CN116996737A - 一种智能家庭影院及其实现方法 - Google Patents

一种智能家庭影院及其实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能家庭影院及其实现方法，智能家庭影院包括：主机、麦克风及音响；主机包括机箱、系统主板、DSP处理板及数字功放板；系统主板上设有用以运行智能系统的处理器，智能系统安装有DOLBY/DTS解码器，DSP处理板连接处理器及MCU，数字功放板连接DSP处理板及MCU，机箱的背面设有显示器接口、USB接口、网络接口、HDMI接口、麦克风天线、多个音箱接口，电源线；所述麦克风内设有带采集器的麦克风电路板及电源，麦克风电路板上设有与无限话筒天线对应的发射模块，麦克风的正面设有语音键及电源键；所述音响连接主机的音箱接口。本发明实现了系统小型化、高度集成化，成本大幅度降低，但功能并不减少。

Description

一种智能家庭影院及其实现方法
【技术领域】
本发明涉及智能家居的技术领域，特别是指一种智能家庭影院及其控制方法。
【背景技术】
随着科技的发展以及人们对高品质娱乐享受的追求，在影院中，电影由平面电影逐步走到了3D的立体电影，声音也从平面的环绕声，走到了空间的全方位立体包围效果。同样，家庭中也越来越多人开始布置多声道的环绕声系统，但是在家庭的场景中，能够实现全方位的包围效果的影音系统还极少。
家庭影院系统是在家庭环境中搭建的一个接近影院效果的可欣赏电影、享受音乐的系统，可让家庭用户在家欣赏环绕影院效果的影碟片、聆听专业级别音响带来的音乐，并且支持卡拉OK娱乐。一般来说，一套家庭影院需要3个部分：信号源、功放及终端。信号源包括VCD、DVD、蓝光碟机、个人计算机、CD等等；终端包括显示设备(平板电视机或投影机)和音箱，音箱本身要求回放质量要好；功放对于家庭影院很重要，一般用专门的AV功放，AV功放主要由信号源选择器、信号处理前置放大器和后级功率放大器组成，可以切换信号源，对信号处理，如杜比解码、虚拟环绕、DSP等处理，调节音调音量；最后通过功率放大器驱动多个音箱。现有家庭影院系统需要多种设备进行组合，多数家庭往往受限于空间和购买成本而无法实现家庭影院的搭建，从而影响家庭影院的推广。
有鉴于此，本设计人针对现有家庭影院系统设计上未臻完善所导致的诸多缺失及不便而深入构思，且积极研究改良试做而开发出本发明。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种体积小、成本相对较低且可满足用户观影需求，同时满足人们对高品质卡拉OK需求的智能家庭影院。
为了解决上述目的，本发明的解决方案是：
一种智能家庭影院，其包括：主机、麦克风及音响；所述主机包括机箱、设置在机箱内的系统主板、DSP处理板及数字功放板；系统主板上设有用以运行智能系统的处理器，智能系统中安装有多通道的DOLBY/DTS解码器，所述DSP处理板连接处理器，数字功放板连接DSP处理板；
所述麦克风的电路板设有采集模块、AD转换模块及RF发射模块，采集模块用以采集外部语音信息，AD转换模块用以将模拟信号的语音信息转换成数字信号的语音信息，RF发射模块用以将数字信号的语音信息发送至DSP处理板；
DSP处理板具有RF接收模块、话筒音处理模块、系统音频处理模块、混音模块及具有多个通道的输出模块；
所述音响连接数字功放板，数字功放板连接DSP处理板的输出模块。
进一步，机箱的背面设有对应系统主板的显示器接口、USB接口、网络接口及HDMI接口，对应DSP处理板的音频输出接口，对应功放板的多个音箱接口，及电源线。
进一步，所述主机还设有主机显示线路板，主机显示线路板连接DSP处理板及系统主板，机箱的前面设有主机显示面板，主机显示面板连接主机显示线路板。
进一步，所述系统主板上还设有MCU，MCU连接DSP处理板及数字功放板。
进一步，所述机箱的背面还设有MicroTF卡接口、RS232接口、无线环绕音频输出接口，其中，MicroTF卡接口对应系统主板，RS232升接口及无线环绕音频输出接口对应DSP处理板。
进一步，所述音箱接口包括前置音箱输出接口、中置、重低音输出接口、环绕音箱输出接口，所述音响连接音箱接口。
进一步，所述智能家庭影院，还包括连接主机背面接口的电视、投影仪、机顶盒、DVD中的任意一种或者任意组合。
本发明的另一目的在于克服现有技术的不足，提供一种体积小、成本相对较低且可满足用户观影需求，同时满足人们对高品质卡拉OK需求的智能家庭影院的实现方法。
为了解决上述目的，本发明的解决方案是：
一种智能家庭影院的实现方法，其包括卡拉OK音频处理方法或系统音频处理方法，卡拉OK音频处理方法包括以下步骤：
步骤A、麦克风的采集模块采集预设采样频率的模拟信号语音信息，通过AD转换模块转换成数字信号的语音信息，通过RF发射模块将数字信号的语音信息发送至DSP处理板；
步骤B、DSP处理板的RF接收模块接收麦克风发射的语音信息，并发送至数字信号处理模块，数字信号处理模块对外部语音信息进行音效处理，并发送至混音模块；
步骤C、智能系统调取APP内对应语音信息的音视频内容，通过智能系统自带的DOLBY/DTS解码器进行解码，再通过采样速率转换器转换成与步骤A中预设采样频率一致的音频文件发送至DSP处理板的系统音频处理模块中进行处理，将处理后的系统音频发送至混音模块；
步骤D、将步骤B的话筒音与步骤C中的系统音频通过DSP处理板的混音模块进行混音处理；
步骤E、将混音后的数据发送至DSP处理板的输出模块的各个通道中；
步骤F、数字功放板对各个通道中的音频数据进行功率放大后由音响进行播放；
系统音频处理方法包括以下步骤：
步骤一、智能系统调取APP内的音视频文件；
步骤二、DOLBY/DTS解码器对调取的视频文件中的音频信息进行解码；
步骤三、将解码后的音频文件发送至DSP处理板，DSP处理板的系统音频处理模块对解码后的音频文件进行处理，将处理后的音频数据发送至DSP处理板的输出模块的各个通道中；
步骤四、数字功放板对各个通道中的音频数据进行功率放大后由音响进行播放。
进一步，所述卡拉OK音频处理方法中，麦克风上设置有语音键，使用麦克风语音键时，长按语音键，DSP处理模块的RF接收模块接收到语音指令，并发送至话筒音处理模块进行处理后发送至智能系统，智能系统识别语音指令后做出相应的动作。
进一步，所述DSP处理板采用三片DSP处理芯片，对麦克风采集的人声和智能系统或智能系统中的应用程序中的音乐进行数字效果处理，如均衡、高通、低通、静噪、移相、混响、回响等，彻底解决卡拉OK啸叫问题，使得音色根据完美，具有更强的穿透力。通过人声、EQ的均衡补偿，让歌声和伴奏更完美和动听，使用户享受到优美的音乐的同时，能更加优雅而自信地完成歌唱。
采用上述结构后，本发明智能家庭影院及其实现方法是在主机的系统主板上安装用以运行智能系统的处理器，智能系统安装有DOLBY/DTS解码器可实现环绕声解码，在主机的机箱内安装DSP处理板可处理系统输出的音频，同时对麦克风输入的音频进行处理，通过数字功放板对处理后的音频进行功率放大。在主机的背面对应系统主板、DSP处理板及数字功放板设置各种插口，可满足多种设备的组合使用需求。通过主机接口的设置可集成机顶盒、卡拉OK、环绕声解码等多种设备的功效，可满足人们在家的观影及娱乐需求，为用户在小的环境中，体验到电影院中看电影的临场感和包围感，同时满足人们对高品质卡拉OK的需求，实现观影和卡拉OK的完美结合，实现了系统小型化、高度集成化，成本大幅度降低，但功能并不减少，非常有利于产品的推广和普及。未来这一形式的产品将会引领潮流，成为家庭影院娱乐的主力军，推动家庭娱乐的发展。
【附图说明】
图1为本发明智能家庭影院的结构示意图。
图2为本发明主机的前视图。
图3为本发明主机的后视图。
图4为本发明主机拆除顶盖的立体示意图。
图5为本发明无线麦克风的结构示意图。
图6为本发明无线麦克风拆除外壳后的结构示意图。
图7为本发明卡拉OK音频处理方法的流程原理图。
图8为本发明系统音频处理方法的流程原理。
标号说明：
主机1、机箱11、系统主板12、处理器121、MCU122、DSP处理板13、数字功放板14、显示线路板15、主机显示面板16、显示器接口1A、USB接口1B、网络接口1C、HDMI接口1D、麦克风天线1E，音箱接口1F、电源线1G、MicroTF卡接口1H、RS232升级/调音接口1J、无线环绕音频输出接口1K；麦克风2、麦克风电路板21、充电电池22、语音键23、电源键24、显示屏25、指示灯26；音响3；麦克风底座4、麦克风充电座41、电源接口42；显示器5；机顶盒6；DVD7。
【具体实施方式】
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
如图1至图5所示，本发明揭示了一种智能家庭影院，其包括主机1、麦克风2及音响3。
所述主机1包括机箱11、设置在机箱11内的系统主板12、DSP处理板13、数字功放板14及主机显示线路板15，系统主板12上设有处理器121及连接处理器121的MCU122。本发明中处理器121采用4核ARM SOC处理器，用以运行智能系统，如安卓系统、IOS系统或鸿蒙系统等，智能系统可提供影音内容，智能系统上安装有多通道到DOLBY/DTS解码器，可实现智能系统的环绕声解码处理，如DOLBY和DTS等音频解码。其中，杜比全景声实现了适应性回放，确保在任何环境和不同的扬声器配置下，尽可能播放最接近原创者设想的效果，通过更加自然真实的音效为电影观众带来强大的全新聆听体验，将观众真正包围其中。DTS技术是开放式的新一代的编解码标准，同时也是基于对象的多维空间音频技术，不论是在电影院或家庭环境，DTS都能呈现栩栩如生、振人心魄的娱乐体验，观众将获得前所未有维度的沉浸式包围体验，电影院或是家庭影院的用户也可以通过多种方式进行个性化设置以获得最佳效果。DTS音频与现有的环绕声系统不同，不再受到固定位置的扬声器摆位或具体声道信号的束缚，它能根据回放环境的不同进行灵活调试，从而获得在该环境下最佳的音效表现。它还能够在观众周围的精确位置点上营造逼真的声音效果，缔造更为丰富的音景。通过在智能系统中安装DOLBY/DTS解码器，可实现智能系统中的环绕声解码。
所述DSP处理板13连接处理器121及MCU，DSP处理板13处理安卓系统的输出音频的均衡、低音管理、麦克风2的均衡、混响及回声处理，并将安卓板的音乐与麦克风的音频进行混合，最后送入数字功放进行功率放大。本发明中，DSP处理板13采用强大的三片DSP处理芯片，运用高精度的算法及声场虚拟技术，对麦克风接收的人声及智能系统中或者智能系的应用程序中的音乐进行数字效果处理，如均衡、高通、低通、静噪、移相、混响、回响等。彻底解决卡拉OK啸叫问题，使得音色更加完美，具有更强的穿透力。通过人声、EQ的均衡补偿，让歌声和伴奏更完美和动听，使用户享受到优美的音乐的同时，能更加优雅而自信地完成歌唱。
数字功放板14连接DSP处理板13及MCU122，MCU作为安卓系统的辅助处理器，管理DSP处理板、麦克风以及数字功放板14。主机显示线路板15连接DSP处理板13及系统主板12，机箱11的前面设有主机显示面板16，主机显示面板16连接主机显示线路板15。
机箱11的背面设有对应系统主板12的显示器接口1A用以连接显示器5、USB接口1B用以连接蓝牙控制器、USB外置硬盘或者其他USB接头的外用设备、用以插接网线的网络接口1C及HDMI接口1D用以连接机顶盒6或DVD7；机箱11背面设有对应DSP处理板13的麦克风天线1E，对应数字功放板14的多个音箱接口1F及电源线1G。机箱1的背面除了上述接口外还可根据需要设置MicroTF卡接口1H用以装TF卡、RS232升级/调音接口1J用以软件升级或者调音、无线环绕音频输出接口1K等，其中，MicroTF卡接口1H对应系统主板12，RS232升级/调音接口1J及无线环绕音频输出接口1K对应DSP处理板13；所述USB接口1B及HDMI接口1D可设置多个。所述音箱接口1F包括一个或多个重低音输出接口、前置音箱输出接口、中置、环绕音箱输出接口用以安装多个音箱。
所述麦克风2内设有麦克风电路板21及充电电池22，麦克风2的正面设有语音键23及电源键24，电源键24连接充电电池22，麦克风2的正面还设有连接麦克风电路板21的显示屏25及指示灯26。所述麦克风2的电路板21上设有具有采集模块、AD转换模块及RF发射模块，采集模块用以采集外部语音信息，AD转换模块用以将模拟信号的语音信息转换成数字信号的语音信息，RF发射模块用以将转换后的语音信息发送至DSP处理板。DSP处理板具有RF接收模块、话筒音处理模块、系统音频处理模块、混音模块及具有多个通道的输出模块。为了方便麦克风2充电，本实用新智能家庭影院还设有麦克风底座4，麦克风底座4设有麦克风充电座41及电源接口42，麦克风充电座41根据麦克风2的数量设置，例如一台主机1默认配置2个麦克风2，麦克风底座4上设有两个麦克风充电座41，麦克风充电座41除了可为麦克风充电，还能作为麦克风支架，方便麦克风收纳，麦克风底座4的电源接口可为Type-C、Lightning接口、USB接口等，也可直接连接电源线。
本发明无线麦克风2相较于现有的麦克风结构增加了语音控制功能，在麦克风2上设置语音连接采集器的语音键23，进行语音控制时，长按语音键23，麦克风天线1E接收麦克风上的语音指令(此时音乐声会自行减小，释放语音键后，音乐声自行恢复)。在麦克风2上设置语音控制功能，可方便用户点歌或者语音控制主机1。
所述音响3为无源低音炮、吸顶音箱、卡拉OK音响、蓝牙音响中到任意一种或者任意组合，音响3连接主机1的音箱接口1F。
本发明还揭示了一种智能家庭影院的实现方法，其包括卡拉OK音频处理方法或系统音频处理方法。
当使用麦克风时，智能系统自动选择卡拉OK音频处理方法，未使用麦克风时，智能系统自动选择系统音频处理方法。
如图7所示，卡拉OK音频处理方法包括以下步骤：
步骤A、麦克风的采集模块采集预设采样频率的模拟信号语音信息，通过AD转换模块将模拟信号的语音信息转换成数字信号的语音信息，通过RF发射模块将数字信号的语音信息发送至DSP处理板；
步骤B、DSP处理板的RF接收模块接收麦克风发射的语音信息，并发送至数字信号处理模块，数字信号处理模块对外部语音信息进行音效处理，并发送至混音模块；
步骤C、智能系统调取APP内对应语音信息的音视频内容，通过智能系统自带的DOLBY/DTS解码器进行解码，再通过采样速率转换器转换成与步骤A中预设采样频率(如48KHz)一致的音频文件发送至DSP处理板的系统音频处理模块中进行处理，将处理后的系统音频发送至混音模块；
步骤D、将步骤B的话筒音与步骤C中的系统音频通过DSP处理板的混音模块进行混音处理；
步骤E、将混音后的数据发送至DSP处理板的输出模块的各个通道中；
步骤F、数字功放板对各个通道中的音频数据进行功率放大后由音响进行播放。
本发明实施例中，所述卡拉OK音频处理方法中，麦克风上设置有语音键，使用麦克风语音键时，长按语音键，DSP处理模块的RF接收模块接收到语音指令，并将模拟信号的语音指令转换成数字信号，并发送至话筒音处理模块进行处理后发送至智能系统，智能系统识别语音指令后进、发送给并发送至智能系统，智能系统识别语音指令后做出相应的动作。
所述DSP处理板采用三片DSP处理芯片，对麦克风采集的人声和智能系统或智能系统中的应用程序中的音乐进行数字效果处理，如均衡、高通、低通、静噪、移相、混响、回响等，彻底解决卡拉OK啸叫问题，使得音色根据完美，具有更强的穿透力。通过人声、EQ的均衡补偿，让歌声和伴奏更完美和动听，使用户享受到优美的音乐的同时，能更加优雅而自信地完成歌唱。
如图8所示，系统音频处理方法包括以下步骤：
步骤一、智能系统调取APP内的音视频文件；
步骤二、DOLBY/DTS解码器对调取的视频文件中的音频信息进行解码；
步骤三、将解码后的音频文件发送至DSP处理板，DSP处理板的系统音频处理模块对解码后的音频文件进行处理，将处理后的音频数据发送至DSP处理板的输出模块的各个通道中；
步骤四、数字功放板对各个通道中的音频数据进行功率放大后由音响进行播放。
上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (10)

1.一种智能家庭影院，其特征在于，包括：主机、麦克风及音响；所述主机包括机箱、设置在机箱内的系统主板、DSP处理板及数字功放板；系统主板上设有用以运行智能系统的处理器，智能系统中安装有多通道的DOLBY/DTS解码器，所述DSP处理板连接处理器，数字功放板连接DSP处理板；
所述麦克风的电路板设有采集模块、AD转换模块及RF发射模块，采集模块用以采集外部语音信息，AD转换模块用以将模拟信号的语音信息转换成数字信号的语音信息，RF发射模块用以将数字信号的语音信息发送至DSP处理板；
DSP处理板具有RF接收模块、话筒音处理模块、系统音频处理模块、混音模块及具有多个通道的输出模块；
所述音响连接数字功放板，数字功放板连接DSP处理板的输出模块。
2.如权利要求1所述的一种智能家庭影院，其特征在于：所述机箱的背面设有对应系统主板的显示器接口、USB接口、网络接口及HDMI接口，对应DSP处理板的音频输出接口，对应功放板的多个音箱接口，及电源线。
3.如权利要求1所述的一种智能家庭影院，其特征在于：所述主机还设有主机显示线路板，主机显示线路板连接DSP处理板及系统主板，机箱的前面设有主机显示面板，主机显示面板连接主机显示线路板。
4.如权利要求1所述的一种智能家庭影院，其特征在于：所述系统主板上还设有MCU，MCU连接DSP处理板及数字功放板。
5.如权利要求1所述的一种智能家庭影院，其特征在于：所述机箱的背面还设有MicroTF卡接口、RS232接口、无线环绕音频输出接口，其中，MicroTF卡接口对应系统主板，RS232升接口及无线环绕音频输出接口对应DSP处理板。
6.如权利要求1所述的一种智能家庭影院，其特征在于：所述音箱接口包括前置音箱输出接口、中置、重低音输出接口、环绕音箱输出接口，所述音响连接音箱接口。
7.如权利要求2所述的一种智能家庭影院，其特征在于：还包括连接主机背面接口的电视、投影仪、机顶盒、DVD中的任意一种或者任意组合。
8.一种如权利要求1所述的智能家庭影院的实现方法，其特征在于：包括卡拉OK音频处理方法或系统音频处理方法，卡拉OK音频处理方法包括以下步骤：
步骤A、麦克风的采集模块采集预设采样频率的模拟信号语音信息，通过AD转换模块转换成数字信号的语音信息，通过RF发射模块将数字信号的语音信息发送至DSP处理板；
步骤B、DSP处理板的RF接收模块接收麦克风发射的语音信息，并发送至数字信号处理模块，数字信号处理模块对外部语音信息进行音效处理，并发送至混音模块；
步骤C、智能系统调取APP内对应语音信息的音视频内容，通过智能系统中的DOLBY/DTS解码器进行解码，再通过采样速率转换器转换成与步骤A中预设采样频率一致的音频文件发送至DSP处理板的系统音频处理模块中进行处理，将处理后的系统音频发送至混音模块；
步骤D、将步骤B的话筒音与步骤C中的系统音频通过DSP处理板的混音模块进行混音处理；
步骤E、将混音后的数据发送至DSP处理板的输出模块的各个通道中；
步骤F、数字功放板对各个通道中的音频数据进行功率放大后由音响进行播放；
系统音频处理方法包括以下步骤：
步骤一、智能系统调取APP内的音视频文件；
步骤二、DOLBY/DTS解码器对调取的视频文件中的音频信息进行解码；
步骤三、将解码后的音频文件发送至DSP处理板，DSP处理板的系统音频处理模块对解码后的音频文件进行处理，将处理后的音频数据发送至DSP处理板的输出模块的各个通道中；
步骤四、数字功放板对各个通道中的音频数据进行功率放大后由音响进行播放。
9.如权利要求7所述的一种智能家庭影院的实现方法，其特征在于：所述卡拉OK音频处理方法中，麦克风上设置有语音键，使用麦克风语音键时，长按语音键，DSP处理模块的RF接收模块接收到语音指令，并发送至话筒音处理模块进行处理后发送至智能系统，智能系统识别语音指令后做出相应的动作。
10.如权利要求7所述的一种智能家庭影院的实现方法，其特征在于：所述DSP处理板采用三片DSP处理芯片，对麦克风采集的人声和智能系统或智能系统中的应用程序中的音乐进行数字效果处理。
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