[实用新型]基于听觉的为视觉障碍人士传达周围环境信息的装置

权利要求书

1.一种基于听觉的为视觉障碍人士传达周围环境信息的装置，其特征在于，包括视场采集模块、中央处理器以及3D立体声模块，其中，

所述视场采集模块用于获取视觉障碍人士周围的障碍物的立体信息，该立体信息包括障碍物的图像信息和距离信息；

所述中央处理器用于将所述立体信息转换为二维矩阵形式的平面信息，并根据所述平面信息构建3D声场信号，再将该3D声场信号提供给所述3D立体声模块；其中，所述3D声场信号中，声音发出的位置与代表了障碍物的方位，声音的音调、响度或音色的大小代表了障碍物的距离；

所述3D立体声模块包括左耳扬声器和右耳扬声器，接收所述中央处理器提供的3D声场信号并发出相应的声音，以使视觉障碍人士获得周围障碍物的方位和距离信息。

2.根据权利要求1所述的基于听觉的为视觉障碍人士传达周围环境信息的装置，其特征在于，所述视场采集模块包括至少一CCD摄像机和一距离传感器，所述CCD摄像机用于采集障碍物的图像信息，所述距离传感器用于采集障碍物的距离信息。

3.根据权利要求1所述的基于听觉的为视觉障碍人士传达周围环境信息的装置，其特征在于，所述中央处理器至少包括信号处理单元、信号转换单元以及信号控制单元；所述信号处理单元将所述图像信息和距离信息生成一二维矩阵形式的深度图谱，二维矩阵中的数值为图像的灰度值，每一灰度值在二维矩阵中的位置代表了障碍物的方位，灰度值的大小代表了障碍物的距离；所述信号转换单元将所述二维矩阵中的灰度值转换为对应的3D声场信号；所述信号控制单元将所述3D声场信号施加于所述3D立体声模块。

4.根据权利要求3所述的基于听觉的为视觉障碍人士传达周围环境信息的装置，其特征在于，所述二维矩阵形式的深度图谱中，定义背景色为纯黑，其灰度值为0，定义与视场采集模块距离为0时颜色为纯白，其灰度值最大；当在深度图谱中有一连续区域出现灰度值相近且不为0时，表明该位置具有障碍物。

5.根据权利要求4所述的基于听觉的为视觉障碍人士传达周围环境信息的装置，其特征在于，所述信号转换单元根据所述二维矩阵中代表具有障碍物的灰度值位置，调取声源信号以及左耳HRTF函数信号和右耳HRTF函数信号，将所述声源信号和所述左耳HRTF函数信号卷积后由所述信号控制单元提供给所述左耳扬声器，将所述声源信号和所述右耳HRTF函数信号卷积后由所述信号控制单元提供给所述右耳扬声器；所述信号转换单元根据所述二维矩阵中代表具有障碍物的灰度值大小，调整所述声源信号的频率和音量，灰度值越大，声源信号的频率越高、音量越大。

6.根据权利要求1-5任一所述的基于听觉的为视觉障碍人士传达周围环境信息的装置，其特征在于，所述视场采集模块、中央处理器以及3D立体声模块集成设置于可穿戴设备中。

7.根据权利要求6所述的基于听觉的为视觉障碍人士传达周围环境信息的装置，其特征在于，所述可穿戴设备具有外形类似于眼镜或者半头盔的设备，所述视场采集模块包括两个CCD摄像机，对应设置于佩戴者眼睛前方；所述3D立体声模块中的扬声器则设置于佩戴者的耳朵上。