一种分频式抗干扰定向音响

本发明涉及定向扬声器，具体来说，涉及一种分频式抗干扰定向音响。

背景技术：

1、现有技术中诸如广场舞音箱、校园广播音箱、车载警示音箱、高速公路喇叭等大都使用的频率响应在20hz-20khz可听声范围内的扬声器和相应的功率放大器组成的传统音响系统，传统音响的特点是发声在360度空间内均衡扩散，导致其存在扰民问题。为解决这一问题，可采用频响应在20khz-200khz甚至更高频率的超声波扬声器、算法电路和相应的功率放大器组成的超声波定向发声音响。

2、目前，超声波定向音响发声时可将声音控制在一定角度内，实现了声音的定向传播，但超声波定向发声存在低频响应差的问题，声音不够饱满，对人声和鼓、贝斯等乐器表现较差，同时现有声音的质量较差以及抗干扰较差，因此如何既能保证声音定向又能保证声音的质量，是亟需需要解决的技术问题。

3、针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、针对相关技术中的问题，本发明提出一种分频式抗干扰定向音响，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种分频式抗干扰定向音响，包括：音频输入模块、抗干扰模块、算法电路模块、功率放大模块、超声波定向扬声器和补声模块，所述音频输入模块的输出端连接于所述抗干扰模块的输入端，所述抗干扰模块的输出端连接于所述算法电路模块的输入端，所述算法电路模块的输出端连接于所述功率放大模块的输入端，且所述功率放大模块的输出端分别与所述超声波定向扬声器的输入端和所述补声模块的输入端电性连接，其中；

4、所述音频输入模块，用于接入模拟音源输入或数字音源输入，并向所述抗干扰模块输入音频信号；

5、所述抗干扰模块，用于接收音频信号，以音频信号频率为单位，并根据频率参数，生成各个频率单元对应的增益系数，使用增益系数分别对每个频率单元进行增益处理，再将处理后的增益音频信号输入至所述算法电路模块；

6、所述算法电路模块，用于基于预设算法控制协调所述超声波定向扬声器和所述补声模块定向发声；

7、所述功率放大模块，用于对增益音频信号进行功率放大；

8、所述超声波定向扬声器，用于超声波定向发声；

9、所述补声模块，用于向所述超声波定向扬声器补声。

10、进一步的，还包括：电源模块，用于分别向所述音频输入模块、所述抗干扰模块、所述算法电路模块、所述功率放大模块、所述超声波定向扬声器和所述补声模块供电。

11、进一步的，所述抗干扰模块，包括：频率提取单元，用于提取音频信号的多个频率单元以及多个频率单元对应的多个信噪比中的至少一个；

12、音频降噪单元，用于根据音频降噪算法进行对提取音频信号进行音频降噪；

13、音频增益单元，用于以音频信号频率为单位，并根据频率参数，生成各个频率单元对应的增益系数，使用增益系数分别对每个降噪后音频频率单元进行增益。

14、进一步的，所述音频降噪算法，包括：谱减法、维纳滤波法和mmse算法中的至少一个。

15、进一步的，所述算法电路模块，包括：超声波定向传声算法、参量阵波束成形算法或相控阵时延算法中的至少一个。

16、进一步的，所述补声模块为可听声扬声器或可听声扬声器阵列。

17、进一步的，所述可听声扬声器的数量为一个或两个，且所述可听声扬声器与所述超声波定向扬声器并排设置。

18、进一步的，所述可听声扬声器的数量为两个，且所述可听声扬声器位于所述补声模块之间。

19、进一步的，所述可听声扬声器阵列由若干可听声扬声器均匀排布组成，所述可听声扬声器阵列的数量为一个或两个，可听声扬声器阵列与所述超声波定向扬声器并排设置。

20、本发明的有益效果：

21、本发明分频式抗干扰定向音响，通过音频输入模块接入模拟音源输入或数字音源输入并向抗干扰模块输入音频信号，而抗干扰模块以音频信号频率为单位，并根据频率参数，生成各个频率单元对应的增益系数，使用增益系数分别对每个频率单元进行增益处理，再将处理后的增益音频信号输入至所述算法电路模块，同时算法电路模块基于预设算法控制协调所述超声波定向扬声器和所述补声模块定向发声，实现分频式抗干扰定向音响，不仅音频传输质量高，而且音频抗干扰效果好，同时也解决了超声波定向发声存在低频响应差的问题，在保证声音定向的基础上保证了声音的质量。

技术特征：

1.一种分频式抗干扰定向音响，其特征在于，包括：音频输入模块(1)、抗干扰模块(2)、算法电路模块(3)、功率放大模块(4)、超声波定向扬声器(5)和补声模块(6)，所述音频输入模块(1)的输出端连接于所述抗干扰模块(2)的输入端，所述抗干扰模块(2)的输出端连接于所述算法电路模块(3)的输入端，所述算法电路模块(3)的输出端连接于所述功率放大模块(4)的输入端，且所述功率放大模块(4)的输出端分别与所述超声波定向扬声器(5)的输入端和所述补声模块(6)的输入端电性连接，其中；

2.根据权利要求1所述的分频式抗干扰定向音响，其特征在于，还包括：电源模块(7)，用于分别向所述音频输入模块(1)、所述抗干扰模块(2)、所述算法电路模块(3)、所述功率放大模块(4)、所述超声波定向扬声器(5)和所述补声模块(6)供电。

3.根据权利要求1所述的分频式抗干扰定向音响，其特征在于，所述抗干扰模块(2)，包括：频率提取单元(21)，用于提取音频信号的多个频率单元以及多个频率单元对应的多个信噪比中的至少一个；

4.根据权利要求3所述的分频式抗干扰定向音响，其特征在于，所述音频降噪算法，包括：谱减法、维纳滤波法和mmse算法中的至少一个。

5.根据权利要求1所述的分频式抗干扰定向音响，其特征在于，所述算法电路模块(3)，包括：超声波定向传声算法、参量阵波束成形算法或相控阵时延算法中的至少一个。

6.根据权利要求1所述的分频式抗干扰定向音响，其特征在于，所述补声模块(6)为可听声扬声器或可听声扬声器阵列。

7.根据权利要求6所述的分频式抗干扰定向音响，其特征在于，所述可听声扬声器的数量为一个或两个，且所述可听声扬声器与所述超声波定向扬声器(5)并排设置。

8.根据权利要求7所述的分频式抗干扰定向音响，其特征在于，所述可听声扬声器的数量为两个，且所述可听声扬声器位于所述补声模块(6)之间。

9.根据权利要求6所述的分频式抗干扰定向音响，其特征在于，所述可听声扬声器阵列(3)由若干可听声扬声器均匀排布组成，所述可听声扬声器阵列的数量为一个或两个，可听声扬声器阵列与所述超声波定向扬声器(5)并排设置。

技术总结本发明公开了一种分频式抗干扰定向音响，涉及定向扬声器技术领域，包括：音频输入模块、抗干扰模块、算法电路模块、功率放大模块、超声波定向扬声器和补声模块。本发明实现分频式抗干扰定向音响，不仅音频传输质量高，而且音频抗干扰效果好，同时也解决了超声波定向发声存在低频响应差的问题，在保证声音定向的基础上保证了声音的质量。技术研发人员：赵占锋,纪庆龙,汤臣彬,汤云亮,胡洋洋,汤云明,赵洪亮受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学（威海）技术研发日：技术公布日：2024/7/23