[发明专利]虚拟耳机

权利要求书

1.虚拟耳机，其特征在于，包括位置传感器和音频处理系统，以及与音频处理系统连接的扬声器阵列，所述扬声器阵列包括至少两个扬声器；

所述位置传感器能够对目标收听者的耳廓进行定位，并将定位信息发送至音频处理系统；

所述音频处理系统由依次信号连接的音频信号接收头、AD转换器、处理器和与处理器连接的多个音频发射通道组成，所述音频发射通道由DA转换器和音频放大器组成，所述DA转换器连接处理器，音频放大器连接扬声器；

所述处理器与位置传感器连接，所述处理器根据定位信息控制扬声器阵列中每一扬声器对应的音频发射通道的输入信号的延时长短与幅度大小，使不同扬声器发出的声信号到达耳廓所处位置的时间和幅度均相同。

2.如权利要求1所述的虚拟耳机，其特征在于，所述位置传感器为双目视觉图像定位装置。

3. 如权利要求2所述的图像定位装置，其特征在于，所述双目视觉图像定位装置还包括照明装置，所述照明装置上设置有光线传感器，所述照明装置的控制端与光线传感器和处理器连接。

4.如权利要求1所述的虚拟耳机，其特征在于，所述扬声器阵列为共形阵。

5. 如权利要求1所述的虚拟耳机，其特征在于，扬声器阵列的物理口径尺寸D>(R×λ/2)^1/2；

其中D为阵列物理口径尺寸，R为目标收听者与扬声器阵列中心位置的距离，λ为音频信号波长。

6.如权利要求1所述的虚拟耳机，其特征在于，所述音频处理系统为具备多通道输出的音频处理器，包括但不限于 LM48901、LM48903、ADAU1701、CS47048。

7.如权利要求1所述的虚拟耳机，其特征在于，所述扬声器阵列包括至少四个扬声器。

8.虚拟耳机音频聚焦方法，其特征在于，包括如下步骤:

S1位置传感器对目标收听者的耳廓进行定位，并将定位信息发送至音频处理系统中的处理器；

S2处理器根据定位信息计算扬声器阵列中每一扬声器与目标收听者耳廓的距离，并控制对应音频发射通道的输入音频信号的延时长短与幅度大小，使不同扬声器发出的声信号到达耳廓所处位置的时间相同、幅度相同。

9.如权利要求8所述的虚拟耳机音频聚焦方法，其特征在于，所述位置传感器对目标收听者的耳廓进行定位的方法采用双目视觉图像定位方法。

10.如权利要求8所述的虚拟耳机音频聚焦方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：

S21处理器根据耳廓定位信息计算出每一扬声器与目标收听者的耳廓距离分别为R₁、R₂、……R_N，对应的声波传播延时分别为t₁、t₂、……t_N，N为扬声器总数；

S22根据α=e^-β×R/2计算各个扬声器到达耳廓的声波传输衰减α₁、α₂、……α_N，其中β为声波距离衰减因子；

S23找出声波传输延时中的最大值t_max和声波传输衰减中的最大值α_max，则处理器对各音频通道的延时量为τ_i=t_max-t_i，i=1，……N，幅度加权值为A_i=α_max/α_i，i=1，……N。