CN107402738A - 外部终端及其配置虚拟音频场景的方法、存储装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种外部终端及其配置虚拟音频场景的方法、存储装置。所述方法包括：麦克风采集当前环境中的音频模拟信号；数/模转换器将音频模拟信号转换为音频数字信号；根据音频数字信号生成对应的频响曲线；将频响曲线的频率点参数与预存的虚拟现实场景的参数进行比对，得到当前环境的尺寸及材质信息，并据此配置虚拟现实设备的音频场景。基于此，本发明能够根据当前真实环境自动切换虚拟现实的音频场景，改善虚拟现实的音频品质。

Description

外部终端及其配置虚拟音频场景的方法、存储装置
技术领域
本发明涉及虚拟现实技术领域，具体涉及一种外部终端及其配置虚拟音频场景的方法、存储装置。
背景技术
当前，虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术已广泛应用于影视、虚拟现实游戏、绘画等场景中，最为便捷的实现方式是通过手机配合VR眼镜实现虚拟视听效果。但是，现有虚拟现实均依赖于应用程序预设的几个音频场景，比如房间、影院等，这些音频场景都是虚拟出来的，并不是现实的，无法根据当前所在的真实环境进行自动切换，因此会降低虚拟现实的音频品质。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种外部终端及其配置虚拟音频场景的方法、存储装置，能够根据当前真实环境自动切换虚拟现实的音频场景，改善虚拟现实的音频品质。
本发明一实施例的基于外部终端配置虚拟音频场景的方法，所述外部终端设置有麦克风和数/模转换器，所述方法包括：
外部终端通过麦克风采集当前环境中的音频模拟信号；
数/模转换器将音频模拟信号转换为音频数字信号；
根据音频数字信号生成对应的频响曲线；
将频响曲线的频率点参数与预存的虚拟现实场景的参数进行比对，得到当前环境的尺寸及材质信息，并据此配置虚拟现实设备的音频场景。
本发明一实施例的外部终端，包括：
麦克风，用于采集当前环境中的音频模拟信号；
数/模转换器，用于将音频模拟信号转换为音频数字信号；
处理器，用于根据音频数字信号生成对应的频响曲线；
所述处理器进一步用于将频响曲线的频率点参数与预存的虚拟现实场景的参数进行比对，得到当前环境的尺寸及材质信息，并据此配置虚拟现实设备的音频场景。
本发明一实施例的存储装置，存储有程序数据，所述程序数据能够被执行以实现上述基于外部终端配置虚拟音频场景的方法。
有益效果：本发明通过外部终端的麦克风采集当前环境中的音频模拟信号，并将其进行模数转换后与预存的虚拟现实场景的参数进行比对，从而得到当前环境的尺寸及材质信息，因此能够根据当前真实环境自动切换虚拟现实的音频场景，改善虚拟现实的音频品质。
附图说明
图1是本发明一实施例的基于外部终端配置虚拟音频场景的方法的流程示意图；
图2是本发明麦克风采集音频模拟信号时移动的线路示意图；
图3是本发明一实施例的外部终端的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明所提供的各个示例性的实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。在不冲突的情况下，下述各个实施例以及实施例中的特征可以相互组合。
请参阅图1，为本发明一实施例的基于外部终端配置虚拟音频场景的方法。所述方法可以包括步骤S11～S16。
S11：外部终端通过麦克风采集当前环境中的音频模拟信号。
所述外部终端包括但不限于手机。以手机为例，位于当前环境中的目标播放设备可以播放20Hz-20k Hz的正弦波WAV信号，所述目标播放设备为实现虚拟现实的音频设备，手机的麦克风用来捕捉当前环境中的声音，例如麦克风可以沿网状路线移动并采集当前环境中的音频模拟信号。具体地，如图2所示，在目标播放设备的出声方向上，麦克风逐行和逐列移动，从而获得真实的音频模拟信号。
本实施例可以采用高精度MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统)麦克风。与ECM(Electret Capacitor Microphone,驻极体电容器麦克风)相比，MEMS麦克风具有如下优点：
一、MEMS麦克风在不同温度下的性能都十分稳定，其敏感性不会受温度、振动、湿度和时间的影响。并且，由于耐热性强，MEMS麦克风可承受260℃的高温回流焊，而性能不会有任何变化，基于MEMS麦克风组装前后敏感性变化很小，本发明还可以节省制造过程中的音频调试成本。
二、MEMS麦克风需要提供的外部偏置，而ECM没有这种偏置。有效的偏置将使MEMS麦克风在整个操作温度范围内都可保持稳定的声学和电气参数，还能够支持不同敏感性设计。
三、ECM的尺寸通常比MEMS麦克风的尺寸大，且不能进行SMT(Surface MountTechnology,表面贴装技术)操作。因此，本发明不仅有利于结构的小型化设计，而且能够简化组装工艺。
四、MEMS麦克风具有小型振动膜，其直径小于1mm。与ECM相比，MEMS麦克风会对安装在同一PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)上的扬声器引起的噪声产生更低的振动耦合。
五、ECM麦克风内必须添加进行信号处理的电子元件，而MEMS麦克风只需在芯片上添加额外的专用功能即可。这种额外功能使得MEMS麦克风具有很高的电源抑制比，有效抑制电源电压的波动。
六、ECM麦克风所集成的芯片设置有宽带RF(Radio Frequency Identification,无线射频)抑制功能，能够抑制RF带宽。
在实际应用场景中，MEMS麦克风的灵敏度(sensitivity)可以为-38dBV(94dBSPL)，信噪比可以为63dB，最大输入功率为115dBSPL。
S12：数/模转换器将音频模拟信号转换为音频数字信号。
S13：根据音频数字信号生成对应的频响曲线。
外部终端的DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)处理器可以通过预置的算法对采集到的音频数字信号的时间域相位、声压以及总谐波进行分析，生成对应的频响曲线。其中，频响曲线的频响点的数量根据DSP处理器的处理速度决定，使得算法兼容性更加灵活。
由于通过麦克风捕捉的音频信号会受到外部环境噪音的影响，因此本发明可以通过音效算法自动对频响曲线进行补偿以及修饰，具体地，DSP处理器对所述频响曲线进行高频衰减。
S14：将频响曲线的频率点参数与预存的虚拟现实场景的参数进行比对，得到当前环境的尺寸及材质信息，并据此配置虚拟现实设备的音频场景。
本发明可以将高频衰减后的频响曲线和预存的虚拟现实场景中的混响和反射参数进行比对，得到所述当前环境的尺寸及材质信息。具体地，通过DSP处理器中预置的算法解析出音频数字信号中第一次、第二次及第三次的反射强度和时间，以及相对应的第一次、第二次及第三次混响的强度和时间，外部终端的场景数据比对模块参照预存的虚拟现实场景中声音到达不同房间材质的时间，以及房间材质吸收声音的强弱，来计算出房间的大小以及房间的材质，并把这些数据保存到外部终端的存储模块中。
当外部终端的基带处理器通过I2S(Inter—IC Sound,集成电路内置音频总线)接收到场景数据比对模块发送的结束信号时，基带处理器主动调取存储模块中的数据，从而实时的改变当前虚拟现实应用中的虚拟现实的音频场景。
综上，本发明通过外部终端的麦克风采集当前环境中的音频模拟信号，并将其进行模数转换后与预存的虚拟现实场景的参数进行比对，从而得到当前环境的尺寸及材质信息，因此能够根据当前真实环境自动切换虚拟现实的音频场景，改善虚拟现实的音频品质。
应该理解到，上述功能如果以软件功能的形式实现并作为独立产品销售或使用时，可存储在一个电子设备可读取存储介质中，即，本发明还提供一种存储有程序数据的存储装置，所述程序数据能够被执行以实现上述实施例的方法，该存储装置可以为如U盘、光盘、服务器等。也就是说，本发明的上述实施例可以以软件产品的形式体现出来，其包括若干指令用以使得一台智能终端执行各个实施例所述方法的全部或部分步骤。
请参阅图3，为本发明一实施例的外部终端。所述外部终端30可以包括麦克风31、数/模转换器32、处理器33和通信总线34，处理器33通过通信总线34与麦克风31、数/模转换器32连接。
麦克风31用于采集当前环境中的音频模拟信号。
数/模转换器32用于将音频模拟信号转换为音频数字信号。
处理器33用于根据音频数字信号生成对应的频响曲线。
所述处理器33进一步用于将所述频响曲线的频率点参数与预存的虚拟现实场景的参数进行比对，得到所述当前环境的尺寸及材质信息，并据此配置虚拟现实设备的音频场景。
其中，麦克风31可以沿网状路线移动，即逐行和逐列移动，在移动过程中采集当前环境中的音频模拟信号。
由于通过麦克风31捕捉的音频信号会受到外部环境噪音的影响，因此本发明可以通过音效算法自动对频响曲线进行补偿以及修饰，具体地，处理器33还用于对所述频响曲线进行高频衰减，从而将高频衰减后的频响曲线的频率点参数与预存的虚拟现实场景的参数进行比对，得到所述当前环境的尺寸及材质信息。
其中，进行比对的参数可以为混响和反射参数。处理器33通过预置的算法解析出音频数字信号中第一次、第二次及第三次的反射强度和时间，以及相对应的第一次、第二次及第三次混响的强度和时间，然后参照预存的虚拟现实场景中声音到达不同房间材质的时间，以及房间材质吸收声音的强弱，来计算出房间的大小以及房间的材质。
本实施例的外部终端30的上述结构元件对应执行上述实施例的基于外部终端配置虚拟音频场景的方法，具有与其相同的技术效果。
以上所述仅为本发明的实施例，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，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于外部终端配置虚拟音频场景的方法，其特征在于，所述外部终端设置有麦克风和数/模转换器，所述方法包括：
所述外部终端通过所述麦克风采集当前环境中的音频模拟信号；
所述数/模转换器将所述音频模拟信号转换为音频数字信号；
根据所述音频数字信号生成对应的频响曲线；
将所述频响曲线的频率点参数与预存的虚拟现实场景的参数进行比对，得到所述当前环境的尺寸及材质信息，并据此配置虚拟现实设备的音频场景。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述麦克风沿网状路线移动并采集当前环境中的音频模拟信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述音频数字信号生成对应的频响曲线之后，所述方法还包括：
对所述频响曲线进行高频衰减；
将所述频响曲线的频率点参数与预存的虚拟现实场景的参数进行比对，得到所述当前环境的尺寸及材质信息，包括：
将高频衰减后的频响曲线的频率点参数与预存的虚拟现实场景的参数进行比对，得到所述当前环境的尺寸及材质信息。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述频响曲线的频率点参数与预存的虚拟现实场景的参数进行比对，得到所述当前环境的尺寸及材质信息，包括：
将所述频响曲线和预存的虚拟现实场景中的混响和反射参数进行比对，得到所述当前环境的尺寸及材质信息。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述音频模拟信号包括正弦波的WAV信号。
6.一种外部终端，其特征在于，所述外部终端包括：
麦克风，用于采集当前环境中的音频模拟信号；
数/模转换器，用于将所述音频模拟信号转换为音频数字信号；
处理器，用于根据所述音频数字信号生成对应的频响曲线；
所述处理器进一步用于将所述频响曲线的频率点参数与预存的虚拟现实场景的参数进行比对，得到所述当前环境的尺寸及材质信息，并据此配置虚拟现实设备的音频场景。
7.根据权利要求6所述的外部终端，其特征在于，所述麦克风沿网状路线移动并采集当前环境中的音频模拟信号。
8.根据权利要求6所述的外部终端，其特征在于，所述处理器还用于对所述频响曲线进行高频衰减，从而将高频衰减后的频响曲线的频率点参数与预存的虚拟现实场景的参数进行比对，得到所述当前环境的尺寸及材质信息。
9.根据权利要求6所述的外部终端，其特征在于，所述处理器用于将所述频响曲线和预存的虚拟现实场景中的混响和反射参数进行比对，得到所述当前环境的尺寸及材质信息。
10.一种存储装置，其特征在于，所述存储装置存储有程序数据，所述程序数据能够被执行以实现如权利要求1-5任一项所述的方法。
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