CN115052230A - 一种基于数字发声芯片的声音定向方法、装置及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于数字发声芯片的声音定向方法、装置及设备，本发明涉及数字发声技术领域，用于解决现有的声音指向性方案中响应速度慢、信噪比低的问题。方法应用于数字发声芯片级联成阵列的发声模组。发声模组的基板上设置有微处理器和多个数字发声芯片，每个数字发声芯片包括多个发声像素单元阵列；系统接收目标音频的收音方位角；根据收音方位角计算每个字发声芯片需提前或滞后的相位以及需增大或减小的幅值；将获取的实际音频信号分配给每个数字发声芯片；基于驱动信号，驱动各个数字发声芯片的多个发声像素单元发出不同的脉冲声波；将各个数字发声芯片对应的不同相位与幅值的脉冲声波相互叠加，重构形成具有指向性的所述目标音频。

Description

一种基于数字发声芯片的声音定向方法、装置及设备

技术领域

本发明涉及数字发声技术领域，尤其涉及一种基于数字发声芯片的声音定向方法、装置及设备。

背景技术

扬声器指向性就是指通过该扬声器发出来的声音就像手电筒的光束一样在一定的范围之内，而且可以根据自己的需求随意调整方向。指向性扬声器由于可以将声音控制在一定的范围内传播，所以即使2个相邻的定向音响同时发声，它们之间的声音也互相不会串音、干扰对方。指向性扬声器又可以叫指向性音箱、定向扬声器、定向音响、定向喇叭、超声波定向扬声器等，和传统的全向声扬声器的发声模式完全不一样，指向性扬声器发出来的声音各自都是独立的音频空间，指向性扬声器是基于领先的定向声技术，所以其发出来的声音更聚焦，传播的更远更清晰。

因此，亟需提供一种更为可靠的基于数字发声芯片的声音指向方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于数字发声芯片的声音定向方法、装置及设备，用于解决现有的声音指向性方案中响应速度慢、信噪比低的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种基于数字发声芯片的声音定向方法，所述方法应用于数字发声芯片级联成阵列的发声模组；所述发声模组的基板上设置有微处理器和多个数字发声芯片，每个数字发声芯片包括多个发声像素单元阵列；所述方法包括：

接收用户指定的目标音频的指向性信息；所述指向性信息中包括所述目标音频的收音方位角；

根据所述收音方位角，计算每个数字发声芯片需调整的相位以及幅值信息；

将包含相位与幅值信息的音频信号分配给每个所述数字发声芯片；

基于数字声音重构算法，各个所述数字发声芯片发出不同相位与幅值的脉冲声波，叠加重构形成具有指向性的所述目标音频。

可选的，每个所述数字发声芯片包括控制处理模块和多个发声像素单元，所述将包含相位与幅值信息的音频信号分配给每个所述数字发声芯片，具体可以包括：

所述微处理器对包含相位与幅值信息的音频信号进行相位与幅值处理；所述微处理器将进行处理的音频信号分配给每个所述数字发声芯片；

或者，所述微处理器对包含相位与幅值信息的音频信号进行时间延后处理；

将时间延后的音频信号分配给每个所述数字发声芯片的所述控制处理模块，所述控制处理模块对时间延后的音频信号进行相位与幅值处理。

可选的，所述微处理器接收定位装置定位的所述目标音频的收音方位，并根据所述收音方位计算得到所述收音方位角。

可选的，所述目标音频的收音方位用无线定位信号表示，所述无线电信号由所述定位装置通过天线基带传送给所述微处理器。

可选的，所述数字发声芯片被划分为多组；每行所述数字发声芯片分为一组；或者，奇数列偶数列各分为一组；每组所述数字发声芯片可生成一个指定指向性声波；

可选的，所述微处理器对同一个目标音频信号进行处理，以使每组所述数字发声芯片分别发声，形成虚拟立体环绕音。

可选的，所述指向性信息中包括所述目标音频的一个或多个收音方位角；

若所述指向性信息中不包括收音方位角，则基于预设规则形成具有指向性的所述目标音频。

第二方面，本发明提供了一种基于数字发声芯片的声音定向装置，所述装置应用于数字发声芯片级联成阵列的发声模组；所述发声模组的基板上设置有微处理器和多个数字发声芯片，每个数字发声芯片包括多个发声像素单元阵列；所述装置可以包括：

指向性信息接收模块，用于接收用户指定的目标音频的指向性信息；所述指向性信息中包括所述目标音频的收音方位角；

相位以及幅值调整目标信息确定模块，用于根据收音方位角，计算每个字发声芯片需调整的相位以及幅值信息；

音频信号分配模块，用于将包含相位与幅值信息的音频信号分配给每个所述数字发声芯片；

指向性目标音频形成模块，用于基于数字声音重构算法，各个所述数字发声芯片发出不同相位与幅值的脉冲声波，叠加重构形成具有指向性的所述目标音频。

第三方面，本发明提供了一种基于数字发声芯片的声音定向设备，所述设备应用于数字发声芯片级联成阵列的发声模组；所述发声模组的基板上设置有微处理器和多个数字发声芯片，每个数字发声芯片包括多个发声像素单元阵列；所述设备可以包括：

通信单元/通信接口，用于接收用户指定的目标音频的指向性信息；所述指向性信息中包括所述目标音频的收音方位角；

处理单元/处理器，用于根据收音方位角，计算每个字发声芯片需调整的相位以及幅值信息；

将包含相位与幅值信息的音频信号分配给每个所述数字发声芯片；

基于数字声音重构算法，各个所述数字发声芯片发出不同相位与幅值的脉冲声波，叠加重构形成具有指向性的所述目标音频。

第四方面，本发明提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有指令，当所述指令被运行时，实现上述任一项所述的基于数字发声芯片的声音定向方法。

与现有技术相比，本发明提供的基于数字发声芯片的声音定向方法，应用于数字发声芯片级联成阵列的发声模组；发声模组的基板上设置有微处理器和多个数字发声芯片，每个数字发声芯片包括多个发声像素单元阵列；方法包括：接收用户指定的包含目标音频收音方位角的指向性信息；根据收音方位角，计算每个数字发声芯片需调整的相位以及幅值信息；将包含相位与幅值信息的音频信号分配给每个数字发声芯片；基于数字声音重构算法，各个数字发声芯片发出不同相位与幅值的脉冲声波，叠加重构形成具有指向性的所述目标音频。多个数字发声芯片级联成阵列叠加声波发声，可以提高响应速度与信噪比，并且可实现仅让指定方向可以接收到音频信号，从而在保证平板扬声器提高响应速度与信噪比的同时具有指向性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的基于数字发声芯片的声音指向过程示意图；

图2为本发明实施例提供的基于数字发声芯片的声音定向方法流程示意图；

图3为本发明实施例提供的方位角确定示意图；

图4为本发明实施例提供的发声模组作用于声霸的使用场景示意图；

图5为本发明提供的基于数字发声芯片的声音定向装置结构示意图；

图6为本发明提供的基于数字发声芯片的声音定向设备结构示意图。

附图标记：

110、数字发声芯片，120、基板，130、微处理器。

具体实施方式

为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一阈值和第二阈值仅仅是为了区分不同的阈值，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。

需要说明的是，本发明中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

本发明中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a和b的结合，a和c的结合，b和c的结合，或a、b和c的结合，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

接下来，结合附图对本说明书实施例提供的方案进行说明：

图1为本发明实施例提供的基于数字发声芯片的声音指向过程示意图。如图1所示，数字发声芯片级联成阵列的发声模组的基板120上设置有微处理器130和多个数字发声芯片110，每个数字发声芯片110包括多个发声像素单元阵列。其中，基板120可以用于固定和支撑各个元件以及各个元件之间的连接。数字发声芯片110级联成阵列的基本元件。微处理器130对所输入的音频信号解码，接收无线定位所得到的方位后计算方位角，并通过指向性算法根据方位角计算各个芯片需提前或滞后的相位。发声模组，可以嵌入至多媒体屏幕边框中进行应用。

本方法应用于数字发声芯片级联成阵列的发声模组；所述发声模组的基板上设置有微处理器和多个数字发声芯片，每个数字发声芯片包括多个发声像素单元阵列。其中，发声模组可以是声霸，当然也可以是其他的模组。接下来，结合附图对本说明书实施例进行说明：

图2为本发明实施例提供的基于数字发声芯片的声音定向方法流程示意图。如图2所示，该流程可以包括以下步骤：

步骤210：接收用户指定的目标音频的指向性信息；所述指向性信息中包括所述目标音频的收音方位角；

目标音频可以是需要发出的音频，用户可以指定目标音频的指向性。具体的，指向性信息中可以包括所述目标音频的一个或多个收音方位角，当然，在实际应用场景中，用户也可以不指定发生方向，此时，微处理器可以基于内部预设规定形成默认的指向性音频，其中，预设规则可以是默认的收音方位角。

步骤220：根据所述收音方位角，计算每个数字发声芯片需调整的相位以及幅值信息。

步骤230：将包含相位与幅值信息的音频信号分配给每个所述数字发声芯片。

步骤240：基于数字声音重构算法，各个所述数字发声芯片发出不同相位与幅值的脉冲声波，叠加重构形成具有指向性的所述目标音频。

数字声音重构(Digital Sound Reconstruction，简称DSR)。数字发声芯片发出不同相位与幅值的脉冲声波，叠加重构形成具有指向性的所述目标音频。

图2中的方法，应用于数字发声芯片级联成阵列的发声模组；发声模组的基板上设置有微处理器和多个数字发声芯片，每个数字发声芯片包括多个发声像素单元阵列；方法包括：接收用户指定的包含目标音频收音方位角的指向性信息；根据收音方位角，计算每个数字发声芯片需调整的相位以及幅值信息；将包含相位与幅值信息的音频信号分配给每个数字发声芯片；基于数字声音重构算法，各个数字发声芯片发出不同相位与幅值的脉冲声波，叠加重构形成具有指向性的所述目标音频。多个数字发声芯片级联成阵列叠加声波发声，可以提高响应速度与信噪比，并且可实现仅让指定方向可以接收到音频信号，从而在保证平板扬声器提高响应速度与信噪比的同时具有指向性。

可选的，每个所述数字发声芯片可以包括控制处理模块和多个发声像素单元，所述将包含相位与幅值信息的音频信号分配给每个所述数字发声芯片，具体可以包括：

所述微处理器对包含相位与幅值信息的音频信号进行相位与幅值处理；所述微处理器将进行处理的音频信号分配给每个所述数字发声芯片；

或者，所述微处理器对包含相位与幅值信息的音频信号进行时间延后处理；

将时间延后的音频信号分配给每个所述数字发声芯片的所述控制处理模块，所述控制处理模块对时间延后的音频信号进行相位与幅值处理。其中，控制处理模块可以是ASIC模块。

所述微处理器接收定位装置定位的所述目标音频的收音方位，并根据所述收音方位计算得到所述收音方位角。

所述目标音频的收音方位用无线定位信号表示，所述无线电信号由所述定位装置通过天线基带传送给所述微处理器。

所述数字发声芯片被划分为多组；每行所述数字发声芯片分为一组；或者，奇数列偶数列各分为一组；每组所述数字发声芯片可生成一个指定指向性声波；

所述微处理器对同一个目标音频信号进行处理，以使每组所述数字发声芯片分别发声，形成虚拟立体环绕音。

在实际实现过程中，天线基带接收到无线定位信号，得到所需收音的方位；微处理器根据方位计算出方位角，微处理器通过指向性算法，根据所需方位角计算各个数字发声芯片需提前或滞后的相位，输入音频信号，由微处理器解码，微处理器将带有相位信息的音频信号分配给各数字发声芯片。数字发声芯片的控制处理模块根据所输入的音频信号，执行Sigma-Delta调制以及抽取操作，得到多路量化数字脉冲信号，并分发给各路换能元件。各像素发声单元收到数字脉冲信号，在电极与振膜间施加电势差产生静电力；振膜随后与电极吸附，具有巨大的加速度，因此产生脉冲声波。单个数字发声芯片的像素所发出的声波相互叠加，形成提前或滞后的声波。各数字发声芯片所产生的不同相位的声波再次叠加，形成具有指向性的音频声波。

发声阵列为线性声源或N*M阵列等，可以应用在微型MEMS扬声器中，MEMS扬声器中，电极板上可以设置有阵列分布的圆孔或长孔，以便于空气通过圆孔或长孔流入电极板和振动板之间形成空气阻尼。MEMS扬声器的数量可以为多个，排布方式可以呈阵列分布、线排布或行列排布。对应的，在驱动发声时，可以将多路量化音频数字流转换为驱动电信号，并采用驱动电信号驱动换能元件阵列，得到声音信号。

其中，每个所述数字发声芯片包括控制处理模块和多个发声像素单元，所述将获取的实际音频信号分配给每个所述数字发声芯片，具体可以包括以下两种实现方式：

方式一、所述微处理器对所述实际音频信号进行相位处理；所述微处理器将进行相位处理的实际音频信号分配给每个所述数字发声芯片。即微处理器计算出各个芯片所需提前或滞后的相位后，直接对音频进行相位处理，随后分发给各个数字发声芯片。

方式二、微处理器对所述实际音频信号进行时间延后处理；将时间延后的所述实际音频信号分配给每个所述数字发声芯片的所述控制处理模块，所述控制处理模块对所述实际音频信号进行相位处理。即微处理器计算出各个芯片所需提前或滞后的相位后，将音频整体延迟一段时间，以便控制处理模块获得一段时间的波形进行处理，将延迟后的音频与所需提前或滞后的相位信息分发给各个数字发声芯片，由各个数字发声芯片的控制处理模块根据接收的相位信息对音频进行相位处理。

其中，根据音频和相位信息可以直接生成开关信号。在进行相位处理时，不同位置的芯片接收到的音频信号相同，只是相位不同。

可选的，发声模组中还可以包括定位装置，所述定位装置可以用于定位所述目标音频的收音方位，并将所述收音方位发送给所述微处理器；所述微处理器根据所述收音方位计算得到所述收音方位角。其中，定位装置可以是无线定位发射器。发声模组还可以包括天线基带，用于接收所述定位装置发送的无线定位信号并传送给所述微处理器，所述无线定位信号用于表示所述目标音频的收音方位。其中，收音方位可以包括第一夹角和第二夹角；将以基板的基点为原点、以所述基板平面内过所述基点且相互垂直的两条直线分别为X轴和Z轴建立参考坐标系；所述参考坐标系中以过所述基点且与所述基板平面垂直的直线为Y轴；将目标位置点与所述基点的连线作为目标直线，所述第一夹角为所述目标直线在所述参考坐标系的XY平面的投影与所述Y轴的夹角，所述第二夹角为所述目标直线与所述参考坐标系的XY平面的夹角。在人耳附近设置无线定位发射器，可以通过蓝牙、射频识别RFID、超宽带UWB、Zigbee等技术发射无线信号。该信号由天线基带接收后，即可获得人耳的相对位置坐标与方位角。

发声像素单元可被划分为多组。发声像素单元是构成数字发声芯片的基本换能器元件，将电脉冲信号转为声能脉冲信号。各芯片由X*Y个发生像素单元级联成阵列，共同叠加声波发声，其中，X≥1，Y≥1。控制处理模块可以基于输入数字音频信号，通过DSR算法计算所需工作像素的数量与位置，将音频信号拆分为多路量化数字脉冲信号，并输出给各发声像素单元。数字发声芯片基板用于连接和支撑各个元件。

需要说明的是，当所级联的数字发声芯片数量较少时，可以取消数字发声芯片上的控制处理模块，由微处理器执行DSR算法，将拆分后的数字脉冲信号直接分发给不同数字发声芯片上的各个发声像素单元。

图3为本发明实施例提供的方位角确定示意图。如图3所示，水平方向方位角α为第一夹角，第一夹角为人耳与数字发声芯片阵列中心的连线投影在xy平面后与y轴正方向的夹角，范围为-90°～+90°；垂直方向方位角θ为第二夹角，第二夹角为人耳与数字发声芯片阵列中心的连线与xy平面的夹角，范围为-90°～+90°。

除了微处理器自动计算方位角外，还可以采用手动控制的第二种方案。用户可以通过拨动两个滚轮来分别控制第一夹角α与第二夹角θ，遍历整个调整范围，直至听到的音频最为清晰洪亮，或者可以在使用无线定位获得的方位角基础上，使用两个滚轮对第一夹角α与第二夹角θ进行增减微调。

需要说明的是，上述实施例中，输入的方位角可以有若干个；此外还可以旁路平板扬声器的指向性功能，发出全指向音频。当把数字发声芯片分为两个部分(一部分数量的芯片播放左，另一部分数量播放右)，分别播放左右两个声道的音频，并分别指向人的左右耳，以此实现立体声的效果。在此基础上，还可以让微处理器对音频进行处理后播放，实现虚拟环绕声。

具体地，对于发声模组应用于声霸的场景，可以结合图4进行说明，图4为本发明实施例提供的发声模组作用于声霸的使用场景示意图。如图4所示，发声模组可以作为声霸，搭配显示器、电视之类的一同放置于室内，提供多个指向性方向，让不同位置的人听到不同的音频。其中，声霸多指音响，音响一般由喇叭单元和箱体组成，能够将声音音量进行放大，具体地，声霸可以指将多个声道的音箱、功放整合为一体。声霸在作为家用音箱时，可以与电视机等配合产生特定的视听效果。

上述实施例中的实现方案，基于数字发声芯片阵列的平板扬声器，由多个数字发声芯片级联成阵列叠加声波发声。同时输入需要接收音频的方位角，通过指向性算法调整阵列中各个芯片所需提前或滞后发声的相位，声波叠加后即可实现仅该方向可以接收到音频信号。在响应快，信噪比高，频响曲线平直等优点的同时，还具有指向性。

基于同样的思路，本说明书实施例还提供了一种基于数字发声芯片的声音定向装置。图5为本发明提供的基于数字发声芯片的声音定向装置结构示意图。所述装置应用于数字发声芯片级联成阵列的发声模组；所述发声模组的基板上设置有微处理器和多个数字发声芯片，每个数字发声芯片包括多个发声像素单元阵列；所述装置可以包括：

指向性信息接收模块510，用于接收用户指定的目标音频的指向性信息；所述指向性信息中包括所述目标音频的收音方位角；

相位以及幅值调整目标信息确定模块520，用于根据收音方位角，计算每个字发声芯片需调整的相位以及幅值信息；

音频信号分配模块530，用于将包含相位与幅值信息的音频信号分配给每个所述数字发声芯片；

指向性目标音频形成模块540，用于基于数字声音重构算法，各个所述数字发声芯片发出不同相位与幅值的脉冲声波，叠加重构形成具有指向性的所述目标音频。

基于图5中的装置，还有一些具体实现模块，接下来进行说明：

可选的，每个所述数字发声芯片可以包括控制处理模块和多个发声像素单元，所述音频信号分配模块530，具体可以用于：

所述微处理器对包含相位与幅值信息的音频信号进行相位与幅值处理；所述微处理器将进行处理的音频信号分配给每个所述数字发声芯片；

或者，所述微处理器对包含相位与幅值信息的音频信号进行时间延后处理；

将时间延后的音频信号分配给每个所述数字发声芯片的所述控制处理模块，所述控制处理模块对时间延后的音频信号进行相位与幅值处理。

可选的，所述微处理器可以接收定位装置定位的所述目标音频的收音方位，并根据所述收音方位计算得到所述收音方位角。

可选的，所述目标音频的收音方位用无线定位信号表示，所述无线电信号由所述定位装置通过天线基带传送给所述微处理器。

可选的，所述数字发声芯片可以被划分为多组；每行所述数字发声芯片分为一组；或者，奇数列偶数列各分为一组；每组所述数字发声芯片可生成一个指定指向性声波；

可选的，所述微处理器对同一个目标音频信号进行处理，以使每组所述数字发声芯片分别发声，形成虚拟立体环绕音。

可选的，所述指向性信息中包括所述目标音频的一个或多个收音方位角；

若所述指向性信息中不包括收音方位角，则基于预设规则形成具有指向性的所述目标音频。

基于同样的思路，本说明书实施例还提供了一种基于数字发声芯片的声音定向设备。图6为本发明提供的基于数字发声芯片的声音定向设备结构示意图。所述设备应用于数字发声芯片级联成阵列的发声模组；所述发声模组的基板上设置有微处理器和多个数字发声芯片，每个数字发声芯片包括多个发声像素单元阵列，设备可以包括：

通信单元/通信接口，用于接收用户指定的目标音频的指向性信息；所述指向性信息中包括所述目标音频的收音方位角；

处理单元/处理器，用于根据收音方位角，计算每个字发声芯片需调整的相位以及幅值信息；

将包含相位与幅值信息的音频信号分配给每个所述数字发声芯片；

基于数字声音重构算法，各个所述数字发声芯片发出不同相位与幅值的脉冲声波，叠加重构形成具有指向性的所述目标音频。

如图6所示，上述终端设备还可以包括通信线路。通信线路可包括一通路，在上述组件之间传送信息。

可选的，如图6所示，该终端设备还可以包括存储器。存储器用于存储执行本发明方案的计算机执行指令，并由处理器来控制执行。处理器用于执行存储器中存储的计算机执行指令，从而实现本发明实施例提供的方法。

如图6所示，存储器可以是只读存储器(read-only memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(random access memory，RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory，EEPROM)、只读光盘(compactdisc read-only memory，CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器可以是独立存在，通过通信线路与处理器相连接。存储器也可以和处理器集成在一起。

可选的，本发明实施例中的计算机执行指令也可以称之为应用程序代码，本发明实施例对此不作具体限定。

在具体实现中，作为一种实施例，如图6所示，处理器可以包括一个或多个CPU，如图6中的CPU0和CPU1。

在具体实现中，作为一种实施例，如图6所示，终端设备可以包括多个处理器，如图6中的处理器。这些处理器中的每一个可以是一个单核处理器，也可以是一个多核处理器。

基于同样的思路，本说明书实施例还提供了上述实施例对应的计算机存储介质，计算机存储介质中存储有指令，当所述指令被运行时，实现基于数字发声芯片的声音定向方法。

上述主要从各个模块之间交互的角度对本发明实施例提供的方案进行了介绍。可以理解的是，各个模块为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件单元。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，本发明能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

本发明实施例可以根据上述方法示例进行功能模块的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是，本发明实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

本说明书中的处理器还可以具有存储器的功能。存储器用于存储执行本发明方案的计算机执行指令，并由处理器来控制执行。处理器用于执行存储器中存储的计算机执行指令，从而实现本发明实施例提供的方法。

存储器可以是只读存储器(read-only memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(random access memory，RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electricallyerasable programmable read-only memory，EEPROM)、只读光盘(compact disc read-only memory，CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器可以是独立存在，通过通信线路与处理器相连接。存储器也可以和处理器集成在一起。

可选的，本发明实施例中的计算机执行指令也可以称之为应用程序代码，本发明实施例对此不作具体限定。

上述本发明实施例揭示的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(digital signal processing，DSP)、控制处理、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

一种可能的实现方式中，提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当指令被运行时，用于实现上述实施例中的逻辑运算控制方法和/或逻辑运算读取方法。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机程序或指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序或指令时，全部或部分地执行本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、终端、用户设备或者其它可编程装置。所述计算机程序或指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机程序或指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线或无线方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是集成一个或多个可用介质的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，例如，软盘、硬盘、磁带；也可以是光介质，例如，数字视频光盘(digital video disc，DVD)；还可以是半导体介质，例如，固态硬盘(solid state drive，SSD)。

尽管在此结合各实施例对本发明进行了描述，然而，在实施所要求保护的本发明过程中，本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。

尽管结合具体特征及其实施例对本发明进行了描述，显而易见的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本发明的示例性说明，且视为已覆盖本发明范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于数字发声芯片的声音定向方法，其特征在于，所述方法应用于数字发声芯片级联成阵列的发声模组；所述发声模组的基板上设置有微处理器和多个数字发声芯片，每个数字发声芯片包括多个发声像素单元阵列；所述方法包括：

接收用户指定的目标音频的指向性信息；所述指向性信息中包括所述目标音频的收音方位角；

根据所述收音方位角，计算每个数字发声芯片需调整的相位以及幅值信息；

将包含相位与幅值信息的音频信号分配给每个所述数字发声芯片；

基于数字声音重构算法，各个所述数字发声芯片发出不同相位与幅值的脉冲声波，叠加重构形成具有指向性的所述目标音频。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个所述数字发声芯片包括控制处理模块和多个发声像素单元，所述将包含相位与幅值信息的音频信号分配给每个所述数字发声芯片，具体包括：

所述微处理器对包含相位与幅值信息的音频信号进行相位与幅值处理；所述微处理器将进行处理的音频信号分配给每个所述数字发声芯片；

或者，所述微处理器对包含相位与幅值信息的音频信号进行时间延后处理；

将时间延后的音频信号分配给每个所述数字发声芯片的所述控制处理模块，所述控制处理模块对时间延后的音频信号进行相位与幅值处理。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微处理器接收定位装置定位的所述目标音频的收音方位，并根据所述收音方位计算得到所述收音方位角。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述目标音频的收音方位用无线定位信号表示，所述无线定位信号由所述定位装置通过天线基带传送给所述微处理器。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数字发声芯片被划分为多组；每行所述数字发声芯片分为一组；或者，奇数列偶数列各分为一组；每组所述数字发声芯片生成一个指定指向性声波；所述微处理器对同一个目标音频信号进行处理，以使每组所述数字发声芯片分别发声，形成虚拟立体环绕音。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发声模组嵌入至多媒体屏幕边框中。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述指向性信息中包括所述目标音频的一个或多个收音方位角；

若所述指向性信息中不包括收音方位角，则基于预设规则形成具有指向性的所述目标音频。

8.一种基于数字发声芯片的声音定向装置，其特征在于，所述装置应用于数字发声芯片级联成阵列的发声模组；所述发声模组的基板上设置有微处理器和多个数字发声芯片，每个数字发声芯片包括多个发声像素单元阵列；所述装置包括：

指向性信息接收模块，用于接收用户指定的目标音频的指向性信息；所述指向性信息中包括所述目标音频的收音方位角；

相位以及幅值调整目标信息确定模块，用于根据收音方位角，计算每个字发声芯片需调整的相位以及幅值信息；

音频信号分配模块，用于将包含相位与幅值信息的音频信号分配给每个所述数字发声芯片；

指向性目标音频形成模块，用于基于数字声音重构算法，各个所述数字发声芯片发出不同相位与幅值的脉冲声波，叠加重构形成具有指向性的所述目标音频。

9.一种基于数字发声芯片的声音定向设备，其特征在于，所述设备应用于数字发声芯片级联成阵列的发声模组；所述发声模组的基板上设置有微处理器和多个数字发声芯片，每个数字发声芯片包括多个发声像素单元阵列；所述设备包括：

通信单元/通信接口，用于接收用户指定的目标音频的指向性信息；所述指向性信息中包括所述目标音频的收音方位角；

处理单元/处理器，用于根据收音方位角，计算每个字发声芯片需调整的相位以及幅值信息；

将包含相位与幅值信息的音频信号分配给每个所述数字发声芯片；

基于数字声音重构算法，各个所述数字发声芯片发出不同相位与幅值的脉冲声波，叠加重构形成具有指向性的所述目标音频。

10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中存储有指令，当所述指令被运行时，实现权利要求1～7任一项所述的基于数字发声芯片的声音定向方法。

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