CN108737896B - 一种基于电视机的自动调节喇叭朝向的方法及电视机 - Google Patents

一种基于电视机的自动调节喇叭朝向的方法及电视机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于电视机的自动调节喇叭朝向的方法及电视机，所述方法包括：通过设置在电视机上的摄像头采集电视机周边区域人物图像；获取人物图像中的人物信息及人物位置信息；根据人物当前位置调整喇叭角度并发声，使喇叭声音汇聚到人物位置，并把当前调整角度及默认音量作为初始值保存；通过摄像头采集周边区域人物多张电视机周边区域人物图像，并判断人物的位置状态；根据不同的人物位置状态控制调整喇叭角度及音效。本发明实现用户和电视机的距离或角度发生变化时，能够自动调节电视机的音量、音效等参数，自动调节喇叭朝向，使用户能听到更好的电视音效，为用户提供了方便。

Description

一种基于电视机的自动调节喇叭朝向的方法及电视机
技术领域
本发明涉及电视机领域，尤其涉及的是一种基于电视机的自动调节喇叭朝向的方法及电视机。
背景技术
电视机作为必备家电，在生活中应用广泛，喇叭作为电视机的声音输出部分在电视机中有两种形式安装，一种是固定在电视机身内或者电视机下部；另一种形式是分体式摆放在电视柜上。
但是两种形式下音箱或者喇叭的朝向都是固定的，不能自动调节方向和音效，当使用者的位置发生移动时，电视机固定的喇叭朝向就可能使用户实际感受到的音效变差，不利于发挥电视最佳的音效体验。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于电视机的自动调节喇叭朝向的方法及电视机；解决用户在实际使用电视的过程中，当用户位置发生移动时喇叭朝向不能自动调整，使得音效体验变差的问题，实现喇叭朝向自动调节，为用户提供方便。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种基于电视机的自动调节喇叭朝向的方法，其中，包括步骤：
通过设置在电视机上的摄像头采集电视机周边区域人物图像；
获取人物图像中的人物信息及人物位置信息；
根据人物当前位置调整喇叭角度并发声，使喇叭声音汇聚到人物位置，并把当前调整角度及默认音量作为初始值保存；
通过摄像头采集多张电视机周边区域人物图像，并判断人物的位置状态；
根据不同的人物位置状态控制调整喇叭角度及音效。
进一步，在所述根据不同的人物位置状态控制调整喇叭角度及音效的步骤中，具体包括：
当周边区域人物未移动位置，喇叭朝向及音量、音效不做调整，保持初始值；
当周边区域人物移动位置，喇叭朝向及音量、音效调整。
进一步，在所述当周边区域人物移动位置，喇叭朝向及音量、音效调整的步骤中，具体包括：
周边区域人物移动后，人物位置与电视机角度未发生变化而距离发生变化，喇叭角度不改变，音量改变，音效不变；
周边区域人物移动后，人物位置与电视机角度改变，喇叭角度改变，音量、音效改变。
进一步，所述周边区域人物移动后，人物位置与电视机角度未发生变化而距离发生变化，喇叭角度不改变，音量改变，音效不变的步骤中，喇叭音量随周边区域人物与电视机距离正比变化。
进一步，在所述周边区域人物移动后，人物位置与电视机角度改变，喇叭角度改变，音量、音效改变的步骤中，所述喇叭角度改变后使发出的声音汇聚到人物位置；所述音效调整是改变输出声音的相位；
所述相位调整过程为：两侧喇叭发出声音的相位根据周边区域人物移动方向分别作出调整，与周边区域人物移动方向同侧的喇叭声音相位延后，与周边区域人物移动方向另一侧的喇叭声音相位超前，喇叭发出声音的相位调整的大小根据用户与电视机的角度而线性变化。
一种电视机，包括电视机体，输出的音频信号转化为声音的喇叭，其特征在于，还包括：
设置在电视机体上的用于获取电视机周边区域人物图像的摄像头；
用于驱动喇叭根据获取的人物信息及人物位置信息进行朝向转动的传动装置，所述喇叭通过所述传动装置安装在所述电视机体上；
设置在电视机体内的主控板，主控板连接所述摄像头、喇叭、传动装置，主控板根据摄像头获取的人物图像，分析出人物信息及人物位置信息并产生一控制信号控制传动装置调整喇叭角度，并控制调整喇叭音量和音效。
进一步，所述主控板设置有内置算法，所述内置算法通过所述摄像头获取图像中的周边区域人物信息及周边区域人物位置信息，根据人物当前位置调整喇叭角度并发声，使喇叭声音汇聚到人物位置，并把当前调整角度及默认音量作为初始值保存，通过摄像头采集人物多张图像，内置算法判断人物的移动状态，根据不同的状态调整喇叭角度及音效。
进一步，所述喇叭设置在所述电视机体的左右两侧。
进一步，电视机周边区域人物移动后，人物位置与电视机角度未发生变化而距离发生变化，喇叭角度不改变，音效不变，音量随周边区域人物与电视机距离正比变化。
进一步，周边区域人物移动后，人物位置与电视机角度改变，喇叭角度改变，音量、音效改变；
所述喇叭角度改变后使发出的声音汇聚到人物位置；
所述音效调整是改变喇叭发出声音的相位，所述两侧喇叭发出声音的相位根据周边区域人物移动方向分别作出调整，与周边区域人物移动方向同侧的喇叭声音相位延后，与周边区域人物移动方向另一侧的喇叭声音相位超前，喇叭发出声音的相位调整的大小根据用户与电视机的角度而线性变化。
本发明所提供的一种基于电视机的自动调节喇叭朝向的方法及电视机机，实现用户和电视机的距离或角度发生变化时，能够自动调节电视机的音量、音效等参数，自动调节喇叭朝向，使用户能听到更好的电视音效，为用户提供方便。
附图说明
图1是本发明一种电视的较佳实施例的功能原理框图。
图2是本发明一种基于电视机的自动调节喇叭朝向的方法的流程图。
图3是本发明一种基于电视机的自动调节喇叭朝向的方法的较佳实施例的流程图。
图中，10、电视机体；20、喇叭；30、主控板；40、摄像头；50、传动装置。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。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。
图1是本发明一种电视机的较佳实施例的功能原理框图；如图1所示，包括电视机体10，设置在电视机体10内的摄像头40，摄像头40也可单独设置在电视机体10外部，再通过连接支架与电视机体10相固定，摄像头40用于获取电视机前方周边区域人物图像，周边区域人物一般为电视机的用户，人物图像传送给电视机以便进行人物及位置信息的识别。
在电视机的喇叭20上设置有传动装置50，喇叭20通过传动装置50安装在所述电视机体10上，喇叭20把输出的音频信号转化为声音，传动装置50可控制喇叭20转动，改变喇叭20的朝向，喇叭20分别设置在电视机体10内部的左右两侧，使用户能从两侧接收到电视机的声音，实现立体声效果，喇叭20与传动装置50也可以独立设置在电视机体10外部，组成外设音响。
在电视机体10内部设置有主控板30，主控板30通过电路连接摄像头40、喇叭20以及传动装置50，并控制摄像头40进行图像和控制信号的传送,控制喇叭20进行音频信息传递和音量与音效的调整，控制传动装置50驱动喇叭转动改变角度，主控板30还可进行通讯和完成整机系统的运行。
在主控板30上设置有内置算法，当电视机开机后，主控板30会向摄像头40发送图像采集指令，摄像头40定时拍摄电视机周边的图像传输给主控板30，通过内置算法获取图像中的用户信息及用户的位置信息，并发出控制指令给传动装置50，传动装置50分别带动左右两边的喇叭20转动进行角度调整，使调整角度后的喇叭20发出的声音汇聚到用户的初始位置，并将调整后的角度和默认音量作为初始值保存，主控板30继续接收摄像头40连续拍摄的图像，内置算法根据图像判断用户是否发生位置移动，并根据用户的移动情况发出控制指令给传动装置50与喇叭20，作出相应的调整。
规定用户与电视机的角度为：以电视机显示屏作为一面，以人体竖直中线到显示屏竖直中线组成的平面为第二面，两个面所组成的夹角。
当用户与电视机的角度未发生变化而距离发生变化时，喇叭20角度不调整，仅对喇叭20音量调整，用户与电视机的距离变小时，喇叭20音量自动减小；用户与电视机的距离变大时，喇叭20音量自动加大，此处音量调整是在初始值基础上调整。
当用户与电视机的角度发生变化时，内置算法根据摄像头传输回的图片分析判断用户的位置，通过主控板30并对传动装置50发出控制指令，从而传动装置50带动喇叭20转向，改变角度，使左右两个喇叭20发出的声音汇聚到用户，同时主控板30对喇叭20发出控制指令，将左右两个喇叭20输出声音的相位和音量分别做出微调，调整声音的相位即是调整音效，相位调整方法见下面方法的实施过程。以保证用户接收到的声音处于最佳状态。
本发明还提供了一种基于电视机的自动调节喇叭朝向的方法，较佳实施例为：
图2是本发明一种基于电视机的自动调节喇叭朝向的方法的流程图，图3是本发明一种基于电视机的自动调节喇叭朝向的方法的较佳实施例的流程图。
如图2所示，本发明实施例所述一种基于电视机的自动调节喇叭朝向的方法，包括以下步骤：
步骤S100、通过设置在电视机上的摄像头采集电视机周边区域人物图像；开机后主控板向摄像头发出图像采集指令，摄像头定时拍摄电视机周边区域人物的图像传输给主控板，电视机周边区域人物也是电视机用户。
步骤S200、获取人物图像中的人物信息及人物位置信息；电视机中设置有主控板，在主控板中设置有内置算法，主控板接收到摄像头传输的图像后，通过内置算法分析识别图像中的用户及用户位置。
步骤S300、根据人物当前位置调整喇叭角度并发声，使喇叭声音汇聚到人物位置，并把当前调整角度及默认音量作为初始值保存；内置算法根据客户的位置发送控制信号给传动装置，传动装置带动喇叭旋转角度，使左右两侧的喇叭朝向用户位置，同时内置算法控制喇叭发声，使两侧喇叭的声音汇聚到用户位置，根据用户的位置确认一个大小合适的音量，该音量作为初始音量。
初始音量的大小可根据用户在第一次使用时根据自己的听力情况手动设置，内置算法根据图像识别出用户信息、用户距离电视的距离以及手动设置的音量大小一起保存记录，当用户再次使用时电视时，内置算法识别出用户后，直接调用该用户在该位置对应的初始音量值数据并对喇叭发出相应的音频信号。
步骤S400、通过摄像头采集多张电视机周边区域人物图像，并判断人物的位置状态；主控板控制摄像头每隔5秒钟拍摄一次周边区域人物图像，并判断周边区域人物位置。
步骤S500、根据不同的人物位置状态控制调整喇叭角度及音效。
如图3所示，用户的位置状态分为两种情况，当用户位置不发生变化时，喇叭朝向不改变，喇叭音量使用初始音量；当用户位置发生变化时，摄像头定时收集多张图像判断出用户的移动状态，并根据用户的移动状态对传动装置及喇叭发出相应的调整指令。
规定用户与电视机的角度为：以电视机显示屏作为一面，以人体竖直中线到显示屏竖直中线组成的平面为第二面所组成的夹角；用户的移动状态分为两种情况，当用户移动，用户与电视机的角度未发生变化而用户与电视机的距离发生变化时，喇叭朝向不做调整，仅音量调整，喇叭音量随用户与电视机距离正比变化：当使用者与电视机的距离变小时，喇叭音量相对于初始音量作对应减小，使用者与电视机的距离变大时，喇叭音量相对于初始音量作对应加大。
当用户位置与电视机的角度与开机时使用者位置与电视机角度对比发生变化时，主控端将喇叭朝向调节的控制信息发送给传动装置，传动装置接收到指令后调整喇叭朝向，使左右两个喇叭发出的声音汇聚到使用者，同时将左右两个喇叭输出声音的相位和音量分别根据用户与电视机的夹角及用户与电视机的距离做出微调，即调整喇叭的音效与音量以保证使用者接收到的声音处于最佳状态；喇叭音效通过相位来调整，相位的调整过程为：喇叭朝向与电视机朝向一致时，即正面对用户时，左右喇叭发出声音的初始相位均为“0”，当用户在电视左侧时，左右两个喇叭向左调整方向的同时，发出声音的相位分别作出调整，左侧喇叭声音相位延后，右侧喇叭声音相位超前，喇叭发出声音的相位调整机制根据用户与电视机的角度做线性变化，即当用户与电视机角度为左侧30°，那左侧喇叭声音相位延后15°，右侧喇叭声音相位超前15°。
当摄像头采集的电视机用户是多人时，且多人在分散的位置观看电视，喇叭在初始阶段不作调整，喇叭朝向与电视机朝向一致；当摄像头采集到的图像中有一人或多人移动，且并非全部人移动时，喇叭朝向也不作调整。
综上所述，本发明所提供的一种基于电视机的自动调节喇叭朝向的方法及电视机，本发明通过步骤开机后摄像头采集用户图像；通过内置算法获取图像中的用户信息及用户位置信息；根据用户当前位置调整喇叭角度并发声，使喇叭声音汇聚到用户位置，并把当前调整角度及默认音量作为初始值保存；通过摄像头采集用户多张图像，内置算法判断用户的位置状态；根据不同的状态调整喇叭角度及音效；实现用户和电视机的距离或角度发生变化时，能够自动调节电视机的音量、音效等参数，自动调节喇叭朝向了，使用户能听到更好的电视音效，提高了用户的电视观看体验。
本方法不仅可以运用到电视机，也可应用到智能音响类电子产品。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于电视机的自动调节喇叭朝向的方法，其特征在于，包括步骤：
通过设置在电视机上的摄像头采集电视机周边区域人物图像；
获取人物图像中的人物信息及人物位置信息；
根据人物当前位置调整喇叭角度并发声，使喇叭声音汇聚到人物位置，并把当前调整角度及默认音量作为初始值保存；
通过摄像头采集周边区域人物多张电视机周边区域人物图像，并判断人物的位置状态；根据不同的人物位置状态控制调整喇叭角度及音效；
所述音效调整是改变输出声音的相位；
所述相位调整过程为：两侧喇叭发出声音的相位根据周边区域人物位于电视的左侧或右侧分别作出调整，与周边区域人物的位置同侧的喇叭声音相位延后，与周边区域人物的位置另一侧的喇叭声音相位超前，喇叭发出声音的相位调整的大小根据用户与电视机的角度而线性变化；
线性变化规则为：当用户与电视机角度为左侧N度时，左侧喇叭声音相位延后N/2度，右侧喇叭声音相位超前N/2度，当用户与电视机角度为右侧N度时，左侧喇叭声音相位超前N/2度，右侧喇叭声音相位延后N/2度；
用户与电视机的角度为：以电视机显示屏作为一面，以人体竖直中线到显示屏竖直中线组成的平面为第二面，两个面所组成的夹角。
2.根据权利要求1所述自动调节喇叭朝向的方法，其特征在于，在所述根据不同的人物位置状态控制调整喇叭角度及音效的步骤中，具体包括：
当周边区域人物未移动位置，喇叭朝向及音量、音效不做调整，保持初始值；
当周边区域人物移动位置，喇叭朝向及音量、音效调整。
3.根据权利要求2所述自动调节喇叭朝向的方法，其特征在于，在所述当周边区域人物移动位置，喇叭朝向及音量、音效调整的步骤中，具体包括：
周边区域人物移动后，人物位置与电视机角度未发生变化而距离发生变化，喇叭角度不改变，音量改变，音效不变；
周边区域人物移动后，人物位置与电视机角度改变，喇叭角度改变，音量、音效改变。
4.根据权利要求3所述自动调节喇叭朝向的方法，其特征在于，所述周边区域人物移动后，人物位置与电视机角度未发生变化而距离发生变化，喇叭角度不改变，音量改变，音效不变的步骤中，喇叭音量随周边区域人物与电视机距离正比变化。
5.根据权利要求3所述自动调节喇叭朝向的方法，其特征在于，在所述周边区域人物移动后，人物位置与电视机角度改变，喇叭角度改变，音量、音效改变的步骤中，所述喇叭角度改变后使发出的声音汇聚到人物位置。
6.一种电视机，包括电视机体，输出的音频信号转化为声音的喇叭，其特征在于，还包括：
设置在电视机体上的用于获取电视机周边区域人物图像的摄像头；
用于驱动喇叭根据获取的人物信息及人物位置信息进行朝向转动的传动装置，所述喇叭通过所述传动装置安装在所述电视机体上；
设置在电视机体内的主控板，主控板连接所述摄像头、喇叭、传动装置，主控板根据摄像头获取的人物图像，分析出人物信息及人物位置信息并产生一控制信号控制传动装置调整喇叭角度，并控制调整喇叭音量和音效；
所述音效调整是改变输出声音的相位；
所述相位调整过程为：两侧喇叭发出声音的相位根据周边区域人物位于电视的左侧或右侧分别作出调整，与周边区域人物的位置同侧的喇叭声音相位延后，与周边区域人物的位置另一侧的喇叭声音相位超前，喇叭发出声音的相位调整的大小根据用户与电视机的角度而线性变化；
线性变化规则为：当用户与电视机角度为左侧N度时，左侧喇叭声音相位延后N/2度，右侧喇叭声音相位超前N/2度，当用户与电视机角度为右侧N度时，左侧喇叭声音相位超前N/2度，右侧喇叭声音相位延后N/2度；
用户与电视机的角度为：以电视机显示屏作为一面，以人体竖直中线到显示屏竖直中线组成的平面为第二面，两个面所组成的夹角。
7.根据权利要求6所述的电视机，其特征在于，所述主控板设置有内置算法，所述内置算法通过所述摄像头获取图像中的周边区域人物信息及周边区域人物位置信息，根据人物当前位置调整喇叭角度并发声，使喇叭声音汇聚到人物位置，并把当前调整角度及默认音量作为初始值保存，通过摄像头采集人物多张图像，内置算法判断人物的移动状态，根据不同的状态调整喇叭角度及音效。
8.根据权利要求6所述的电视机，其特征在于，所述喇叭设置在所述电视机体的左右两侧。
9.根据权利要求7所述的电视机，其特征在于，电视机周边区域人物移动后，人物位置与电视机角度未发生变化而距离发生变化，喇叭角度不改变，音效不变，音量随周边区域人物与电视机距离正比变化。
10.根据权利要求9所述的电视机，其特征在于，周边区域人物移动后，人物位置与电视机角度改变，喇叭角度改变，音量、音效改变；
所述喇叭角度改变后使发出的声音汇聚到人物位置。
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