CN106354472A - 一种用于虚拟现实环境中声音的控制方法及其系统 - Google Patents

Abstract

一种用于虚拟现实环境中声音的控制方法及其系统，其特征在于：包括MCU中央处理单元、无线通讯模块、电源模块、音频放大电路模块、音频输出模块，MCU中央处理单元分别与无线通讯模块、电源模块、音频放大电路模块连接，音频放大电路模块与音频输出模块连接，本发明通过MCU中央处理单元获取的虚拟现实环境中音频信息、用户在虚拟现实环境中移动的位置信息、虚拟现实环境中声源位置信息以及用户移动的位置方向信息，从而确定用户与各个虚拟声源的距离，根据声音的大小与距声源的距离的关系，从而得到各个声源的音频功率放大倍数，MCU中央处理单元通过控制音频放大电路模块实现对各个声源的音频放大，真实的模拟出用户在现实相同环境的听觉体验。

Description

一种用于虚拟现实环境中声音的控制方法及其系统

技术领域

本发明涉及一种虚拟现实技术领域，尤其是一种用于虚拟现实环境中声音的控制方法及其系统。

背景技术

由于虚拟现实技术其逼真的内容展示形式，很多热门行业，例如游戏、电影等公司纷纷大力开发虚拟现实装置。头戴式虚拟显示装置利用佩戴在头部的显示器将人对外界的视觉、听觉封闭，引导用户产生一种身临其境的感觉。随着虚拟现实技术的不断进步，可穿戴式虚拟现实装置的设计也越来越向着高性能、高便捷的方向发展，

现有虚拟环境下的音量调节是通过遥控手柄，指向虚拟现实环境下的音量调节按钮，通过连续按动遥控手柄上的按键实现音量调节，需要手动操作才能实现调节音量，且调节好后是固定的音量，导致用户接收到的声音无差异，无法反映出虚拟现实环境下的声音效果。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于虚拟现实环境中声音的控制方法及其系统。

本发明的技术方案为：一种用于虚拟现实环境中声音的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、通过采集终端实时采集虚拟现实环境中的声源的音频信息、声源位置信息、用户位置信息；

2)、通过声源位置信息与用户位置信息得到用户与声源的距离R；

3)、根据声能耗散系数β与声源的声波频率f的平方成正比例，得到声能耗散系数β，其表达式为：β＝k₁f²，其中，k₁为比例系数；

4)、根据用户与声源的距离R与声能耗散系数β，得到声音在空气中传播的衰减系数k₂，其计算式为：其中，b为用户位置处的声音分贝强度，B₀为声源处的声音分贝强度；

5)、根据声音在空气中传播的衰减系数k₂，得到音频放大系数η，其计算式为：η＝kk₂，其中，k为比例系数；

6)、根据用户位置信息与声源位置信息，得到用户位置与声源位置的夹角θ，并且以声源位置为坐标原点，得到用户听到的声音大小变化φ(θ)，其表达式为：

7)、通过音频放大系数η，得到声源的音频功率放大系数δ，其表达式为：

δ＝ηφ(θ)。

上述方案中，步骤1)中，所述的音频信息包括声源的声波频率f、用户位置处的声音分贝强度b、声源处的声音分贝强度B₀。

上述方案中，步骤1)中，所述用户位置信息为用户的实时位置坐标。

一种用于虚拟现实环境中声音的控制系统，其特征在于：包括

采集终端，用于实时采集获取声源的音频信息、声源位置信息、用户位置信息；

MCU中央处理单元，用于获取和处理采集终端采集声源的音频信息、声源位置信息、用户位置信息；

无线通讯模块，用于与采集终端连接，实时将采集终端采集的声源的音频信息、声源位置信息、用户位置信息传输至MCU中央处理单元；

电源模块，用于给MCU中央处理单元供电；

音频放大电路模块，用于将声源的音频信号按照音频功率放大系数δ进行放大；

音频输出模块，用于将放大后的音频信号输出；

所述MCU中央处理单元分别与无线通讯模块、电源模块、音频放大电路模块连接，所述无线通讯模块与采集终端连接，所述音频放大电路模块与音频输出模块连接。

本发明的有益效果为：通过MCU中央处理单元获取的音频信息、用户位置信息、音频位置信息以及用户移动的位置信息，从而确定用户与各个声源的距离，根据声音的大小与距声源的距离的关系，从而得到各个声源的音频功率放大倍数，MCU中央处理单元通过控制音频放大电路模块实现对各个声源的音频放大，并通过音频输出模块输出，从而实现声源音量的只能控制调节，进一步提高了虚拟声源的真实性和用户的体验效果。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为本发明的结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，一种用于虚拟现实环境中声音的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、通过采集终端实时采集虚拟现实环境中的声源的音频信息、声源位置信息、用户位置信息；

2)、通过声源位置信息与用户位置信息得到用户与声源的距离R；

3)、根据声能耗散系数β与声源的声波频率f的平方成正比例，得到声能耗散系数β，其表达式为：β＝k₁f²，其中，k₁为比例系数；

4)、根据用户与声源的距离R与声能耗散系数β，得到声音在空气中传播的衰减系数k₂，其计算式为：其中，b为用户位置处的声音分贝强度，B₀为声源处的声音分贝强度；

5)、根据声音在空气中传播的衰减系数k₂，得到音频放大系数η，其计算式为：η＝kk₂，其中，k为比例系数；

6)、根据用户位置信息与声源位置信息，得到用户位置与声源位置的夹角θ，并且以声源位置为坐标原点，得到用户听到的声音大小变化φ(θ)，其表达式为：

7)、通过音频放大系数η，得到声源的音频功率放大系数δ，其表达式为：δ＝ηφ(θ)。

上述方案中，步骤1)中，所述的音频信息包括声源的声波频率f、用户听到的声音分贝强度b、声源处的声音分贝强度B₀。

上述方案中，步骤1)中，所述用户位置信息为用户的实时位置坐标。

如图2所示，一种用于虚拟现实环境中声音的控制系统，其特征在于：包括

采集终端，用于实时采集获取声源的音频信息、声源位置信息、用户位置信息；

MCU中央处理单元，用于获取和处理采集终端采集声源的音频信息、声源位置信息、用户位置信息；

无线通讯模块，用于与采集终端连接，实时将采集终端采集的声源的音频信息、声源位置信息、用户位置信息传输至MCU中央处理单元；

电源模块，用于给MCU中央处理单元供电；

音频放大电路模块，用于将声源的音频信号按照音频功率放大系数δ进行放大；

音频输出模块，用于将放大后的音频信号输出；

所述MCU中央处理单元分别与无线通讯模块、电源模块、音频放大电路模块连接，所述无线通讯模块与采集终端连接，所述音频放大电路模块与音频输出模块连接。

上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (3)

1.一种用于虚拟现实环境中声音的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、通过采集终端实时采集虚拟现实环境中的声源的音频信息、声源位置信息、用户位置信息；

2)、通过声源位置信息与用户位置信息得到用户与声源的距离R；

3)、根据声能耗散系数β与声源的声波频率f的平方成正比例，得到声能耗散系数β，其表达式为：β＝k₁f²，其中，k₁为比例系数；

4)、根据用户与声源的距离R与声能耗散系数β，得到声音在空气中传播的衰减系数k₂，其计算式为：其中，b为用户位置处的声音分贝强度，B₀为声源处的声音分贝强度；

5)、根据声音在空气中传播的衰减系数k₂，得到音频放大系数η，其计算式为：η＝kk₂，其中，k为比例系数；

6)、根据用户位置信息与声源位置信息，得到用户位置与声源位置的夹角θ，并且以声源位置为坐标原点，得到用户听到的声音大小变化φ(θ)，其表达式为：

7)、通过音频放大系数η，得到声源的音频功率放大系数δ，其表达式为：δ＝ηφ(θ)。

2.根据权利要求1所述的一种用于虚拟现实环境中声音的控制方法，其特征在于：所述的音频信息包括声源的声波频率f、用户位置处的声音分贝强度b、声源处的声音分贝强度B₀。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的一种用于虚拟现实环境中声音的控制系统，其特征在于：包括

采集终端，用于实时采集获取声源的音频信息、声源位置信息、用户位置信息；

MCU中央处理单元，用于获取和处理采集终端采集声源的音频信息、声源位置信息、用户位置信息；

无线通讯模块，用于与采集终端连接，实时将采集终端采集的声源的音频信息、声源位置信息、用户位置信息传输至MCU中央处理单元；

电源模块，用于给MCU中央处理单元供电；

音频放大电路模块，用于将声源的音频信号按照音频功率放大系数δ进行放大；

音频输出模块，用于将放大后的音频信号输出；

所述MCU中央处理单元分别与无线通讯模块、电源模块、音频放大电路模块连接，所述无线通讯模块与采集终端连接，所述音频放大电路模块与音频输出模块连接。