CN106713793A - 一种声音播放控制方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种声音播放装置，包括分别安装于所述声音播放装置的左右两端的左声道扬声器和右声道扬声器；所述左声道扬声器和右声道扬声器的横向中间位置安装有图像拍摄单元，图像拍摄单元与数据运算存储单元相连接，还包括音频处理单元，分别与所述左声道扬声器、右声道扬声器和数据运算处理单元相连接。本发明还公开了一种声音播放控制方法。本发明公开的一种声音播放控制方法及其装置，其可以根据与用户之间的距离，自动调整扬声器播放时的声音音量，可以节约用户宝贵的时间，给用户的日常工作和生活带来便利，有利于显著增强用户的生活品质，具有重大的生产实践意义。

Description

一种声音播放控制方法及其装置

技术领域

本发明涉及电器技术领域，特别是涉及一种声音播放控制方法及其装置。

背景技术

近年来，随着科技日新月异的进步，数字电子产品越来越丰富人们的生活，电视机作为家用电子设备在人们日常生活中越来越普及，已经成为人们生活娱乐不可缺少的组成部分。人们的生活水平逐渐提高，对电视机能提供的功能也越来越注重，在追求大屏幕、高清晰度电视的同时，对电视音质及立体声效果上也不断提出要求。在这样的背景下，电视机产品上声音菜单的功能越来越强大，配有各种音效设置以及均衡器调节，以满足人们的视听需求。

然而，目前大多数电视机在左右声道的平衡调节方面，都是凭借用户自身的听觉技巧来判断声道是否平衡，而且还必须用户通过手动调整的方法在电视机的声道均衡器中来进行调节。显而易见，用户人工调节的方法不仅费时费力，而且受限制于用户自身的听觉能力，甚至有很多用户由于缺乏经验都无法很好的进行声道平衡的调节，因此导致用户无法收听到电视机播放的良好的立体声效果。

另外，目前电视机的扬声器大多安装在左右两边，如果用户所在位置发生了随机性变动，将不可避免地会导致用户接收到电视机左右声道的声音发生变化，导致收听到的立体声效果受损，尤其是大尺寸电视的左右声道扬声器距离较远，更加降低了用户的听觉体验。

因此，目前迫切需要开发出一种技术，其可以根据电视机等声音播放装置与用户之间的距离，自动调整扬声器播放时的声音音量，可以节约用户宝贵的时间，给用户的日常工作和生活带来便利，增强用户的生活品质。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种声音播放控制方法及其装置，其可以根据与用户之间的距离，自动调整扬声器播放时的声音音量，可以节约用户宝贵的时间，给用户的日常工作和生活带来便利，有利于显著增强用户的生活品质，具有重大的生产实践意义。

为此，本发明提供了一种声音播放控制方法，用于控制声音播放装置所播放的声音音量，所述声音播放装置左右两端分别安装有左声道扬声器和右声道扬声器，该方法包括以下步骤：

步骤A)：实时跟踪位于声音播放装置前方的当前用户的位置，当用户的位置保持不变的时间大于或者等于预设时间时，将当前用户的位置坐标与预设用户初始化位置坐标进行比较，如果位于预设用户初始化位置坐标的左边，则判断当前用户位于所述声音播放装置的左侧，反之，如果位于预设用户初始化位置坐标的右边，则判断当前用户位于所述声音播放装置的右侧；

步骤B)：根据当前用户的位置坐标，计算当前用户与所述左声道扬声器和右声道扬声器之间的距离Sl和Sr；

步骤C)：获取当前用户位于所述声音播放装置的左侧或者右侧时，所述左声道和右声道扬声器的初始化音量的增益补偿值或者衰减值，并对应调整所述左声道和右声道扬声器的初始化音量并进行播放。

其中，通过图像拍摄单元实时跟踪位于声音播放装置前方的当前用户的位置；

所述图像拍摄单元安装于左声道扬声器和右声道扬声器的横向中间位置。

其中，所述步骤B)具体包括以下步骤：

步骤B1)：根据当前用户的位置坐标，获得当前用户与声音播放装置所在平面的夹角A；

步骤B2)：检测获得声音播放装置与当前用户之间的距离a，同时根据当前用户与声音播放装置所在平面的夹角A以及所述图像拍摄单元与所述左声道扬声器、右声道扬声器之间的距离b，分别计算获得当前用户与所述左声道扬声器和右声道扬声器之间的距离Sl和Sr。

其中，所述步骤B1)具体为：

根据图像拍摄单元自身的可视角度α，将声音播放装置前方的可视平面进行预设n等分；

图像拍摄单元检测用户的位置位于可视平面n等分的具体占有份数n’，则当前用户偏离用户初始化位置与图像拍摄单元之间连线的角度β＝α*n’/n，最终获得当前用户与声音播放装置所在平面的夹角A＝90-β。

其中，所述步骤B1)具体为：

当所述图像拍摄单元为可旋转的图像拍摄单元时，图像拍摄单元识别用户当前位置后所旋转的角度即为当前用户偏离用户初始化位置与图像拍摄单元之间连线的角度β，最终得到当前用户与声音播放装置所在平面的夹角A＝90-β。

其中，所述步骤C)具体包括：

步骤C1)：预先拍摄用户的图像并存储预设用户初始化位置坐标，以及检测获得声音播放装置与用户之间的距离a'，并存储所述左声道扬声器和右声道扬声器此时具有的初始化音量；

步骤C2)：预先存储所述图像拍摄单元与所述左声道扬声器和右声道扬声器之间的距离b，同时根据所述声音播放装置与用户之间的距离a'，计算获得用户位于声音播放装置正前方时，所述左声道扬声器和右声道扬声器与用户之间的初始化距离c；

步骤C3)：根据所述距离Sl和Sr以及当前用户的位置判断结果，以及所述初始化距离c，运用声音在空气中声压级与距离之间的损耗关系公式，获取当前用户位于所述声音播放装置的左侧或者右侧时，所述左声道和右声道扬声器的初始化音量的增益补偿值或者衰减值，并对应调整所述左声道和右声道扬声器的初始化音量并进行播放。

其中，所述步骤C3)包括以下子步骤：

步骤C31)：当前用户位于所述声音播放装置的左侧时，将当前用户与所述左声道扬声器之间的距离Sl和所述初始化距离c进行比较，如果c小于或者等于Sl，根据声音在空气中声压级与距离之间的损耗关系公式，计算所述左声道扬声器和右声道扬声器的初始化音量的增益补偿值，然后进入步骤C32)，如果c大于Sl，则进入步骤C33)；

步骤C32)：对应增大左声道和右声道扬声器的初始化音量并进行播放；

步骤C33)：继续将当前用户与所述右声道扬声器之间的距离Sr和所述初始化距离c进行比较，如果c小于或者等于Sr，根据声音在空气中声压级与距离之间的损耗关系公式，计算所述左声道扬声器初始化音量的衰减值和右扬声器初始化音量的增益补偿值，执行步骤C34)，如果c大于Sr，计算所述左声道和右声道扬声器初始化音量的衰减值，然后执行步骤C35)；

步骤C34)：对应减少左声道和增大右声道扬声器的初始化音量并进行播放；

步骤C35)：对应减少左声道和右声道扬声器的初始化音量并进行播放。

其中，在所述步骤C31)中，所述左声道扬声器的音量补偿值等于20log(Sl/c)，所述右声道扬声器的音量补偿值等于20log(Sr/c)；

在所述步骤C34)中，所述左声道扬声器的音量衰减值等于20log(c/Sl)；所述右声道扬声器的音量补偿值等于20log(Sr/c)；

在步骤C35)中，所述左声道扬声器的音量衰减值等于20log(c/Sl)，所述右声道扬声器的音量衰减值等于20log(c/Sr)。

此外，本发明还提供了一种声音播放装置，包括：

左声道扬声器和右声道扬声器，分别安装于所述声音播放装置的左右两端；

所述左声道扬声器和右声道扬声器的横向中间位置安装有图像拍摄单元；

图像拍摄单元，用于实时跟踪位于声音播放装置前方的当前用户的位置，当用户的位置保持不变的时间大于或者等于预设时间时，将当前用户的位置坐标发送给数据运算存储单元；

数据运算存储单元，与图像拍摄单元相连接，用于在接收到图像拍摄单元发来的当前用户的位置坐标后，根据当前用户的位置坐标，计算当前用户与所述左声道扬声器和右声道扬声器之间的距离Sl和Sr，以及将当前用户的位置坐标与预设用户初始化位置坐标进行比较，如果位于预设用户初始化位置坐标的左边，则判断当前用户位于所述声音播放装置的左侧，反之，如果位于预设用户初始化位置坐标的右边，则判断当前用户位于所述声音播放装置的右侧，并将所述距离Sl和Sr以及判断结果发送给音频处理单元；

音频处理单元，分别与所述左声道扬声器、右声道扬声器和数据运算处理单元相连接，用于根据所述数据运算处理单元发来的所述距离Sl和Sr以及判断结果，获取当前用户位于所述声音播放装置的左侧或者右侧时，所述左声道和右声道扬声器的初始化音量的增益补偿值或者衰减值，并对应调整所述左声道和右声道扬声器的初始化音量并进行播放。

其中，所述图像拍摄单元为带有红外测距传感器的红外摄像头；

所述图像拍摄单元安装于左声道扬声器和右声道扬声器的横向中间位置。

其中，所述数据运算存储单元包括以下模块：

第一数据运算存储模块，与图像拍摄单元相连接，用于根据当前用户的位置坐标，获得当前用户与声音播放装置所在平面的夹角A；

第二数据运算存储模块，与所述第一数据运算单元相连接，用于检测获得声音播放装置与当前用户之间的距离a，同时根据当前用户与声音播放装置所在平面的夹角A以及所述图像拍摄单元与所述左声道扬声器、右声道扬声器之间的距离b，分别计算获得当前用户与所述左声道扬声器和右声道扬声器之间的距离Sl和Sr。

其中，所述第一数据运算存储模块包括以下模块：

角度等分子模块，用于根据图像拍摄单元自身的可视角度α，将声音播放装置前方的可视平面进行预设n等分；

夹角计算子模块，与角度等分子模块相连接，用于根据图像拍摄单元检测的用户的位置位于可视平面n等分的具体占有份数n’，计算当前用户偏离用户初始化位置与图像拍摄单元之间连线的角度β＝α*n’/n，并最终计算获得当前用户与声音播放装置所在平面的夹角A＝90-β。

其中，所述图像拍摄单元为可旋转的图像拍摄单元时，第一数据运算存储模块用于将所述图像拍摄单元识别用户当前位置后所旋转的角度作为当前用户偏离预设用户初始化位置坐标与图像拍摄单元之间连线的角度β，计算获得所述当前用户与声音播放装置所在平面的夹角A＝90-β。

其中，所述音频处理单元包括以下模块：

第一音频处理模块，用于预先存储所述图像拍摄单元预先拍摄用户的图像以及存储预设用户初始化位置坐标，以及预先存储所述图像拍摄单元检测获得的声音播放装置与用户之间的距离a'(即为此时图像拍摄单元自身与用户之间的距离)，并存储所述左声道扬声器和右声道扬声器具有的初始化音量；

第二音频处理模块，与第一音频处理模块相连接，用于预先存储所述图像拍摄单元与所述左声道扬声器和右声道扬声器之间的距离b，同时根据所述声音播放装置与用户之间的距离a'，计算获得用户位于声音播放装置正前方时，所述左声道扬声器和右声道扬声器与用户之间的初始化距离c；

第三音频处理模块，分别与所述第二音频处理模块、左声道扬声器、右声道扬声器和数据运算处理单元相连接，用于根据所述数据运算处理单元发来的所述距离Sl和Sr以及当前用户的位置判断结果，以及所述第二音频处理模块发来的初始化距离c，运用声音在空气中声压级与距离之间的损耗关系公式，获取当前用户位于所述声音播放装置的左侧或者右侧时，所述左声道和右声道扬声器的初始化音量的增益补偿值或者衰减值，并根据所述第一音频处理模块所存储的左声道扬声器和右声道扬声器具有的初始化音量，对应调整所述左声道和右声道扬声器的音量并进行播放。

其中，所述第三音频处理模块中包括第一距离比较子模块和第二距离比较子模块、音量调整播放子模块，其中：

第一距离比较子模块，用于在当前用户位于所述声音播放装置的左侧时，将当前用户与所述左声道扬声器之间的距离Sl和所述初始化距离c进行比较，如果c小于或者等于Sl，根据声音在空气中声压级与距离之间的损耗关系公式，计算所述左声道扬声器和右声道扬声器的初始化音量的增益补偿值，然后触发运行所述音量调整播放子模块，如果c大于Sl，则触发运行第二距离比较子模块；

音量调整播放子模块，分别与第一比较子模块和第二比较子模块相连接，用于根据第一距离比较子模块或者第二距离模块发来的所述左声道扬声器和右声道扬声器的初始化音量的增益补偿值或者衰减值，对应增大或者减少左声道和右声道扬声器的初始化音量并进行播放；

第二距离比较子模块，用于将当前用户与所述右声道扬声器之间的距离Sr和所述初始化距离c进行比较，如果c小于或者等于Sr，根据声音在空气中声压级与距离之间的损耗关系公式，计算所述左声道扬声器初始化音量的衰减值和右扬声器初始化音量的增益补偿值，触发运行所述音量调整播放子模块，如果c大于Sr，根据声音在空气中声压级与距离之间的损耗关系公式，计算所述左声道和右声道扬声器初始化音量的衰减值，然后触发运行所述音量调整播放子模块。

由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种声音播放控制方法及其装置，其可以根据与用户之间的距离，自动调整扬声器播放时的声音音量，可以节约用户宝贵的时间，给用户的日常工作和生活带来便利，有利于显著增强用户的生活品质，具有重大的生产实践意义。

附图说明

图1为本发明提供的一种声音播放控制方法的流程图；

图2为在本发明提供的中一种声音播放控制方法，所述声音播放装置和用户所在位置关系的示意图一；

图3为在本发明提供的中一种声音播放控制方法，所述声音播放装置和用户所在位置关系的示意图二；

图4为在本发明提供的中一种声音播放控制方法，所述声音播放装置和用户所在位置关系的示意图三；

图5为本发明提供的一种声音播放装置的结构示意图；

图6为本发明提供的一种声音播放控制方法及其装置中，当前用户与声音播放装置所在平面的夹角A的计算示意简图；

图中，10为用户，100为声音播放装置，200为左声道扬声器，300为右声道扬声器，400为图像拍摄单元。

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，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参见图1至图4，本发明提供了一种声音播放控制方法，用于控制声音播放装置100所播放的声音音量，所述声音播放装置100左右两端分别安装有左声道扬声器200和右声道扬声器300，所述左声道扬声器200和右声道扬声器300的横向中间位置安装有图像拍摄单元400，该方法具体包括以下步骤：

步骤S101：实时跟踪位于声音播放装置前方的当前用户10的位置，当用户的位置保持不变的时间大于或者等于预设时间时，将当前用户的位置坐标与预设用户初始化位置坐标进行比较，如果位于预设用户初始化位置坐标的左边，则判断当前用户位于所述声音播放装置的左侧(说明距离左声道较近，距离右声道较远)，反之，如果位于预设用户初始化位置坐标的右边，则判断当前用户位于所述声音播放装置的右侧(说明距离右声道较近，距离左声道较远)；

在本发明中，所述声音播放装置可以为任意一种可以输出声音的装置，例如可以为笔记本电脑、电视机等设备。

在本发明中，当用户10位于声音播放装置的正前方位置时，定义该位置为预设用户初始化位置。

在本发明中，所述预设时间根据用户的需要进行预先任意设定，例如可以预先设定为10秒，当然，还可以为其他预设的时间数值，例如为5秒。

步骤S102：根据当前用户的位置坐标，计算获得当前用户与所述左声道扬声器和右声道扬声器之间的距离Sl和Sr。

在本发明中，所述步骤S102具体包括以下步骤：

步骤S1021：根据当前用户的位置坐标，获得当前用户与声音播放装置所在平面的夹角A；

步骤S1022：检测获得声音播放装置与当前用户之间的距离a，同时根据当前用户与声音播放装置所在平面的夹角A以及所述图像拍摄单元与所述左声道扬声器、右声道扬声器之间的距离b，分别计算获得当前用户与所述左声道扬声器和右声道扬声器之间的距离Sl和Sr。

在本发明中，所述步骤S1021具体包括以下步骤：

根据图像拍摄单元自身的可视角度α，将声音播放装置前方的可视平面进行预设n等分；

图像拍摄单元检测用户的位置位于可视平面n等分的具体占有份数n’，则当前用户偏离用户初始化位置与图像拍摄单元之间连线的角度β＝α*n’/n，最终获得当前用户与声音播放装置所在平面的夹角A＝90-β。

需要说明的是，参见图6，具体实现上，根据图像拍摄单元(如摄像头)自身的可视角度α(由摄像头等图像拍摄单元的参数已知)，将声音播放装置前方的可视平面进行n等分(系统预设，n为大于1的整数)，摄像头可检测用户10的位置位于可视平面n等分的具体占有份数n’，则用户偏移中心位置(即用户10初始化位置与图像拍摄单元400之间连线)的角度β＝α*n’/n，从而用户与声音播放装置(如电视机)所在平面夹角为A＝90-β，最终获得当前用户与声音播放装置所在平面的夹角A。

例如，如果摄像头的可视角度为50度，n为10，n’为4，则β＝50*4/10＝20，A＝90-20＝70度。n越大角度越精确，同时摄像头可视角度与电视的可视角度越接近，声音调整范围更大。

此外，所述当前用户与声音播放装置所在平面的夹角A也可以通过第二种方法计算，所述步骤S1021具体为：当所述图像拍摄单元为可旋转的图像拍摄单元时，图像拍摄单元识别用户当前位置后所旋转的角度即为当前用户偏离用户初始化位置与图像拍摄单元之间连线的角度β，最终得到当前用户与声音播放装置所在平面的夹角A＝90-β。

需要说明电视，对于本发明，可采用可旋转的图像拍摄单元(如摄像头)，图像拍摄单元(如摄像头)识别用户当前位置后所旋转的角度即为用户偏离中心(即用户10初始化位置与图像拍摄单元400之间连线)的角度β，从而可以得到当前用户与声音播放装置(如电视机)所在平面的夹角A＝90-β。

在本发明中，需要说明的是，关于当前用户与所述左声道扬声器和右声道扬声器之间的距离Sl和Sr，计算公式如下：

Sl＝(a^2+b^2-2abcosA)^1/2；

Sr＝(a^2+b^2-2abcos(π-A)＝a^2+b^2+2abcosA)^1/2。

步骤S103：获取当前用户位于所述声音播放装置的左侧或者右侧时，所述左声道和右声道扬声器的初始化音量的增益补偿值或者衰减值，并对应调整所述左声道和右声道扬声器的初始化音量并进行播放，使得所述左声道和右声道扬声器发出的声音到达当前用户时的音量增益相同，实现立体声收听效果。

对于声音在空气中声压级与距离之间的损耗关系公式，需要说明的是，距离声源的M、N两个位置的声压级差值公式为：

L1-L2＝20Lg(r2/r1)；

其中，L1为M点声压级(dB)，L2为N点声压级(dB)，r1为M点距离声源距离，r2为N点距离声源距离。

对于本发明，采用该公式的引申变形，左右声道作为相同的点声源，人分别相对与左声道的距离为r1，与右声道距离r2，相对与左声道的声压级L1，右声道声压级L2。

对于上述声压级差值公式，需要说明的是，其有关公式推导原理为：声音是含有能量的，点声源发声,向四周匀速扩散，比如在0时刻发出的能量，在t时刻时会在以点声源为中心的球面上均匀分布。所以，同一时刻从点声源发出的能量会遵循如下规律：ρ*4πR^2＝C,是只与声源有关的常数,其中ρ为能量在半径为R的球面上均匀分布的面密度(随R增大而减小)。其中，分贝的定义是被测点的能量密度与能量密度标准值ρ'(这是个常数)的比值的对数×10,即分贝X＝10*log(ρ/ρ').所以，比如M、N两点距声源的距离分别为Ra、Rb，则M、N点处的分贝数分别为Xa＝10*log(ρa/ρ')＝10log(C/4πRa^2ρ')和Xb＝10*log(ρb/ρ')＝10log(C/4πRb^2ρ'),将C＝ρa*4πRa^2代入到Xb,得Xb＝10log(ρa*4πRa^2/4πRb^2ρ')＝10log[(ρa/ρ')*(Ra^2/Rb^2)]＝10log(ρa/ρ')+20log(Ra/Rb)＝Xa+20log(Ra/Rb)，后者就是列出的衰减值公式,如果Ra＜Rb,该值就是负的。

对于本发明，具体实现上，所述步骤S103具体包括以下子步骤：

步骤S1031)：预先拍摄用户的图像并存储预设用户初始化位置坐标，以及检测获得声音播放装置与用户之间的距离a'，并存储所述左声道扬声器和右声道扬声器此时具有的初始化音量；

步骤S1032)：预先存储所述图像拍摄单元与所述左声道扬声器和右声道扬声器之间的距离b，同时根据所述声音播放装置与用户之间的距离a'，计算获得用户位于声音播放装置正前方时，所述左声道扬声器和右声道扬声器与用户之间的初始化距离c；

步骤S1033)：根据所述距离Sl和Sr以及当前用户的位置判断结果，以及所述初始化距离c，运用声音在空气中声压级与距离之间的损耗关系公式，获取当前用户位于所述声音播放装置的左侧或者右侧时，所述左声道和右声道扬声器的初始化音量的增益补偿值或者衰减值，并对应调整所述左声道和右声道扬声器的初始化音量并进行播放。

对于本发明，具体实现上，可以在电视机等声音播放装置具有的菜单中增加自动声道平衡功能选项，触发执行步骤S1031，开始初始化音量操作。

对于本发明，需要说明的是，所述左声道扬声器和右声道扬声器与用户之间的初始化距离c的计算公式为：c＝(a'^2+b^2)^1/2。

对于本发明，具体实现上，所述步骤S1033具体包括以下子步骤：

步骤S10331：当前用户位于所述声音播放装置的左侧时，将当前用户与所述左声道扬声器之间的距离Sl和所述初始化距离c进行比较，如果c小于或者等于Sl，根据声音在空气中声压级与距离之间的损耗关系公式，计算所述左声道扬声器和右声道扬声器的初始化音量的增益补偿值，然后进入步骤S10332，如果c大于Sl，则进入步骤S10333；

步骤S10332：对应增大左声道和右声道扬声器的初始化音量并进行播放；

需要说明的是，当用户10位于所述声音播放装置的左侧时，用户远离右声道扬声器，这时当前用户与所述右声道扬声器之间的距离Sr必须大于Sl，因此，参见图2，如果c小于或者等于Sl，无需再将初始化距离c和当前用户与所述右声道扬声器之间的距离Sr进行比较。

在步骤S10331中，具体实现上，根据声音在空气中声压级与距离之间的损耗关系公式，所述左声道扬声器的音量补偿值等于20log(Sl/c)，右声道扬声器的音量补偿值等于20log(Sr/c)。

步骤S10333：继续将当前用户与所述右声道扬声器之间的距离Sr和所述初始化距离c进行比较，如果c小于或者等于Sr，根据声音在空气中声压级与距离之间的损耗关系公式，计算所述左声道扬声器初始化音量的衰减值和右扬声器初始化音量的增益补偿值，执行步骤S10334，如果c大于Sr，根据声音在空气中声压级与距离之间的损耗关系公式，计算所述左声道和右声道扬声器初始化音量的衰减值，然后执行步骤S10335；

步骤S10334：对应减少左声道和增大右声道扬声器的初始化音量并进行播放；因为c小于或者等于Sr，参见图3，说明当前用户10离左声道扬声器的距离比用户初始化位置离左声道扬声器的距离更近，并且用户离右声道扬声器的距离比用户初始化位置离右声道扬声器的距离更远；

在步骤S10334中，具体实现上，根据声音在空气中声压级与距离之间的损耗关系公式，左声道扬声器的音量衰减值等于20log(c/Sl)；右声道扬声器的音量补偿值等于20log(Sr/c)。

步骤S10335：对应减少左声道和右声道扬声器的初始化音量并进行播放；参见图4，因为c大于Sr，说明当前用户离左声道和右声道扬声器的距离比用户初始化位置离左声道扬声器的距离都更近。

在步骤S10335中，具体实现上，根据声音在空气中声压级与距离之间的损耗关系公式，所述左声道扬声器的音量衰减值等于20log(c/Sl)，右声道扬声器的音量衰减值等于20log(c/Sr)。

对于本发明，需要说明的是，当前用户位于所述声音播放装置的右侧时调整方法参考同上，不再赘述。

对于本发明，需要说明的是，当多个用户同时观看电视时，计算每个用户对应需要的所述左声道和右声道扬声器的初始化音量的增益补偿值或者衰减值，然后取平均值，再对应调整所述左声道和右声道扬声器的初始化音量，使得多个用户也能够实现立体声收听效果。

对于本发明，其可以根据用户相对于电视机等声音播放装置的位置来自动调整左右声道的音量，使得用户左右声道的音量相同，立体声效果更好。

具体实现上，本发明定位用户距离电视位置的方法可以通过遥控器红外定位方法，可以用遥控器调节音量，定位遥控器的位置作为用户的位置，同样通过使调节音量时左右声道音量增加或下降值不同，以达到左右声道到用户的音量相等的效果。

对于本发明，所述左右声道扬声器及红外摄像头的位置可以任意变更，只要可以通过电视自身结构、可以检测电视到人的距离及角度，都可以通过几何方法计算人到左右声道的距离，起到相同的技术效果。

参见图5，基于图1至图4所述本发明提供的一种声音播放控制方法，本发明还提供了一种声音播放装置，所述声音播放装置100左右两端分别安装有左声道扬声器200和右声道扬声器300，所述左声道扬声器200和右声道扬声器300的横向中间位置安装有图像拍摄单元400，所述声音播放装置100中包括：

图像拍摄单元400，用于实时跟踪位于声音播放装置前方的当前用户的位置，当用户的位置保持不变的时间大于或者等于预设时间时，将当前用户的位置坐标发送给数据运算存储单元500；

数据运算存储单元500，与图像拍摄单元100相连接，用于在接收到图像拍摄单元发来的当前用户的位置坐标后，根据当前用户的位置坐标，计算当前用户与所述左声道扬声器和右声道扬声器之间的距离Sl和Sr，以及将当前用户的位置坐标与预设用户初始化位置坐标进行比较，如果位于预设用户初始化位置坐标的左边，则判断当前用户位于所述声音播放装置的左侧(说明距离左声道较近，距离右声道较远)，反之，如果位于预设用户初始化位置坐标的右边，则判断当前用户位于所述声音播放装置的右侧(说明距离右声道较近，距离左声道较远)，并将所述距离Sl和Sr以及判断结果发送给音频处理单元600；

音频处理单元600，分别与所述左声道扬声器、右声道扬声器和数据运算处理单元500相连接，用于根据所述数据运算处理单元500发来的所述距离Sl和Sr以及判断结果，获取当前用户位于所述声音播放装置的左侧或者右侧时，所述左声道和右声道扬声器的初始化音量的增益补偿值或者衰减值，并对应调整所述左声道和右声道扬声器的初始化音量并进行播放，使得所述左声道和右声道扬声器发出的声音到达当前用户时的音量增益相同，实现立体声收听效果。

对于本发明，所述数据运算存储单元500具体包括以下模块：

第一数据运算存储模块，与图像拍摄单元400相连接，用于根据当前用户的位置坐标，获得当前用户与声音播放装置所在平面的夹角A；

第二数据运算存储模块，与所述第一数据运算单元相连接，用于检测获得声音播放装置与当前用户之间的距离a，同时根据当前用户与声音播放装置所在平面的夹角A以及所述图像拍摄单元与所述左声道扬声器、右声道扬声器之间的距离b，分别计算获得当前用户与所述左声道扬声器和右声道扬声器之间的距离Sl和Sr。

对于本发明，所述音频处理单元600具体包括以下模块：

第一音频处理模块，用于预先存储所述图像拍摄单元预先拍摄用户的图像以及存储预设用户初始化位置坐标，以及预先存储所述图像拍摄单元检测获得的声音播放装置与用户之间的距离a'(即为此时图像拍摄单元自身与用户之间的距离)，并存储所述左声道扬声器和右声道扬声器具有的初始化音量；

第二音频处理模块，与第一音频处理模块相连接，用于预先存储所述图像拍摄单元与所述左声道扬声器和右声道扬声器之间的距离b，同时根据所述声音播放装置与用户之间的距离a'，计算获得用户位于声音播放装置正前方时，所述左声道扬声器和右声道扬声器与用户之间的初始化距离c；

第三音频处理模块，分别与所述第二音频处理模块、左声道扬声器、右声道扬声器和数据运算处理单元500相连接，用于根据所述数据运算处理单元500发来的所述距离Sl和Sr以及当前用户的位置判断结果，以及所述第二音频处理模块发来的初始化距离c，运用声音在空气中声压级与距离之间的损耗关系公式，获取当前用户位于所述声音播放装置的左侧或者右侧时，所述左声道和右声道扬声器的初始化音量的增益补偿值或者衰减值，并根据所述第一音频处理模块所存储的左声道扬声器和右声道扬声器具有的初始化音量，对应调整所述左声道和右声道扬声器的音量并进行播放，使得所述左声道和右声道扬声器发出的声音到达当前用户时的音量增益相同，实现立体声收听效果。

在本发明中，所述声音播放装置可以为任意一种可以输出声音的装置，例如可以为笔记本电脑、电视机等设备。

对于本发明，具体实现上，可以在电视机等声音播放装置具有的菜单中增加自动声道平衡功能选项，触发运行第一音频处理模块，开始初始化音量操作。

在本发明中，所述预设时间根据用户的需要进行预先任意设定，例如可以预先设定为10秒，当然，还可以为其他预设的时间数值，例如为5秒。

在本发明中，具体实现上，所述图像拍摄单元400优选为带有红外测距传感器的、具有影像处理功能的红外摄像头，可以测量用户到电视机等声音播放装置之间的距离。

在本发明中，需要说明的是，所述左声道扬声器和右声道扬声器与用户之间的初始化距离c的计算公式为：c＝(a'^2+b^2)^1/2。

在本发明中，需要说明的是，参见图6，具体实现上，所述第一数据运算存储模块，用于根据当前用户的位置坐标，获得当前用户与声音播放装置所在平面的夹角A，该第一数据运算存储模块具体包括：

角度等分子模块，用于根据图像拍摄单元(如摄像头)自身的可视角度α(由摄像头等图像拍摄单元的参数已知)，将声音播放装置前方的可视平面进行预设n等分(系统预设)；

夹角计算子模块，与角度等分子模块相连接，用于根据图像拍摄单元检测的用户的位置位于可视平面n等分的具体占有份数n’，计算当前用户偏离用户初始化位置与图像拍摄单元之间连线(即用户偏离中心位置)的角度β＝α*n’/n，并最终计算获得当前用户与声音播放装置(如电视机)所在平面的夹角A＝90-β。

例如，如果摄像头的可视角度为50度，n为10，n’为4，则β＝50*4/10＝20，A＝90-20＝70度。n越大角度越精确，同时摄像头可视角度与电视的可视角度越接近，声音调整范围更大。

此外，所述当前用户与声音播放装置所在平面的夹角A也可以通过第二种方法计算，所述图像拍摄单元为可旋转的图像拍摄单元时，第一数据运算存储模块用于将所述图像拍摄单元识别用户当前位置后所旋转的角度作为当前用户偏离预设用户初始化位置坐标与图像拍摄单元之间连线的角度β，计算获得所述当前用户与声音播放装置所在平面的夹角A＝90-β。具体为：采用可旋转的图像拍摄单元(如摄像头)，图像拍摄单元(如摄像头)识别用户当前位置后所旋转的角度即为用户偏离中心(即用户10初始化位置与图像拍摄单元400的连线)的角度，从而可以将图像拍摄单元(如摄像头)识别用户当前位置后所旋转的角度作为当前用户与声音播放装置(如电视机)所在平面的夹角A。

在本发明中，需要说明的是，关于当前用户与所述左声道扬声器和右声道扬声器之间的距离Sl和Sr，计算公式如下：

Sl＝(a^2+b^2-2abcosA)^1/2；

Sr＝(a^2+b^2-2abcos(π-A)＝a^2+b^2+2abcosA)^1/2。

在本发明中，对于声音在空气中声压级与距离之间的损耗关系公式，需要说明的是，距离声源的M、N两个位置的声压级差值公式为：

L1-L2＝20Lg(r2/r1)；

其中，L1为M点声压级(dB)，L2为N点声压级(dB)，r1为M点距离声源距离，r2为N点距离声源距离。

对于本发明，采用该公式的引申变形，左右声道作为相同的点声源，人分别相对与左声道的距离为r1，与右声道距离r2，相对与左声道的声压级L1，右声道声压级L2。

对于上述声压级差值公式，需要说明的是，其有关公式推导原理为：声音是含有能量的，点声源发声,向四周匀速扩散，比如在0时刻发出的能量，在t时刻时会在以点声源为中心的球面上均匀分布。所以，同一时刻从点声源发出的能量会遵循如下规律：ρ*4πR^2＝C,是只与声源有关的常数,其中ρ为能量在半径为R的球面上均匀分布的面密度(随R增大而减小)。其中，分贝的定义是被测点的能量密度与能量密度标准值ρ'(这是个常数)的比值的对数×10,即分贝X＝10*log(ρ/ρ').所以，比如M、N两点距声源的距离分别为Ra、Rb，则M、N点处的分贝数分别为Xa＝10*log(ρa/ρ')＝10log(C/4πRa^2ρ')和Xb＝10*log(ρb/ρ')＝10log(C/4πRb^2ρ'),将C＝ρa*4πRa^2代入到Xb,得Xb＝10log(ρa*4πRa^2/4πRb^2ρ')＝10log[(ρa/ρ')*(Ra^2/Rb^2)]＝10log(ρa/ρ')+20log(Ra/Rb)＝Xa+20log(Ra/Rb)，后者就是列出的衰减值公式,如果Ra＜Rb,该值就是负的。

在本发明中，具体实现上，所述数据运算存储单元500可以为位于所述声音播放装置主板上的中央处理器DSP或者单片机MCU。所述音频处理单元可以为具有音量控制调整作用的音频模块。

对于本发明，具体实现上，所述第三音频处理模块600中可以包括第一距离比较子模块和第二距离比较子模块、音量调整播放子模块，其中：

第一距离比较子模块，用于在当前用户位于所述声音播放装置的左侧时，将当前用户与所述左声道扬声器之间的距离Sl和所述初始化距离c进行比较，如果c小于或者等于Sl，根据声音在空气中声压级与距离之间的损耗关系公式，计算所述左声道扬声器和右声道扬声器的初始化音量的增益补偿值，然后触发运行所述音量调整播放子模块，如果c大于Sl，则触发运行第二距离比较子模块；

音量调整播放子模块，分别与第一比较子模块和第二比较子模块相连接，用于根据第一距离比较子模块或者第二距离模块发来的所述左声道扬声器和右声道扬声器的初始化音量的增益补偿值或者衰减值，对应增大或者减少左声道和右声道扬声器的初始化音量并进行播放；

需要说明的是，当用户位于所述声音播放装置的左侧时，用户远离右声道扬声器，这时当前用户与所述右声道扬声器之间的距离Sr必须大于Sl，因此，参见图2，如果c小于或者等于Sl，无需再将初始化距离c和当前用户与所述右声道扬声器之间的距离Sr进行比较。

具体实现上，根据声音在空气中声压级与距离之间的损耗关系公式，左声道扬声器的音量补偿值等于20log(Sl/c)，右声道扬声器的音量补偿值等于20log(Sr/c)。

第二距离比较子模块，用于将当前用户与所述右声道扬声器之间的距离Sr和所述初始化距离c进行比较，如果c小于或者等于Sr，根据声音在空气中声压级与距离之间的损耗关系公式，计算所述左声道扬声器初始化音量的衰减值和右扬声器初始化音量的增益补偿值，触发运行所述音量调整播放子模块，如果c大于Sr，根据声音在空气中声压级与距离之间的损耗关系公式，计算所述左声道和右声道扬声器初始化音量的衰减值，然后触发运行所述音量调整播放子模块；

需要说明的是，因为c小于或者等于Sr，参见图3，说明当前用户离左声道扬声器的距离比用户初始化位置离左声道扬声器的距离更近，并且用户离右声道扬声器的距离比用户初始化位置离右声道扬声器的距离更远；因此，所述音量调整播放子模块将根据所述左声道扬声器初始化音量的衰减值和右扬声器初始化音量的增益补偿值，对应减少左声道和增大右声道扬声器的初始化音量；

具体实现上，根据声音在空气中声压级与距离之间的损耗关系公式，左声道扬声器的音量衰减值等于20log(c/Sl)；右声道扬声器的音量补偿值等于20log(Sr/c)。

参见图4，因为c大于Sr，说明当前用户离左声道和右声道扬声器的距离比用户初始化位置离左声道扬声器的距离都更近。因此，所述音量调整播放子模块将根据所述左声道和右声道扬声器初始化音量的衰减值，对应减少左声道和右声道扬声器的初始化音量并进行播放；

具体实现上，根据声音在空气中声压级与距离之间的损耗关系公式，所述左声道扬声器的音量衰减值等于20log(c/Sl)，右声道扬声器的音量衰减值等于20log(c/Sr)。

对于本发明，需要说明的是，当前用户位于所述声音播放装置的右侧时调整方法参考同上，不再赘述。

对于本发明，需要说明的是，当多个用户同时观看电视时，计算每个用户对应需要的所述左声道和右声道扬声器的初始化音量的增益补偿值或者衰减值，然后取平均值，再对应调整所述左声道和右声道扬声器的初始化音量，使得多个用户也能够实现立体声收听效果。

对于本发明，其可以根据用户相对于电视机等声音播放装置的位置来自动调整左右声道的音量，使得用户左右声道的音量相同，立体声效果更好。

具体实现上，本发明定位用户距离电视位置的方法可以通过遥控器红外定位方法，可以用遥控器调节音量，定位遥控器的位置作为用户的位置，同样通过使调节音量时左右声道音量增加或下降值不同，以达到左右声道到用户的音量相等的效果。

对于本发明，所述左右声道扬声器及红外摄像头的位置可以任意变更，只要可以通过电视自身结构、可以检测电视到人的距离及角度，都可以通过几何方法计算人到左右声道的距离，起到相同的技术效果。

综上所述，与现有技术相比较，本发明提供了一种声音播放控制方法及其装置，其可以根据与用户之间的距离，自动调整扬声器播放时的声音音量，可以节约用户宝贵的时间，给用户的日常工作和生活带来便利，有利于显著增强用户的生活品质，具有重大的生产实践意义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种声音播放控制方法，其特征在于，用于控制声音播放装置所播放的声音音量，所述声音播放装置左右两端分别安装有左声道扬声器和右声道扬声器，该方法包括以下步骤：

步骤A)：实时跟踪位于声音播放装置前方的当前用户的位置，当用户的位置保持不变的时间大于或者等于预设时间时，将当前用户的位置坐标与预设用户初始化位置坐标进行比较，如果位于预设用户初始化位置坐标的左边，则判断当前用户位于所述声音播放装置的左侧，反之，如果位于预设用户初始化位置坐标的右边，则判断当前用户位于所述声音播放装置的右侧；

步骤B)：根据当前用户的位置坐标，计算当前用户与所述左声道扬声器和右声道扬声器之间的距离Sl和Sr；

步骤C)：获取当前用户位于所述声音播放装置的左侧或者右侧时，所述左声道和右声道扬声器的初始化音量的增益补偿值或者衰减值，并对应调整所述左声道和右声道扬声器的初始化音量并进行播放。

2.如权利要求1所述的声音播放控制方法，其特征在于，通过图像拍摄单元实时跟踪位于声音播放装置前方的当前用户的位置；

所述图像拍摄单元安装于左声道扬声器和右声道扬声器的横向中间位置。

3.如权利要求1所述的声音播放控制方法，其特征在于，所述步骤B)具体包括以下步骤：

步骤B1)：根据当前用户的位置坐标，获得当前用户与声音播放装置所在平面的夹角A；

步骤B2)：检测获得声音播放装置与当前用户之间的距离a，同时根据当前用户与声音播放装置所在平面的夹角A以及所述图像拍摄单元与所述左声道扬声器、右声道扬声器之间的距离b，分别计算获得当前用户与所述左声道扬声器和右声道扬声器之间的距离Sl和Sr。

4.如权利要求3所述的声音播放控制方法，其特征在于，所述步骤B1)具体为：

根据图像拍摄单元自身的可视角度α，将声音播放装置前方的可视平面进行预设n等分；

图像拍摄单元检测用户的位置位于可视平面n等分的具体占有份数n’，则当前用户偏离用户初始化位置与图像拍摄单元之间连线的角度β＝α*n’/n，最终获得当前用户与声音播放装置所在平面的夹角A＝90-β。

5.如权利要求3所述的声音播放控制方法，其特征在于，所述步骤B1)具体为：

当所述图像拍摄单元为可旋转的图像拍摄单元时，图像拍摄单元识别用户当前位置后所旋转的角度即为当前用户偏离用户初始化位置与图像拍摄单元之间连线的角度β，最终得到当前用户与声音播放装置所在平面的夹角A＝90-β。

6.如权利要求1所述的声音播放控制方法，其特征在于，所述步骤C)具体包括：

步骤C1)：预先拍摄用户的图像并存储预设用户初始化位置坐标，以及检测获得声音播放装置与用户之间的距离a'，并存储所述左声道扬声器和右声道扬声器此时具有的初始化音量；

步骤C2)：预先存储所述图像拍摄单元与所述左声道扬声器和右声道扬声器之间的距离b，同时根据所述声音播放装置与用户之间的距离a'，计算获得用户位于声音播放装置正前方时，所述左声道扬声器和右声道扬声器与用户之间的初始化距离c；

步骤C3)：根据所述距离Sl和Sr以及当前用户的位置判断结果，以及所述初始化距离c，运用声音在空气中声压级与距离之间的损耗关系公式，获取当前用户位于所述声音播放装置的左侧或者右侧时，所述左声道和右声道扬声器的初始化音量的增益补偿值或者衰减值，并对应调整所述左声道和右声道扬声器的初始化音量并进行播放。

7.如权利要求6所述的声音播放控制方法，其特征在于，所述步骤C3)包括以下子步骤：

步骤C31)：当前用户位于所述声音播放装置的左侧时，将当前用户与所述左声道扬声器之间的距离Sl和所述初始化距离c进行比较，如果c小于或者等于Sl，根据声音在空气中声压级与距离之间的损耗关系公式，计算所述左声道扬声器和右声道扬声器的初始化音量的增益补偿值，然后进入步骤C32)，如果c大于Sl，则进入步骤C33)；

步骤C32)：对应增大左声道和右声道扬声器的初始化音量并进行播放；

步骤C33)：继续将当前用户与所述右声道扬声器之间的距离Sr和所述初始化距离c进行比较，如果c小于或者等于Sr，根据声音在空气中声压级与距离之间的损耗关系公式，计算所述左声道扬声器初始化音量的衰减值和右扬声器初始化音量的增益补偿值，执行步骤C34)，如果c大于Sr，计算所述左声道和右声道扬声器初始化音量的衰减值，然后执行步骤C35)；

步骤C34)：对应减少左声道和增大右声道扬声器的初始化音量并进行播放；

步骤C35)：对应减少左声道和右声道扬声器的初始化音量并进行播放。

8.根据权利要求7所述的声音播放控制方法，其特征在于，在所述步骤C31)中，所述左声道扬声器的音量补偿值等于20log(Sl/c)，所述右声道扬声器的音量补偿值等于20log(Sr/c)；

在所述步骤C34)中，所述左声道扬声器的音量衰减值等于20log(c/Sl)；所述右声道扬声器的音量补偿值等于20log(Sr/c)；

在步骤C35)中，所述左声道扬声器的音量衰减值等于20log(c/Sl)，所述右声道扬声器的音量衰减值等于20log(c/Sr)。

9.一种声音播放装置，其特征在于，包括：

左声道扬声器和右声道扬声器，分别安装于所述声音播放装置的左右两端；

所述左声道扬声器和右声道扬声器的横向中间位置安装有图像拍摄单元；

图像拍摄单元，用于实时跟踪位于声音播放装置前方的当前用户的位置，当用户的位置保持不变的时间大于或者等于预设时间时，将当前用户的位置坐标发送给数据运算存储单元；

数据运算存储单元，与图像拍摄单元相连接，用于在接收到图像拍摄单元发来的当前用户的位置坐标后，根据当前用户的位置坐标，计算当前用户与所述左声道扬声器和右声道扬声器之间的距离Sl和Sr，以及将当前用户的位置坐标与预设用户初始化位置坐标进行比较，如果位于预设用户初始化位置坐标的左边，则判断当前用户位于所述声音播放装置的左侧，反之，如果位于预设用户初始化位置坐标的右边，则判断当前用户位于所述声音播放装置的右侧，并将所述距离Sl和Sr以及判断结果发送给音频处理单元；

音频处理单元，分别与所述左声道扬声器、右声道扬声器和数据运算处理单元相连接，用于根据所述数据运算处理单元发来的所述距离Sl和Sr以及判断结果，获取当前用户位于所述声音播放装置的左侧或者右侧时，所述左声道和右声道扬声器的初始化音量的增益补偿值或者衰减值，并对应调整所述左声道和右声道扬声器的初始化音量并进行播放。

10.如权利要求9所述的声音播放装置，其特征在于，所述图像拍摄单元为带有红外测距传感器的红外摄像头；

所述图像拍摄单元安装于左声道扬声器和右声道扬声器的横向中间位置。