实时触感生成方法及相关设备与流程

【】本发明涉及实时触感生成方法，尤其涉及一种运用于振动音频一体式器件的实时触感生成方法及相关设备。

背景技术

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背景技术：

1、随着电子产品的发展，人们对声音和振动反馈的效果有了更高的要求，因此，越来越多的电子终端如手机、平板电脑等，都会安装扬声器作为音频输出，安装振动马达作为振动反馈输出，但随着电子产品功能的提升，元器件的数量也不断增加，成本增加且导致各元器件占用的空间越来越小。而振动及音频二合一输出器件凭借其整体装置功耗较低，信号传输路径硬件简单，制造成本较低的优势，在手机等设备应用中体现出巨大潜力。

2、相关技术的振动及音频二合一输出器件，也称振动音频一体式器件或称声音振动一体式器件，包括相互串联的振动执行器和声音执行器以及与所述振动执行器并联的电容，再将振动执行器和声音执行器的输入端分别连接至信号输入线路，其通过输入单独的振动信号和单独的音频信号分别驱动振动执行器和声音执行器，但该方法因振动和音频的触发信号为分别输入执行，根据场景设计提前编程实现振动反馈，其形成的振动反馈不具有实时反馈效果，从而实时触感体验效果欠佳。

3、因此，有必要提供一种新的实时触感生成方法及相关设备解决上述技术问题。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、本发明的目的在于提供一种实时触感生成方法及相关设备，运用于振动音频一体式器件，有效提高其实时触觉反馈体验效果。

2、为了达到上述目的，第一方面，本发明实施例提供了一种实时触感生成方法，运用于振动音频一体式器件，所述振动音频一体式器件包括相互串联的用于产生振动的振动执行器和用于产生声音的声音执行器以及与所述振动执行器并联的电容，所述实时触感生成方法包括如下步骤：

3、对原始音频通过逐帧读入音频的方式获取多帧音频信号；

4、判断触觉开关的开启与关闭状态；其中，所述触觉开关用于控制振动执行器的工作状态：

5、若所述触觉开关为关闭状态，则将所述音频信号经高通滤波后直接输出至所述振动音频一体式器件，用于实现单独发声效果；其中，所述高通滤波的频率与所述电容值相互匹配；

6、若所述触觉开关为开启状态，则生成与当前帧的所述音频信号对应的振动信号，并将经高通滤波后的当前帧的所述音频信号与对应的所述振动信号进行融合后输出至所述振动音频一体式器件，用于实现声音与振动结合的实时触感效果。

7、优选的，对原始音频通过逐帧读入音频时，以每200ms为一帧。

8、优选的，所述对原始音频通过逐帧读入音频的方式获取多帧音频信号的步骤中，还包括：读取每个原始音频的第一帧时判断该原始音频的通道数，若为双通道，则在每帧读取时选用双通道数据的平均数值。

9、优选的，所述判断触觉开关的开启与关闭状态的步骤中，若所述触觉开关为开启状态，则生成与当前帧的所述音频信号对应的振动信号，具体包括如下子步骤：

10、读取当前帧的所述音频信号，获取其瞬时功率，并通过滤波器跟踪获取其功率包络；

11、根据所述功率包络自适应生成振动阈值，将所述功率包络大于振动阈值的部分置1，反之置0，以得到振动增益包络，并为所述振动增益包络填充振动信号。

12、优选的，根据所述功率包络自适应生成振动阈值，将所述功率包络大于振动阈值的部分置1，反之置0，以得到振动增益包络，并为所述振动增益包络填充振动信号的步骤中，具体包括：

13、构造自适应的所述振动阈值t(t)：t(t)＝f(t(t-1)，e(t))，使得当e(t)大于t(t-1)时向上调整阈值t(t)，反之向下调整阈值t(t)，得到所述振动增益包络g；其中，t为当前帧的第t时刻，f()为构造的非线性函数，e为功率包络；

14、对所述振动增益包络g，用长度为l，值为x的信号进行卷积得到更新的振动增益包络g’，最终生成振动信号h＝g’*s；其中，s为振动基础信号，所述振动基础信号为由所述振动执行器的共振频率f0，额定电压vrms构成的与音频信号等长的单频正弦信号。

15、优选的，所述判断触觉开关的开启与关闭状态的步骤中，将经高通滤波后的当前帧的所述音频信号与对应的所述振动信号进行融合后输出至所述振动音频一体式器件，具体包括：

16、将所述振动信号和经高通滤波后的所述音频信号相加，并作归一化处理后作为最终融合信号，输入至所述振动音频一体式器件。

17、第二方面，本发明还提供一种实时触感生成系统，运用于振动音频一体式器件，包括：

18、音频读取模块，所述音频读取模块用于对原始音频通过逐帧读入音频的方式获取多帧音频信号；

19、高通滤波模块，用于对所述音频信号进行滤波处理；

20、判断执行模块，所述判断执行模块用于判断触觉开关的开启与关闭状态；其中，所述触觉开关用于控制振动执行器的工作状态：

21、若所述触觉开关为关闭状态，则将所述音频信号经所述高通滤波模块滤波后直接输出至所述振动音频一体式器件，用于实现单独发声效果；

22、若所述触觉开关为开启状态，则触发振动信号生成模块工作；

23、振动信号生成模块，所述振动信号生成模块用于在所述判断执行模块判断触觉开关为开启状态时，根据当前帧的所述音频信号生成对应的实现实时触觉的振动信号；以及，

24、融合模块，所述融合模块用于在触觉开关为开启状态时，将当前帧的所述音频信号经所述高通滤波模块滤波后和与其对应的所述振动信号进行融合处理，生成所述融合信号，用于实现声音与振动结合的实时触感效果。

25、优选的，所述音频读取模块还用于：读取每个原始音频的第一帧时判断该原始音频的通道数，若为双通道，则在每帧读取时选用双通道数据的平均数值。

26、第三方面，本发明还提供一种电子设备，包括处理器、存储器、存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的实时触感生成程序，所述实时触感生成程序被所述处理器执行时实现如本发明提供的上述实时触感生成方法中的步骤。

27、第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有实时触感生成程序，所述实时触感生成程序被处理器执行时实现本发明提供的上述实时触感生成方法中的步骤。

28、与相关技术相比，本发明的实时触感生成方法及相关设备，先通过对原始音频通过逐帧读入音频的方式获取多帧音频信号；再判断触觉开关的开启与关闭状态：若所述触觉开关为关闭状态，则将所述音频信号经高通滤波后直接输出至所述振动音频一体式器件，用于实现单独发声效果；若所述触觉开关为开启状态，则生成与当前帧的所述音频信号对应的振动信号，并将经高通滤波后的当前帧的所述音频信号与对应的所述振动信号进行融合后输出至所述振动音频一体式器件，用于实现声音与振动结合的实时触感效果。通过上述方法及相关设备，实现了生成的振动信号与音频信号的实时匹配，使得振动音频一体式器件的实时触感体验效果更优。

技术特征：

1.一种实时触感生成方法，运用于振动音频一体式器件，所述振动音频一体式器件包括相互串联的用于产生振动的振动执行器和用于产生声音的声音执行器以及与所述振动执行器并联的电容，其特征在于，所述实时触感生成方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的实时触感生成方法，其特征在于，对原始音频通过逐帧读入音频时，以每200ms为一帧。

3.根据权利要求1所述的实时触感生成方法，其特征在于，所述对原始音频通过逐帧读入音频的方式获取多帧音频信号的步骤中，还包括：读取每个原始音频的第一帧时判断该原始音频的通道数，若为双通道，则在每帧读取时选用双通道数据的平均数值。

4.根据权利要求1所述的实时触感生成方法，其特征在于，所述判断触觉开关的开启与关闭状态的步骤中，若所述触觉开关为开启状态，则生成与当前帧的所述音频信号对应的振动信号，具体包括如下子步骤：

5.根据权利要求4所述的实时触感生成方法，其特征在于，根据所述功率包络自适应生成振动阈值，将所述功率包络大于振动阈值的部分置1，反之置0，以得到振动增益包络，并为所述振动增益包络填充振动信号的步骤中，具体包括：

6.根据权利要求1所述的实时触感生成方法，其特征在于，所述判断触觉开关的开启与关闭状态的步骤中，将经高通滤波后的当前帧的所述音频信号与对应的所述振动信号进行融合后输出至所述振动音频一体式器件，具体包括：

7.一种实时触感生成系统，运用于振动音频一体式器件，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的实时触感生成系统，其特征在于，所述音频读取模块还用于：读取每个原始音频的第一帧时判断该原始音频的通道数，若为双通道，则在每帧读取时选用双通道数据的平均数值。

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器、存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的实时触感生成程序，所述实时触感生成程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-6任意一项所述的实时触感生成方法中的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有实时触感生成程序，所述实时触感生成程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任意一项所述的实时触感生成方法中的步骤。

技术总结
本发明实施例提供了一种实时触感生成方法及相关设备，运用于振动音频一体式器件，该方法包括如下步骤：对原始音频通过逐帧读入音频的方式获取多帧音频信号；判断触觉开关的开启与关闭状态：若触觉开关为关闭状态，则将音频信号经高通滤波后直接输出至振动音频一体式器件，用于实现单独发声效果；若触觉开关为开启状态，则生成与当前帧的音频信号对应的振动信号，并将经高通滤波后的当前帧的音频信号与对应的振动信号进行融合后输出至振动音频一体式器件，用于实现声音与振动结合的实时触感效果。与相关技术相比，本发明提供的实时触感生成方法及相关设备实现的实时触觉反馈体验效果更优。

技术研发人员：裴诗雨,郑亚军
受保护的技术使用者：瑞声开泰声学科技（上海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15