一种定向声音自适应调节装置的制作方法

1.本实用新型涉及语音处理领域，尤其涉及一种定向声音自适应调节装置。


背景技术：

2.超声波定向播放设备是为尽量减少主动噪声而研发的声音设备，这种设备尽可能的减少了不需要声音传播范围内的声音污染，使声音不干扰别人，声音变得非常容易被控制。为了更精确的控制这种声音设备，尽量减少声音污染，希望具有精确控制声压级的功能，并可以随着环境噪声的高低自主调节声压级强弱(音量大小)，使声音更好的服务在可听范围内，而不至于影响范围外的声音环境，进一步更加精确和科学的控制主动噪声的传播，使收听更加舒适和智能。
3.如飞机、汽车、地铁、高铁的噪声是被动噪声，只要定向声音设备的音量高于环境噪声，就可以清晰的听到声音，但环境噪声也会随着被动噪声的变化而变化如何适应环境中噪声变化成为目前亟需解决的一大难题。


技术实现要素：

4.鉴于以上现有技术存在的问题，本实用新型提出一种定向声音自适应调节装置，主要解决环境噪声干扰降低声音质量的问题。
5.为了实现上述目的及其他目的，本实用新型采用的技术方案如下。
6.一种定向声音自适应调节装置，包括：
7.音源管理模块，
8.环境音管理模块，所述音源管理模块的输出端与所述环境管理模块的输入端连接，所述环境音管理模块接收所述音源管理模块输出的待播放音源，并根据所述待播放音源对采集的环境音进行滤波；
9.处理模块，所述处理模块分别与所述环境音管理模块的输出端和所述音源管理模块的输出端连接；所述处理模块根据所述待播放音源以及所述环境管理模块的输出控制播放声音的声压级；
10.定向播放模块，所述定向播放模块的输入端与所述处理模块的输出端连接。
11.可选地，所述环境音管理模块包括：声音采集单元和滤波单元，所述声音采集单元的输出端与所述滤波单元的输入端连接；所述音源管理模块的输出端与所述滤波单元的输入端连接；所述滤波单元的输出端与所述处理模块的输入端连接。
12.可选地，所述声音采集单元包括定向声音采集器和非定向声音采集器，所述定向声音采集器和所述非定向声音采集器的输出端分别与所述滤波单元连接。
13.可选地，所述滤波单元包括第一滤波器和第二滤波器，所述第一滤波器的输入端与所述非定向声音采集器的输出端连接；所述第二滤波器的输入端与所述定向声音采集器的输出端连接；所述第一滤波器的输出和第二滤波器的输出端分别与所述处理模块的输入端连接。
14.可选地，所述处理模块包括声压计算单元和声压调节单元；所述声压计算单元分别与所述第一滤波器和第二滤波器的输出端连接；所述声压计算单元的输出端与所述声压调节单元的输入端连接，所述声压调节单元的输出端与所述定向播放模块的输入端连接；所述音源管理模块的输出端与所述声压调节单元的输入端连接。
15.可选地，所述声压计算单元包括第一声压计算器和第二声压计算器，所述第一声压计算器的输入端与所述第一滤波器的输出端连接；所述第二声压计算器的输入端与所述第二滤波器的输出端连接；所述第一声压计算器和所述第二声压计算器的输出端分别与所述声压调节单元的输入端连接。
16.可选地，还包括阈值设置单元，所述阈值设置单元的输出端与所述声压调节单元的输入端连接。
17.可选地，所述定向播放模块采用定向扬声器。
18.如上所述，本实用新型一种定向声音自适应调节装置，具有以下有益效果。
19.采集环境噪声结合音源声压，可实时调节定向声音的输出声压级，提高用户收听质量。
附图说明
20.图1为本实用新型定向声音自适应调节装置的模块图。
具体实施方式
21.以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
22.需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
23.请参阅图1，本实用新型提供一种定向声音自适应调节装置，包括音源管理模块01、环境音管理模块、处理模块和定向播放模块09。
24.在一实施例中，音源管理模块01的输出端分别与环境音管理模块的输入端和处理模块的输入端连接；环境音管理模块的输出端与处理模块的输入端连接、处理模块的输出端与定向播放模块09的输入端连接。
25.在一实施例中，音源管理模块01可包括存储有预设音频的存储器，需要播放指定音源信息时，从存储器中读取对应的音频信息进行输出。在另一实施例中，音源管理模块可包括一个音频输入接口(如aux接口、usb接口，iis接口等数字接口或模拟接口)，通过该接口连接手机、麦克风等设备，获取实时播放音源。
26.在一实施例中，环境音管理模块包括声音采集单元和滤波单元，声音采集单元用于采集外部环境的噪声，并输出给滤波单元。滤波单元的输入端还与音源管理模块的输出
端连接，滤波单元根据当前输入音源的声压级对外部环境噪声进行滤波。如可将输入音源的声压级作为参考，设置滤波范围，去除噪声声压过低的噪声，减少运算量。
27.在一实施例中，声音采集单元可包括定向声音采集器03和非定向声音采集器02。可通过定向声音采集器03获取定向播放器声音输出方向反馈的超声波定向声音；通过非定向声音采集器02获取其他方向的环境噪声，非定向声音采集器02可以为多个，分布于装置周向不同位置。定向声音采集器02和非定向声音采集器03均可采用市面上常用的拾音器，如ts806a等。
28.进一步地，滤波单元可包括第一滤波器04和第二滤波器05，第一滤波器04 针对非定向环境噪声进行滤波处理，第二滤波器05针对定向环境噪声进行滤波处理，分别将滤波后的信号输出至处理模块。市面上常见的滤波器件均可实现本实施例中第一滤波器04和第二滤波器05的滤波作用，滤波器的可根据实际应用需求进行选型，这里不作限制。
29.在一实施例中，处理模块可采用cpu、mcu、单片机、可编程逻辑门阵列等处理器。
30.进一步的可将处理模块划分为多个单元，分别针对滤波后的信号进行声压级计算。在一实施例中，处理模块可包括声压计算单元和声压调节单元08，声压计算单元可进一步划分为第一声压计算器06和第二声压计算器07。第一声压计算器06的输入端与第一滤波器04的输出端连接，计算采样周期内非定向环境噪声的声压均值，计算均值的方式为现有技术，这里不再赘述。第二声压计算器 07的输入端与第二滤波器05的输出端连接，计算采样周期内定向环境噪声的声压均值，具体计算方式为现有技术，这里不再赘述。第一声压计算器06和第二声压计算器07的输出端分别与声压调节单元08连接。
31.在一实施例中，声压调节单元08可与一个阈值设置单元连接，通过阈值设置单元设置定向环境噪声声压均值以及非定向环境噪声声压均值的各自权重，声压调节单元08根据权重进行加权处理，根据加权处理结果，评估外部环境噪声的整体声压级。阈值设置单元可采用任何可实现数据输入的器件、如终端触控显示屏、数字按钮等输入设备。求均值和加权计算利用处理器本身的计算能力便可实现，具体计算方式为现有技术，这里不再赘述，计算过程不应视为对本实施例的限制。
32.声压调节单元08的输入端与音源管理模块01的输出端连接，声压调节单元 08的将当前输入的音源声压级与加权处理后得到的噪声声压级进行比较，当音源声压级高于噪声声压级时，不需要进行调节，当音源声压级低于噪声声压级时，增强音源的声压级，始终保障输出声音的声压级大于噪声声压级。具体地，可采用比较器等电路器件实现比较功能。采用放大器等电路器件实现音源信号增强。比较器和放大器均为常规的现有器件，可根据实际应用场景需求进行选择，这里不再赘述。
33.在一实施例中，定向播放模块09可采用定向扬声器，通过超声波搭载音源实现音源定向传输。
34.综上所述，本实用新型一种定向声音自适应调节装置，对定向噪声和非定向噪声进行分别处理得到噪声声压，可有效提高输出声音声压调节准确性；可根据不同应用场景调整声压调节的阈值设置，增强环境适应性；结合音源进行噪声滤波，可加快处理效率；实时调整输出声音的声压级，又有效增强用户体验。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
35.上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新
型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。