱动至少一个扬声带中的扬声器101发声。

具体来讲，为了确定如何控制扬声带发声，音频处理单元103需要从声源104中获得原始声场信息。其中，原始声场信息为表征原始声场状态的参数，例如声源方位角、增益等。根据原始声场信息，音频处理单元103确定当前需要发声的至少一个扬声带。进一步，音频处理单元103控制音频分配单元102将音频信号分配给至少一个扬声带，然后由音频分配单元102驱动至少一个扬声带中的扬声器101发声。

由上述描述可以看出，由于每个扬声带中包括多个独立功放的扬声器，用户区域的周围又设置了多个扬声带，所以至少一个扬声带从多个方向发声，多角度配合，那么本发明实施例中的全景扬声系统所形成的声场就更加均匀，更加接近原始声场。进而，本发明中全景扬声系统可以为用户提供更加立体，并且真实的听觉体验。

接下来，请参考图2及图3，其中，图2为本发明扬声带的一设置方式示意图，图3为本发明扬声带的另一设置方式示意图。具体来讲，在本发明实施例中，多个扬声带具体设置在用户区域的前方、后方、左方和右方。其中，本发明实施例中的前方、后方、左方和右方具体为平行于大地的四个方向。为了方便说明，假设三维空间坐标系的X轴和Y轴相互垂直，且均平行于大地，Z轴则垂直于大地。将用户区域抽象为三维空间坐标系中的原点，那么具体就是将多个扬声带设置在X轴的正方向、X轴的负方向、Y轴的正方向和Y轴的负方向，进而就将多个扬声带设置在了用户区域的前方、后方、左方和右方。

另外，在具体实现过程中，设置在用户区域前方、后方、左方和右方的扬声带可以按任意形状设置。例如图2所示，用户区域前方、后方、左方和右方的扬声带均设置为条形，进而四个扬声带形成一矩形围绕在用户区域周围。或者，如图3所示，用户区域前方、后方、左方和右方的扬声带环形围绕在用户区域周围。当然，在具体实现过程中，本领域技术人员还可以根据实际按其他方式设置，本发明不做具体限制。

进一步，由于真实声场中声源可能从各个方向发声，所以为了使得全景扬声系统的声场更加接近原始声场，本发明实施例中的扬声带还设置在用户区域的上方和下方。沿用上文中的例子，除了在X轴的正方向、X轴的负方向、Y轴的正方向和Y轴的负方向上设置扬声带，在Z轴的正方向和Z轴的负方向上，也即用户区域的上方和下方也设置扬声带。

并且，在本发明实施例中，设置在用户区域上方的扬声带向下发声，而设置在用户区域下方的扬声带则向上发声。在具体实现过程中，通过调试将设置在用户区域上方的扬声器101的发声方向调整向下，以及将设置在用户区域下方的扬声器101的发声方向调整向上。

进一步，为了使得设置在用户区域上方和下方的扬声带中的扬声器101发声更衔接，设置在用户区域上方和下方的这两个扬声带均环形设置在用户区域周围(如图2和图3所示)。具体来讲，在用户区域的上方环形设置扬声带，以使用户区域位于该上方扬声带的内部；在用户区域的下方环形设置扬声带，以使用户区域位于该下方扬声带的内部。

更进一步，如图3所示，还可以将设置在用户区域前方、后方、左方和右方的扬声带也环形设置在用户区域周围，从而使得全景扬声系统形成的声场更加均匀。

请继续参考图1，在全景扬声系统包括多个扬声带、音频分配单元102和音频处理单元103的基础上，本发明实施例中的全景扬声系统还可以进一步包括音频解码单元105。具体来讲，音频解码单元105连接于音频分配单元102的前端，用于对声源进行解码，进而获得解码后的音频信息。

具体来讲，将声源104的原始音频输入音频解码单元105，进而音频解码单元105对原始音频进行解码，进而音频解码单元105将解码后获得的音频信息输出至音频分配单元102。音频分配单元102进一步在音频处理单元103的控制下分配音频信息。

结合上述实施例，本发明实施例中的全景扬声系统除了包括多个扬声带、音频分配单元102、音频处理单元103和音频解码单元105，还进一步包括音频功率放大器106，设置于音频分配单元102和扬声器101之间，用于对音频分配单元102输出的音频信号进行放大处理。

具体来讲，音频处理单元103对原始声场信息进行运算处理，然后控制音频分配单元102电路驱动相应的至少一个扬声带中音频功率放大器106功放工作，进而这些被驱动的音频功率放大器106就推动所连接的扬声器101发声。

在本发明实施例中，音频功率放大器106具体为数字音频功率放大器，也称D类放大器。数字音频放大器是一种将输入模拟音频信号或PCM(脉冲编码调制，Pulse-codemodulation)，变换成PWM(脉冲宽度调制，Pulse Width Modulation)或PDM(脉冲密度调制，pulse delta modulation)的脉冲信号，然后用PWM或PDM的脉冲信号去控制大功率开关器件通断的音频功率放大器，也称为开关放大器。具有效率高的突出优点。数字音频功率放大器也可看成是一个一比特的功率数模变换器。数字功率放大器由输入信号处理电路、开关信号形成电路、大功率开关电路(半桥式和全桥式)和低通滤波器(LC)等四部分组成。D类放大器或数字音频功率放大器，系利用极高频率的转换开关电路来放大音频信号的放大器。

需要说明的是，本领域技术人员可以理解，上述部分组件可以是可编程逻辑器件，包括：可编程阵列逻辑(Programmable Array Logic，PAL)、通用阵列逻辑(Generic ArrayLogic，GAL)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)、复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device，CPLD)中的一种或多种，本发明对此不做具体限制。

基于同一发明构思，请参考图4，图4为本发明全景扬声方法于一实施例中的方法流程示意图。本发明实施例中的全景扬声方法应用于上文所述的全景扬声系统，如图1所示，包括：设置在一用户区域周围的多个扬声带，其中，每个扬声带包括带有独立功放的多个扬声器101，音频分配单元102，连接于各个扬声带中的扬声器101，以及音频处理单元103，连接于所述音频分配单元102。由于上文已经对全景扬声系统进行了详细介绍，因此这里就不再重复赘述了。全景扬声方法包括如下步骤：

S401：由所述音频处理单元获得声源的原始声场信息；

S402：由所述音频处理单元控制所述音频分配单元将音频信号分配至至少一个所述扬声带，并驱动至少一个所述扬声带中的所述扬声器发声。

具体来讲，在S401中，音频处理单元103从声源104中获得原始声场信息，对原始声场信息进行运算处理，进而确定当前需要发声的至少一个扬声带，以及确定至少一个扬声带中需要发声的扬声器101。在S402中，根据S401中的结构，音频处理单元103就控制音频分配单元102分配音频信息，并执行相应的驱动。

为了说明本发明实施例如何形成更加均匀的声场，接下来，对多个扬声带的设置方式进行一介绍。请参考图2，为本发明扬声带的一设置方式示意图，以及图3，为本发明扬声带的另一设置方式示意图。具体来讲，在本发明实施例中，多个扬声带具体设置在用户区域的前方、后方、左方和右方。其中，本发明实施例中的前方、后方、左方和右方具体为平行于大地的四个方向。为了方便说明，假设三维空间坐标系的X轴和Y轴相互垂直，且均平行于大地，Z轴则垂直于大地。将用户区域抽象为三维空间坐标系中的原点，那么具体就是将多个扬声带设置在X轴的正方向、X轴的负方向、Y轴的正方向和Y轴的负方向，进而就将多个扬声带设置在了用户区域的前方、后方、左方和右方。

另外，在具体实现过程中，设置在用户区域前方、后方、左方和右方的扬声带可以按任意形状设置。例如图2所示，用户区域前方、后方、左方和右方的扬声带均设置为条形，进而四个扬声带形成一矩形围绕在用户区域周围。或者如图3所示，用户区域前方、后方、左方和右方的扬声带环形围绕在用户区域周围。当然，在具体实现过程中，本领域技术人员还可以根据实际按其他方式设置，本发明不做具体限制。

进一步，由于真实声场中声源可能从各个方向发声，所以为了使得全景扬声系统的声场更加接近原始声场，本发明实施例中的扬声带还设置在用户区域的上方和下方。沿用上文中的例子，除了在X轴的正方向、X轴的负方向、Y轴的正方向和Y轴的负方向上设置扬声带，在Z轴的正方向和Z轴的负方向上，也即用户区域的上方和下方也设置扬声带。

并且，在本发明实施例中，设置在用户区域上方的扬声带向下发声，而设置在用户区域下方的扬声带则向上发声。在具体实现过程中，通过调试将设置在用户区域上方的扬声器101的发声方向调整向下，以及将设置在用户区域下方的扬声器101的发声方向调整向上。

进一步，为了使得设置在用户区域上方和下方的扬声带中的扬声器101发声更衔接，设置在用户区域上方和下方的这两个扬声带均环形设置在用户区域周围(如图2和图3所示)。具体来讲，在用户区域的上方环形设置扬声带，以使用户区域位于该上方扬声带的内部；在用户区域的下方环形设置扬声带，以使用户区域位于该下方扬声带的内部。

更进一步，如图3所示，还可以将设置在用户区域前方、后方、左方和右方的扬声带也环形设置在用户区域周围，从而使得全景扬声系统形成的声场更加均匀。

进一步，全景扬声系统还包括音频解码单元105，连接于音频分配单元102的前端，在S402之前，全景扬声方法还包括：

由所述音频解码单元对所述声源进行解码，进而获得所述解码后的所述音频信息。

具体来讲，将声源104的原始音频输入音频解码单元105，进而音频解码单元105对原始音频进行解码，进而音频解码单元105将解码后获得的音频信息输出至音频分配单元102。音频分配单元102进一步在音频处理单元103的控制下分配音频信息。

更进一步，全景扬声系统中还包括音频功率放大器106，设置于音频分配单元102和扬声器101之间，在驱动至少一个扬声带中的扬声器101发声之前，全景扬声方法还包括：

由所述音频功率放大器对所述音频分配单元输出的音频信号进行放大处理。

具体来讲，音频处理单元103对原始声场信息进行运算处理，然后控制音频分配单元102电路驱动相应的至少一个扬声带中音频功率放大器106功放工作，进而这些被驱动的音频功率放大器106就推动所连接的扬声器101发声。

在本发明实施例中，音频功率放大器106具体为数字音频功率放大器，也称D类放大器。数字音频放大器是一种将输入模拟音频信号或PCM(脉冲编码调制，Pulse-codemodulation)，变换成PWM(脉冲宽度调制，Pulse Width Modulation)或PDM(脉冲密度调制，pulse delta modulation)的脉冲信号，然后用PWM或PDM的脉冲信号去控制大功率开关器件通断的音频功率放大器，也称为开关放大器。具有效率高的突出优点。数字音频功率放大器也可看成是一个一比特的功率数模变换器。数字功率放大器由输入信号处理电路、开关信号形成电路、大功率开关电路(半桥式和全桥式)和低通滤波器(LC)等四部分组成。D类放大器或数字音频功率放大器，系利用极高频率的转换开关电路来放大音频信号的放大器。

需要说明的是，通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明的部分或全部可借助软件并结合必需的通用硬件平台来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可包括其上存储有机器可执行指令的一个或多个机器可读介质，这些指令在由诸如计算机、计算机网络或其他电子设备等一个或多个机器执行时可使得该一个或多个机器根据本发明的实施例来执行操作。机器可读介质可包括，但不限于，软盘、光盘、CD-ROM(紧致盘-只读存储器)、磁光盘、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、EPROM(可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、磁卡或光卡、闪存、或适于存储机器可执行指令的其他类型的介质/机器可读介质。

本发明可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等。

本发明可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

用户区域的周围设置有多个扬声带，而每个扬声带中包括了带有独立功放的扬声器，那么，音频处理单元根据声源的原始声场信息来控制音频分配单元将解码后的音频分配给至少一个扬声带。至少一个扬声带从多个方向发声，多角度配合，如此，相比于现有技术仅驱动6个扬声器(例如5.1声道)或8个扬声器(例如7.1声道)的系统，本发明中全景扬声系统所形成的声场更加均匀，更加接近原始声场。进而，本发明中全景扬声系统可以为用户提供更加立体及真实的听觉体验。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种全景扬声系统，其特征在于，包括：

设置在一用户区域周围的多个扬声带，其中，每个扬声带包括带有独立功放的多个扬声器；

音频分配单元，连接于各个所述扬声带中的扬声器；以及

音频处理单元，连接于所述音频分配单元，用于根据声源的原始声场信息来控制所述音频分配单元将音频信号分配至至少一个所述扬声带，并驱动至少一个所述扬声带中的所述扬声器发声。

2.根据权利要求1所述的全景扬声系统，其特征在于，多个所述扬声带设置在所述用户区域的前方、后方、左方和右方。

3.根据权利要求1或2所述的全景扬声系统，其特征在于，所述多个扬声带还设置在所述用户区域的上方和下方，其中，设置在所述用户区域上方的扬声带向下方发声，设置在所述用户区域下方的扬声带向上方发声。

4.根据权利要求3所述的全景扬声系统，其特征在于，设置在所述用户区域上方和下方的扬声带环形设置在所述用户区域周围。

5.根据权利要求2或4所述的全景扬声系统，其特征在于，设置在所述用户区域前方、后方、左方和右方的扬声带环形设置在所述用户区域周围。

6.根据权利要求1所述的全景扬声系统，其特征在于，所述全景扬声系统还包括：

音频解码单元，连接于所述音频分配单元的前端，用于对所述声源进行解码，进而获得所述解码后的所述音频信息。

7.根据权利要求6所述的全景扬声系统，其特征在于，所述全景扬声系统还包括音频功率放大器，设置于所述音频分配单元和所述扬声器之间，用于对所述音频分配单元输出的音频信号进行放大处理。

8.一种全景扬声方法，应用于一全景扬声系统，所述全景扬声系统包括设置在一用户区域周围的多个扬声带，其中，每个扬声带包括带有独立功放的多个扬声器，音频分配单元，连接于各个所述扬声带中的扬声器，以及音频处理单元，连接于所述音频分配单元，其特征在于，所述全景扬声方法包括：

由所述音频处理单元获得声源的原始声场信息；

由所述音频处理单元控制所述音频分配单元将音频信号分配至至少一个所述扬声带，并驱动至少一个所述扬声带中的所述扬声器发声。

9.根据权利要求8所述的全景扬声方法，其特征在于，所述全景扬声系统还包括音频解码单元，连接于所述音频分配单元的前端，在控制所述音频分配单元将音频信号分配至至少一个所述扬声带之前，所述全景扬声方法还包括：

由所述音频解码单元对所述声源进行解码，进而获得所述解码后的所述音频信息。

10.根据权利要求9所述的全景扬声方法，其特征在于，所述全景扬声系统还包括音频功率放大器，设置于所述音频分配单元和所述扬声器之间，在驱动至少一个所述扬声带中的所述扬声器发声之前，还包括：

由所述音频功率放大器对所述音频分配单元输出的音频信号进行放大处理。