[发明专利]一种超声波指向性颈戴式音响系统

说明书

本发明涉及一种音响系统，具体地说，涉及一种超声波指向性颈戴式音响系统。其包括硬件装置和终端设备，所述硬件装置内部承载有数据接收模块、头部角度感应模块、数据处理模块和超声波指向性发射装置，其中：所述数据接收模块接收终端设备输出的音频信号；所述头部角度感应模块用于获取使用者头部扭动的角度信息；所述超声波指向性发射装置获取数据处理模块PWM调制过的音频信号，并通过超声波换能阵列以波束成形的方式输出音频信号。本发明中形成的随动声场可以方便地保证运动过程中使用者的音频隐私，并且在不限制使用者头部姿态的情况下使使用者独享个性化的声学环境。

技术领域

本发明涉及一种音响系统，具体地说，涉及一种超声波指向性颈戴式音响系统。

背景技术

超声波频率在人耳的听力范围之外，故超声波不会对人耳传递任何听觉影响。然而超声波在空气中传播具有高指向性与非线性原理，因此将音频信号以幅度调制的方式加载于超声信号之上可以产生高指向性音频波束，所述高指向性音频波束在空气中传播能够自解调后，从而传达所述音频信号。

目前市面上的颈挂式音响虽然已经经过设计，极力避免影响到除使用者以外的人，但是由于全向发声单元的使用，导致目前市面上的颈挂式音响仍会有漏音的现象发生，从而导致使用者的音频隐私泄露。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超声波指向性颈戴式音响系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种超声波指向性颈戴式音响系统，包括硬件装置和终端设备，所述硬件装置内部承载有数据接收模块、头部角度感应模块、数据处理模块和超声波指向性发射装置，其中：

所述数据接收模块形成硬件装置的输入端与终端设备输出端连接，以接收终端设备输出的音频信号；

所述头部角度感应模块用于获取使用者头部扭动的角度信息；

所述数据处理模块输入端与数据接收模块和头部角度感应模块连接，所述数据处理模块用于获取数据接收模块获得的音频信号以及头部角度感应模块获得的使用者头部扭动的角度信息，并根据所述头部角度信息计算声学波束成形所需参数；

所述超声波指向性发射装置输入端与数据处理模块输出端连接，用于获取数据处理模块PWM调制过的音频信号，并通过超声波换能阵列以波束成形的方式输出音频信号，且音频信号输出方向在所述角度信息形成的参数调整下始终朝向使用者的耳朵。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1.本发明所提供的超声波指向性颈戴式音响系统中，形成的随动声场可以方便地保证运动过程中使用者的音频隐私，并且在不限制使用者头部姿态的情况下使使用者独享个性化的声学环境；

而且配合人工智能与数字信号处理的方法生成一种可以跟随使用者的具有极强指向性的声场，该声场在保证使用者的电话、语音信息隐私的前提下，也不会对使用者之外的人群产生影响。

2.本发明所提供的超声波指向性颈戴式音响系统中，陀螺仪检测的角度变化数据输入至人工神经网络，在肩部角度下倾超过10-20度时以及颈部扭转角度超过30-55度时，人工神经网络的输出端控制位于扭转侧的超声波指向性发射装置的声音降低，以便于驾驶员进行沟通，还能降低声音对驾驶员的干扰。

3.本发明所提供的超声波指向性颈戴式音响系统中，通过人工神经网络控制超声波指向性发射装置改变发射超声波的角度，而且跑步过程中颈戴圈角度变化频率往往是固定的，所以可以直接通过人工神经网络计算出该规律，直接控制超声波指向性发射装置成规律性发出对应角度的超声波，这样会更加的高效，超声波指向性也会更加精准。

附图说明

图1为本发明整体模块装置示意图；

图2为本发明数据处理模块结构示意图；

图3为本发明数字信号采集模块电路原理示意图；

图4为本发明中信号发送和接收电路原理示意图；

图5为本发明中滤波器电路原理示意图；