一种具备自适应声场调整能力的无线多路音频系统的制作方法

本发明涉及音箱及音频数据处理，尤其是涉及一种具备自适应声场调整能力的无线多路音频系统。

背景技术：

1、随着人们生活水平的提高，对家庭影音体验的要求也随之增高。高质量的影视节目通常搭配多声道的音频流，需要5.1或7.1环绕音响系统进行环原。目前多声道的音响系统主要为有线连接的方式，或者条形音箱(soundbar)。有线的方式安装麻烦，且需要专业的人员进行调音才能达到预期效果。条形音箱主要依靠算法实现环绕声，实际效果也不理想。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种具备自适应声场调整能力的无线多路音频系统，解决环绕音响布属难及布属后需要专业调音的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种具备自适应声场调整能力的无线多路音频系统，所述系统包括中置音箱单元a，多个卫星音箱单元b和智能终端c；中置音箱单元a包括主音频处理dsp，带多天线及天线开关的rf模块及一个d类音频功率放大器；中置音箱单元a通过光纤或hdmi从电视机或蓝光播放机上获取多声道的音频数据，并在dsp上跟据需要进行处理后再通过rf模块发送给多个卫星音箱单元b的接收单元；系统还设有：

3、空间关系检测模块，用于检测各个卫星音箱单元b与中置音箱单元a的空间关系、中置音箱单元a与智能终端c的空间关系和卫星音箱单元b与智能终端c的空间关系；

4、音频调整模块，用于根据空间关系检测模块检测和计算得出的中置音箱单元a、卫星音箱单元b与智能终端c之间相互的空间关系计算最佳的空间音频参数，使得中置音箱单元a和卫星音箱单元b的声音到达用户的效果最佳。

5、进一步，卫星音箱单元b的接收单元包括音频处理mcu，rf收发模块，d类功率放大器及一个电源模块，其中mcu用于处理rf模块接收到的音频数据，并通过d类功放进行播放。

6、进一步，智能终端c可以为手机、电脑或平板等电子设备，通过安装配套的app与中置音箱单元a进行通信并控制中置音箱单元a的各项功能。

7、进一步，卫星音箱单元b的数量设为2-8个。

8、进一步，中置音箱单元a与卫星音箱单元b之间采用uwb无线通信技术。

9、进一步，空间关系检测模块检测各个卫星音箱单元b与中置音箱单元a的空间相对关系的工作原理如下：

10、首先，检测中置音箱单元a与多个卫星音箱单元b之间的相对距离；中置音箱单元a与多个卫星音箱单元b分别发起通信，并利用uwb包测距测角的功能确认每个卫星音箱单元b与中置音箱单元a的空间相对关系；首先中置音箱单元a、卫星音箱单元b在开机的时候启动内部定时器，测距的时候中置音箱单元a发出一个1ns的数据包给卫星音箱单元b，卫星音箱单元b经过一个固定的时间后tb后回复一个数据包给中置音箱单元a，中置音箱单元a收到数据包的时间减去中置音箱单元a发送数据包时的时间为ta,中置音箱单元a在收到卫星音箱单元b的包后，经过一个固定的时间ta’回复一个数据包给卫星音箱单元b，卫星音箱单元b收到中置音箱单元a发给它的数据包的时间减于卫星音箱单元b发给中置音箱单元a数据包的时间为tb’，数据包从中置音箱单元a到卫星音箱单元b的飞行时间为tf；跟据飞行时间计算公式tf＝(ta*t'b-tb*ta')/(ta+tb+ta'+t'b)，中置音箱单元a到b的距离为d＝光速c*tf；

11、其次，确定中置音箱单元a与卫星音箱单元b的水平方位角跟垂直方位角；中置音箱单元a上面设有三个天线ant0-2，分别呈等边三角型放置，天线的间距为d，再通过切换不同的天线可以测出卫星音箱单元b到不同天线的距离d1,d2,d3，利用几何原理求解出卫星音箱单元b相对中置音箱单元a的位置关系。

12、进一步，空间关系检测模块检测中置音箱单元a与智能终端c的空间关系的工作原理如下：智能终端c打开app，app利用智能终端uwb定位功能确认中置音箱单元a与智能终端c的空间关系，并将空间关系传给中置音箱单元a。

13、进一步，确认中置音箱单元a与卫星音箱单元b的空间关系及中置音箱单元a与智能终端c的空间关系之后，利用dsp在处理音频的时候跟据不同的空间关系在不同的声道上增加对应的延时，以补尝不同的空间距离对延时造成的影响。

14、进一步，处理音频的方法为中置音箱单元a通过hdmi或spdif从播放源获得音源，并对音源进行解码；在中置音箱单元a里对每个声道的延时进行补尝；在中置音箱单元a中，程序跟据不同卫星音箱单元b位置到智能设备c的距离，调整delay buf的大小，以保证每个声道的声音到达人耳后跟音源里的设定保持一致。

15、进一步，最佳的空间音频参数包括每个声道的延时和音量。

16、本发明的有益效果如下：本系统采用uwb的无线传输技术，即解决了主音箱与环绕音箱之前音频传输的问题，又可以利用uwb对音箱进行方位测量，跟据测量的方案主动调整声场，使用户获得最佳听音体验。无线的音频传输也简化了环绕音箱布置的难度，环绕音箱只要有电源或用内置电池即可。

技术特征：

1.一种具备自适应声场调整能力的无线多路音频系统，其特征在于，所述系统包括中置音箱单元a，多个卫星音箱单元b和智能终端c；中置音箱单元a包括主音频处理dsp，带多天线及天线开关的rf模块及一个d类音频功率放大器；中置音箱单元a通过光纤或hdmi从电视机或蓝光播放机上获取多声道的音频数据，并在dsp上跟据需要进行处理后再通过rf模块发送给多个卫星音箱单元b的接收单元；系统还设有：

2.根据权利要求1所述的一种具备自适应声场调整能力的无线多路音频系统，其特征在于，卫星音箱单元b的接收单元包括音频处理mcu，rf收发模块，d类功率放大器及一个电源模块，其中mcu用于处理rf模块接收到的音频数据，并通过d类功放进行播放。

3.根据权利要求1所述的一种具备自适应声场调整能力的无线多路音频系统，其特征在于，智能终端c可以为手机、电脑或平板，通过安装配套的app与中置音箱单元a进行通信并控制中置音箱单元a的各项功能。

4.根据权利要求1所述的一种具备自适应声场调整能力的无线多路音频系统，其特征在于，卫星音箱单元b的数量设为2-8个。

5.根据权利要求1所述的一种具备自适应声场调整能力的无线多路音频系统，其特征在于，中置音箱单元a与卫星音箱单元b之间采用uwb无线通信技术。

6.根据权利要求1所述的一种具备自适应声场调整能力的无线多路音频系统，其特征在于，空间关系检测模块检测各个卫星音箱单元b与中置音箱单元a的空间相对关系的工作原理如下：

7.根据权利要求6所述的一种具备自适应声场调整能力的无线多路音频系统，其特征在于，空间关系检测模块检测中置音箱单元a与智能终端c的空间关系的工作原理如下：智能终端c打开app，app利用智能终端uwb定位功能确认中置音箱单元a与智能终端c的空间关系，并将空间关系传给中置音箱单元a。

8.根据权利要求7所述的一种具备自适应声场调整能力的无线多路音频系统，其特征在于，确认中置音箱单元a与卫星音箱单元b的空间关系及中置音箱单元a与智能终端c的空间关系之后，利用dsp在处理音频的时候跟据不同的空间关系在不同的声道上增加对应的延时，以补尝不同的空间距离对延时造成的影响。

9.根据权利要求8所述的一种具备自适应声场调整能力的无线多路音频系统，其特征在于，处理音频的方法为中置音箱单元a通过hdmi或spdif从播放源获得音源，并对音源进行解码；在中置音箱单元a里对每个声道的延时进行补尝；在中置音箱单元a中，程序跟据不同卫星音箱单元b位置到智能设备c的距离，调整delay buf的大小，以保证每个声道的声音到达人耳后跟音源里的设定保持一致。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种具备自适应声场调整能力的无线多路音频系统，其特征在于，最佳的空间音频参数包括每个声道的延时和音量。

技术总结
本发明公开了一种具备自适应声场调整能力的无线多路音频系统，包括中置音箱单元A，多个卫星音箱单元B和智能终端C；中置音箱单元A包括主音频处理DSP；中置音箱单元A通过光纤或HDMI从电视机或蓝光播放机上获取多声道的音频数据；系统还设有：空间关系检测模块，用于检测各个卫星音箱单元B与中置音箱单元A的空间关系、中置音箱单元A与智能终端C的空间关系和卫星音箱单元B与智能终端C的空间关系；音频调整模块，用于根据空间关系检测模块检测和计算得出的中置音箱单元A、卫星音箱单元B与智能终端C之间相互的空间关系计算最佳的空间音频参数，使得中置音箱单元A和卫星音箱单元B的声音到达用户的效果最佳。

技术研发人员：高永泽,姚嘉,杨洋
受保护的技术使用者：杭州微纳科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15