CN114567834A - 一种空间音频调节方法、系统、耳机及播放源 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种空间音频调节方法、系统、耳机及播放源。该空间音频调节方法包括：获取耳机的第一通讯信号和第二通讯信号；根据第一通讯信号，计算耳机与播放源的第一相对位置信息；根据第二通讯信号，计算耳机与播放源的第二相对位置信息；根据第一相对位置信息和第二相对位置信息，生成控制指令，控制指令用于调节播放源输出的音频信号。本发明实施例提供的技术方案实现模拟真实的空间音频的播放效果，改善了目标用户的听觉体验。

Description

一种空间音频调节方法、系统、耳机及播放源

技术领域

本发明涉及无线耳机技术领域，尤其涉及一种空间音频调节方法、系统、耳机及播放源。

背景技术

随着科技的发展，现有的无线耳机的应用越来越广。现有的无线耳机在VR(虚拟现实技术，Virtual Reality)、游戏等场景下，很难实现空间音频的听觉体验，影响使用者的听觉体验。

现有的无线耳机在使用时，不能满足使用者的空间音频的听觉体验的问题成为业内亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种空间音频调节方法、系统、耳机及播放源，以解决无线耳机在使用时，不能满足使用者的空间音频的听觉体验的问题。

根据本发明的一方面，提供了一种空间音频调节方法，包括：

获取耳机的第一通讯信号和第二通讯信号；

根据第一通讯信号，计算耳机与播放源的第一相对位置信息；

根据第二通讯信号，计算耳机与播放源的第二相对位置信息；

根据第一相对位置信息和第二相对位置信息，生成控制指令，控制指令用于调节播放源输出的音频信号。

可选的，获取耳机的第一通讯信号和第二通讯信号，包括：

在第一状态时，获取耳机发射的第一通讯信号；在第二状态时，获取耳机发送的第二通讯信号。

可选的，根据第一通讯信号，计算耳机与播放源的第一相对位置信息，包括：

根据第一通讯信号和耳机的天线参数信息以及播放源的天线的参数信息，基于AOA算法或RSSI定位算法，计算耳机与播放源的第一相对位置信息。

可选的，根据第二通讯信号，计算耳机与播放源的第二相对位置信息，包括：

根据第二通讯信号和耳机的天线参数信息以及播放源的天线的参数信息，基于AOA算法或RSSI定位算法，计算耳机与播放源的第二相对位置信息。

可选的，根据第一相对位置信息和第二相对位置信息，生成控制指令，包括：

将第一相对位置信息和第二相对位置信息进行比较，根据比较结果，生成控制指令，以调节播放源输出的音频信号。

可选的，将第一相对位置信息和第二相对位置信息进行比较，根据比较结果，生成控制指令，以调节播放源输出的音频信号，包括：

将第一相对位置信息和第二相对位置信息进行差值运算；

第一相对位置信息和第二相对位置信息的差值大于零时，生成第一控制指令，第一控制指令用于增大播放源输出的音频信号；

第一相对位置信息和第二相对位置信息的差值小于零时，生成第二控制指令，第二控制指令用于减小播放源输出的音频信号；

第一相对位置信息和第二相对位置信息的差值等于零时，生成第三控制指令，第三控制指令用于保持播放源输出的音频信号不变。

可选的，第一控制指令用于在预设声音阈值范围内，增大播放源输出的音频信号。

根据本发明的第二方面，提供了一种空间音频调节系统，空间音频调节系统用于执行第一方面任意提出的空间音频调节方法；

空间音频调节系统包括：

获取单元，用于获取耳机的第一通讯信号和第二通讯信号；

计算单元，用于根据第一通讯信号，计算耳机与播放源的第一相对位置信息；

计算单元，还用于根据第二通讯信号，计算耳机与播放源的第二相对位置信息；

控制单元，用于根据第一相对位置信息和第二相对位置信息，生成控制指令，控制指令用于调节播放源输出的音频信号。

根据本发明的第三方面，提供了一种耳机，包括：第二方面提出的空间音频调节系统以及天线。

根据本发明的第四方面，提供了一种播放源，包括：第二方面提出的空间音频调节系统以及声音控制单元；

声音控制单元与控制单元连接，声音控制单元用于根据控制指令，调节播放源输出的音频信号。

本发明实施例的技术方案通过获取耳机的第一通讯信号和第二通讯信号，根据第一通讯信号，计算耳机与播放源的第一相对位置信息；根据第二通讯信号，计算耳机与播放源的第二相对位置信息；根据第一相对位置信息和第二相对位置信息，生成控制指令，控制指令用于调节播放源输出的音频信号，实现根据耳机与播放源之间的距离的变化，调节播放源输出的音频信号的大小，从而实现模拟真实的空间音频的播放效果，改善目标用户的听觉体验。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种空间音频调节方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的另一种空间音频调节方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的又一种空间音频调节方法的流程图；

图4是本发明实施例提供的又一种空间音频调节方法的流程图；

图5是本发明实施例提供的又一种空间音频调节方法的流程图；

图6是本发明实施例提供的又一种空间音频调节方法的流程图；

图7是本发明实施例提供的又一种空间音频调节系统的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的一种耳机的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的一种播放源的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1是本发明实施例提供的一种空间音频调节方法的流程图。参见图1，本发明实施例提供的空间音频调节方法，包括：

S101、获取耳机的第一通讯信号和第二通讯信号。

具体的，耳机与播放源之间可以进行通讯，耳机可以接收播放源的通讯信号，播放源也可以接收耳机的通讯信号。第一通讯信号和第二通讯信号可以是对应不同的时刻，耳机发出的通讯信号。第一通讯信号和第二通讯信号也可以是对应耳机与播放源不同的相对位置时，耳机发出的通讯信号。

S102、根据第一通讯信号，计算耳机与播放源的第一相对位置信息。

具体的，耳机包括天线，播放源也包括天线，根据第一通讯信号以及耳机的天线和播放源的天线的参数，计算耳机与播放源的第一相对位置信息。第一相对位置信息可以包括耳机与播放源之间的最短距离。

S103、根据第二通讯信号，计算耳机与播放源的第二相对位置信息。

具体的，根据第二通讯信号以及耳机的天线和播放源的天线的参数，计算耳机与播放源的第二相对位置信息。第二相对位置信息可以包括耳机与播放源之间的最短距离。

S104、根据第一相对位置信息和第二相对位置信息，生成控制指令，控制指令用于调节播放源输出的音频信号。

具体的，根据第一相对位置信息和第二相对位置信息，可以判断出耳机和播放源之间是否发生相对位移，根据判断结果，生成对应的控制指令。若耳机和播放源之间的位移增大，生成的控制指令用于控制播放源输出的音频信号减小；若耳机和播放源之间的位移减小，生成的控制指令用于控制播放源输出的音频信号增大；若耳机和播放源之间的位移不变，生成的控制指令用于控制播放源输出的音频信号不变。

本实施例提供的空间音频调节方法通过获取耳机的第一通讯信号和第二通讯信号，根据第一通讯信号，计算耳机与播放源的第一相对位置信息；根据第二通讯信号，计算耳机与播放源的第二相对位置信息；根据第一相对位置信息和第二相对位置信息，生成控制指令，控制指令用于调节播放源输出的音频信号，实现根据耳机与播放源之间的距离的变化，调节播放源输出的音频信号的大小，从而实现模拟真实的空间音频的播放效果，改善目标用户的听觉体验。

可选的，图2是本发明实施例提供的另一种空间音频调节方法的流程图。在上述实施例的基础上，参见图2，本发明实施例提供的空间音频调节方法，包括：

S201、在第一状态时，获取耳机发射的第一通讯信号；第二通讯信号包括在第二状态时，耳机发送的第二通讯信号。

具体的，第一状态包括耳机与播放源之间的第一位置状态，第二状态包括耳机与播放源之间的第二位置状态。在第一状态和第二状态时，耳机与播放源之间的相对位置可以发生变化，例如，播放源位置不变，耳机的位置发生变化。或者，耳机的位置不变，播放源的位置发生变化。或者，耳机和播放源的位置均发生变化，耳机和播放源之间的相对距离也发生变化。

S102、根据第一通讯信号，计算耳机与播放源的第一相对位置信息。

S103、根据第二通讯信号，计算耳机与播放源的第二相对位置信息。

S104、根据第一相对位置信息和第二相对位置信息，生成控制指令，控制指令用于调节播放源输出的音频信号。

可选的，图3是本发明实施例提供的又一种空间音频调节方法的流程图。在上述实施例的基础上，参见图3，本发明实施例提供的空间音频调节方法，包括：

S101、获取耳机的第一通讯信号和第二通讯信号。

S301、根据第一通讯信号和耳机的天线参数信息以及播放源的天线的参数信息，基于AOA算法或RSSI定位算法，计算耳机与播放源的第一相对位置信息。

具体的，耳机的天线参数信息包括耳机的天线数量、同一个耳机的不同天线之间的距离等信息。示例性的，以耳机包括2个天线，且播放源也包括2个天线时，基于RSSI定位算法计算耳机与播放源的第一相对位置信息，RSSI定位算法又叫射频讯号定位算法。

RSSI定位算法具体通过如下方法计算：

步骤一、当播放源在第一状态时，播放源的左天线Antenna L和右天线Antenna R的位置确定；

播放源的左天线Antenna L和右天线Antenna R分别发送通讯信号，耳机的天线TWS Antenna发出第一通讯信号，例如电磁波传送至播放源的左天线Antenna L的距离为L1；电磁波传送至播放源的右天线Antenna R的距离为L2。

根据第一通讯信号传送至播放源的左天线Antenna L的时间，以及第一通讯信号传送至播放源的右天线Antenna R的时间，可以分别计算出L1和L2的实际长度；分别以播放源的左天线Antenna L和右天线Antenna R为圆心，L1和L2为半径，分别画圆(虚线圆)；可以得到两个交点，播放源(P1&P2)。

步骤二、当耳机和播放源位置发生改变时，示例性的，播放源的左天线位置变更至Antenna L’处；播放源的右天线位置变更至Antenna R’处。用同上的方式重新寻找播放源的点，实线圆交点，同样会产生两个点(P1&P3)；结合步骤一的结果，可以确认P1是真实的播放源，P2&P3是假的播放源。从而根据确定的播放源的位置P1，确定耳机与播放源的第一相对位置信息。

需要说明的是，当播放源包括三个天线时，不需要改变播放源的位置就可以定位到真实的播放源的位置。

可选的，可以基于AOA算法计算耳机与播放源的第一相对位置信息，AOA算法又叫到达角度测距，在已知播放源的两个天线相对间距d,在某一特定时间t上可以得到信号相位差异φ，由BLE信号频率即可得到信号波长λ，由θ＝arccos((φλ)/(2πd))，可以得到信号到达第一角度θ1，移动播放源位置，可以计算播放源移动后的位置的到达第二角度θ2；第一角度θ1的第一边与播放源的相邻两个天线的连线重合，第二角度θ2的第一边与播放源的相邻两个天线的连线重合，第一角度θ1的第二边与第二角度θ2的第二边的交点，即为耳机位置。从而根据确定的耳机的位置，确定耳机与播放源的第一相对位置信息。

S103、根据第二通讯信号，计算耳机与播放源的第二相对位置信息。

S104、根据第一相对位置信息和第二相对位置信息，生成控制指令，控制指令用于调节播放源输出的音频信号。

可选的，图4是本发明实施例提供的又一种空间音频调节方法的流程图。在上述实施例的基础上，参见图4，本发明实施例提供的空间音频调节方法，包括：

S101、获取耳机的第一通讯信号和第二通讯信号。

S102、根据第一通讯信号，计算耳机与播放源的第一相对位置信息。

S401、根据第二通讯信号和耳机的天线参数信息以及播放源的天线的参数信息，基于AOA算法或RSSI定位算法，计算耳机与播放源的第二相对位置信息。

具体的，耳机与播放源发生相对位移之后，根据第二通讯信号，采用AOA算法或RSSI定位算法，计算耳机与播放源的第二相对位置信息。

S103、根据第二通讯信号，计算耳机与播放源的第二相对位置信息。

S104、根据第一相对位置信息和第二相对位置信息，生成控制指令，控制指令用于调节播放源输出的音频信号。

可选的，图5是本发明实施例提供的又一种空间音频调节方法的流程图。在上述实施例的基础上，参见图5，本发明实施例提供的空间音频调节方法，包括：

S101、获取耳机的第一通讯信号和第二通讯信号。

S102、根据第一通讯信号，计算耳机与播放源的第一相对位置信息。

S103、根据第二通讯信号，计算耳机与播放源的第二相对位置信息。

S501、将第一相对位置信息和第二相对位置信息进行比较，根据比较结果，生成控制指令，以调节播放源输出的音频信号。

具体的，将第一相对位置信息和第二相对位置信息进行比较，例如可以将第一相对位置信息和第二相对位置信息进行差值运算或商值运算，根据比较结果，生成控制指令，以调节播放源输出的音频信号。

可选的，图6是本发明实施例提供的又一种空间音频调节方法的流程图。在上述实施例的基础上，参见图6，本发明实施例提供的空间音频调节方法，包括：

S101、获取耳机的第一通讯信号和第二通讯信号。

S102、根据第一通讯信号，计算耳机与播放源的第一相对位置信息。

S103、根据第二通讯信号，计算耳机与播放源的第二相对位置信息。

S601、将第一相对位置信息和第二相对位置信息进行差值运算。

具体的，可以设置第一相对位置信息减第二相对位置信息，得到比较结果。

S602、第一相对位置信息和第二相对位置信息的差值大于零时，生成第一控制指令，第一控制指令用于增大播放源输出的音频信号。第一相对位置信息和第二相对位置信息的差值小于零时，生成第二控制指令，第二控制指令用于减小播放源输出的音频信号。第一相对位置信息和第二相对位置信息的差值等于零时，生成第三控制指令，第三控制指令用于保持播放源输出的音频信号不变。

具体的，在第一相对位置信息和第二相对位置信息的差值大于零时，生成第一控制指令，第一控制指令用于增大播放源输出的音频信号，这样使得目标用户戴着耳机时，由于耳机离播放源近，通过增大播放源输出的音频信号，可以使得目标用户佩戴耳机的听觉体验更接近于人耳靠近播放源时的真实感觉。当第一相对位置信息和第二相对位置信息的差值小于零时，生成第二控制指令，第二控制指令用于减小播放源输出的音频信号。这样使得目标用户戴着耳机时，由于耳机离播放源更远，通过减小播放源输出的音频信号，可以使得目标用户佩戴耳机的听觉体验更接近于人耳远离播放源时的真实感觉。第一相对位置信息和第二相对位置信息的差值等于零时，人耳与播放源的距离不变，生成第三控制指令，第三控制指令用于保持播放源输出的音频信号不变，可以使得目标用户佩戴耳机的听觉体验更接近于人耳与播放源之间的距离保持不变时的真实感觉。

可选的，第一控制指令用于在预设声音阈值范围内，增大播放源输出的音频信号。

具体的，这样设置使得在耳机与播放源之间的距离过近时，控制播放源在预设声音阈值范围内增大播放源输出的音频信号，避免播放源输出的音频信号过大，保护目标用户的听觉，进一步改善目标用户的听觉体验。

可选的，图7是本发明实施例提供的又一种空间音频调节系统的结构示意图。在上述实施例的基础上，参见图7，本发明实施例提供的空间音频调节系统10，空间音频调节系统10用于执行上述任意实施例提出的空间音频调节方法；该空间音频调节系统包括：

获取单元81，用于获取耳机的第一通讯信号和第二通讯信号；

计算单元82，用于根据第一通讯信号，计算耳机与播放源的第一相对位置信息；

计算单元82，还用于根据第二通讯信号，计算耳机与播放源的第二相对位置信息；

控制单元83，用于根据第一相对位置信息和第二相对位置信息，生成控制指令，控制指令用于调节播放源输出的音频信号。

本实施例提供的空间音频调节系统通过获取单元获取耳机的第一通讯信号和第二通讯信号，通过计算单元根据第一通讯信号，计算耳机与播放源的第一相对位置信息；并根据第二通讯信号，计算耳机与播放源的第二相对位置信息；并通过控制单元根据第一相对位置信息和第二相对位置信息，生成控制指令，控制指令用于调节播放源输出的音频信号，实现根据耳机与播放源之间的距离的变化，调节播放源输出的音频信号的大小，从而实现模拟真实的空间音频的播放效果，改善目标用户的听觉体验。

图8是本发明实施例提供的一种耳机的结构示意图。在上述实施例的基础上，参见图8，本发明实施例提供的耳机20包括上述任意实施例提出的空间音频调节系统10以及天线30。本发明实施例提供的耳机20具有上述任意实施例提出的空间音频调节系统10的有益效果，在此不再赘述。

图9是本发明实施例提供的一种播放源的结构示意图。在上述实施例的基础上，参见图9，本发明实施例提供的播放源40包括上述任意实施例提出的空间音频调节系统10以及声音控制单元30；声音控制单元30与控制单元连接，声音控制单元30用于根据控制指令，调节播放源输出的音频信号。本发明实施例提供的播放源40具有上述任意实施例提出的空间音频调节系统10的有益效果，在此不再赘述。播放源40可以包括手机、平板电脑、可穿戴设备等终端设备。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空间音频调节方法，其特征在于，包括：

获取耳机的第一通讯信号和第二通讯信号；

根据所述第一通讯信号，计算所述耳机与播放源的第一相对位置信息；

根据所述第二通讯信号，计算所述耳机与所述播放源的第二相对位置信息；

根据所述第一相对位置信息和所述第二相对位置信息，生成控制指令，所述控制指令用于调节所述播放源输出的音频信号。

2.根据权利要求1所述的空间音频调节方法，其特征在于，所述获取耳机的第一通讯信号和第二通讯信号，包括：

在第一状态时，获取所述耳机发射的第一通讯信号；在第二状态时，获取所述耳机发送的第二通讯信号。

3.根据权利要求1所述的空间音频调节方法，其特征在于，所述根据所述第一通讯信号，计算所述耳机与所述播放源的第一相对位置信息，包括：

根据所述第一通讯信号和所述耳机的天线参数信息以及所述播放源的天线的参数信息，基于AOA算法或RSSI定位算法，计算所述耳机与所述播放源的第一相对位置信息。

4.根据权利要求1所述的空间音频调节方法，其特征在于，所述根据所述第二通讯信号，计算所述耳机与所述播放源的第二相对位置信息，包括：

根据所述第二通讯信号和所述耳机的天线参数信息以及所述播放源的天线的参数信息，基于AOA算法或RSSI定位算法，计算所述耳机与所述播放源的第二相对位置信息。

5.根据权利要求1所述的空间音频调节方法，其特征在于，所述根据所述第一相对位置信息和所述第二相对位置信息，生成控制指令，包括：

将所述第一相对位置信息和所述第二相对位置信息进行比较，根据比较结果，生成控制指令，以调节所述播放源输出的音频信号。

6.根据权利要求5所述的空间音频调节方法，其特征在于，所述将所述第一相对位置信息和所述第二相对位置信息进行比较，根据比较结果，生成控制指令，以调节所述播放源输出的音频信号，包括：

将所述第一相对位置信息和所述第二相对位置信息进行差值运算；

所述第一相对位置信息和所述第二相对位置信息的差值大于零时，生成第一控制指令，所述第一控制指令用于增大所述播放源输出的音频信号；

所述第一相对位置信息和所述第二相对位置信息的差值小于零时，生成第二控制指令，所述第二控制指令用于减小所述播放源输出的音频信号；

所述第一相对位置信息和所述第二相对位置信息的差值等于零时，生成第三控制指令，所述第三控制指令用于保持所述播放源输出的音频信号不变。

7.根据权利要求6所述的空间音频调节方法，其特征在于，

所述第一控制指令用于在预设声音阈值范围内，增大所述播放源输出的音频信号。

8.一种空间音频调节系统，其特征在于，所述空间音频调节系统用于执行权利要求1至7任一项所述的空间音频调节方法；

所述空间音频调节系统包括：

获取单元，用于获取耳机的第一通讯信号和第二通讯信号；

计算单元，用于根据所述第一通讯信号，计算所述耳机与所述播放源的第一相对位置信息；

所述计算单元，还用于根据所述第二通讯信号，计算所述耳机与所述播放源的第二相对位置信息；

控制单元，用于根据所述第一相对位置信息和所述第二相对位置信息，生成控制指令，所述控制指令用于调节所述播放源输出的音频信号。

9.一种耳机，其特征在于，所述耳机包括：权利要求8所述的空间音频调节系统以及天线。

10.一种播放源，其特征在于，包括：权利要求8所述的空间音频调节系统以及声音控制单元；

所述声音控制单元与所述控制单元连接，所述声音控制单元用于根据所述控制指令，调节所述播放源输出的音频信号。

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