[发明专利]一种用于视听设备的跟随式动态立体声系统

说明书

本发明公开了一种用于视听设备的跟随式动态立体声系统，包括扬声器阵列系统、人脸位置获取系统、扬声器延时系统；人脸位置获取系统可识别人脸并获取人脸的位置，经过预设的程序计算可以获得人脸的坐标位置以及扬声器阵列系统中指向性声波波束的偏转角度和相邻声阵元的延时信号差值，通过扬声器延时系统改变声波波束的指向性，以实现声音对人脸的动态跟随。

技术领域

本发明涉及一种用于视听设备的跟随式动态立体声系统。

背景技术

目前的立体声设备众多，使用较多的设备主要有三种：一是采用声阵列的方式形成固定方向的立体声波束；二是采用左右两声道的立体声音箱；三是采用多声道输出的环绕音箱。

虽然现在的立体声视听设备使用广泛，但是无论是上述三种立体声设备方式中的哪一种，都只能在固定的角度或区域内有良好的立体声效果，也就是说，听众必须要在指定的区域内才能享受较好的收听效果；当听众离开了指定区域或者在区域内走动时，收听的效果会大打折扣，甚至获得很差的视听体验。

现有的专利：组合式线阵音箱系统CN206024074U和一种线阵列控制系统及其组成的线阵列音响系统CN101242686A都在空间中只有音响系统的正前方的一定区域内才能获得良好的视听体验，离开该区域后声音会减弱变小，视听体验效果会在一定程度上变差。非阵列式立体声设备无法实现指向性的改变，而阵列式立体声设备如果要改变扬声器的指向角度，就必须对每个扬声器结构做出改变，不仅给整个扬声器系统的安装、调试带来了非常大的难度，导致系统的安装，调试的工作量增大，难以获得令人满意的声场音效，为使用带来了一定的限制和不便。当前的视听设备都在一定程度上存在着此类问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于视听设备的跟随式动态立体声系统，能够对人脸进行识别并获取坐标，实现动态的立体声跟随。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于视听设备的跟随式动态立体声系统，包括扬声器阵列系统、人脸位置获取系统、扬声器延时系统；

所述扬声器阵列系统，由多个扬声器按照需要的结构排列组合形成，用于产生立体声；

所述人脸位置获取系统，用于识别人脸并获取人脸位置，还用于根据人脸位置计算扬声器阵列波束的偏转角度以及相邻声阵元的延时信号差值；

所述扬声器延时系统，用于根据相邻声阵元的延时信号差值改变所述扬声器阵列系统的相位，使扬声器阵列波束改变方向，形成对人脸的动态跟随；

当扬声器阵列波束的偏转角度为θ时，相邻声阵元的波程差为：

l＝d×sinθ；其中d为相邻声阵元中心间距；

相邻声阵元的相位差为：

其中λ为声波波长；

为了实现相邻声阵元的同相偏转，需满足：

其中w为声波频率，Δτ₀为相邻声阵元的延时信号差值；

联立以上三式，得到相邻声阵元的延时信号差值为：

Δτ₀＝d×sinθ/c；其中c为声速。

优选地，当多个扬声器依次排列成一横行时，所述人脸位置获取系统通过以下方法计算扬声器阵列波束的偏转角度θ₀和每个声阵元的延时信号τ_n：

以视听设备的图像中心为坐标原点，采集人脸位置的坐标为x，采集到画面边缘的坐标为x₀、采集人脸与所述扬声器阵列系统的平均距离为d₀，采集到画面所对应的实际图像的空间长度为l₀，相邻声阵元中心间距为d；