[发明专利]基于目标位置变化的自适应定向音频系统及其控制方法

说明书

本发明描述了一种基于目标位置变化的自适应定向音频系统及其控制方法。图像识别器检测目标位置坐标以及目标在移动过程中的坐标变化。波束形成器基于所检测到的位置坐标计算换能器阵列产生的声音主波束图案的波束宽度以及声音主波束图案偏离阵列中心的角度。阵列处理器接收计算的波束宽度以及波束偏离角度，并且处理一条声音信号的每个通道以产生一组音频信号，该组音频信号驱动换能器阵列的每个单元以生成具有所计算的波束宽度以及波束偏离角度的声音波束。本发明可以根据舞蹈人群所在区域以及舞蹈人群的位置变化改变输出声音的范围以及角度，既避免了对周边居民造成干扰，又能满足舞蹈者“音随舞动”的实际需求，具有较强的实用意义。

技术领域

本发明涉及音频系统技术领域，具体涉及一种基于目标位置变化的自适应定向音频系统及其控制方法。

背景技术

广场舞给人们带来了健身益处和精神享受，常以人群密度较高的居民区附近小广场为广场舞的舞场，对周围环境影响大。传统的广场舞音乐节奏主要以大功率音响作为声源，这种音响不但体积庞大，搭建困难，而且为了满足参舞者的需要，组织人员通常会以高分贝的方式输出舞蹈音乐。因此，给周围住户带来了严重的噪声干扰，由此引发的社会矛盾冲突也时常发生。

更为先进的，有使用定向音频系统播放音乐的形式减小对周边居民的干扰，但是现有的定向音频系统不具有自适应功能，音频覆盖区域不能随舞蹈者位置变化进行调整，舞蹈者跳舞过程中不断移动，容易脱离定向音频系统的覆盖范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于目标位置变化的自适应定向音频系统及其控制方法。

为实现上述发明目的之一，本发明采用如下技术方案：

一种基于目标位置变化的自适应定向音频系统，包括：图像识别器、图像拾取装置、波束形成器和换能器阵列、阵列处理器；

所述图像识别器与图像拾取装置通信连接，用于检测目标位置坐标以及目标在移动过程中的坐标变化；

所述波束形成器与所述图像识别器通信连接，以接收目标位置坐标和目标位置在移动过程中的坐标变化，计算换能器阵列产生的主波束图案的开角宽度以及主波束图案偏离阵列中心的角度；

阵列处理器，所述阵列处理器与所述波束形成器、换能器阵列通信连接，用于驱动换能器阵列发射具有所计算的波束宽度以及波束偏离角度的声音波束。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述图像拾取装置为相机、摄像机中的至少一种。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述通信连接包括有线通信连接和无线通信连接。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述换能器阵列包括至少一个换能器单元。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述换能器单元为超声波压电换能器或者动圈式电声扬声器中的至少一种。

为实现上述另一发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于目标位置变化的自适应定向音频系统的控制方法，包括：使用与图像拾取装置通信连接的图像识别器，检测目标位置坐标以及目标在移动过程中的坐标变化；

使用与图像识别器通信连接的波束形成器，接收目标位置坐标和目标位置在移动过程中的坐标变化，计算换能器阵列产生的主波束图案的开角宽度以及主波束图案偏离阵列中心的角度；

使用与波束形成器、换能器阵列通信连接的阵列处理器，驱动换能器阵列发射具有所计算的波束宽度以及波束偏离角度的声音波束。

作为本发明进一步改进的技术方案，计算换能器阵列产生的主波束图案的开角宽度用以完成声音主波束宽度覆盖目标所处的位置区域。