一种便携式可穿戴环绕立体声设备制造技术

一种便携式可穿戴环绕立体声设备，包括支架，所述支架为U形，支架可固定在使用者的头部或肩颈部；支架上安装有播放装置，所述播放装置包括4‑7个声音单元，声音单元排布在支架上形成环绕立体声系统；所述播放装置连接有控制装置，控制装置内设有环绕立体声编解码芯片。

A portable wearable ring around stereo equipment

A portable wearable wear - around stereo device, including a bracket, a U shaped bracket that can be fixed to a user's head or shoulder and neck; a playback device is installed on the bracket, and the playback device comprises 4 Audio units, and a sound unit is arranged on the bracket to form a ring winding stereo system; the playback device is connected. The control device is equipped with a surround stereo encoding and decoding chip.

【技术实现步骤摘要】
一种便携式可穿戴环绕立体声设备
本专利技术涉及音响
，具体涉及一种便携式可穿戴环绕立体声设备。
技术介绍
随着电影和游戏产业的兴起，用户也表现出越来越挑剔的姿态，认为优秀的游戏或影视作品除了具有赏心阅目的图像和绚丽的特效外，逼真的音效也是不可缺少的，所以现在的用户和开发者比以往任何时候都专注于音频系统的效果。在实际生活中，人们如果希望听到真实的环绕立体声效果，只能在家庭配备影音室或者到专业音乐厅、电影院才能够实现。传统上如果想在游戏或者电影中实现环绕立体声，多是通过固定的多个音箱来实现的，在移动设备广泛使用的今天，不能做到便携使用。而采用特殊算法技术的所谓“虚拟环绕立体声(HRTF)”耳机，在效果上则远远达不到物理多声源给人带来的感受，不能实现对声源的精确定位。自然界发出的声音来自四面八方，人类的听觉系统对声音方位判断的灵敏程度是惊人的，很多人都有在黑暗中仅根据声音就拍死蚊子的经验。人耳的基本声音定位原理是IID(强度差)、ITD(时间差)、相位差和音色差。但我们如果把这些来自四面八方的声音经记录、放大等处理后而重放时，所有的声音都从一个扬声器放出来，这种重放声(与原声源相比)就不是立体的了。这时由于各种声音都从同一个扬声器发出，原来的空间感(特别是声群的空间分布感)也消失了。这显然与人类的听觉经验不符，因此人们开始不断探索一个从记录到重放的系统，能够在一定程度上恢复空间感，具有一定程度的方位层次等空间分布特性的技术。什么是环绕立体声音频？简单来说，仿真音频是对声音最逼真的模拟技术，能让听众完全还原到与现场相似的声场。类似的叫法还有全景声方案、ImmersiveAudio(沉浸式音频)要真正实现真实的逼真的环绕声需要如下三个核心参数Localization:指的是声音的定位。环绕立体声对于声音的平面360度有较好的模拟效果。Propagation:声音在封闭空间中，不是只传输一次，而是有无数次的反射(bounceback)，我们可以用回音来理解。Propagation用来描述是否能让用户感觉到自己的确在一个真实的空间中，这种真实感越强越好。Occlusion:声音在传输过程中，如果中间有一个障碍物，这个障碍物会对声音的传播产生影响。在封闭空间(如房间、教室、礼剧院等)里面听语言、音乐。常见的环绕声技术为多扬声器的物理配置的环绕声系统。环绕立体声用多个物理扬声器来打造一个360度的声场，来自不同方向的声音通过不同的音箱/扬声器来播放。现有环绕声技术的无法避免问题：1.设备笨重无法便携：显而易见，专用的音响编解码系统和庞大笨重的音箱根本无法实现便携。2.场地要求高，物理音箱只能在特定的声学环境中使用。3.sweetspot无法准确定位。由于播放器的位置固定，听众只有在固定的点(最佳听音位置(sweetspot)，才能听到模拟得最真实的声场。SweetSpot通常位于一对立体声音箱中间，前方数英尺的地方。许多专家认为从高音头的上方到听音者的鼻尖构成一个虚幻的等边三角形，就是SweetSpot的所在。因为受到许多客观条件的影响，准确的实际位置通常要经过连续的试听和调整才能获得真正的沉浸体验，显然，在剧场或者电影院的环境内，由于场地、音箱设备的质量、摆放角度的限制，除了个别观众，大多数人无法位于sweetspot的听音位置，听音效果大打折扣。(一)HRTF技术为了能够使用一对音响或者一只立体声耳机获得环绕声的体验，人们开始探索使用算法模拟以使获取环绕声的体验更加简便、这就是(头相关变换函数)HRTF。人耳对声音信号有一套自己的分析系统，来得以对声音进行分析与定位。1933年，AT&T贝尔实验室的人声研究部做了一个机械化的仿真人头——他们把这个假人取名叫“Oscar”。Oscar的耳朵里装上了两个麦克风，坐在展示房间中，录取周围的声音。Oscar听到什么，他就能录到什么。(Binaural1933年，AT&T实验室的双耳录音技术仿真人，Oscar。Audio)。双耳录音技术模拟人类真正的头部的形状、左右耳的耳间距，可以收录到近乎于真正的人类听到的声音。这种方法在物理层面上还原了HRTF(head-relatedtransferfunction)。这个滤波器(传递函数)就叫HRTF(head-relatedtransferfunction)。如果我们有空间所有方位到双耳的滤波器组，就能得到一个滤波矩阵，从而还原来自整个空间方位的声音信号。HRTF合成仿真电路可分为两个主要部分：数字滤波器和时延。1、应用程序首先发送经过优选的合成坐标给HRTF，找到适当的参数，然后他会返回参数给数字滤波器。左右声道的滤波器会计算人容易听到的频率曲线——IADdegree和此频率的耳廓效应合成。2、当模拟了频率段的3D特性之后，剩下的事情就只有ITD了。相比数字滤波，合成ITD就显得容易的多：只需按照数字延迟电路来重建大概的估计时延，ITD就成功了。3、其他的比如反射的时延，墙壁吸收效应，场效应和多普勒效应可通过应用程序接口实现。本质上来说，这种技术利用的不过是一些简单的时延电路和滤波器，它将左右声道混频，人的大脑会感受到音场变的更开阔的效果。除此之外，由于耳机左右音响单元彼此独立，左右耳之间没有串话干扰，在耳机上去实现环绕声就非常困难了。(二)串话干扰我们的每一个耳朵都是可以同时听到来自左、右两个扬声器的声音的，只不过两个声音到到同一只耳朵有时间差，这个时间差恰恰是我们得以定位声源方向的关键参数，而使用耳机则不能实现串话干扰，定位效果会大打折扣。因此在耳机上使用HRTF函数，该技术有如下缺点：1、处理电路混合了从左声道和右声道传来的音源。就是说，原始的声源已经失真，这种失真很多人所无法忍受的。2、这种环绕声技术无法依靠软件在虚拟环境中准确定位声源，这种技术不能被称作环绕立体声，因为它仅相对改进了聆听扬声器的方位的局限。3、人们对突然其来的音源转过头去，这是常有的事情，就在头转过去的一瞬间，脑海里就能够知道声音在空间的确切位置。但双耳录音技术本身不能支持收听的时候转动头部。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
为上述问题，本专利技术提出了一种便携式可穿戴环绕立体声系统和方法。本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种便携式可穿戴环绕立体声设备，包括支架，所述支架为U形，支架可固定在使用者的头部或肩颈部；支架上安装有播放装置，所述播放装置包括4-7个声音单元，声音单元排布在支架上形成环绕立体声系统；所述播放装置连接有控制装置，控制装置内设有环绕立体声编解码芯片。进一步的改进，所述声音单元为5个，组成5.1声道环绕立体声系统。进一步的改进，所述支架为一U形枕，U形枕可固定在使用者的肩颈部，所述声音单元为小型音箱；小型音箱轴线与肩部为基准的水平面的夹角为12-18度，使人耳位于环绕立体声系统的最佳听音点上；所述环绕立体声编解码芯片采用头相关变换函数的方式对小型音箱进行控制。进一步的改进，所述小型音箱采用自然圆号式倒相结构设计，箱体内设有扬声器槽，扬声器槽内安装有扬声器，扬声器正面朝向箱体外部；箱体内部设有自然圆号式倒相管，所述自然圆号式倒相管为平面螺线形的中空管，自然圆号式倒相管的中心一端通向箱体外部，自然圆号式倒相管的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种便携式可穿戴环绕立体声设备，包括支架，其特征在于，所述支架为U形，支架可固定在使用者的头部或肩颈部；支架上安装有播放装置，所述播放装置包括4‑7个声音单元，声音单元排布在支架上形成环绕立体声系统；所述播放装置连接有控制装置，控制装置内设有环绕立体声编解码芯片。

【技术特征摘要】
1.一种便携式可穿戴环绕立体声设备，包括支架，其特征在于，所述支架为U形，支架可固定在使用者的头部或肩颈部；支架上安装有播放装置，所述播放装置包括4-7个声音单元，声音单元排布在支架上形成环绕立体声系统；所述播放装置连接有控制装置，控制装置内设有环绕立体声编解码芯片。2.如权利要求1所述的一种便携式可穿戴环绕立体声设备，其特征在于，所述声音单元为5个，组成5.1声道环绕立体声系统。3.如权利要求1所述的一种便携式可穿戴环绕立体声设备，其特征在于，所述支架为一U形枕，U形枕可固定在使用者的肩颈部，所述声音单元为小型音箱；小型音箱轴线与肩部为基准的水平面的夹角为12-18度，使人耳位于环绕立体声系统的最佳听音点上；所述环绕立体声编解码芯片采用头相关变换函数的方式对小型音箱进行控制。4.如权利要求3所述的一种便携式可穿戴环绕立体声设备，其特征在于，所述小型音箱采用自然圆号式倒相结构设计，箱体内设有扬声器槽，扬声器槽内安装有扬声器，扬声器正面朝向箱体外部；箱体内部设有自然圆号式倒相管，所述自然圆号式倒相管为平面螺线形的中空管，自然圆号式倒相管的中心一端通向箱体外部，自然圆号式倒相管的...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘海啸，王刚，尹隽辉，
申请(专利权)人：潘海啸，
类型：发明
国别省市：天津,12