虚拟现实装置的制作方法

本发明涉及虚拟现实领域，具体涉及一种虚拟现实装置。

背景技术：

虚拟现实技术(Virtual Reality，VR)是近年来出现的高新技术，它利用计算机模拟产生一个虚拟世界，使用户沉浸在虚拟环境中，身临其境地观看虚拟环境中的景象。目前，现有的虚拟现实装置通常需要手动进行各种操作(例如，暂停画面等)，操作不方便，影响用户的体验。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种虚拟现实装置，以改善用户体验。

为了解决上述技术问题之一，本发明提供一种虚拟现实装置，包括：

动作获取模块，用于获取用户的动作信息；

语音获取模块，用于获取用户的语音信息；

处理模块，与所述动作获取模块和语音获取模块相连，用于根据所述用户的动作信息和语音信息对预定的虚拟场景进行虚拟现实处理，以生成相应的虚拟现实场景信息；并根据所述虚拟现实场景信息生成相应的显示驱动信号和音频驱动信号；

头戴式显示模块，与所述处理模块相连，用于根据所述显示驱动信号显示相应的图像；

音频播放模块，与所述处理模块相连，用于根据所述音频驱动信号播放相应的音频。

优选地，所述语音获取模块包括：

语音采集单元，用于采集用户发出的语音，并将其转换为模拟语音信号；

放大单元，与所述语音采集单元相连，用于对所述模拟语音信号进行放大；

模数转换单元，连接在所述放大单元与所述处理模块之间，用于将放大后的模拟语音信号转换为数字语音信号。

优选地，所述语音获取模块还包括：

语音调节单元，连接在所述模数转换单元和所述处理模块之间，用于调节所述模数转换单元输出的数字语音信号的大小和/或频率范围。

优选地，所述处理模块包括：

语音识别单元，与所述语音获取模块相连，用于对所述用户的语音信息进行语音识别，并生成相应的语音控制指令；

处理单元，与所述语音识别单元和所述动作获取模块相连，用于根据所述语音控制指令和用户的动作信息对所述预定的虚拟场景进行虚拟现实处理，以生成所述显示驱动信号和所述音频驱动信号。

优选地，所述虚拟现实装置还包括存储模块，所述存储模块内存储有预设的语音特征样本与相应的语音控制指令样本之间的对应关系；

所述语音识别单元包括：

特征提取子单元，与所述语音获取模块相连，用于提取所述语音获取模块输出的数字语音信号的语音特征；

特征匹配子单元，与所述特征提取子单元和所述存储模块相连，用于根据所述特征提取子单元获取的语音特征和所述存储模块内存储的预设语音特征样本和相应的语音控制指令样本之间的对应关系，获取与所述特征提取子单元获取的语音特征相对应的目标控制指令，并将该目标控制指令作为所述语音控制指令。

优选地，所述虚拟现实装置还包括音频信号转换模块，所述音频信号转换模块包括：

数字滤波单元，与所述处理模块相连，用于对所述音频驱动信号进行超取样；

数模转换单元，与所述数字滤波单元相连，用于将所述数字滤波单元输出的信号转换为模拟信号；

模拟低通滤波单元，与所述数模转换单元相连，用于将所述数模转换子单元输出的模拟信号中高于预定频率的部分滤除；

所述音频播放模块与所述模拟低通滤波器相连，用于将所述模拟低通滤波单元输出的模拟信号转换为音频后输出。

优选地，所述音频信号转换模块还包括：

音频调节单元，连接在所述处理模块与所述数字滤波单元之间，用于调节所述处理模块输出的音频驱动信号的大小和/或频率范围。

优选地，所述虚拟现实装置还包括连接在所述处理模块与所述头戴式显示模块之间的显示信号转换模块，用于对所述显示驱动信号进行格式转换；

所述显示信号转换模块和所述音频信号转换模块集成在同一芯片上；或者，所述显示信号转换模块和所述音频信号转换模块分别集成在两个相互独立的芯片上。

优选地，所述语音采集单元包括麦克风。

优选地，所述虚拟现实装置还包括佩戴壳体，所述头戴式显示模块设置在所述佩戴壳体上；

所述动作获取模块包括设置在所述佩戴壳体上的惯性传感器，所述惯性传感器用于检测所述佩戴壳体的运动速度和/或运动方向。

由于本发明的虚拟现实装置中，处理模块不仅能够根据用户的动作信息进行虚拟现实处理，还可以根据用户的语音信息进行虚拟现实处理，因此，用户在使用虚拟现实装置时，通过语音就可以对显示场景进行控制，改善了用于与虚拟场景之间的互动效果，提高了用户体验。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明实施例中提供的虚拟现实装置的整体结构示意图；

图2是本发明实施例中提供的语音获取模块的结构示意图；

图3是本发明实施例中提供的音频转换模块的结构示意图。

其中，附图标记为：

10、动作获取模块；20、语音获取模块；21、语音采集单元；22、放大单元；23、模数转换单元；24、语音调节单元；30、处理模块；31、语音识别单元；311、特征提取子单元；312、特征匹配子单元；32、处理单元；40、头戴式显示模块；50、音频播放模块；60、存储模块；70、音频信号转换模块；71、数字滤波单元；72、数模转换单元；73、模拟低通滤波单元；74、音频调节单元；75、采样率转换单元；80、显示信号转换模块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

作为本发明的一方面，提供一种虚拟现实装置，如图1所示，包括动作获取模块10、语音获取模块20、处理模块30、头戴式显示模块40和音频播放模块50。

动作获取模块10用于获取用户的动作信息，所述用户的动作信息具体可以为用户身体多个部位的运动方向、运动速度等信息；也可以仅仅为用户头部的运动方向、运动速度等信息。

语音获取模块20用于获取用户的语音信息。所述语音信息为用户发出的实际语音的内容。

处理模块30与动作获取模块10和语音获取模块20相连，用于根据所述用户的动作信息和语音信息对预定的虚拟场景进行虚拟现实处理，以生成相应的虚拟现实场景信息(该虚拟现实场景信息包括图像信息和音频信息)，并根据虚拟现实场景信息中的图像信息生成相应的显示驱动信号、根据虚拟现实场景信息中的音频信息生成相应的音频驱动信号。处理模块30的虚拟现实处理可以是实时进行的，以使得所述虚拟现实场景与用户的动作相结合，使得用户感觉到自己是处于虚拟的环境中的；且能够在用户语音的控制下进行相应的虚拟现实处理。可以理解，当用户没有发出语音时，处理模块30维持原有的显示即可。

头戴式显示模块40与处理模块30相连，用于根据所述显示驱动信号显示相应的图像。音频播放模块50与处理模块30相连，用于根据所音频驱动信号播放相应的音频。

由于本发明的虚拟现实装置中，处理模块30不仅能够根据用户的动作信息进行虚拟现实处理，还可以根据用户的语音信息进行虚拟现实处理，因此，用户在使用虚拟现实装置时，通过语音就可以对显示场景进行控制，改善了用于与虚拟场景之间的互动效果，提高了用户体验。

下面结合图1至图3对本发明的虚拟现实装置进行详细介绍。

如图2所示，语音获取模块20包括语音采集单元21、放大单元22和模数转换单元23。语音采集单元21用于采集用户发出的语音，并将其转换为模拟语音信号。语音采集单元21具体可以包括麦克风。放大单元22与语音采集单元21相连，用于对所述模拟音频信号进行放大，以便于后续处理模块对用户语音进行识别。放大单元22具体可以包括升压电路。模数转换单元23连接在放大单元22与处理模块30之间，用于将放大后的模拟语音信号转换为数字语音信号。

语音获取模块20还可以包括语音调节单元24，语音调节单元24连接在所述模数转换单元23和所述处理模块30之间，用于调节所述模数转换单元输出的数字语音信号的大小和/或频率范围。通过调节数字语音信号的大小可以调节处理模块接收到的信号大小；数字语音信号的频率可以通过数字滤波器进行滤波，以滤除噪声；从而便于之后处理模块进行语音识别。其中，语音调节单元24可以包括自动电平控制电路(ALC)、音量控制电路等，以调节信号大小；还可以包括均衡器、高通滤波器等，以对信号进行滤波，减少码间干扰和噪声干扰。

如图1所示，处理模块30包括语音识别单元31和处理单元32。

语音识别单元31与语音获取模块20相连，用于对所述用户的语音信息进行语音识别，并生成相应的语音控制指令。例如，当用户要对当前影像暂停而发出“暂停”的语音时，语音识别单元31对该语音进行识别后，生成与“暂停”相对应的语音控制指令，以使处理单元32对显示影像进行暂停处理。

语音识别单元31可以通过模式匹配法进行语音识别。具体地，如图1所示，所述虚拟现实装置还包括存储模块60，存储模块60内存储有预设的语音特征样本与相应的语音控制指令样本之间的对应关系。语音识别单元31包括特征提取子单元311和特征匹配子单元312。特征提取子单元311与语音获取模块20相连，用于提取语音获取模块20输出的数字语音信号的语音特征。当语音获取模块20不包括语音调节单元24时，特征提取子单元311与模数转换单元23相连；当语音获取模块20包括语音调节单元24时，特征提取子单元311与语音调节单元24相连。特征匹配子单元312与特征提取子单元311和存储模块60相连，用于根据特征提取子单元312获取的语音特征和存储模块60内存储的预设语音特征样本和相应的语音控制指令样本之间的对应关系，获取与所述特征提取子单元311获取的语音特征相对应的目标控制指令，并将该目标控制指令作为所述语音控制指令。存储模块60中所存储的语音控制指令样本包括但不限于：与“开始”、“播放下一画面”、“播放上一画面”、“快进”、“后退”、“暂停”、“结束”等对应的指令。

其中，存储模块60存储的语音特征样本的数量有很多，语音特征样本与相应的语音控制指令样本之间的对应关系可以包括每个语音特征样本与各个语音控制指令样本之间的匹配率。进行语音识别时，特征匹配子单元312根据特征提取子单元311提取到的特征与各语音特征样本之间的匹配率、以及每个语音特征样本与各个语音控制指令样本之间的匹配率，从多个语音控制指令样本中获取与特征提取子单元311提取的特征最匹配、或匹配率大于预设阈值的语音控制指令样本，以作为目标控制指令。

处理单元32与语音识别单元31和动作获取模块10相连，用于根据所述语音控制指令和用户的动作信息对所述预定的虚拟场景进行虚拟现实处理，以生成所述虚拟现实场景信息，从而根据所述虚拟现实场景信息生成所述显示驱动信号和所述音频驱动信号。

进一步地，如图1和图3所示，所述虚拟现实装置还包括音频信号转换模块70，音频信号转换模块70包括数字滤波单元71、数模转换单元72、模拟低通滤波单元73。数字滤波单元71与处理模块30相连，用于对音频处理模块30输出的音频驱动信号进行超取样(Oversampling)，即，在两个数据中添加多个数据以填补间隔空白，从而使得后续转换成的模拟信号更加平滑。数模转换单元72与数字滤波单元71相连，用于将数字滤波单元71输出的信号由数字信号转换为模拟信号；模拟低通滤波单元73(也即，抗混叠滤波器)与数模转换单元72相连，用于将所述数模转换子单元输出的模拟信号中高于预定频率的部分滤除，从而去除噪声。音频播放模块50与模拟低通滤波单元73相连，用于将模拟低通滤波单元73输出的模拟信号转换为音频后输出。

音频信号转换模块70还可以包括音频调节单元74、采样率转换单元(Sample Rate Converter)75，音频调节单元74与处理模块30相连，用于调节处理模块30输出的音频驱动信号的大小和/或频率范围。具体地，音频调节单元74可以包括限压器(Digital Limiter)、低音增强器(Bass Boost)、数字音量控制器(Digital Volume Control)、数字去重滤波器(Digital De-emphasis Filter)、均衡器(EQ)等。采样率转换单元75连接在音频调节单元74和数字滤波单元71之间，将信号重新转换成一个统一的48KHz采样率输出，防止出现较大的噪声或谐波。

在本发明中，所述虚拟现实装置还可以包括连接在处理模块30与头戴式显示模块40之间的显示信号转换模块80，显示信号转换模块80用于对所述显示驱动信号进行格式转换。处理模块30输出的显示驱动信号具体可以为HDMI或DP的格式，头戴式显示模块的数据接口可以具体为MIPI接口，这时，显示信号转换模块用于将HDMI或DP格式的信号转换为MIPI格式的信号后提供给头戴式显示模块。

其中，可以将显示信号转换模块80和音频信号转换模块70集成在同一芯片上。或者，显示信号转换模块80和音频信号转换模块70分别集成在两个相互独立的芯片上。

在本发明中，所述虚拟现实装置还包括佩戴壳体，例如头盔。头戴式显示模块40设置在佩戴壳体上。动作获取模块10包括设置在所述佩戴壳体上的惯性传感器(如，陀螺仪等)，所述惯性传感器用于检测所述佩戴壳体的运动速度和/或运动方向。为了便于用户使用虚拟现实装置，可以将动作获取模块10、语音获取模块20、音频播放模块50均设置在所述佩戴壳体上。处理模块30可以设置在佩戴壳体上，也可以设置在另外的计算机(PC)端，这时，动作获取模块10、语音获取模块20、头戴式显示模块40、音频播放模块50与处理模块30之间通过无线连接。

通过上述对本发明提供的虚拟现实装置的描述可以看出，当动作获取模块获取用户的动作信息、语音获取模块获取用户的语音信息后，处理模块根据动作信息和语音信息产生相应的虚拟现实场景信息，也就是说，虚拟现实场景不但与用户动作相结合，使用户感觉到自己是处于虚拟的环境中；并且，还能够在用户的语音的控制下进行相应的虚拟现实处理。因此，用户在使用虚拟现实装置时，通过语音就可以对显示场景进行控制，改善了用于与虚拟场景之间的互动效果，提高了用户体验。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。