用于智能头戴式穿戴设备的音频系统及音频处理方法技术方案

本发明专利技术提供了一种用于智能头戴式穿戴设备的音频系统及音频处理方法。其中，音频系统包括一个音频信号处理模块、第一音频功率放大电路、第二音频功率放大电路、第一分频电路、第二分频电路、左声道第一发声器件、右声道第一发声器件、左声道第二发声器件和右声道第二发声器件，左声道、右声道音频信号经由音频信号处理模块进行全频段音效算法处理后，再由第一音频功率放大电路、第二音频功率放大电路进行功率放大，然后由第一分频电路、第二分频电路进行分频后由相应的发声器件进行播放，实现重放效果。本发明专利技术的音频系统能够采用更少的硬件元器件组成音频系统，并且仅采用了两个音频信号处理链路就完成了各个声道的音频信号处理。

Audio system and audio processing method for intelligent headwear

【技术实现步骤摘要】
用于智能头戴式穿戴设备的音频系统及音频处理方法
本专利技术属于智能穿戴设备
，尤其涉及一种用于智能头戴式穿戴设备的音频系统及音频处理方法。
技术介绍
智能头戴式穿戴设备的应用已经越来越普及，在工业、医疗、教育、文化等多个领域有着广泛的应用，听觉是人与外界交互的主要方式之一，因此声音重放功能是智能头戴式穿戴设备上必不可少的。目前，为了提高智能头戴式穿戴设备的整体音质，例如智能头戴式眼镜，尤其是低频音质，声音重放系统会采用微型发声器件重放中高频声音，并搭配骨传导振动器件重放低频声音。在目前技术中，微型发声器件搭配骨传导振动器件的设计方案在声音重放器件端是比较优化的选择之一，但是在重放音频系统端，则需要更复杂的音频信号处理链路设计方案以匹配重放器件。一方面，音频信号处理链路设计需要更多的元器件，一般情况下，微型发声器件和骨传导振动器件的工作功率、工作频带都不相同，因此通常每一个微型发声器件和骨传导振动器件都配设单独的音频信号处理链路，例如：在有左右声道的智能穿戴式眼镜中，就需要两个微型发声器件和两个骨传导振动器件分别重放左声道音频和右声道音频，通常这就需要四个音频信号处理单元和四个音频信号放大器分别与不同的重放器件匹配以形成完整的音频信号处理链路。在信号处理链路中，最前端的输入信号为数字信号，最终导入发声装置的信号为模拟信号，音频信号处理模块能接收的输入信号仅为数字信号，音频信号处理模块中芯片的输入/输出端均为数字信号，在对音频信号进行一系列相应处理之后并导入发声装置之前需将数字信号转换为模拟信号，数字信号和模拟信号的转换需要ADC及DAC器件。另一方面，元器件的增加带来了布线数的增加，因而增大了PCB板的电路空间，这不仅增加了硬件成本，而且在智能头戴式穿戴设备对空间和重量要求很高的情况下也是非常不友好的。另外，音频信号处理链路的增加则意味着每一链路都需要单独的音效处理算法进行运算，这不仅增加软件的成本，也增加了设备的运算量而导致耗电增加。这对智能头戴式穿戴设备的续航能力有较高的用户体验需求也是不友好的。如图1所示，是包含微型发声器件和骨传导振动器件的智能头戴式穿戴设备的传统音频系统方案的原理图。此时智能头戴式穿戴设备的音频系统的重放终端包括两个微型发声器件(即：左声道第一发声器件1和右声道第一发声器件2)和两个骨传导振动器件(即：左声道第二发声器件3和右声道第二发声器件4)，且分别配设了4个音频链路以分别重放左声道的声音和右声道的声音。在该方案中，共需要四个音频信号处理模块(即：音频信号处理模块A5、音频信号处理模块B6、音频信号处理模块C7、音频信号处理模块D8)和四个音频信号放大电路(即：第一音频功率放大电路9、第二音频功率放大电路10＇、第三音频功率放大电路11、第四音频功率放大电路12)分别与不同的重放终端形成四个完整的音频信号处理链路。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于智能头戴式穿戴设备的音频系统及音频处理方法，旨在解决当前技术中针对音频信号的各个声道信号处理分别采用独立的信号处理链路进行处理，导致了音频系统采用的相应硬件元器件较多而使得穿戴设备体积较大、笨重的问题。本专利技术的技术方案如下：一种用于智能头戴式穿戴设备的音频处理方法，该音频处理方法包括以下处理步骤：步骤S10：立体声音频信号聩给音频信号处理模块，以对立体声音频信号进行全频段音效算法处理，其中，立体声音频信号包括左声道音频信号和右声道音频信号；步骤S20：音效算法处理完成的立体声音频信号同时聩给第一音频功率放大电路和第二音频功率放大电路进行功率放大；步骤S30：经过第一音频功率放大电路功率放大后的立体声音频信号通过第一分频电路进行分频处理后获得第一预设频率范围的左声道音频信号和第一预设频率范围的右声道音频信号，经过第二音频功率放大电路功率放大后的立体声音频信号通过第二分频电路进行分频处理后获得第二预设频率范围的左声道音频信号和第二预设频率范围的右声道音频信号；步骤S40：第一预设频率范围的左声道音频信号通过左声道第一发声器件进行播放，第一预设频率范围的右声道音频信号通过右声道第一发声器件进行播放，第二预设频率范围的左声道音频信号通过左声道第二发声器件进行传递，第二预设频率范围的右声道音频信号通过右声道第二发声器件进行传递。进一步地，在步骤S20中，将左声道音频信号同时聩给第一音频功率放大电路和第二音频功率放大电路，将右声道音频信号同时聩给第一音频功率放大电路和第二音频功率放大电路。进一步地，第一分频电路和第二分频电路均为LC滤波电路。进一步地，在步骤S10中的音频算法处理包括均衡调节处理、动态处理、失真补偿处理、相位处理以及环绕音效增强处理中的至少一种。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于智能头戴式穿戴设备的音频系统，该音频系统包括：音频信号处理模块，用于对立体声音频信号进行全频段音效算法处理，其中，立体声音频信号包括左声道音频信号和右声道音频信号；第一音频功率放大电路和第二音频功率放大电路，位于音频信号处理模块的后端且分别与音频信号处理模块电连接；第一分频电路，位于第一音频功率放大电路的后端且与第一音频功率放大电路电连接；左声道第一发声器件和右声道第一发声器件，位于第一分频电路的后端且分别与第一分频电路电连接；第二分频电路，位于第二音频功率放大电路的后端且与第二音频功率放大电路电连接；左声道第二发声器件和右声道第二发声器件，位于第二分频电路的后端且分别与第二分频电路电连接。进一步地，第一音频功率放大电路和第二音频功率放大电路均为双通道输入及双通道输出的功率放大电路，左声道音频信号同时聩给第一音频功率放大电路和第二音频功率放大电路，右声道音频信号同时聩给第一音频功率放大电路和第二音频功率放大电路，并且，第一音频功率放大电路的输出增益与左声道第一发声器件和右声道第一发声器件的输入功率相匹配，第二音频功率放大电路的输出增益与左声道第二发声器件和右声道第二发声器件的输入功率相匹配，第一音频功率放大电路的输出增益与第二音频功率放大电路的输出增益不相同。进一步地，第一分频电路和第二分频电路均为LC滤波电路。进一步地，左声道第一发声器件和右声道第一发声器件均为微型发声器，左声道第二发声器件和右声道第二发声器件均为骨传导振动器。本专利技术的有益效果在于：在本专利技术的设计方案中，应用本专利技术提供的音频处理方法的该音频系统通过仅采用一个音频信号处理模块、两个音频功率放大电路和两个分频电路形成了双通道输入和四通道输出的信号链路，且该方案中两个分频电路均为结构简单的LC滤波电路，相对于当前技术中的音频系统而言，本专利技术设计的音频系统简化了系统设计，一方面，减少了整个音频系统的元件数和布线数，减小了电路体积，从而缩小了智能头戴式穿戴设备的设计体积，使得硬件成本得到降低控制，并且重量更轻的智能头戴式穿戴设备能够给予用户更加友好的用户使用体验，另一方面，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于智能头戴式穿戴设备的音频处理方法，其特征在于：该音频处理方法包括以下处理步骤：/n步骤S10：立体声音频信号聩给音频信号处理模块，以对立体声音频信号进行全频段音效算法处理，其中，立体声音频信号包括左声道音频信号和右声道音频信号；/n步骤S20：音效算法处理完成的立体声音频信号同时聩给第一音频功率放大电路和第二音频功率放大电路进行功率放大；/n步骤S30：经过第一音频功率放大电路功率放大后的立体声音频信号通过第一分频电路进行分频处理后获得第一预设频率范围的左声道音频信号和第一预设频率范围的右声道音频信号，经过第二音频功率放大电路功率放大后的立体声音频信号通过第二分频电路进行分频处理后获得第二预设频率范围的左声道音频信号和第二预设频率范围的右声道音频信号；/n步骤S40：第一预设频率范围的左声道音频信号通过左声道第一发声器件进行播放，第一预设频率范围的右声道音频信号通过右声道第一发声器件进行播放，第二预设频率范围的左声道音频信号通过左声道第二发声器件进行传递，第二预设频率范围的右声道音频信号通过右声道第二发声器件进行传递。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于智能头戴式穿戴设备的音频处理方法，其特征在于：该音频处理方法包括以下处理步骤：
步骤S10：立体声音频信号聩给音频信号处理模块，以对立体声音频信号进行全频段音效算法处理，其中，立体声音频信号包括左声道音频信号和右声道音频信号；
步骤S20：音效算法处理完成的立体声音频信号同时聩给第一音频功率放大电路和第二音频功率放大电路进行功率放大；
步骤S30：经过第一音频功率放大电路功率放大后的立体声音频信号通过第一分频电路进行分频处理后获得第一预设频率范围的左声道音频信号和第一预设频率范围的右声道音频信号，经过第二音频功率放大电路功率放大后的立体声音频信号通过第二分频电路进行分频处理后获得第二预设频率范围的左声道音频信号和第二预设频率范围的右声道音频信号；
步骤S40：第一预设频率范围的左声道音频信号通过左声道第一发声器件进行播放，第一预设频率范围的右声道音频信号通过右声道第一发声器件进行播放，第二预设频率范围的左声道音频信号通过左声道第二发声器件进行传递，第二预设频率范围的右声道音频信号通过右声道第二发声器件进行传递。


2.根据权利要求1所述的用于智能头戴式穿戴设备的音频处理方法，其特征在于：在步骤S20中，将左声道音频信号同时聩给第一音频功率放大电路和第二音频功率放大电路，将右声道音频信号同时聩给第一音频功率放大电路和第二音频功率放大电路。


3.根据权利要求1所述的用于智能头戴式穿戴设备的音频处理方法，其特征在于：所述第一分频电路和第二分频电路均为LC滤波电路。


4.根据权利要求1所述的用于智能头戴式穿戴设备的音频处理方法，其特征在于：在步骤S10中的音频算法处理包括均衡调节处理、动态处理、失真补偿处理、相位处理以及环绕音效增强处理中的至少一种。


5.一种用于智能头戴式...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙舒远，黄兴志，张欣，
申请(专利权)人：瑞声科技南京有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32