CN108388418B - 音频调整方法、装置和音响设备 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种音频调整方法、装置和音响设备，所述方法包括以下步骤：通过散斑投射装置向外投射红外光斑；通过红外接收装置接收红外光斑反射回来的反射光线；根据反射光线确定周围的障碍物的分布信息；根据障碍物的分布信息调整音频输出特性。本发明实施例所提供的一种音频调整方法，利用散斑投射装置和红外接收装置，采用红外线作为主动信标进行环境感知的方式实现了对环境的主动探测和自适应调整。相对于现有的超声波等探测方式，红外探测的实现成本较低，并且红外探测对周围环境友好，不会对周围环境(如宠物等)产生不良影响，提升了用户体验。

Description

音频调整方法、装置和音响设备
技术领域
本发明涉及智能家居技术领域，特别是涉及到一种音频调整方法、装置和音响设备。
背景技术
随着智能家居技术的发展，各种家电设备越来越智能化，其中就包括可以与用户交互的智能音响设备。智能音响设备能够感知探测周围环境，当周围环境发生变化时，则调整音频输出特性，优化音频效果，给用户提供最佳的听觉感受。
现有的智能音响设备主要通过超声波传感器感知周围环境。但超声波传感器的成本较高，并且超声波对周围环境有不良影响，比如会影响猫、狗等宠物。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种实现成本低、对周围环境友好的音频调整方法、装置和音响设备。
为达以上目的，本发明实施例提出一种音频调整方法，所述方法包括以下步骤：
通过散斑投射装置向外投射红外光斑；
通过红外接收装置接收所述红外光斑反射回来的反射光线；
根据所述反射光线确定周围的障碍物的分布信息；
根据所述障碍物的分布信息调整音频输出特性。
可选地，所述散斑投射装置和所述红外接收装置有多个且交替排布。
可选地，所述散斑投射装置和所述红外接收装置排布呈弧形。
可选地，所述散斑投射装置和所述红外接收装置排布成一圈。
可选地，所述障碍物的分布信息包括所述障碍物的方向和距离。
可选地，所述红外接收装置为光电二极管，所述根据所述反射光线确定周围的障碍物的分布信息的步骤包括：
读取所述光电二极管的感应电流；
根据所述光电二极管的感应电流和法向计算出所述障碍物的方向和距离。
可选地，根据所述光电二极管的感应电流和法向计算出所述障碍物的方向和距离的步骤包括：
根据以下公式计算出所述障碍物的方向和距离：
Figure BDA0001589551550000021
其中，
Figure BDA0001589551550000022
为所述障碍物的方向和距离，
Figure BDA0001589551550000023
为所述光电二极管的法向，
Figure BDA0001589551550000024
为所述光电二极管的感应电流。
可选地，以邻近的两个红外接收装置为一组来确定一个区域的障碍物的方向和距离。
可选地，所述音频输出特性包括音频音量、音频音道和音频均衡参数中的至少一种。
可选地，所述根据所述障碍物的分布信息调整音频输出特性的步骤包括：
针对各个方向的障碍物的距离分别调整音频音量，所述音频音量的大小与对应方向上的障碍物的距离成反比。
本发明实施例同时提出一种音频调整装置，所述装置包括：
投射模块，用于通过散斑投射装置向外投射红外光斑；
接收模块，用于通过红外接收装置接收所述红外光斑反射回来的反射光线；
确定模块，用于根据所述反射光线确定周围的障碍物的分布信息；
调整模块，用于根据所述障碍物的分布信息调整音频输出特性。
可选地，所述红外接收装置为光电二极管，所述确定模块包括：
读取单元，用于读取所述光电二极管的感应电流；
计算单元，用于根据所述光电二极管的感应电流和法向计算出所述障碍物的方向和距离。
可选地，所述计算单元根据以下公式计算出所述障碍物的方向和距离：
Figure BDA0001589551550000031
其中，
Figure BDA0001589551550000032
为所述障碍物的方向和距离，
Figure BDA0001589551550000033
为所述光电二极管的法向，
Figure BDA0001589551550000034
为所述光电二极管的感应电流。
可选地，所述确定模块用于：以邻近的两个红外接收装置为一组来确定一个区域的障碍物的方向和距离。
可选地，所述音频输出特性包括音频音量、音频音道和音频均衡参数中的至少一种。
可选地，所述调整模块用于：针对各个方向的障碍物的距离分别调整音频音量，所述音频音量的大小与对应方向上的障碍物的距离成反比。
本发明实施例还提出一种音响设备，其包括存储器、处理器和至少一个被存储在所述存储器中并被配置为由所述处理器执行的应用程序，所述应用程序被配置为用于执行前述音频调整方法。
本发明实施例所提供的一种音频调整方法，利用散斑投射装置和红外接收装置，采用红外线作为主动信标进行环境感知的方式实现了对环境的主动探测和自适应调整。相对于现有的超声波等探测方式，红外探测的实现成本较低，并且红外探测对周围环境友好，不会对周围环境(如宠物等)产生不良影响，提升了用户体验。
附图说明
图1是本发明的音频调整方法一实施例的流程图；
图2是应用本发明实施例的音频调整方法的音响设备一实例的结构示意图；
图3是本发明实施例中散斑投射装置与红外接收装置的排布示意图；
图4是本发明实施例中红外散斑投射和反射的示意图；
图5是本发明实施例中红外接收装置接收反射光线的示意图；
图6是本发明的音频调整装置一实施例的模块示意图；
图7是图6中的确定模块的模块示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本发明实施例的音频调整方法和装置，主要应用于音响设备，当然也可以应用于其它发声装置，本发明对此不作限定。以下以应用于音响设备为例进行详细说明。
参照图1，提出本发明的音频调整方法一实施例，所述方法包括以下步骤：
S11、通过散斑投射装置向外投射红外光斑。
S12、通过红外接收装置接收红外光斑反射回来的反射光线。
S13、根据反射光线确定周围的障碍物的分布信息。
S14、根据障碍物的分布信息调整音频输出特性。
本发明实施例的音响设备如图2所示，其顶部设置有环境感知部件100，该环境感知部件100由散斑投射装置和红外接收装置组成。
如图3所示，散斑投射装置101和红外接收装置102有多个且交替排布，散斑投射装置101和红外接收装置102优选排布呈弧形，以扩大环境感知部件的感知范围。本发明实施例中，散斑投射装置101和红外接收装置102排布成一圈，可以对周围环境实现360度无死角感知。
如图4所示，音响设备通过散斑投射装置101实时或定时的向外投射红外光斑，红外光斑投射到障碍物(如墙壁)上之后，会被反射回来，音响设备则通过红外接收装置102接收红外光斑反射回来的反射光线。根据反射光线的方向和强度，音响设备就能够确定周围的各个障碍物的方向、距离(与音响设备的间隔距离)等分布信息。
本发明实施例中，红外接收装置102为红外感光元件，优选光电二极管。当反射光线照射到光电二极管上时，光电二极管就会产生感应电流。光电二极管的感应电流与接收到的反射光线的光照强度有关，光照强度越大，则感应电流越大。
如图5所示，散斑投射装置101投射的光斑反射回来的反射光线由邻近的两个红外接收装置102(光电二极管)接收，两个红外接收装置102(光电二极管)的法向(法线方向)分别为
Figure BDA0001589551550000051
红外接收装置102(光电二极管)与水平线的夹角为α。假设光源(红外光斑)距离红外接收装置102(光电二极管)很远且远大于两个红外接收装置102(光电二极管)之间的距离，则反射光线近似为平行光，方向用
Figure BDA0001589551550000052
表示。
红外接收装置102(光电二极管)接收到的反射光线的光照强度与反射光线在红外接收装置102(光电二极管)上的入射角度有关，反射红外光斑的障碍物与音响设备的距离不同则入射角度不同，而入射角度实际上与红外接收装置102(光电二极管)的法向和反射光线的方向有关，经研究发现，红外接收装置102(光电二极管)上的感应电流与红外接收装置102(光电二极管)的法向和反射光线的方向的点积成正比，即有：
Figure BDA0001589551550000053
其中，ci为红外接收装置102(光电二极管)的感应电流，
Figure BDA0001589551550000054
为红外接收装置102(光电二极管)的法向，
Figure BDA0001589551550000055
为反射光线的方向，k为比例系数。
因此，本发明实施例中，音响设备读取红外接收装置102(光电二极管)的感应电流，并根据红外接收装置102(光电二极管)的感应电流和法向就能计算出障碍物的方向和大致距离。具体的，音响设备可以根据以下公式计算出障碍物的方向和距离：
Figure BDA0001589551550000061
其中，
Figure BDA0001589551550000062
为障碍物的方向和距离，
Figure BDA0001589551550000063
为红外接收装置102(光电二极管)的法向，
Figure BDA0001589551550000064
为红外接收装置102(光电二极管)的感应电流，T代表向量转制。障碍物的方向上与反射光线的方向相同，距离与反射光线的光照强度成正比。
本发明实施例中，音响设备优选以邻近的两个红外接收装置102(光电二极管)为一组来确定一个区域的障碍物的方向和距离。最终，通过所有的红外接收装置102(光电二极管)确定周围的所有障碍物的分布信息。
本领域技术人员可以理解，除了采用光电二极管作为红外接收装置外，还可以采用其它的红外感光元件作为红外接收装置，只要能够根据反射光线的方向和强度的不同来确定障碍物的方向和距离即可，本发明对此不再一一列举赘述。
当确定了周围的障碍物的分布信息后，音响设备则据此调整音频输出特性。所述音频输出特性可以包括音频音量、音频音道、音频均衡参数等特征中的一种或者至少两种的组合。其中，音频均衡参数可以通过音频均衡器进行调节。
以调整音频音量为例，音响设备针对各个方向的障碍物的距离分别调整音频音量，音频音量的大小与对应方向上的障碍物的距离成反比。即距离障碍物较远的方向则增大输出功率，提高音频音量；距离障碍物较近的方向则减小输出功率，降低音频音量。其它音频输出特性的调整方法与此类似，本发明实施例不再一一列举赘述。
从而实现了通过感知环境进行音频的自适应动态调整，使得各个方向上的听众都能获得最佳音频效果，或者听众靠近或远离音响设备时都能获得最佳音频效果，提高了用户的听觉感受。当音响设备从一个环境移动到另一个环境，音响设备也能够自动根据周围环境进行音频的自适应调整，提高了音响设备的智能化程度。
本发明实施例的音频调整方法，利用散斑投射装置和红外接收装置，采用红外线作为主动信标进行环境感知的方式实现了对环境的主动探测和自适应调整。相对于现有的超声波等探测方式，红外探测的实现成本较低，并且红外探测对周围环境友好，不会对周围环境(如宠物等)产生不良影响，提升了用户体验。
参照图6，提出本发明的音频调整装置一实施例，所述装置包括投射模块10、接收模块20、确定模块30和调整模块40，其中：投射模块10，用于通过散斑投射装置向外投射红外光斑；接收模块20，用于通过红外接收装置接收红外光斑反射回来的反射光线；确定模块30，用于根据反射光线确定周围的障碍物的分布信息；调整模块40，用于根据障碍物的分布信息调整音频输出特性。
如图3所示，本发明实施例中，散斑投射装置101和红外接收装置102有多个且交替排布，散斑投射装置101和红外接收装置102优选排布呈弧形，以扩大环境感知部件的感知范围。本发明实施例中，散斑投射装置101和红外接收装置102排布成一圈，可以对周围环境实现360度无死角感知。
如图4所示，投射模块10通过散斑投射装置101实时或定时的向外投射红外光斑，红外光斑投射到障碍物(如墙壁)上之后，会被反射回来，接收模块20则通过红外接收装置102接收红外光斑反射回来的反射光线。根据反射光线的方向和强度，确定模块30就能够确定周围的各个障碍物的方向、距离(与音响设备的间隔距离)等分布信息。
本发明实施例中，红外接收装置102为红外感光元件，优选光电二极管。当反射光线照射到光电二极管上时，光电二极管就会产生感应电流。光电二极管的感应电流与接收到的反射光线的光照强度有关，光照强度越大，则感应电流越大。
如图5所示，散斑投射装置101投射的光斑反射回来的反射光线由邻近的两个红外接收装置102(光电二极管)接收，两个红外接收装置102(光电二极管)的法向(法线方向)分别为
Figure BDA0001589551550000071
红外接收装置102(光电二极管)与水平线的夹角为α。假设光源(红外光斑)距离红外接收装置102(光电二极管)很远且远大于两个红外接收装置102(光电二极管)之间的距离，则反射光线近似为平行光，方向用
Figure BDA0001589551550000072
表示。
红外接收装置102(光电二极管)接收到的反射光线的光照强度与反射光线在红外接收装置102(光电二极管)上的入射角度有关，反射红外光斑的障碍物与音响设备的距离不同则入射角度不同，而入射角度实际上与红外接收装置102(光电二极管)的法向和反射光线的方向有关，经研究发现，红外接收装置102(光电二极管)上的感应电流与红外接收装置102(光电二极管)的法向和反射光线的方向的点积成正比，即有：
Figure BDA0001589551550000081
其中，ci为红外接收装置102(光电二极管)的感应电流，
Figure BDA0001589551550000082
为红外接收装置102(光电二极管)的法向，
Figure BDA0001589551550000083
为反射光线的方向，k为比例系数。
因此，本发明实施例中，确定模块30如图7所示，包括读取单元31和计算单元32，其中：读取单元31，用于读取红外接收装置102(光电二极管)的感应电流；计算单元32，用于根据红外接收装置102(光电二极管)的感应电流和法向计算出障碍物的方向和距离。
具体的，计算单元32根据以下公式计算出障碍物的方向和距离：
Figure BDA0001589551550000084
其中，
Figure BDA0001589551550000085
为障碍物的方向和距离，
Figure BDA0001589551550000086
为红外接收装置102(光电二极管)的法向，
Figure BDA0001589551550000087
为红外接收装置102(光电二极管)的感应电流，T代表向量转制。障碍物的方向上与反射光线的方向相同，距离与反射光线的光照强度成正比。
本发明实施例中，确定模块30优选以邻近的两个红外接收装置102(光电二极管)为一组来确定一个区域的障碍物的方向和距离。最终，通过所有的红外接收装置102(光电二极管)确定周围的所有障碍物的分布信息。
本领域技术人员可以理解，除了采用光电二极管作为红外接收装置外，还可以采用其它的红外感光元件作为红外接收装置，只要能够根据反射光线的方向和强度的不同来确定障碍物的方向和距离即可，本发明对此不再一一列举赘述。
当确定了周围的障碍物的分布信息后，调整模块40则据此调整音频输出特性。所述音频输出特性可以包括音频音量、音频音道、音频均衡参数等特征中的一种或者至少两种的组合。其中，音频均衡参数可以通过音频均衡器进行调节。
以调整音频音量为例，调整模块40针对各个方向的障碍物的距离分别调整音频音量，音频音量的大小与对应方向上的障碍物的距离成反比。即距离障碍物较远的方向则增大输出功率，提高音频音量；距离障碍物较近的方向则减小输出功率，降低音频音量。其它音频输出特性的调整方法与此类似，本发明实施例不再一一列举赘述。
从而实现了通过感知环境进行音频的自适应动态调整，使得各个方向上的听众都能获得最佳音频效果，或者听众靠近或远离音响设备时都能获得最佳音频效果，提高了用户的听觉感受。当音响设备从一个环境移动到另一个环境时，音响设备也能够自动根据周围环境进行音频的自适应调整，提高了音响设备的智能化程度。
本发明实施例的音频调整装置，利用散斑投射装置和红外接收装置，采用红外线作为主动信标进行环境感知的方式实现了对环境的主动探测和自适应调整。相对于现有的超声波等探测方式，红外探测的实现成本较低，并且红外探测对周围环境友好，不会对周围环境(如宠物等)产生不良影响，提升了用户体验。
本发明同时提出一种音响设备，其包括存储器、处理器和至少一个被存储在存储器中并被配置为由处理器执行的应用程序，所述应用程序被配置为用于执行前述音频调整方法。所述音频调整方法包括以下步骤：通过散斑投射装置向外投射红外光斑；通过红外接收装置接收红外光斑反射回来的反射光线；根据反射光线确定周围的障碍物的分布信息；根据障碍物的分布信息调整音频输出特性。本实施例中所描述的音频调整方法为本发明中上述实施例所涉及的音频调整方法，在此不再赘述。
本领域技术人员可以理解，本发明包括涉及用于执行本申请中所述操作中的一项或多项的设备。这些设备可以为所需的目的而专门设计和制造，或者也可以包括通用计算机中的已知设备。这些设备具有存储在其内的计算机程序，这些计算机程序选择性地激活或重构。这样的计算机程序可以被存储在设备(例如，计算机)可读介质中或者存储在适于存储电子指令并分别耦联到总线的任何类型的介质中，所述计算机可读介质包括但不限于任何类型的盘(包括软盘、硬盘、光盘、CD-ROM、和磁光盘)、ROM(Read-Only Memory，只读存储器)、RAM(Random Access Memory，随机存储器)、EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory，可擦写可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically Erasable ProgrammableRead-Only Memory，电可擦可编程只读存储器)、闪存、磁性卡片或光线卡片。也就是，可读介质包括由设备(例如，计算机)以能够读的形式存储或传输信息的任何介质。
本技术领域技术人员可以理解，可以用计算机程序指令来实现这些结构图和/或框图和/或流图中的每个框以及这些结构图和/或框图和/或流图中的框的组合。本技术领域技术人员可以理解，可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专业计算机或其他可编程数据处理方法的处理器来实现，从而通过计算机或其他可编程数据处理方法的处理器来执行本发明公开的结构图和/或框图和/或流图的框或多个框中指定的方案。
本技术领域技术人员可以理解，本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本发明中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。
以上所述仅为本发明的优选实施例，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，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 (6)

1.一种音频调整方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过散斑投射装置向外投射红外光斑；
通过红外接收装置接收所述红外光斑反射回来的反射光线；所述散斑投射装置和所述红外接收装置有多个且交替排布成一圈；
根据所述反射光线确定周围的障碍物的分布信息；其中，所述分布信息包括方向、距离；
根据所述障碍物的分布信息调整音频输出特性；
所述根据所述反射光线确定周围的障碍物的分布信息的步骤包括：
根据所述反射光线的方向和强度，以邻近的两个红外接收装置为一组来确定一个区域的障碍物的分布信息；通过所有的红外接收装置确定周围的所有障碍物的分布信息；
所述障碍物的分布信息包括所述障碍物的方向和距离，所述红外接收装置为光电二极管，所述根据所述反射光线确定周围的障碍物的分布信息的步骤包括：
读取所述光电二极管的感应电流；
根据所述光电二极管的感应电流和法向计算出所述障碍物的方向和距离；
所述根据所述光电二极管的感应电流和法向计算出所述障碍物的方向和距离的步骤包括：
根据以下公式计算出所述障碍物的方向和距离：
Figure FDA0002882731950000011
其中，
Figure FDA0002882731950000012
为所述障碍物的方向和距离，
Figure FDA0002882731950000013
为所述光电二极管的法向，
Figure FDA0002882731950000014
为所述光电二极管的感应电流。
2.根据权利要求1所述的音频调整方法，其特征在于，所述音频输出特性包括音频音量、音频音道和音频均衡参数中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的音频调整方法，其特征在于，所述根据所述障碍物的分布信息调整音频输出特性的步骤包括：
针对各个方向的障碍物的距离分别调整音频音量，所述音频音量的大小与对应方向上的障碍物的距离成反比。
4.一种音频调整装置，其特征在于，包括：
投射模块，用于通过散斑投射装置向外投射红外光斑；
接收模块，用于通过红外接收装置接收所述红外光斑反射回来的反射光线；所述散斑投射装置和所述红外接收装置有多个且交替排布成一圈；
确定模块，用于根据所述反射光线确定周围的障碍物的分布信息；其中，所述分布信息包括方向、距离；所述根据所述反射光线确定周围的障碍物的分布信息包括：根据所述反射光线的方向和强度，以邻近的两个红外接收装置为一组来确定一个区域的障碍物的分布信息；通过所有的红外接收装置确定周围的所有障碍物的分布信息；
调整模块，用于根据所述障碍物的分布信息调整音频输出特性；
所述障碍物的分布信息包括所述障碍物的方向和距离，所述红外接收装置为光电二极管，所述确定模块包括：
读取单元，用于读取所述光电二极管的感应电流；
计算单元，用于根据所述光电二极管的感应电流和法向计算出所述障碍物的方向和距离；
所述计算单元根据以下公式计算出所述障碍物的方向和距离：
Figure FDA0002882731950000021
其中，
Figure FDA0002882731950000022
为所述障碍物的方向和距离，
Figure FDA0002882731950000023
为所述光电二极管的法向，
Figure FDA0002882731950000024
为所述光电二极管的感应电流。
5.根据权利要求4任一项所述的音频调整装置，其特征在于，所述音频输出特性包括音频音量，所述调整模块用于：针对各个方向的障碍物的距离分别调整音频音量，所述音频音量的大小与对应方向上的障碍物的距离成反比。
6.一种音响设备，包括存储器、处理器和至少一个被存储在所述存储器中并被配置为由所述处理器执行的应用程序，其特征在于，所述应用程序被配置为用于执行权利要求1至3任一项所述的音频调整方法。
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