[发明专利]基于声参量阵声束反射的音频特效器

说明书

技术领域

一种音频特效器，尤其涉及一种利用声参量阵产生的高指向性声束的反射特性实现立体音频特效的装置。

背景技术

传统音频特效主要通过音效处理电路或数字信号处理手段实现音频特效。采用音效处理电路主要是通过硬件手段实现音频特效，如通过两声道立体声处理电路可实现电脑、电视及听音空间狭小环境等对音频特效要求不高的场合的立体声三维环绕效果，采用多声道音效处理电路则可实现更自然、保真度更高、音质更好、环绕效果更强的环绕立体声效果。随着数字信号处理技术的发展，音频特效处理技术得到了快速发展，使得一些采用硬件电路很难实现的音频特效通过数字信号处理手段能够被轻易地实现，如音量调整(如淡入淡出、左右声道音量均衡、包络线调整等)、频率均衡处理、混响/回声/延迟处理、合唱处理、动态处理(如压缩、限制、门等)、失真处理、噪声处理、3D音效、升降调及时间拉伸等。

尽管传统音频特效实现手段可以产生多种音频特效，但从本质上讲，不管是通过硬件电路，还是数字信号处理手段产生的音频信号最终还是须经传统扬声器向空间中发射。由于采用传统扬声器产生的声波一般是全向性的，没有强的指向性，更不能产生高指向性音频声波束，因此传统音频特效实现手段无法营造出三维空间中多波束动态交织的音频特效。

空气中的声参量阵技术是近年来出现的音频声波定向技术。利用声参量阵可以产生高指向性音频声波束。声参量阵产生的音频声波束具有独有的特性，主要体现在两个方面：一、局部传播特性：即声波束只在局部空间中传播，在此传播空间内听众可以听到声音，而在此传播空间区域外听众则听不到或只能听到很微弱的声音；二、独特的反射特性：音频声波束遇到障碍物后，具有类似于光遇到镜面的反射特性，听众听到反射后的声音后，在心理上会产生声波是来自于最后一次反射面的特别感受。声参量阵产生的音频声波束的局部传播特性与独特的声反射特性为实现三维空间内多波束动态交织音频特效创造了条件。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于声参量阵反射特性的音频特效器，以解决目前传统音频特效手段无法营造出三维空间中多波束动态交织的音频特效问题。

本发明的目的是通过以下技术方案加以实现的：一种基于声参量阵声束反射特性的音频特效器，包括：

声源，用以产生待播放的音频信号，可采用MP3、计算机、MP4、收音机、录音机等通用声源，其产生的音频信号通过音频信号线输入到声参量阵扬声器阵列中。

声参量阵扬声器阵列，用以产生高指向性音频声波束，阵列中每个扬声器均可独立地发出一个高指向性音频声波束，这些声波束在空间中传播一段距离后，在声波束反射体上进行反射；根据声波束反射体布置位置与方式的不同，采用不同的声参量阵扬声器布阵形式，其布阵原则是保证每个声波束能够对准与其对应的声波束反射体以进行有效反射。

声波束反射体，用以反射声波束，其表面为平面或曲面，或二者的组合形式；通过声波束反射体的回转与平移运动来动态调整声波束的有效反射面；通过有效反射面的形状和姿态的变化来调整反射声波束的形状；通过有效反射面的法线与声波束中心线夹角的变化来调整声波束的反射方向。

声波束反射体运动驱动部件，主要包括回转运动驱动部件与平动运动驱动部件，回转运动驱动部件用于使声波束反射体产生回转运动，而平动运动驱动部件用于使声波束反射体产生平动，二者可同时使用，也可独立使用。

声波束反射体运动控制部件，用以控制声波反射体运动驱动部件，继而驱动声波束反射体产生运动；通过对正在播放的音频信号进行节奏、强度等参数的分析，产生与之对应的声波束反射体转动、平动及开停等控制参数，使声波束的空间传播变化与音频信号变化对应起来。

本发明利用声参量阵产生的高指向性音频声波束仅在空间中局部区域传播的特性实现三维空间内多音频声波束的交织传播，利用该音频声波束特有的反射特性，通过声波束反射体的运动改变声波束的反射形状与反射角度，从而实现三维空间内多音频声波束的动态交织传播音频特效。这种音频特效是第一种利用定向音频声波束实现的三维空间音频特效，与传统音频特效在实现方式上具有质的区别，可应用于新奇的音乐、语音感受场合，如歌厅、舞厅、展览馆、语音展室等。由于声参量阵产生的音频声波束具有指向性强、能量集中的优点，使得它可以传播很远距离，这为在大空间内产生三维多波束动态交织音频特效奠定了基础。同时，在实际应用中，室内顶部、墙壁、地板等处产生多次反射，产生空间内音频声波束多次穿越的效果，为听众带来全新的音频特效体验。

附图说明

图1示出了基于声参量阵声束反射的音频特效器总体结构。