CN110703906A - 一种定向发声系统及方法 - Google Patents

一种定向发声系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110703906A
CN110703906A CN201910843830.3A CN201910843830A CN110703906A CN 110703906 A CN110703906 A CN 110703906A CN 201910843830 A CN201910843830 A CN 201910843830A CN 110703906 A CN110703906 A CN 110703906A
Authority
CN
China
Prior art keywords
head
position information
module
passenger
sound production
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910843830.3A
Other languages
English (en)
Inventor
张宇航
曾桂华
纪宏菲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FAW Group Corp
Original Assignee
FAW Group Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by FAW Group Corp filed Critical FAW Group Corp
Priority to CN201910843830.3A priority Critical patent/CN110703906A/zh
Publication of CN110703906A publication Critical patent/CN110703906A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
    • G06F3/012—Head tracking input arrangements
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/16—Sound input; Sound output
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/32—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only
    • H04R1/323—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only for loudspeakers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2499/00—Aspects covered by H04R or H04S not otherwise provided for in their subgroups
    • H04R2499/10—General applications
    • H04R2499/13—Acoustic transducers and sound field adaptation in vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)

Abstract

本发明属于自动驾驶的技术领域，尤其涉及一种定向发声系统及方法，其中该系统包括乘员头部位置识别装置和定向发声装置，其中：所述乘员头部位置识别装置用于对所述乘员头部进行实时定位并发出位置信息；所述定向发声装置用于根据所述位置信息向所述乘员头部发出声音。本发明通过实时采集车内乘员头部位置并进行建模、学习和分析，通过ASM算法完成车内乘员的头部位置定位，将定位数据发送给定向发声装置，使声音根据车内乘员头部位置始终定向发送，一直提供最好的声觉体验。

Description

一种定向发声系统及方法
技术领域
本发明涉及自动驾驶的技术领域，尤其涉及一种定向发声系统及方法。
背景技术
目前汽车行业正在面向自动驾驶的方向发展，驾驶员的主要任务和注意力由对车辆的操控中逐渐解放出来，在此基础上驾驶员和车内乘员对信息获取和娱乐有了各自不同的个性化需求。视频和音频是其中不可缺少的部分。目前普通车载功放和扬声器系统只能在整个驾驶室内播放同一个音频，车内成员共同处于一个声场中，可通过前触控屏幕调节使主要音场集中在驾驶员及各个车内乘员的位置。但这种传统的功放和扬声器配置无法满足车内乘员日益丰富的个性化需求。普通的超声波定向发声装置无法调整发声方向和位置，车内乘员的身高、坐姿的差异使这种精确方向发声效果产生差异化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种定向发声系统及方法，可通过对车内乘员头位置的定位自动调整超声波定向发声的方向，使车内乘员在任何坐姿和位置的情况下都能获得最好的听觉体验。
为达此目的，一方面本发明公开一种定向发声系统，包括乘员头部位置识别装置和定向发声装置，其中：
所述乘员头部位置识别装置用于对所述乘员头部进行实时定位并发出空间位置信息，所述空间位置信息表示所述乘员头部相对于所述定向发声装置的位置。
所述定向发声装置用于根据所述空间位置信息对所述乘员头部定向发出声音。
作为上述的定向发声系统的一种优选方案，所述乘员头部位置识别装置包括头部数据采集模块和数据处理分析模块，其中：
所述头部数据采集模块用于获取所述乘员头部的特征点在车内场景中的特征点位置信息；
所述数据处理分析模块，根据所述特征点位置信息的改变获得所述空间位置信息。
作为上述的定向发声系统的一种优选方案，所述特征点位置信息的改变包括所述特征点在转动角度和/或平移位置上的改变。
作为上述的定向发声系统的一种优选方案，所述头部数据采集模块包括车内场景采集单元和特征点采集单元，其中：
所述车内场景采集单元用于采集车内空间并构建空间坐标系；
所述特征点采集单元用于确定所述特征点并获取所述特征点在所述空间坐标系内的坐标，所述特征点位置信息由所述坐标组成。
作为上述的定向发声系统的一种优选方案，所述特征点包括眼角、嘴角和鼻尖中的任一项。
作为上述的定向发声系统的一种优选方案，所述数据处理分析模块将变化前后的所述坐标作为学习对象并通过ASM算法获得所述空间位置信息。
作为上述的定向发声系统的一种优选方案，所述定向发声装置包括位置数据处理模块、转向模块和发声模块，其中：
所述位置数据处理模块用于根据所述空间位置信息输出转向信息；
所述转向模块用于根据所述转向信息调整与所述乘员头部的方向；
所述发声模块连接所述转向模块，所述发声模块用于发声。
作为上述的定向发声系统的一种优选方案，所述发声模块包括：超声波信号调制器、功率放大器和超声波换能器，其中：
所述超声波信号调制器以单频声信号调制超声波，将可听声音信号调制到超声载波信号上；
所述功率放大器将超声波信号放大；
所述超声波换能器定向发射调幅波。
另一方面，本发明还公开一种定向发声方法，包括以下步骤：
对所述乘员头部进行实时定位并发出位置信息。
根据所述位置信息对所述乘员头部定向发出声音。
作为上述的定向发声方法的一种优选方案，所述对所述乘员头部进行实时定位并发出位置信息的步骤包括：
用于对所述乘员头部进行实时定位并发出空间位置信息、根据所述空间位置信息对所述乘员头部定向发出声音，其中所述空间位置信息表示所述乘员头部相对于所述定向发声装置的位置。
所述根据所述位置信息对所述乘员头部定向发出声音的步骤包括：
根据所述空间位置信息输出转向信息、根据所述转向信息调整与所述乘员头部的方向并发声。
本发明的有益效果：通过实时采集车内乘员头部位置并进行建模、学习和分析，通过ASM算法完成车内乘员的头部位置定位，将定位数据发送给定向发声装置，使声音根据车内乘员头部位置始终定向发送，一直提供最好的声觉体验。
附图说明
图1是本发明一个具体实施方式提供的定向发声系统的模块连接图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
如图1，本发明提供一种定向发声系统，包括乘员头部位置识别装置和定向发声装置，其中：
乘员头部位置识别装置用于对乘员头部进行实时定位并发出空间位置信息，空间位置信息表示乘员头部相对于定向发声装置的位置。
即乘员头部位置识别装置能够实时确定乘员头部的位置，并发出表示其位置的空间位置信息。
定向发声装置用于根据空间位置信息对乘员头部定向精准地发出声音，从而一直提供最好的声觉体验。
进一步，乘员头部位置识别装置包括头部数据采集模块和数据处理分析模块，其中：头部数据采集模块用于获取乘员头部的特征点在车内场景中的特征点位置信息。数据处理分析模块，根据特征点位置信息的改变获得空间位置信息。
乘员头部位置识别装置是通过头部数据采集模块获取乘员头部的特征点在车厢内特征点位置信息，例如刚坐上去时，会得到一系列特征点位置信息，一段时间后如果特征点位置改变，相应的特征点位置信息也发生改变，随后通过数据处理分析模块分析这些改变并实时获取空间位置信息。
在本实施例中，头部数据采集模块为摄像头。
需要说明的是，特征点包括眼角、嘴角和鼻尖中的任一项。在本实施例中，特征点为鼻尖，由于鼻尖是整个面部最突出的地方并且每个人只存在一个鼻尖区域，容易确认。即利用摄像头实时观察鼻尖，另外，特征点位置信息的改变包括鼻尖在转动角度和/或平移位置上的改变。即当乘员头部扭动、低头、抬头时，都会带动鼻尖位置发生改变，从而带来特征点位置信息的改变。
进一步，头部数据采集模块包括车内场景采集单元和特征点采集单元，其中：车内场景采集单元用于采集车内空间并构建空间坐标系，特征点采集单元用于确定特征点并获取特征点在空间坐标系内的坐标，特征点位置信息由坐标组成。
车内场景采集单元将车内空间建立一个空间坐标系，例如，建立一个以车厢内沿长度方向的中轴线为X轴，以车厢中轴线的中部的水平垂线为Y轴，以车厢内高度为Z轴的坐标系。特征点鼻尖在该坐标系中具有一个动态的坐标,例如在乘员刚坐上位置时，鼻尖的坐标为(X0,Y0,Z0)，并且在一定时间内，鼻尖的坐标会不断进行改变至(X1,Y1,Z1)……(Xn,Yn,Zn)。
进一步，数据处理分析模块将这些变化的坐标作为学习对象并通过Active ShapeModel(ASM)算法学习处理，最终获得乘员头部相对于超声波定位发声装置的空间位置信息。
进一步，定向发声装置包括位置数据处理模块、转向模块和发声模块，其中：位置数据处理模块用于根据空间位置信息输出转向信息、转向模块用于根据转向信息调整与乘员头部的方向、发声模块连接转向模块，发声模块用于发声。位置数据处理模块将收到的空间位置信息输出成具有转向目标姿势的转向信息，即转向信息包括是一个目标性的信息，转向模块根据这个转向信息调整至目标姿势，从而不断改变自身姿势并正对乘员的耳朵。
作为上述的定向发声系统的一种优选方案，发声模块包括：超声波信号调制器、功率放大器和超声波换能器。
超声波信号调制器以单频声信号调制超声波，将可听声音信号调制到超声载波信号上。
功率放大器将超声波信号放大。
超声波换能器定向发射调幅波。
另一方面，本发明还公开一种定向发声方法，包括以下步骤：
对乘员头部进行实时定位并发出位置信息。
根据位置信息对乘员头部定向发出声音。
作为上述的定向发声方法的一种优选方案，对乘员头部进行实时定位并发出位置信息的步骤包括：
用于对乘员头部进行实时定位并发出空间位置信息、根据空间位置信息对乘员头部定向发出声音，其中空间位置信息表示乘员头部相对于定向发声装置的位置。
根据位置信息对乘员头部定向发出声音的步骤包括：
根据空间位置信息输出转向信息、根据转向信息调整与乘员头部的方向并发声。
本发明的有益效果：通过实时采集车内乘员头部位置并进行建模、学习和分析，通过ASM算法完成车内乘员的头部位置定位，将定位数据发送给定向发声装置，使声音根据车内乘员头部位置始终定向发送，一直提供最好的声觉体验。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种定向发声系统，其特征在于，包括乘员头部位置识别装置和定向发声装置，其中：
所述乘员头部位置识别装置用于对所述乘员头部进行实时定位并发出空间位置信息，所述空间位置信息表示所述乘员头部相对于所述定向发声装置的位置；
所述定向发声装置用于根据所述空间位置信息对所述乘员头部定向发出声音。
2.根据权利要求1所述的定向发声系统，其特征在于，所述乘员头部位置识别装置包括头部数据采集模块和数据处理分析模块，其中：
所述头部数据采集模块用于获取所述乘员头部的特征点在车内场景中的特征点位置信息；
所述数据处理分析模块，根据所述特征点位置信息的改变获得所述空间位置信息。
3.根据权利要求2所述的定向发声系统，其特征在于，所述特征点位置信息的改变包括所述特征点在转动角度和/或平移位置上的改变。
4.根据权利要求3所述的定向发声系统，其特征在于，所述头部数据采集模块包括车内场景采集单元和特征点采集单元，其中：
所述车内场景采集单元用于采集车内空间并构建空间坐标系；
所述特征点采集单元用于确定所述特征点并获取所述特征点在所述空间坐标系内的坐标，所述特征点位置信息由所述坐标组成。
5.根据权利要求4所述的定向发声系统，其特征在于，所述特征点包括眼角、嘴角和鼻尖中的任一项。
6.根据权利要求5所述的定向发声系统，其特征在于，所述数据处理分析模块将变化前后的所述坐标作为学习对象并通过ASM算法获得所述空间位置信息。
7.根据权利要求6所述的定向发声系统，其特征在于，所述定向发声装置包括位置数据处理模块、转向模块和发声模块，其中：
所述位置数据处理模块用于根据所述空间位置信息输出转向信息；
所述转向模块用于根据所述转向信息调整与所述乘员头部的方向；
所述发声模块连接所述转向模块，所述发声模块用于发声。
8.根据权利要求7所述的定向发声系统，其特征在于，所述发声模块包括：超声波信号调制器、功率放大器和超声波换能器，其中：
所述超声波信号调制器以单频声信号调制超声波，将可听声音信号调制到超声载波信号上；
所述功率放大器将超声波信号放大；
所述超声波换能器定向发射调幅波。
9.一种定向发声方法，其特征在于，包括以下步骤：
对乘员头部进行实时定位并发出位置信息；
根据所述位置信息对所述乘员头部定向发出声音。
10.根据权利要求9所述的定向发声方法，其特征在于，
所述对所述乘员头部进行实时定位并发出位置信息的步骤包括：
用于对所述乘员头部进行实时定位并发出空间位置信息、根据所述空间位置信息对所述乘员头部定向发出声音，其中所述空间位置信息表示所述乘员头部相对于所述定向发声装置的位置；
所述根据所述位置信息对所述乘员头部定向发出声音的步骤包括：
根据所述空间位置信息输出转向信息、根据所述转向信息调整与所述乘员头部的方向并发声。
CN201910843830.3A 2019-09-06 2019-09-06 一种定向发声系统及方法 Pending CN110703906A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910843830.3A CN110703906A (zh) 2019-09-06 2019-09-06 一种定向发声系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910843830.3A CN110703906A (zh) 2019-09-06 2019-09-06 一种定向发声系统及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110703906A true CN110703906A (zh) 2020-01-17

Family

ID=69194798

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910843830.3A Pending CN110703906A (zh) 2019-09-06 2019-09-06 一种定向发声系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110703906A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111277931A (zh) * 2020-01-20 2020-06-12 东风汽车集团有限公司 可实现汽车隐私通话功能的装置
CN112733655A (zh) * 2020-12-31 2021-04-30 联想(北京)有限公司 一种信息处理方法、装置、定向发声设备和存储介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103680058A (zh) * 2013-12-09 2014-03-26 灏泷智能科技（上海）有限公司 一种疲劳驾驶监测提醒系统
CN106960455A (zh) * 2017-03-17 2017-07-18 宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司 定向传声方法及终端
CN107371097A (zh) * 2017-08-30 2017-11-21 京东方科技集团股份有限公司 智能化向用户提供提示声音的方法
CN109218859A (zh) * 2017-06-29 2019-01-15 长城汽车股份有限公司 车载定向音响系统、控制方法及车辆

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103680058A (zh) * 2013-12-09 2014-03-26 灏泷智能科技（上海）有限公司 一种疲劳驾驶监测提醒系统
CN106960455A (zh) * 2017-03-17 2017-07-18 宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司 定向传声方法及终端
CN109218859A (zh) * 2017-06-29 2019-01-15 长城汽车股份有限公司 车载定向音响系统、控制方法及车辆
CN107371097A (zh) * 2017-08-30 2017-11-21 京东方科技集团股份有限公司 智能化向用户提供提示声音的方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111277931A (zh) * 2020-01-20 2020-06-12 东风汽车集团有限公司 可实现汽车隐私通话功能的装置
CN112733655A (zh) * 2020-12-31 2021-04-30 联想(北京)有限公司 一种信息处理方法、装置、定向发声设备和存储介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018228404A1 (zh) 自动调整车载音响音效模式的系统和方法
US7268677B2 (en) Information processing system
CN110703906A (zh) 一种定向发声系统及方法
US9638530B2 (en) System and method for distribution of 3D sound
JP4894300B2 (ja) 車載装置調整装置
CN105291979A (zh) 车辆用全景环视装置及具有该装置的车辆
JPWO2011138855A1 (ja) 覚醒状態維持装置および覚醒状態維持方法
CN104769967B (zh) 驾驶辅助装置及驾驶辅助系统
CN115052231B (zh) 数字化车载个人随动超声波指向性声场系统
US20200404443A1 (en) Electronic device, method and computer program
US20220355063A1 (en) Hearing assistance devices with motion sickness prevention and mitigation features
US20170341582A1 (en) Method and device for the distortion-free display of an area surrounding a vehicle
JP2011048566A (ja) 情報提示装置及び情報提示システム並びにプログラム
CN104460975A (zh) 车辆操作装置
CN113055810A (zh) 音效控制方法、装置、系统、车辆以及存储介质
CN110447244A (zh) 用于为两轮车骑车者提供空间可感知的声学信号的方法
JP2021062811A (ja) 音響制御システム、音響制御装置、および音響制御方法
US20180157459A1 (en) Ear monitoring audio
DE102022126163A1 (de) System und verfahren zum integrieren auditiver und nichtauditiver eingaben für anpassbare spracherkennung
US8198989B2 (en) Method and apparatus for informing a user of the position of an information source relative to the user position
CN115150716A (zh) 基于设备位置确定音频滤波器的音频系统和方法
EP3705162A1 (en) Virtual reality system and virtual reality method
KR20220022380A (ko) 차량 및 그의 제어방법
CN111252006A (zh) 中置扬声器的指向性调整方法及装置
CN110626350A (zh) 基于3d声场的侧后方盲点车辆识别防碰撞预警系统及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination