CN107170440A - 定向传声方法、装置、移动终端及计算机可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了定向传声方法、装置、移动终端及计算机可读存储介质，其中定向传声方法包括：通过终端的多个声音采集装置采集声源发出的第一声音信号；根据所述第一声音信号到达所述多个声音采集装置的时间信息获取所述声源的物理空间位置；根据所述声源的物理空间位置将所述终端发出的第二声音信号发送至所述声源，通过获取第一声音信号到达声音采集装置的时间信息，确定声源的物理空间位置，解决了现有技术中不能准确获取声音接收装置的位置，导致定向传声精度较差的问题。

Description

定向传声方法、装置、移动终端及计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及终端技术领域，具体涉及一种定向传声方法、装置、移动终端及计算机可读存储介质。
背景技术
声频定向的原理早在半个世纪前就开始研究，在理论与实践上都取得了许多成果。近年来，随着社会的进步，以手机为代表的便携移动设备越来越多的应用于社会各个角落。人们在各种场合使用移动设备进行工作商务、娱乐休闲等活动时，往往会用到音频设备。但传统的移动设备在公共场合播放音频文件时会造成噪声，且无法保证用户隐私，现有定向传输通常采用红外传输，而红外传输方式受其本身性质的影响传播距离较短，精确度较低。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种定向传声方法、装置、移动终端及计算机可读存储介质，以解决现有技术中不能准确获取声音接收装置的位置，导致定向传声精度较差的问题。
本发明第一方面提供了一种定向传声方法，包括：
通过终端的多个声音采集装置采集声源发出的第一声音信号；
根据所述第一声音信号到达所述多个声音采集装置的时间信息获取所述声源的物理空间位置；
根据所述声源的物理空间位置将所述终端发出的第二声音信号发送至所述声源。
通过第一方面描述的方法，通过终端的多个声音采集装置采集声源发出的第一声音信号，根据第一声音信号到达多个声音采集装置的时间信息获取声源的物理空间位置；根据声源的物理空间位置将终端发出的第二声音信号发送至声源，解决了现有技术中不能准确获取声音接收装置的位置，导致定向传声精度较差的问题。
结合本发明第一方面，本发明第一方面第一实施方式中，所述根据所述第一声音信号到达所述多个声音采集装置的时间信息获取所述声源的物理空间位置的步骤，包括：
将所述时间信息与预设数据库中的时间数据进行匹配，其中所述预设数据库中预存时间数据与物理空间位置信息之间的对应关系；
根据匹配结果，确定所述声源的物理空间位置。
通过本发明第一方面第一实施方式描述的方法，通过将得到的时间信息与预存数据库中时间数据进行匹配，便于提高获取声源物理空间位置的效率。
结合本发明第一方面，本发明第一方面第二实施方式中，所述时间信息包括：所述第一声音信号到达所述多个声音采集装置的多个时间差。
通过本发明第一方面第二实施方式描述的方法，通过获取第一声音信号到达多个声音采集装置的多个时间差继而确定声源的物理空间位置，提高定向传声的精确度。
结合本发明第一方面，本发明第一方面第三实施方式中，所述声源的物理空间位置为所述声源的空间坐标信息；
所述根据所述声源的物理空间位置将所述终端发出的第二声音信号发送至所述声源的步骤，包括：
根据所述声源的空间坐标信息，确定所述第二声音信号的传播方向与距离；
根据所述第二声音信号的传播方向与距离，将所述第二声音信号加载于高频信号发送至所述声源。
通过本发明第一方面第三实施方式描述的方法，利用物理空间坐标信息以及高频传输技术，提高了第二声音信号传播的准确性。
相应地，本发明第二方面提供一种定向传声装置，所述定向传声装置包括用于执行上述第一方面或第一方面任意一种实现所描述的定向传声方法的模块或单元。
例如所述定向传声装置包括：采集单元，用于通过终端的多个声音采集装置采集声源发出的第一声音信号；
获取单元，用于根据所述第一声音信号到达所述多个声音采集装置的时间信息获取所述声源的物理空间位置；
发送单元，用于根据所述声源的物理空间位置将所述终端发出的第二声音信号发送至所述声源。
通过本发明第二方面描述的装置，通过终端的多个声音采集装置采集声源发出的第一声音信号，根据第一声音信号到达多个声音采集装置的时间信息获取声源的物理空间位置；根据声源的物理空间位置将终端发出的第二声音信号发送至声源，解决了现有技术中不能准确获取声音接收装置的位置，导致定向传声精度较差的问题。
结合本发明第二方面，本发明第二方面第一实施方式中，所述获取单元包括：
匹配单元，用于将所述时间信息与预设数据库中的时间数据进行匹配，其中所述预设数据库中预存时间数据与物理空间位置信息之间的对应关系；
确定单元，用于根据匹配结果，确定所述声源的物理空间位置。
通过本发明第二方面第一实施方式描述的装置，通过将得到的时间信息与预存数据库中时间数据进行匹配，便于提高获取声源物理空间位置的效率。
结合本发明第二方面，本发明第二方面第二实施方式中，所述时间信息包括：所述第一声音信号到达所述多个声音采集装置的多个时间差。
通过本发明第二方面第二实施方式描述的装置，通过获取第一声音信号到达多个声音采集装置的多个时间差继而确定声源的物理空间位置，提高定向传声的精确度。
结合本发明第二方面，本发明第二方面第三实施方式中，所述声源的物理空间位置为所述声源的空间坐标信息；所述发送单元，包括：
传播方向确定单元，用于根据所述声源的空间坐标信息，确定所述第二声音信号的传播方向与距离；
信号发送单元，用于根据所述第二声音信号的传播方向与距离，将所述第二声音信号加载于高频信号发送至所述声源。
通过本发明第二方面第三实施方式描述的装置，利用物理空间坐标信息以及高频传输技术，提高了第二声音信号传播的准确性。
所述定向传声装置所包括的模块或单元不限于上述命名方式。
本发明第三方面提供了一种移动终端，包括：多个声音采集装置，至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，以使所述至少一个处理器执行上述任一项所述的定向传声方法。
通过第三方面描述的移动终端，通过终端的多个声音采集装置采集声源发出的第一声音信号，根据第一声音信号到达多个声音采集装置的时间信息获取声源的物理空间位置；根据声源的物理空间位置将终端发出的第二声音信号发送至声源，解决了传统的移动设备在公共场合播放音频文件时会造成噪声，且无法保证用户隐私的问题。
本发明第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述定向传声方法的步骤。
本发明提供的定向传声方法、装置、移动终端及计算机可读存储介质，通过终端的多个声音采集装置采集声源发出的第一声音信号，根据第一声音信号到达多个声音采集装置的时间信息获取声源的物理空间位置；根据声源的物理空间位置将终端发出的第二声音信号发送至声源，解决了现有技术中不能准确获取声音接收装置的位置，导致定向传声精度较差的问题。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1示出了本发明实施例中一种移动终端的实体装置的结构示意图；
图2示出了本发明实施例中一种定向传声方法的流程图；
图3是本发明实施例提供的一种空间坐标系的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种定向传声方法的应用场景示意图；
图5示出了本发明实施例中一种定向传声装置的结构示意图；
图6示出了本发明实施例的一种移动终端的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供的锁卡方法可以应用于包含多个声音采集装置的移动终端，例如手机或平板电脑等，本发明实施例可以在移动终端内部至少设置四个声音采集设备，同时该声音采集装置内部设有一个计时单元，用于计算接收到声音信号到各个声音采集装置的时间信息，本发明实施例提供的移动终端以手机为例，手机的部分结构的框图，如图1所示，手机包括：射频(RadioFrequency，RF)电路110、存储器120、输入单元130、显示单元140、传感器150、音频电路160、无线保真(wirelessfidelity，WiFi)模块170、处理器180、以及电源190等部件。本领域技术人员可以理解，图1中示出的手机结构并不构成对手机的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
结合图1对手机的各个构成部件进行具体的介绍：
RF电路110可用于收发信息或通话过程中，信号的接收和发送，特别地，将基站的下行信息接收后，给处理器180处理；另外，将设计上行的数据发送给基站。通常，RF电路110包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器(LowNoiseAmplifier，LNA)、双工器等。此外，RF电路110还可以通过无线通信与网络和其他设备通信。上述无线通信可以使用任一通信标准或协议，包括但不限于全球移动通讯系统(GlobalSystemofMobilecommunication，GSM)、通用分组无线服务(GeneralPacketRadioService，GPRS)、码分多址(CodeDivisionMultipleAccess，CDMA)、宽带码分多址(WidebandCodeDivisionMultipleAccess,WCDMA)、LTE、电子邮件、短消息服务(ShortMessagingService，SMS)等。
存储器120可用于存储软件程序以及模块，处理器180通过运行存储在存储器120的软件程序以及模块，从而执行手机的各种功能应用以及数据处理。存储器120可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器120可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
输入单元130可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与手机的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体地，输入单元130可包括触控面板131以及其他输入设备132。触控面板131，也称为触摸屏，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板131上或在触控面板131附近的操作)，并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。可选的，触控面板131可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸检测装置检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给处理器180，并能接收处理器180发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板131。除了触控面板131，输入单元130还可以包括其他输入设备132。具体地，其他输入设备132可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆等中的一种或多种。
显示单元140可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及手机的各种菜单。显示单元140可包括显示面板141，可选的，可以采用液晶显示器(LiquidCrystalDisplay，LCD)、有机发光二极管(OrganicLight-EmittingDiode，OLED)等形式来配置显示面板141。进一步的，触控面板131可覆盖显示面板141，当触控面板131检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器180以确定触摸事件的类型，随后处理器180根据触摸事件的类型在显示面板141上提供相应的视觉输出。虽然在图1中，触控面板131与显示面板141是作为两个独立的部件来实现手机的输入和输入功能，但是在某些实施例中，可以将触控面板131与显示面板141集成而实现手机的输入和输出功能。
手机还可包括至少一种传感器150，比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器可包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板141的亮度，接近传感器可在手机移动到耳边时，关闭显示面板141和/或背光。作为运动传感器的一种，加速计传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别手机姿态的应用(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；至于手机还可配置的陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器，在此不再赘述。
音频电路160、扬声器161，传声器162可提供用户与手机之间的音频接口。音频电路160可将接收到的音频数据转换后的电信号，传输到扬声器161，由扬声器161转换为声音信号输出；另一方面，传声器162将收集的声音信号转换为电信号，由音频电路160接收后转换为音频数据，再将音频数据输出处理器180处理后，经RF电路110以发送给比如另一手机，或者将音频数据输出至存储器120以便进一步处理。
WiFi属于短距离无线传输技术，手机通过WiFi模块170可以帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等，它为用户提供了无线的宽带互联网访问。
处理器180是手机的控制中心，利用各种接口和线路连接整个手机的各个部分，通过运行或执行存储在存储器120内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器120内的数据，执行手机的各种功能和处理数据，从而对手机进行整体监控。可选的，处理器180可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器180可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器180中。
手机还包括给各个部件供电的电源190(比如电池)，优选的，电源可以通过电源管理系统与处理器180逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。
尽管未示出，手机还可以包括摄像头、蓝牙模块等，在此不再赘述。
参阅图1所示的移动终端，本发明实施例提供一种定向传声方法，如图2所示，包括：
S21，通过终端的多个声音采集装置采集声源发出的第一声音信号，其中声音采集装置可以为现有可以将声音号转换为电信号的声音采集器，例如当用户试听自己的录音时，用户发出的第一声音信号可以是用户的试听语音指令，比如“开始试听”等语音信号，通过声音采集装置采集用户发出的语音指令。
S22，根据第一声音信号到达多个声音采集装置的时间信息获取声源的物理空间位置。为了能准确获得声源发出的第一声音信号到达声音采集装置的时间信息，当用户发出信号的瞬间启动各个声音采集装置的计时单元，当声音采集装置采集到第一声音信号，即第一声音信号在一定的声速下达到声音采集装置时，触发各个声音采集装置的计时单元停止计时，记录第一声音信号达到声音采集装置的时间数据，同时也可以根据第一声音信号到达声音采集装置的时间数据，得到第一声音信号达到多个声音采集装置的时间差。
可选地，步骤S22，包括：
S221，将时间信息与预设数据库中的时间数据进行匹配，其中预设数据库中预存时间数据与物理空间位置信息之间的对应关系。例如具体以图3为例进行说明，当终端的a、b、c、d四处声音采集装置全部获得用户Z1发出的第一声音信号的时候，通过第一声音信号到达a、b、c、d处的时间计算出时间差，假设声音采集装置内部计时单元记录a和b的时间差为Tab，a和c的时间差为Tac，a和d的时间差为Tad，从图3中可以看出，只需要记录声音从z1处经过传播到达a处与b处的时间差值Tab，和a处与c处的时间差值Tac，和a处与d处的时间差值Tad，其中该时间信息为第一声音信号达到多个声音采集装置的时间差
S222，根据匹配结果，确定声源的物理空间位置。
S23，根据声源的物理空间位置将终端发出的第二声音信号发送至声源。其中声源的物理空间位置信息可以为声源的空间坐标信息；将这三个时间差值与预设数据中预存时间数据与物理空间位置坐标信息进行比对，如表1所示，并将该表格保存至终端的预设数据库中，当得到第一声音信号达到各个声音采集装置的时间差Tab，Tac，Tad时，可以通过对比表格1的预设数据库中空间坐标信息进行匹配，根据预设数据库中的特征值Tab，Tac，Tad与对应的物理空间位置x，y，z的对应关系，其中x，y，z分别代表声源到b、c、d三个声音采集装置的距离值，当然也可以通过预先测试得到声源到达a、b、c、d中任意三个声音采集装置的距离值，并作成相应的预设数据库，从而确定声源的物理空间位置，并将终端发出的第二声音信号发送至声源处，本实施例提供的数据对应关系为时间差与声源到达b、c、d三个声音采集装置的距离值。
表1
可选地，步骤S23，包括：
S231，根据声源的空间坐标信息，确定第二声音信号的传播方向与距离。具体如图4所示，声音采集装置b、c、d的之间的安装距离预先可确定，声源s到声音采集装置b、c、d的距离可以根据上述表1得出，以形成的三个三角形sbd、sbc、scd为基础画圆，以三个圆的交点即为声源s，得到的声源s的空间坐标信息，继而得到声源s到移动终端的距离与方向。
S232，根据第二声音信号的传播方向与距离，将第二声音信号加载于高频信号发送至声源。为了保证第二声音信号传输的准确性，将低频的录音文件加载到指向性很强的高频信号上进行发送，同时当确定声源的空间坐标信息后，也可以结合体感陀螺仪技术，控制高频信号的传方向。
本发明实施例提供的定向传输方法，通过终端的多个声音采集装置采集声源发出的第一声音信号，根据第一声音信号到达多个声音采集装置的时间信息获取声源的物理空间位置；根据声源的物理空间位置将终端发出的第二声音信号发送至声源，解决了现有技术中不能准确获取声音接收装置的位置，导致定向传声精度较差的问题。
上述实施例介绍了本发明定向传声方法，下面通过实施例对移动终端进行说明。
请参阅图5，本发明实施例提供一种定向传声装置，包括：
采集单元31，用于通过终端的多个声音采集装置采集声源发出的第一声音信号；
获取单元32，用于根据所述第一声音信号到达所述多个声音采集装置的时间信息获取所述声源的物理空间位置；
发送单元33，用于根据所述声源的物理空间位置将所述终端发出的第二声音信号发送至所述声源。
本发明实施例提供的锁卡装置，通过终端的多个声音采集装置采集声源发出的第一声音信号，根据第一声音信号到达多个声音采集装置的时间信息获取声源的物理空间位置；根据声源的物理空间位置将终端发出的第二声音信号发送至声源，解决了现有技术中不能准确获取声音接收装置的位置，导致定向传声精度较差的问题。
可选地，所述获取单元32包括：
匹配单元，用于将所述时间信息与预设数据库中的时间数据进行匹配，其中所述预设数据库中预存时间数据与物理空间位置信息之间的对应关系；
确定单元，用于根据匹配结果，确定所述声源的物理空间位置。
通过将得到的时间信息与预存数据库中时间数据进行匹配，便于提高获取声源物理空间位置的效率。
可选地，所述时间信息包括：所述第一声音信号到达所述多个声音采集装置的多个时间差。
通过获取第一声音信号到达多个声音采集装置的多个时间差继而确定声源的物理空间位置，提高定向传声的精确度。
可选地，所述声源的物理空间位置为所述声源的空间坐标信息；所述发送单元，包括：
传播方向确定单元，用于根据所述声源的空间坐标信息，确定所述第二声音信号的传播方向与距离；
信号发送单元，用于根据所述第二声音信号的传播方向与距离，将所述第二声音信号加载于高频信号发送至所述声源。
利用物理空间坐标信息及高频传输技术，提高了第二声音信号传播的准确性。
相应地，本发明实施例中还提供一种移动终端，多个声音采集装置，至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，以使所述至少一个处理器执行图2所述的定向传声方法；优选在移动终端设置四个声音采集装置，其中图6中以一个处理器、一个声音采集装置为例的连接方法，其他三个声音采集装置的连接方式与图4中的声音采集装置43相同，处理器41，存储器42、声音采集装置43通过总线40连接。
上述实施例提供的移动终端，通过终端的多个声音采集装置采集声源发出的第一声音信号，根据第一声音信号到达多个声音采集装置的时间信息获取声源的物理空间位置；根据声源的物理空间位置将终端发出的第二声音信号发送至声源，解决了现有技术中不能准确获取声音接收装置的位置，导致定向传声精度较差的问题。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(ROM)或随机存储记忆体(RAM)等。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种定向传声方法，其特征在于，包括：
通过终端的多个声音采集装置采集声源发出的第一声音信号；
根据所述第一声音信号到达所述多个声音采集装置的时间信息获取所述声源的物理空间位置；
根据所述声源的物理空间位置将所述终端发出的第二声音信号发送至所述声源。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一声音信号到达所述多个声音采集装置的时间信息获取所述声源的物理空间位置的步骤，包括：
将所述时间信息与预设数据库中的时间数据进行匹配，其中所述预设数据库中预存时间数据与物理空间位置信息之间的对应关系；
根据匹配结果，确定所述声源的物理空间位置。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述时间信息包括：所述第一声音信号到达所述多个声音采集装置的多个时间差。
4.根据权利要求1至3中任一所述的方法，其特征在于，所述声源的物理空间位置为所述声源的空间坐标信息；
所述根据所述声源的物理空间位置将所述终端发出的第二声音信号发送至所述声源的步骤，包括：
根据所述声源的空间坐标信息，确定所述第二声音信号的传播方向与距离；
根据所述第二声音信号的传播方向与距离，将所述第二声音信号加载于高频信号发送至所述声源。
5.一种定向传声装置，其特征在于，包括：
采集单元，用于通过终端的多个声音采集装置采集声源发出的第一声音信号；
获取单元，用于根据所述第一声音信号到达所述多个声音采集装置的时间信息获取所述声源的物理空间位置；
发送单元，用于根据所述声源的物理空间位置将所述终端发出的第二声音信号发送至所述声源。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述获取单元包括：
匹配单元，用于将所述时间信息与预设数据库中的时间数据进行匹配，其中所述预设数据库中预存时间数据与物理空间位置信息之间的对应关系；
确定单元，用于根据匹配结果，确定所述声源的物理空间位置。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述时间信息包括：所述第一声音信号到达所述多个声音采集装置的多个时间差。
8.根据权利要求5-7中任一项所述的装置，其特征在于，所述声源的物理空间位置为所述声源的空间坐标信息；所述发送单元，包括：
传播方向确定单元，用于根据所述声源的空间坐标信息，确定所述第二声音信号的传播方向与距离；
信号发送单元，用于根据所述第二声音信号的传播方向与距离，将所述第二声音信号加载于高频信号发送至所述声源。
9.一种移动终端，其特征在于，包括：多个声音采集装置，至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，以使所述至少一个处理器执行权利要求1-4中任一项所述的定向传声方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-4任一项所述定向传声方法的步骤。
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