本實(shí)用新型涉及音頻采集領(lǐng)域，具體而言，涉及頭戴式音頻采集裝置和頭戴式耳機(jī)。

背景技術(shù)：

3D音效，是聽(tīng)眾可以感受到從各個(gè)方向傳來(lái)的音樂(lè)，音樂(lè)有時(shí)從左側(cè)傳來(lái)，有時(shí)又到了頭頂，或從左向右移動(dòng)，又有時(shí)從下向上徐徐上升，有空間感。3D音效，即音頻還原了人耳朵對(duì)音頻的聽(tīng)覺(jué)效果。

人耳的基本聲音定位原理是兩側(cè)聲音強(qiáng)度差別(Interaural Intensity Difference，簡(jiǎn)稱(chēng)為IID)和兩側(cè)聲音時(shí)間延遲差別(Interaural Time Difference，簡(jiǎn)稱(chēng)為ITD)。IID指距離音源較近的那一邊耳朵，所收到的聲音強(qiáng)度比另一側(cè)高，感到聲音更大一些。ITD指方位的不同，使聲音到達(dá)兩耳的時(shí)間有差別，人們會(huì)覺(jué)得聲音位于到達(dá)時(shí)間早些的那一邊，IID+ITD的結(jié)果是把音源定位到以聽(tīng)者兩耳這間連線(xiàn)為軸線(xiàn)的錐體范圍之內(nèi)。圖1是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的3D音效的示意圖，如圖1所示，聲源到達(dá)人的左右耳的距離不一樣，到達(dá)時(shí)間不一樣，有時(shí)間差，就是上面所說(shuō)的ITD；同時(shí)，聲源到達(dá)左右耳的聲音強(qiáng)度也不同，就是我們平常所說(shuō)的音量大小不同，就是上面所說(shuō)的IID。這些差異雖然微小，但我們的人耳仍然是可以分辨的，通過(guò)分辨這些差異，我們就能定位出聲源的位置、大小、遠(yuǎn)近等信息。

除此之外影響我們判斷聲音定位的還有頭部關(guān)聯(lián)的傳遞函數(shù)(Head Related Transfer Function，簡(jiǎn)稱(chēng)為HRTF)。HRTF描述了聲波從聲源到雙耳的傳輸過(guò)程。事實(shí)上從某一方位的聲源發(fā)出的聲信號(hào)在到達(dá)聽(tīng)者的耳膜之前經(jīng)過(guò)了復(fù)雜的傳輸過(guò)程，聲信號(hào)與聽(tīng)者的頭部、肩部以及軀干，耳廓發(fā)生了反射、折射、衍射和散射等聲學(xué)作用，人體的這些部位對(duì)聲信號(hào)的調(diào)制作用可以統(tǒng)一的用一個(gè)函數(shù)來(lái)表示即與頭部關(guān)聯(lián)的傳遞函數(shù)HRTF。

如果我們收聲、錄音時(shí)，也能將聲音的這些IID、ITD和HRTF信息錄入進(jìn)去，那么播放時(shí)，就能給使用者3D空間音效。

現(xiàn)有技術(shù)中音頻的IID、ITD和HRTF信息通過(guò)人頭模型來(lái)采集的，這種采集方式只適用于固定的場(chǎng)所，無(wú)法實(shí)現(xiàn)便攜式的3D音頻采集。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了一種頭戴式音頻采集裝置和頭戴式耳機(jī)，以至少解決相關(guān)技術(shù)中3D音頻采集缺乏便攜性的問(wèn)題。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種頭戴式音頻采集裝置，包括第一耳罩、第二耳罩和連接所述第一耳罩和所述第二耳罩的頭梁，所述頭戴式音頻采集裝置還包括：音頻采集組件，所述音頻采集組件包括：第一音頻采集組件、第二音頻采集組件和音頻傳輸單元，其中，

所述第一音頻采集組件設(shè)置在所述第一耳罩上的外側(cè)；所述第二音頻采集組件設(shè)置在所述第二耳罩上的外側(cè)；

所述第一音頻采集組件包括：第一拾音通道和設(shè)置在所述第一拾音通道內(nèi)的第一拾音器；所述第二音頻采集組件包括：第二拾音通道和設(shè)置在所述第二拾音通道內(nèi)的第二拾音器；

所述音頻傳輸單元與所述第一拾音器和所述第二拾音器電連接，用于將所述第一拾音器和所述第二拾音器采集到的音頻信號(hào)存儲(chǔ)并傳輸出去。

可選地，所述第一拾音通道和所述第二拾音通道的形狀近似于人體外耳道的形狀，長(zhǎng)度為1.5cm～2.5cm。

可選地，所述第一拾音通道和所述第二拾音通道的形狀近似為管狀，長(zhǎng)度為1.5cm～2.5cm。

可選地，所述第一拾音器設(shè)置在所述第一拾音通道的靠近頭部的一端；所述第二拾音器設(shè)置在所述第二拾音通道的靠近頭部的一端。

可選地，所述第一拾音通道和所述第二拾音通道均為硅膠材質(zhì)。

可選地，所述第一音頻采集組件還包括：與所述第一拾音通道的遠(yuǎn)離頭部的一端連接的第一拾音廓；所述第二音頻采集組件還包括：與所述第二拾音通道的遠(yuǎn)離頭部的一端連接的第二拾音廓。

可選地，所述第一拾音廓和所述第二拾音廓的外形為柱面、錐面、雙曲面、雙曲拋物面或不規(guī)則曲面中的任意一種。

可選地，所述頭戴式音頻采集裝置還包括：音頻處理芯片，用于接收并處理所述第一音頻采集組件和所述第二音頻采集組件采集到的音頻信號(hào)。

可選地，所述音頻傳輸單元包括：通過(guò)有線(xiàn)傳輸方式發(fā)送音頻信號(hào)的有線(xiàn)傳輸單元，和/或，通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸方式發(fā)送音頻信號(hào)的無(wú)線(xiàn)傳輸單元。

根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，提供了一種頭戴式耳機(jī)，包括上述的頭戴式音頻采集裝置。

通過(guò)本實(shí)用新型，采用的頭戴式音頻采集裝置包括音頻采集組件，該音頻采集組件的第一音頻采集組件設(shè)置在第一耳罩上的外側(cè)，第二音頻采集組件設(shè)置在第二耳罩上的外側(cè)；第一音頻采集組件包括：第一拾音通道和設(shè)置在第一拾音通道內(nèi)的第一拾音器；第二音頻采集組件包括：第二拾音通道和設(shè)置在第二拾音通道內(nèi)的第二拾音器；音頻傳輸單元與第一拾音器和第二拾音器電連接，用于將第一拾音器和第二拾音器采集到的音頻信號(hào)存儲(chǔ)并傳輸出去。本實(shí)用新型通過(guò)第一拾音器在第一拾音通道內(nèi)采集音頻信號(hào)，通過(guò)第二拾音器在第二拾音通道內(nèi)采集音頻信號(hào)的方式，從而模擬了人耳收聲環(huán)境；并且頭戴式音頻采集裝置不必使用人頭模型而可以直接佩戴在真實(shí)的人頭上使用，從而解決了相關(guān)技術(shù)中3D音頻采集缺乏便攜性的問(wèn)題，在實(shí)現(xiàn)3D音頻采集的同時(shí)提高了采集裝置的便攜性。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的3D音效的示意圖；

圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的頭戴式音頻采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下文中將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型的說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)及上述附圖中的術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類(lèi)似的對(duì)象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。

在本實(shí)施例中提供了一種頭戴式音頻采集裝置。圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的頭戴式音頻采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，該裝置包括：第一耳罩10、第二耳罩20、以及連接第一耳罩10和第二耳罩20的頭梁30；第一耳罩10和第二耳罩20互為對(duì)稱(chēng)設(shè)置在頭梁30兩邊。

該頭戴式音頻采集裝置還包括：設(shè)置在第一耳罩10外側(cè)的第一音頻采集組件40；設(shè)置在第二耳罩20外側(cè)的第二音頻采集組件50；以及用于存儲(chǔ)并傳輸?shù)谝灰纛l采集組件40和第二音頻采集組件50所采集到的音頻信號(hào)的音頻傳輸單元60。

音頻傳輸單元60可以設(shè)置在第一耳罩10內(nèi)部、第二耳罩20內(nèi)部或者頭梁30內(nèi)部的任意位置，并通過(guò)貫穿頭梁30內(nèi)部的導(dǎo)線(xiàn)分別與第一音頻采集組件40和第二音頻采集組件50電連接。

上述頭戴式音頻采集裝置可以佩戴在人頭模型上使用，也可以佩戴在真實(shí)的人頭上使用。為了模擬人耳收聲的效果，收集音頻的IID、ITD和HRTF信息，在本實(shí)施例中，采用了特殊結(jié)構(gòu)的第一音頻采集組件40和第二音頻采集組件50。

下面將以第一音頻采集組件40為例對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述和說(shuō)明，第二音頻采集組件50與第一音頻采集組件40對(duì)稱(chēng)設(shè)置在頭戴式音頻采集裝置的兩個(gè)耳罩上；第二音頻采集組件50與第一音頻采集組件40的結(jié)構(gòu)相同，因此，將不再贅述第二音頻采集組件40的結(jié)構(gòu)。

參照?qǐng)D2，第一音頻采集組件40包括：第一拾音通道41和設(shè)置在該第一拾音通道41內(nèi)的第一拾音器42。該第一拾音通道41的作用是模擬人耳收聲環(huán)境，第一拾音器42置于第一拾音通道41中模擬的人耳收聲環(huán)境中，即可以采集到類(lèi)似人耳收聽(tīng)到的音頻信號(hào)，這些音頻信號(hào)攜帶有音頻的IID、ITD和HRTF信息。

正是由于本實(shí)施例中的頭戴式音頻采集裝置在采集音頻時(shí)，不必再使用人耳模型而可以直接佩戴在真實(shí)的人頭上使用，或者安放在與真實(shí)人頭尺寸相當(dāng)?shù)闹Ъ苌?，從而在進(jìn)行收集3D音頻采集的同時(shí)，增強(qiáng)了裝置的便攜性。該裝置便攜性的增強(qiáng)，有助于將該裝置與傳統(tǒng)的頭戴式設(shè)備相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)更多場(chǎng)景的應(yīng)用。例如，該頭戴式音頻采集裝置與現(xiàn)有的頭機(jī)相結(jié)合，使頭機(jī)具備3D音頻采集和3D音頻回放功能，增強(qiáng)了錄音效果和音頻收聽(tīng)體驗(yàn)。

可選地，第一拾音通道41和第二拾音通道51的形狀近似于人體外耳道的形狀，可以采用真實(shí)人體外耳道的倒膜制成，材質(zhì)優(yōu)選為硅膠，其長(zhǎng)度也模擬真實(shí)人體外耳道的長(zhǎng)度，為1.5cm～2.5cm長(zhǎng)。第一拾音通道41和第二拾音通道51之外的耳罩的其他部分使用隔音材料或者海綿或者膠體填充。

為了降低設(shè)計(jì)和制造難度，第一拾音通道41和第二拾音通道51的形狀可以簡(jiǎn)化為近似管狀的形狀，以易于加工。其長(zhǎng)度模擬真實(shí)人體外耳道的長(zhǎng)度，為1.5cm～2.5cm長(zhǎng)。

可選地，第一拾音器42設(shè)置在第一拾音通道41的靠近頭部的一端，即第一拾音通道41的底部；第二拾音器52設(shè)置在第二拾音通道51的靠近頭部的一端，即第二拾音通道51的底部。

采用本實(shí)施例的具有第一拾音通道41和第二拾音通道51的頭戴式音頻采集裝置，能夠模擬人耳外耳道的收聲環(huán)境；在真實(shí)的人耳收聲中，聲音還會(huì)受到耳廓的增強(qiáng)、反射、阻擋等影響。為了進(jìn)一步模擬耳廓對(duì)聲音的影響，還可以在第一拾音通道41遠(yuǎn)離頭部的一端，即第一拾音通道41的外部連接第一拾音廓，在第二拾音通道51遠(yuǎn)離頭部的一端，即第二拾音通道51的外部連接第二拾音廓。其中，第一拾音廓和第二拾音廓的外形為柱面、錐面、雙曲面、雙曲拋物面或不規(guī)則曲面中的任意一種。第一拾音廓和第二拾音廓可以凸出耳罩，也可以通過(guò)將耳罩的外殼凹陷成相應(yīng)的曲面而形成。

可選地，本實(shí)施例中的頭戴式音頻采集裝置還包括：音頻處理芯片，該音頻處理芯片與音頻傳輸單元連接，用于接收并處理第一音頻采集組件和第二音頻采集組件采集到的兩路音頻信號(hào)。音頻處理芯片采用現(xiàn)有技術(shù)中公知的3D音頻處理芯片，對(duì)音頻信號(hào)的處理包括但不限于采用公知技術(shù)進(jìn)行的編碼、壓縮、存儲(chǔ)，以及對(duì)3D音頻文件的解碼、解壓縮等處理。

可選地，音頻傳輸單元可以采用有線(xiàn)或者無(wú)線(xiàn)方式將采集到的音頻信號(hào)傳送給音頻處理芯片。例如，可以采用無(wú)線(xiàn)保真(WIFI)模塊或者藍(lán)牙模塊實(shí)現(xiàn)音頻信號(hào)的無(wú)線(xiàn)傳送。

在本實(shí)施例中還提供了一種頭戴式耳機(jī)，該頭戴式耳機(jī)包括上述的頭戴式音頻采集裝置。其中，頭戴式耳機(jī)的左耳機(jī)的耳罩為上述的第一耳罩，頭戴式耳機(jī)的右耳機(jī)的耳罩為上述的第二耳罩。通過(guò)上述結(jié)構(gòu)，在頭戴式耳機(jī)中增加了3D音頻采集功能。

為了使本實(shí)用新型實(shí)施例的描述更加清楚，下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述和說(shuō)明。

人有兩個(gè)耳朵，卻能定位來(lái)自三維空間的聲音，這得益于人耳對(duì)聲音信號(hào)的分析系統(tǒng)，即HRTF。從空間任意一點(diǎn)傳到人耳(鼓膜前)的信號(hào)都可以用一個(gè)濾波系統(tǒng)來(lái)描述，音源+濾波器得到的就是兩耳鼓膜前的聲音信號(hào)。這個(gè)傳輸系統(tǒng)是一個(gè)黑盒子，我們不必關(guān)心聲音是如何傳遞到雙耳的，而只需關(guān)心音源和雙耳信號(hào)的差別。如果我們得到這組描述空間信息的濾波器(傳遞函數(shù))，即HRTF，就能還原來(lái)自空間這個(gè)方位的聲音信號(hào)(如通過(guò)雙聲道耳機(jī))。我們知道HRTF一個(gè)很重要的因素，除了IID和ITD作用，就是耳廓發(fā)生了反射、折射、衍射和散射等聲學(xué)作用。聲波遇到物體的時(shí)候會(huì)反彈。

我們的耳朵是內(nèi)空的卵圓型；因此，不同波長(zhǎng)的聲波相應(yīng)的在外耳產(chǎn)生不同的效應(yīng)。鼓膜和耳廓之間是一段2厘米的通道，中空的結(jié)構(gòu)造成的諧振會(huì)極大的增益5kHz的訊號(hào)，正好是人聽(tīng)覺(jué)的最敏感頻段。外耳道是對(duì)聲音信號(hào)最敏感的部位。外耳道的另一端為鼓膜所封閉，形成一端密閉的管腔，任何密閉或開(kāi)放的管腔都有固定的諧振頻率，耳道也不例外。這使得進(jìn)入人耳的聲音會(huì)增強(qiáng)。利用這一人耳構(gòu)造原理，可以用來(lái)更好的收集聲音。

在本優(yōu)選實(shí)施例中，在左右耳機(jī)的外側(cè)分別放置兩個(gè)仿真外耳道(分別相當(dāng)于上述的第一拾音通道41和第二拾音通道51)。長(zhǎng)度可以與人耳外耳道長(zhǎng)度相似，即1.5cm～2.5cm。模型結(jié)構(gòu)、形狀與人體外耳道相同。然后在分別在左右仿真外耳道模型的最里側(cè)放置麥克風(fēng)(即拾音器)，即左右各一個(gè)，共兩個(gè)。這樣仿真外耳道模型不僅能增強(qiáng)麥克風(fēng)要收集的聲音，還能更真實(shí)的模擬人耳所接收到的聲音信息。

這樣3D收聲技術(shù)，就是在收音時(shí)，就包含了IID/ITD這些影響因素。因?yàn)椴杉纛l時(shí)，兩個(gè)麥克風(fēng)正好在左右耳兩側(cè)，它們到聲源的位置，感受到聲源的強(qiáng)度，以及HRTF對(duì)音頻的作用(因?yàn)樵O(shè)置仿真外耳道)，跟我們?nèi)硕惺艿囊纛l數(shù)據(jù)是大致一樣的。這樣就可以充分記錄當(dāng)時(shí)的環(huán)境數(shù)據(jù)和音源方位，形成3D音頻數(shù)據(jù)。

音頻數(shù)據(jù)輸送到智能耳機(jī)或者外部的音頻處理系統(tǒng)，通過(guò)特定的算法，從而合成一個(gè)雙聲道的音頻，存儲(chǔ)下來(lái)。在播放的時(shí)候，因?yàn)槭章晻r(shí)我們記錄了各種音頻數(shù)據(jù)，所以播放時(shí)，就會(huì)給使用者3D音效的體驗(yàn)感。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。