室内音响声场分布调整方法、调整装置、音响及影音设备与流程

1.本发明涉及音响技术领域，特别涉及一种室内音响声场分布调整方法、调整装置、音响及影音设备。


背景技术：

2.目前影音设备，例如电视，其音响一般是固定位置安装在电视背板上，或者分体盒子里，这种方式简单直接。但音响中的音频单元所发生声音的角度范围同时也是固定的，也就是说无法自动地或人为地改变音响的声场分布。同时，音响使用时的室内环境复杂多变，不同的家具摆放位置以及不同的观影距离，都使得声场分布存在千变万化，导致非处于最佳视听位置时的观影人的视听观感不佳。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提出一种室内音响声场分布调整方法、调整装置、音响及影音设备，旨在实现能自动根据室内环境进行声场分布调整。
4.为实现上述目的，本发明提出一种室内音响声场分布调整方法，应用于音响，所述音响包括可旋转的音频单元，所述室内音响声场分布调整方法包括如下步骤：
5.生成室内环境的三维模型，所述三维模型中包括室内环境的目标物体的位置关系；
6.结合所述三维模型、所述目标物体的预设材料属性、预设观影位置以及预设音质条件，确定所述音频单元的第一目标方位角度；
7.将所述音频单元旋转至所述第一目标方位角度，从而调整音响的声场分布。
8.可选地，在所述生成室内环境的三维模型的步骤中，包括如下步骤：
9.通过扫描装置对室内环境进行扫描，并获得扫描数据；
10.通过所述扫描数据生成室内环境的三维模型。
11.可选地，所述预设音质条件包括频率响应、动态范围、信噪比以及频谱。
12.可选地，所述音响配套有遥控器，所述遥控器上设置有音频采集装置，所述音频采集装置与所述音响信号连接；在所述将所述音频单元旋转至所述第一目标方位角度所对应的第一角度，从而调整音响的声场分布的步骤之后，还包括如下步骤：
13.所述音频单元发送声音信息；
14.所述音频采集装置接收所述声音信息，并将所述声音信息反馈至所述音响；
15.结合所述声音信息对所述第一目标方位角度进行修正，重新确定所述音频单元的第二目标方位角度；
16.将所述音频单元旋转至所述第二目标方位角度所对应的第二角度，从而优化音响的声场分布。
17.可选地，包括五个所述音频单元，分别用于发送主声道、左声道、右声道、左环绕声道以及右环绕声道的声音信息。
18.为实现上述目的，本发明还提出一种调整装置，应用于音响，所述音响包括可旋转的音频单元，所述调整装置包括：
19.建模模块，所述建模模块用于生成室内环境的三维模型，所述三维模型中包括室内环境的各物体的位置关系；
20.仿真模块，所述仿真模块用于结合所述三维模型、各所述物体的预设材料属性、预设观影位置以及预设音质条件，确定所述音频单元的第一目标方位角度；
21.调整模块，所述调整模块用于将所述音频单元旋转至所述第一目标方位角度所对应的第一角度，从而调整音响的声场分布。
22.为实现上述目的，本发明还提出一种音响，包括上述的调整装置。
23.可选地，所述音响包括还包括主机盒，所述建模模块以及所述仿真模块均设置在所述主机盒内部；
24.所述主机盒上设置有音频组件，所述音频组件连接第一旋转驱动装置的输出端，所述音频组件通过所述第一旋转驱动装置沿第一旋转轴发生旋转运动；所述音频组件内转动连接有齿盘，所述齿盘上固定连接有所述音频单元；所述音频组件上固定设置有第二旋转驱动装置，所述第二旋转驱动装置的输出端连接有齿轮，所述齿轮与所述齿盘啮合连接；所述音频单元通过所述第二旋转驱动装置沿第二旋转轴发生旋转运动，所述第一旋转轴与所述第二旋转轴相互垂直。
25.可选地，所述主机盒内还设有低音单元，所述低音单元用于发送低音声道的声音信息。
26.可选地，所述音频组件上设有玻璃盖板，所述玻璃盖板设有通孔，所述音频单元的发声部对准所述通孔。
27.为实现上述目的，本发明还提出一种影音设备，包括显示屏以及上述的音响。
28.与现有技术相比，本发明的有益效果：
29.本发明通过生成室内环境的三维模型，所述三维模型中包括室内环境的目标物体的位置关系；结合所述三维模型、所述目标物体的预设材料属性、预设观影位置以及预设音质条件，确定所述音频单元的第一目标方位角度；将所述音频单元旋转至所述第一目标方位角度，从而调整音响的声场分布。实现能根据室内环境进行声场分布调整，以满足观影人在任意位置也能得到优良的视听观感。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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。
31.图1为本发明室内音响声场分布调整方法第一实施例的流程示意图；
32.图2为本发明室内音响声场分布调整方法第一实施例中的原理说明图(注：图中箭头方向为声音信息的传播方向)；
33.图3为本发明室内音响声场分布调整方法第二实施例的流程示意图；
34.图4为本发明音响一实施例的分解示意图；
35.图5为本发明音响一实施例的结构示意图其一；
36.图6为本发明音响一实施例的结构示意图其二；
37.图7为附图6的a处局部放大图；
38.图中所标各部件的名称如下：
39.标号名称标号名称1主机盒101主机底板2建模模块3仿真模块4音频组件401齿盘5音频单元6第二旋转驱动装置601齿轮7扫描装置8低音单元9玻璃盖板901通孔
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具体实施方式
40.下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的仅仅是本发明一部分实施例，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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.针对背景技术中的音响中的音频单元所发生声音的角度范围同时也是固定的，也就是说无法自动地或人为地改变音响的声场分布。同时，音响使用时的室内环境复杂多变，不同的家具摆放位置、不同的家具材质、不同的观影距离，都使得声场分布存在千变万化，导致非处于最佳视听位置时的观影人的视听观感不佳的技术问题。
42.为了解决上述技术问题，本实施例公开了一种室内音响声场分布调整方法，应用于音响，如附图1所示，包括如下步骤：
43.步骤s10：生成室内环境的三维模型，所述三维模型中包括室内环境的目标物体的位置关系；
44.在上述步骤中，可通过步骤s11：通过扫描装置对室内环境进行扫描，并获得扫描数据；步骤s12：通过所述扫描数据生成室内环境的三维模型。其中，扫描装置可采用激光雷达，所谓激光雷法是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号，然后将接收到的从目标反射回来的信号与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，利用激光雷达进行扫描收集点云数据，再对点云数据进行建模。其中，扫描装置可设置在音响侧、遥控器侧或第三方物体侧，本技术不作具体限制。
45.步骤s20：结合所述三维模型、所述目标物体的预设材料属性、预设观影位置以及预设音质条件，确定所述音频单元的第一目标方位角度；
46.在上述步骤中，可采用声学仿真软件对所述三维模型、各所述物体的预设材料属性、预设观影位置以及预设音质条件进行结合分析，具体的，可选用cara/ease/catt中的任意一种。利用声学仿真软件对各种类型的室内环境进行建筑声学参数的分析，先通过将室内环境的三维模型导入软件中，再结合室内环境的各个物体的预设材料属性、预设观影位
置以及预设音质条件，最后通过软件的虚声源和声线追踪等先进的计算方法对室内环境的各种声学行为进行计算。通过模拟计算仿真出声学参数，为音频单元的第一目标方位角度提供最佳的声学参考。
47.其中，所述预设材料属性包括物体的材质以及吸音参数。主要是考虑到声学仿真软件在进行模拟计算中，需要结合三维模型中各物体的材质以及吸音参数。此外，再考虑到观影人在设置的过程中有可能无法准确得知物体的吸音参数，此时可通过厂家预先设置吸音参数数据库，当观影人设置物体的材质时，系统自动从吸音参数数据库中调取其材质所属的吸音参数，以达到获得吸音参数的目的。
48.其中，所述预设观影位置可通过观影人在三维模型中手动选择预设观影位置，例如选择三维模型中的沙发位置作为预设观影位置；或者在生产室内环境三维模型的同时将其室内环境中的观影人所处的位置也进行扫描录入，再在设置预设观影位置的步骤时，将扫描过程中的观影人所处的位置默认为预设观影位置。
49.其中，所述预设音质条件包括频率响应、动态范围、信噪比以及频谱等一系列的声学参数，由于不同的音效模式对预设音质条件也会有相应的不同，例如3d丽音音效模式、超重低音音效模式、hifi音效模式等，因此本技术对频率响应、动态范围、信噪比以及频谱等一系列的声学参数的设置区间不作具体要求。
50.步骤s30：将所述音频单元旋转至所述第一目标方位角度，从而调整音响的声场分布。
51.在上述步骤中，音频单元包括有五个，分别用于发送主声道、左声道、右声道、左环绕声道以及右环绕声道的声音信息。通过五个音频单元分别发送五种声道的声音信息，并将五个音频单元分别以不同的角度将声音信息发送至观影人，如附图2所示，从而提高观影人的视听观感。
52.本实施例通生成室内环境的三维模型，所述三维模型中包括室内环境的目标物体的位置关系；结合所述三维模型、所述目标物体的预设材料属性、预设观影位置以及预设音质条件，确定所述音频单元的第一目标方位角度；将所述音频单元旋转至所述第一目标方位角度，从而调整音响的声场分布。将三维建模技术与声学仿真技术两者相结合，实现能自动根据室内环境进行声场分布调整，以满足观影人在任意位置也能得到优良的视听观感。其中，任意位置是指观影人在步骤s20中在三维模型中所设置的预设观影位置。
53.进一步的，基于第一实施例提出本室内音响声场分布调整方法的第二实施例，其中，所述音响配套有遥控器，所述遥控器上设置有音频采集装置，所述音频采集装置与所述音响信号连接；参考图3，在步骤s30中，还包括如下步骤：
54.步骤s40：所述音频单元发送声音信息；
55.步骤s50：所述音频采集装置接收所述声音信息，并将所述声音信息反馈至所述音响；
56.步骤s60：结合所述声音信息对所述第一目标方位角度进行修正，重新确定所述音频单元的第二目标方位角度；
57.步骤s70：将所述音频单元旋转至所述第二目标方位角度，从而优化音响的声场分布。
58.本实施例在应用时，所述音频单元发送声音信息；所述音频采集装置接收所述声
音信息，并将所述声音信息反馈至所述音响；结合所述声音信息对所述第一目标方位角度进行修正，重新确定所述音频单元的第二目标方位角度；将所述音频单元旋转至所述第二目标方位角度，从而优化音响的声场分布。考虑到通过软件模拟计算得出的理论数据还需要与实际声场分布进行对比，所以遥控器上设置音频采集装置，通过不断反馈、修正，得出完美声场分布。其中，音频采集装置具体为麦克风。
59.此外，本发明实施例还公开了一种调整装置，用于执行上述的室内音响声场分布调整方法，包括：
60.建模模块，所述建模模块用于生成室内环境的三维模型，所述三维模型中包括室内环境的各物体的位置关系；
61.仿真模块，所述仿真模块用于结合所述三维模型、各所述物体的预设材料属性、预设观影位置以及预设音质条件，确定所述音频单元的第一目标方位角度；
62.调整模块，所述调整模块用于将所述音频单元旋转至所述第一目标方位角度所对应的第一角度，从而调整音响的声场分布。
63.本发明上述实施例中所提供的一种室内音响声场分布调整方法，并基于该方法提供了一种调整装置，通过生成室内环境的三维模型，所述三维模型中包括室内环境的各物体的位置关系；结合所述三维模型、各所述物体的预设材料属性、预设观影位置以及预设音质条件，确定所述音频单元的第一目标方位角度；将所述音频单元旋转至所述第一目标方位角度所对应的第一角度，从而调整音响的声场分布。通过将三维建模技术与声学仿真技术两者相结合，实现能自动根据室内环境进行声场分布调整，以满足观影人在任意位置也能得到优良的视听观感。
64.此外，本发明实施例还公开了一种音响，包括上述的调整装置。
65.具体的，参考附图4-7，所述音响包括主机盒1，所述建模模块2以及所述仿真模块3均设置在所述主机盒1的主机底板101上；
66.所述主机盒1上有音频组件4，所述音频组件4连接第一旋转驱动装置(附图未示出)的输出端，所述音频组件4通过所述第一旋转驱动装置沿第一旋转轴发生旋转运动，以调整所述音频组件4相对于所述主机盒1的第一方位角；优选地，如附图5所示，当无需使用时，可将音频组件4旋转至收纳与主机盒1内部，以避免沾染尘埃；所述音频组件4内转动连接有齿盘401，所述齿盘401上固定连接有所述音频单元5；所述音频组件4上固定设置有第二旋转驱动装置6，所述第二旋转驱动装置6的输出端连接有齿轮601，所述齿轮601与所述齿盘401啮合连接；所述音频单元5通过所述第二旋转驱动装置6沿第二旋转轴发生旋转运动，以调整所述音频单元5相对于所述音频组件4的第二方位角，所述第一旋转轴与所述第二旋转轴相互垂直。
67.如此设置，将第一方位角和第二方位角相结合，以扩大音频单元5的旋转角度，使其以更好地配合声学仿真软件所模拟运算得到的角度方位进行相应的旋转。
68.所述扫描装置7设置在所述音频组件4上，当所述音频组件4相对于所述主机盒1发生旋转运动时，所述扫描装置7随之旋转。如此设置，通过扫描装置7跟随音频组件4旋转，能扩散扫描装置7的扫描角度，从而提高室内环境的三维模型的精准度，以便声学仿真软件进行更准确的声场模拟。
69.所述音频组件4的转出面上设有玻璃盖板9，所述玻璃盖板9设有通孔901，所述音
频单元4的发声部对准所述通孔901。如此设置，避免灰尘粘附至音频组件4的内部，同时在玻璃盖板9上设置通孔901，避免音频单元5的发声受到阻碍。
70.所述主机盒1内还设有低音单元8，所述低音单元8用于发送低音声道的声音信息。如此设置，在加上低音单元8发送低音声道后，结合五个音频单元5分别发送主声道、左声道、右声道、左环绕声道以及右环绕声道，以实现5.1环绕声道系统。其中主声道负责再生配合屏幕上的动作，大部分时间它是负责人物对白的部分；左、右声道，则是用来弥补在屏幕中央以外或不能从屏幕看到的动作及其他声音；左、右环绕声道是负责外围及整个背景音乐，让人感觉置身于整个场景的正中央。万马奔腾的震撼、飞机从头顶呼啸而过的效果，就是由它所赐；而马达声、轰炸机的声音或是大鼓等震人心弦的重低音，则是由低音声道包办。这套系统的优点在于可获得更优质的前面声音、极好的音场形象和更宽阔的音场以及真实的立体环声，从而可以聆听到前所未有的背景中的细微声音移动。
71.此外，本发明实施例还公开了一种影音设备，包括显示屏以及上述的音响。如此设置，将上述音响与显示屏进行结合形成影音设备，通过生成室内环境的三维模型，所述三维模型中包括室内环境的目标物体的位置关系；结合所述三维模型、所述目标物体的预设材料属性、预设观影位置以及预设音质条件，确定所述音频单元的第一目标方位角度；将所述音频单元旋转至所述第一目标方位角度，从而调整音响的声场分布。通过将三维建模技术与声学仿真技术两者相结合，实现能自动根据室内环境进行声场分布调整，以满足观影人在任意位置也能得到优良的视听观感。
72.需要说明的是，本发明公开的一种室内音响声场分布调整方法、音响及电视的其它内容为现有技术，在此不再赘述。
73.另外，需要说明的是，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
74.此外，需要说明的是，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
75.以上仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。