CN112672251B - 一种扬声器的控制方法和系统、存储介质及扬声器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扬声器的控制方法和系统、存储介质及扬声器，涉及扬声器技术领域，扬声器周围设置有多个与扬声器同等距离的声音采集装置，其中，相邻的两个声音采集装置之间的距离相等；该方法包括：获取各声音采集装置分别采集的声源的声音信号；根据各声音信号获取声源的位置信息；根据声源的位置信息，获取声源与扬声器的位置关系；根据声源与扬声器的位置关系，生成角度调节指令，以控制扬声器朝向声源的方向。本发明解决了现有技术的扬声器无法自适应调节发声角度的问题，实现了根据听众的声音判断听众所在位置，自动调节扬声器的发声角度的功能。

Description

一种扬声器的控制方法和系统、存储介质及扬声器

技术领域

本发明涉及扬声器技术领域，尤其涉及一种扬声器的控制方法和系统、存储介质及扬声器。

背景技术

目前的生活和工作中，人们经常面临噪音影响。比如，广场舞的音响声音散播覆盖面较大，影响周围居民的正常生活，又比如，视频会议中，与会人分布在扬声器的周围，但扬声器播放只能朝向一个位置，特别是在语音沟通时，扬声器和话筒方向固定，导致讲话人的语音录入不全或听众听取对方语音不全，只能不断挪动话筒和扬声器的方向。

而目前的扬声器，一般需要人为搬动机器来调整扬声器的角度，以便能够按照人们想要的方向发声，但一般音响设备都比较重，不方便挪动。

因此，提供一种根据听众的声音位置，自动调节扬声器发声角度的控制方法是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于：提供一种扬声器的控制方法和系统、存储介质及扬声器，旨在解决现有技术的扬声器无法自适应调节发声角度的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种扬声器的控制方法，应用于扬声器，扬声器周围设置有多个与扬声器同等距离的声音采集装置，其中，相邻的两个声音采集装置之间的距离相等；方法包括以下步骤：

获取各声音采集装置分别采集的声源的声音信号；

根据各声音信号获取声源的位置信息；

根据声源的位置信息，获取声源与扬声器的位置关系；

根据声源与扬声器的位置关系，生成角度调节指令，以控制扬声器朝向声源的方向。

可选地，上述扬声器的控制方法中，根据各声音信号获取声源的位置信息的步骤，具体包括：

以扬声器为原点，以相邻的两个所述声音采集装置之间的中点与所述原点的连线为X轴，以经过所述原点并垂直于所述X轴的直线为Y轴，建立坐标系；

获取各声音采集装置分别采集的声音信号对应的时间；

以任意一个声音采集装置采集的声音信号对应的时间为基准，分别获取其他声音采集装置采集的声音信号对应的时间与该任意一个声音采集装置采集的声音信号对应的时间之间的时间差；

根据声音传播速度和时间差，获取声源在坐标系中的坐标信息。

可选地，上述扬声器的控制方法中，多个声音采集装置包括四个声音采集装置，四个声音采集装置呈正方形排列，扬声器设置在四个声音采集装置的中心位置。

可选地，上述扬声器的控制方法中，在根据声音传播速度和时间差，获取声源在坐标系中的坐标信息的步骤中，采用的计算式为：

其中，(x，y)为声源在坐标系中的坐标信息；

s为声音的传播速度；

L为声音采集装置距离坐标系X轴或Y轴的距离；

t₁为四个声音采集装置中任意一个声音采集装置采集的声音信号对应的时间；

t₂，t₃，t₄为其他三个声音采集装置采集的声音信号对应的时间；

Δt₁，Δt₂，Δt₃为其他三个声音采集装置采集的声音信号对应的时间与该任意一个声音采集装置采集的声音信号对应的时间之间的时间差。

可选地，上述扬声器的控制方法中，根据声源的位置信息，获取声源与扬声器的位置关系的步骤，具体包括：

以扬声器为原点建立坐标系，将声源的位置信息转化为声源在坐标系中的坐标信息；

根据声源在坐标系中的坐标信息，获取声源与扬声器之间的距离，以及声源与坐标系中X轴之间的角度。

可选地，上述扬声器的控制方法中，在根据声源与扬声器的位置关系生成角度调节指令，以控制扬声器朝向声源的方向的步骤之前，方法还包括：

将扬声器的朝向角度平均分为多个角度，以得到对应的多个扬声器的朝向区域；

获取声源对应的扬声器的朝向区域，以作为声源与扬声器的位置关系。

可选地，上述扬声器的控制方法中，在根据声源与扬声器的位置关系生成角度调节指令，以控制扬声器朝向声源的方向的步骤之后，方法还包括：

在获取到锁定朝向的操作信息后，控制扬声器的角度调节装置停止工作，以使扬声器停止调整朝向。

第二方面，本发明提供了一种扬声器的控制系统，应用于扬声器，系统包括：

声音采集装置和扬声器，其中，声音采集装置设置有多个，多个声音采集装置均设置在距扬声器同等距离的位置，且相邻的两个声音采集装置之间的距离相等；

其中，声音采集装置用于采集声源的声音信号，并传送声源的声音信号至扬声器；

扬声器用于执行存储的计算机程序，以实现如权利要求1至7中任意一项的扬声器的控制方法。

第三方面，本发明提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序可被一个或多个处理器执行，以实现如上述的扬声器的控制方法。

第四方面，本发明提供了一种扬声器，包括：

信号接收装置、控制装置和角度调节装置；

其中，信号接收装置用于接收声音采集装置采集的声源的声音信号，并输出给控制装置；

控制装置用于执行存储的计算机程序，以实现如权利要求1至7中任意一项的扬声器的控制方法，根据声音信号生成角度调节指令，并输出角度调节指令给角度调节装置；

角度调节装置用于根据角度调节指令控制扬声器朝向声源的方向。

本发明提供的上述一个或多个技术方案，可以具有如下优点或至少实现了如下技术效果：

本发明提出的一种扬声器的控制方法和系统、存储介质及扬声器，通过在扬声器周围，距扬声器同等距离设置多个声音采集装置采集声源的声音信号，利用声源定位技术获取声源的位置信息，从而获取声源与扬声器的位置关系，再生成角度调节指令，以控制扬声器朝向声源的方向，实现了根据听众的声音判断听众所在位置，自动调节扬声器的发声角度的功能，以朝着听众的位置发声，减小了对其他人的噪音影响，且更加便利和实用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的一种扬声器的控制方法的流程示意图；

图2为本发明实施例一提供的一种扬声器的控制方法的场景示意图；

图3为本发明实施例一提供的一种扬声器的控制方法中声源的位置信息的坐标示意图；

图4为本发明实施例一提供的一种扬声器的控制方法中声源与扬声器的位置关系的坐标示意图；

图5为本发明实施例四提供的一种扬声器的功能模块示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通，也可以是两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时，应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

对现有技术的分析发现，现有的播放音乐的扬声器或者视频会议系统的扬声器，都不具备自动调节方向的功能，只能依靠人为搬动，非常不便利。比如，视频会议使用的扬声器或话筒，由于方向固定，无法针对性地往某个方向发声，使用时，若讲话人走动容易导致语音录入不全，若听众分布在扬声器的周围，可能导致某一方的听众无法清晰地听取扬声器发音。也有一些在一台设备中安装多个扬声器，通过开关不同的扬声器，以实现不搬动设备，向不同的方位发声，但这种方法使用多个扬声器，会造成资源浪费。

鉴于现有技术中扬声器无法自适应调节发声角度的技术问题，本发明提供了一种扬声器的控制方法，总体思路如下：

应用于扬声器，扬声器周围设置有多个与扬声器同等距离的声音采集装置，其中，相邻的两个声音采集装置之间的距离相等；方法包括以下步骤：

获取各声音采集装置分别采集的声源的声音信号；根据各声音信号获取声源的位置信息；根据声源的位置信息，获取声源与扬声器的位置关系；根据声源与扬声器的位置关系，生成角度调节指令，以控制扬声器朝向声源的方向。

通过上述技术方案，在扬声器周围，距扬声器同等距离设置多个声音采集装置采集声源的声音信号，利用声源定位技术获取声源的位置信息，从而获取声源与扬声器的位置关系，再生成角度调节指令，以控制扬声器朝向声源的方向，实现了根据听众的声音判断听众所在位置，自动调节扬声器的发声角度的功能，以朝着听众的位置发声，减小了对其他人的噪音影响，且更加便利和实用。

实施例一

参照图1至图4，本发明第一实施例提供了一种扬声器的控制方法，应用于扬声器，扬声器周围设置有多个与扬声器同等距离的声音采集装置，其中，相邻的两个声音采集装置之间的距离相等。

具体的，声音采集装置可以是话筒，也可以是带有声音传感器的声音采集装置。扬声器可以是超声波扬声器，也可以是普通扬声器，比如，播放音乐的普通音箱或蓝牙音箱，又比如具有同时录入声音和播放声音的通话用音响等等。本实施例中采用超声波扬声器，这种扬声器采用超声波定向传播技术，利用超声波的强指向性来实现声波定向传播。根据超声波在空气中非线性传播的自解调效应，制作而成的扬声器装置，随着历史演变，在实际应用中也逐渐开始研究和使用超声波扬声器。将超声波作为载波信号，再将音频信号调制到超声波中实现在空气中的定向传输，并最终在空气中实现自解调，即可使人耳能够听到被还原的音频信号。

在一实施方式中，多个声音采集装置包括四个声音采集装置，四个声音采集装置呈正方形排列，扬声器设置在四个声音采集装置的中心位置。即四个声音采集装置形成正方形区域，四个声音采集装置分别位于四角，超声波扬声器则位于正方形区域的中心位置。

具体的，声音采集装置内部包括依次连接的声音传感器、前置放大器或比较器，以及数据发送器。声音传感器采集到声音信号传送给前置放大器，前置放大器选择其中所需要的音源信号，进行信号放大后通过数据发送器发送到扬声器端。

如图2所示的情景示意图，在虚线所示的某个空间区域中，设置的四个声音采集装置，分别为M1、M2、M3、M4，呈正方形排列在扬声器O的周围，声源S即听众所在位置。采用四个声音采集装置不仅可以简化计算复杂化度，还可以保证更好地计算精确度，从而使得声源定位的计算难度和准确性达到平衡。

下面结合图1，对本实施例提供的扬声器的控制方法进行详细描述，方法具体包括以下步骤：

步骤S1：获取各声音采集装置分别采集的声源的声音信号。

具体的，扬声器包括信号接收装置，该信号接收装置设置在扬声器上，用于接收扬声器周围设置的多个与扬声器同等距离的声音采集装置采集的声源的声音信号；信号接收装置包括与声音采集装置中的数据发送器对应的数据接收器，通过数据接收器接收多个声音采集装置采集到的声源的声音信号。本实施例中，接收四路声音采集装置分别采集并发送的声源的声音信号。

步骤S2：根据各声音信号获取声源的位置信息。

具体的，利用声源定位技术，根据各声音信号获取声源的位置信息。其中，声源定位技术是确定一个声音在空间来源位置的技术，用于声音定位，例如确定会议室中说话人的位置。传统的声源定位技术有三种定位方法：第一种，基于波束形成的定位算法，采用波束形成技术，通过调节麦克风阵列的指向对整个接收空间进行搜索，使阵列波束对准声源而获得最大的输出功率；第二种，基于高分辨率谱估计的定位方法，通过求解阵列接收信号的协方差矩阵获得空间的谱函数，再由此信息进行声源定位，使用较广泛的算法有，MUSIC(Multiple Signal Classification，多重信号分类)算法、ESPRIT(Estimating signalparameters via rotational invariance techniques)算法、子空间拟合算法等等；第三种，基于到达时延差的方法，此为当前应用最为广泛的一种定位方法，该方法根据声源信号到达不同位置麦克风的时间差，计算出声源位置相对于麦克风所在的多个双曲面，其焦点就是声源的位置。由于第一种方法在实际应用中，不方便采集波束和计算，第二种方法在实际应用中，计算难度较大，因此，本实施例中采用第三种声源定位方法，即基于到达时延差的声源定位方法，获取声源的位置信息。

在一实施方式中，根据声音信号获取声源的位置信息的步骤，具体包括：

步骤S21：以扬声器为原点，以相邻的两个所述声音采集装置之间的中点与所述原点的连线为X轴，以经过所述原点并垂直于所述X轴的直线为Y轴，建立坐标系。

具体的，结合图3所示的声源的位置信息的坐标示意图，图中，O表示扬声器，本实施例中，扬声器周围设置有与扬声器同等距离的四个声音采集装置M1、M2、M3、M4；基于该扬声器为原点，建立的坐标系中，四个声音采集装置M1、M2、M3、M4形成一个正方形区域，M1、M2、M3、M4距离坐标系X轴或Y轴的距离相等，均为L，相邻的两个声音采集装置之间的距离相等，均为2L。

步骤S22：获取各声音采集装置分别采集的声音信号对应的时间。

具体的，当听众在任意位置发声，作为本实施例的声源位置，假设该声源在坐标系中的位置为(x，y)，四个声音采集装置M1、M2、M3、M4采集到声音信号后，分别记录采集的该声音信号对应的时间为t₁，t₂，t₃，t₄。

步骤S23：以任意一个声音采集装置采集的声音信号对应的时间为基准，获取其他声音采集装置采集的声音信号对应的时间与该任意一个声音采集装置采集的声音信号对应的时间之间的时间差。

具体的，以声音采集装置M1采集的声音信号对应的时间为基准，获取M2、M3、M4采集的声音信号对应的时间与M1采集的声音信号对应的时间之间的时间差，分别为Δt₁，Δt₂，Δt₃。

步骤S24：根据声音传播速度和时间差，获取声源在坐标系中的坐标信息。

在一实施方式中，根据声音传播速度和时间差，获取声源在坐标系中的坐标信息的步骤中采用的计算式为：

其中，(x，y)为声源在坐标系中的坐标信息；s为声音的传播速度；L为声音采集装置距离坐标系X轴或Y轴的距离；t₁为四个声音采集装置中任意一个声音采集装置采集的声音信号对应的时间；t₂，t₃，t₄为其他三个声音采集装置采集的声音信号对应的时间；Δt₁，Δt₂，Δt₃为其他三个声音采集装置采集的声音信号对应的时间与该任意一个声音采集装置采集的声音信号对应的时间之间的时间差。

具体的，根据声音传播速度s，比如，s＝340m/s，以及时间差Δt₁，Δt₂，Δt₃，通过上述计算式，计算得到声源在坐标系中的坐标信息(x，y)。

步骤S3：根据声源的位置信息，获取声源与扬声器的位置关系。

在一实施方式中，根据声源的位置信息，获取声源与扬声器的位置关系的步骤，具体包括：

步骤S31：以扬声器为原点建立坐标系，将声源的位置信息转化为声源在坐标系中的坐标信息。

具体的，结合图4所示的声源与扬声器的位置关系的坐标示意图，将声源的位置信息转化为声源在坐标系中的坐标信息(x,y)。

在具体实施方式中，以扬声器为原点，以相邻的两个声音采集装置之间的中点与原点的连线为X轴，以经过原点并垂直于X轴的直线为Y轴，建立坐标系；获取各声音采集装置分别采集的声音信号对应的时间；以任意一个声音采集装置采集的声音信号对应的时间为基准，获取其他声音采集装置采集的声音信号对应的时间与该任意一个声音采集装置采集的声音信号对应的时间之间的时间差；根据声音传播速度和时间差，获取声源在坐标系中的坐标信息(x,y)。

步骤S32：根据声源在坐标系中的坐标信息，获取声源与扬声器之间的距离，以及声源与坐标系中X轴之间的角度。

具体的，根据声源在坐标系中的坐标信息(x,y)，获取声源与扬声器之间的距离中，采用的计算式为：

其中，ω为声源与扬声器之间的距离，(x,y)为声源坐标系中的坐标信息。

具体的，根据声源在坐标系中的坐标信息(x,y)，获取声源与坐标系中X轴的之间角度中，采用的计算式为：

其中，α为声源与坐标系中X轴之间的角度。

在具体实施方式中，如图4所示，声源与扬声器之间的距离ω和声源与坐标系中X轴之间的角度α便构成了声源与扬声器的位置关系。

步骤S4：根据声源与扬声器的位置关系，生成角度调节指令，以控制扬声器朝向声源的方向。

具体的，根据声源与扬声器的位置关系，即声源与扬声器之间的距离ω和声源与扬声器的角度α，生成角度调节指令。

在具体实施方式中，扬声器包括角度调节装置，设置在扬声器的底部，角度调节装置包括步进电机和旋转组件，根据接收到的角度调节指令驱动步进电机工作，带动旋转组件工作，对扬声器的发声组件朝向进行角度调节，以使扬声器的输出音频具有指向性地传播。

优选地，在根据声源与扬声器的位置关系，生成角度调节指令，以控制扬声器朝向声源的方向的步骤之前，方法还包括：

步骤A：将扬声器的朝向角度平均分为多个角度，以得到对应的多个扬声器的朝向区域。

具体的，如图4所示的坐标示意图中，扬声器的朝向包括其周围的360度范围内，将该范围平均分为多个角度，比如分为12个或8个，便得到扬声器的12个或8个朝向区域，以适应扬声器的角度调节装置中不同步进电机的精度。

步骤B：获取声源对应的扬声器的朝向区域，以作为声源与扬声器的位置关系。

具体的，在获取各声音采集装置分别采集的声源的声音信号，根据各声音信号获取声源的位置信息后，再根据声源的位置信息，获取声源与扬声器的位置关系后，根据声源与扬声器的位置关系，即可获取到声源对应的朝向区域，再根据该朝向区域，生成对应的调节扬声器到对应朝向区域的角度调节指令，以控制扬声器朝向声源的方向。

优选地，在根据声源与扬声器的位置关系生成角度调节指令，以控制扬声器朝向声源的方向的步骤之后，方法还包括：

步骤S5：在获取到锁定朝向的操作信息后，控制扬声器的角度调节装置停止工作，以使扬声器停止调整朝向。

具体的，在实际使用时，扬声器可以具有两种模式，比如，包括通话模式和音乐播放模式，当选择通话模式时，根据听众对话时所在位置，作为声源，根据该声源调整超声波扬声器的角度，并播放对方传送过来的声音，可以选择根据预设时间不间断地进行声源位置定位，以保证多个听众说话时，扬声器对应调整发声朝向角度；当选择音乐播放模式时，只需要将扬声器放在特定位置，待听众发出任意声音后，自动调节超声波扬声器的角度，当达到该角度后，用户可选择锁定扬声器的朝向，防止被其他声音干扰，给其他人造成噪音影响，从而达到音频有指向性的传播的目的。

本实施例提供的一种扬声器的控制方法，通过在扬声器周围，距扬声器同等距离设置多个声音采集装置采集声源的声音信号，利用声源定位技术获取声源的位置信息，从而获取声源与扬声器的位置关系，再生成角度调节指令，以控制扬声器朝向声源的方向，实现了不需要搬动机器的同时，根据听众的声音判断听众所在位置，自动调节扬声器的发声角度的功能，使得扬声器朝着听众的位置发声，减小了对其他人的噪音影响，且更加便利和实用。

实施例二

基于同一发明构思，本发明第二实施例提供了一种扬声器的控制系统，对本实施例提供的扬声器的控制系统进行详细描述，系统包括：

声音采集装置和扬声器，其中，声音采集装置设置有多个，多个声音采集装置均设置在距扬声器同等距离的位置，且相邻的两个声音采集装置之间的距离相等；

其中，声音采集装置用于采集声源的声音信号，并传送声源的声音信号给扬声器；

扬声器用于执行存储的计算机程序，以实现如实施例一的扬声器的控制方法。

具体的，声音采集装置包括声音传感器、前置放大器或比较器，以及数据发送器。声音传感器采集到声源发出的声音信号后，传送给前置放大器，前置放大器选择其中所需要的音源信号，进行信号放大后通过数据发送器发送到扬声器。

具体的，扬声器包括：信号接收装置、控制装置和角度调节装置；其中，信号接收装置用于接收声音采集装置采集的声源的声音信号，并输出给控制装置；

控制装置用于执行存储的计算机程序，以实现如实施例一的的扬声器的控制方法，根据声音信号生成角度调节指令，并输出角度调节指令给角度调节装置；

角度调节装置用于根据角度调节指令控制扬声器朝向声源的方向。

具体的，信号接收装置包括数据接收器，数据接收器与数据发送器通讯连接，可以是无线通讯，也可以是有线通讯；

控制装置包括存储器和控制器，存储器用于存储计算机程序，控制器用于执行计算机程序，以实现如实施例一中的扬声器的控制方法，并输出角度调节指令；

角度调节装置包括步进电机和旋转组件，均设置在扬声器的底部，用于控制扬声器的发声组件旋转，根据角度调节指令驱动步进电机工作，带动旋转组件工作，对扬声器的发声组件朝向进行角度调节，以控制扬声器的发声组件朝向声源的方向，使扬声器的输出音频具有指向性地传播。

本实施例提出的一种扬声器的控制系统，根据声音采集装置采集的声源的声音信号，通过信号接收装置接收后，由控制装置利用声源定位技术获取声源的位置信息，从而获取声源与扬声器的位置关系，并生成角度调节指令，再发送给角度调节装置进行调节，以控制扬声器朝向声源的方向发声，实现定向传输音频的目的，防止产生多余的噪音，给用户造成不便。

实施例三

基于同一发明构思，本实施例提供了一种计算机可读存储介质，如闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘、服务器、App应用商城等等，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时可以实现如下方法步骤：

获取各声音采集装置分别采集的声源的声音信号；

根据各声音信号获取声源的位置信息；

根据声源的位置信息，获取声源与扬声器的位置关系；

根据声源与扬声器的位置关系，生成角度调节指令，以控制扬声器朝向声源的方向。

上述方法步骤的具体实施例过程可参见实施例一，本实施例在此不再重复赘述。

实施例四

基于同一发明构思，本实施例提供了一种扬声器，结合图5的功能模块示意图，对本实施例提供的扬声器进行详细描述。扬声器包括：

信号接收装置、控制装置和角度调节装置；

其中，信号接收装置用于接收声音采集装置采集的声源的声音信号，并输出给控制装置；

控制装置用于执行存储的计算机程序，以实现如实施例一的扬声器的控制方法，根据声音信号生成角度调节指令，并输出角度调节指令给角度调节装置；

角度调节装置用于根据角度调节指令控制扬声器朝向声源的方向。

具体的，信号接收装置可以为通信组件，用于接收扬声器周围设置的与扬声器同等距离的多个声音采集装置采集的声源的声音信号；

在具体实施方式中，通信组件用于该扬声器与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信(Near Field Communication，简称NFC)，2G、3G或4G，或它们中的一种或几种的组合，因此相应的通信组件可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块。

具体的，控制装置可以为控制单元，其包括存储器和控制器，存储器上存储有计算机程序，计算机程序在被控制器执行时能够控制扬声器实现如实施例一的扬声器的控制方法，即根据声音信号获取声源的位置信息，从而获取声源与扬声器的位置关系，再根据声源与扬声器的位置关系，生成角度调节指令，发送给角度调节装置。

控制器用于执行如上述实施例一中的扬声器的控制方法中的全部或部分步骤。存储器用于存储各种类型的数据，这些数据例如可以包括电子设备中的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据。

在具体实施方式中，控制器可以是专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device，简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field ProgrammableGate Array，简称FPGA)、处理器、微处理器、微控制器或其他电子元件实现，用于执行如上述实施例一中的扬声器的控制方法中的全部或部分步骤。

在具体实施方式中，存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

具体的，角度调节装置可以包括步进电机和旋转组件，用于控制扬声器的发声组件旋转。

在具体实施方式中，步进电机，其设置在扬声器的底部，由控制单元进行驱动控制，响应于控制单元输出的角度调节指令，控制单元根据角度调节指令驱动步进电机工作；

旋转组件，其设置在扬声器的底部，由步进电机根据角度调节指令控制启停，当步进电机工作，带动旋转组件工作，对扬声器的发声组件的朝向进行角度调节，以控制扬声器的发声组件朝向声源的方向，使扬声器的输出音频具有指向性地传播。

可以理解，扬声器还可以包括多媒体组件，以及输入/输出(I/O)接口。

多媒体组件可以包括屏幕和音频组件，屏幕可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个音箱，音箱用于输出音频信号。还可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器或通过通信组件发送。

I/O接口为控制器和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种扬声器的控制方法，应用于扬声器，其特征在于，所述扬声器周围设置有多个与所述扬声器同等距离的声音采集装置，其中，相邻的两个所述声音采集装置之间的距离相等，所述多个声音采集装置包括四个声音采集装置，四个所述声音采集装置呈正方形排列，所述扬声器设置在所述四个声音采集装置的中心位置；所述方法包括以下步骤：

获取各所述声音采集装置分别采集的声源的声音信号；

根据各所述声音信号获取所述声源的位置信息；

根据所述声源的位置信息，获取所述声源与所述扬声器的位置关系；

根据所述声源与所述扬声器的位置关系，生成角度调节指令，以控制所述扬声器朝向所述声源的方向；

所述根据各所述声音信号获取所述声源的位置信息的步骤，具体包括：

以所述扬声器为原点，以相邻的两个所述声音采集装置之间的中点与所述原点的连线为X轴，以经过所述原点并垂直于所述X轴的直线为Y轴，建立坐标系；

获取各所述声音采集装置分别采集的声音信号对应的时间；

以任意一个声音采集装置采集的声音信号对应的时间为基准，分别获取其他声音采集装置采集的声音信号对应的时间与该所述任意一个声音采集装置采集的声音信号对应的时间之间的时间差；

根据声音传播速度和所述时间差，获取所述声源在所述坐标系中的坐标信息，其中，采用的计算式为：

其中，(x,y)为所述声源在所述坐标系中的坐标信息；s为声音的传播速度；L为所述声音采集装置距离所述坐标系X轴或Y轴的距离，相邻的两个所述声音采集装置之间的距离为2L；t₁为所述四个声音采集装置中任意一个声音采集装置采集的声音信号对应的时间；t₂,t₃,t₄为其他三个声音采集装置采集的声音信号对应的时间；Δt₁,Δt₂,Δt₃为所述其他三个声音采集装置采集的声音信号对应的时间与该所述任意一个声音采集装置采集的声音信号对应的时间之间的时间差；

在根据所述声源的位置信息，获取所述声源与所述扬声器的位置关系的步骤之前，所述方法还包括：

将所述扬声器的朝向角度平均分为多个角度，以得到对应的多个所述扬声器的朝向区域；

所述根据所述声源的位置信息，获取所述声源与所述扬声器的位置关系的步骤，具体包括：

根据所述声源在所述坐标系中的坐标信息，获取所述声源与所述坐标系中X轴之间的角度；

根据所述声源与所述坐标系中X轴之间的角度确定所述声源对应的所述扬声器的朝向区域，以作为所述声源与所述扬声器的位置关系。

2.如权利要求1所述的扬声器的控制方法，其特征在于，所述根据所述声源的位置信息，获取所述声源与所述扬声器的位置关系的步骤，还包括：

根据所述声源在所述坐标系中的坐标信息，获取所述声源与所述扬声器之间的距离；

在根据所述声源与所述扬声器的位置关系，生成角度调节指令，以控制所述扬声器朝向所述声源的方向的步骤之前，所述方法还包括：

将所述声源与所述扬声器之间的距离以及所述声源对应的所述扬声器的朝向区域，作为所述声源与所述扬声器的位置关系。

3.如权利要求1或2所述的扬声器的控制方法，其特征在于，在根据所述声源与所述扬声器的位置关系，生成角度调节指令，以控制所述扬声器朝向所述声源的方向的步骤之后，所述方法还包括：

在获取到锁定朝向的操作信息后，控制所述扬声器的角度调节装置停止工作，以使所述扬声器停止调整朝向。

4.一种扬声器的控制系统，应用于扬声器，其特征在于，所述系统包括：

声音采集装置和扬声器，其中，所述声音采集装置设置有多个，所述多个声音采集装置均设置在距所述扬声器同等距离的位置，且相邻的两个所述声音采集装置之间的距离相等；

其中，所述声音采集装置用于采集声源的声音信号，并传送所述声源的声音信号至所述扬声器；

所述扬声器用于执行存储的计算机程序，以实现如权利要求1至3中任意一项所述的扬声器的控制方法。

5.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序可被一个或多个处理器执行，以实现如权利要求1至3中任意一项所述的扬声器的控制方法。

6.一种扬声器，其特征在于，包括：

信号接收装置、控制装置和角度调节装置；

其中，所述信号接收装置用于接收声音采集装置采集的声源的声音信号，并输出给所述控制装置；

所述控制装置用于执行存储的计算机程序，以实现如权利要求1至3中任意一项所述的扬声器的控制方法，根据所述声音信号生成角度调节指令，并输出所述角度调节指令给所述角度调节装置；

所述角度调节装置用于根据所述角度调节指令控制所述扬声器朝向所述声源的方向。