1.本技术涉及音响技术领域，尤其涉及一种定向音响及其控制方法。
背景技术：2.人类有三分之一的时间是在睡眠中度过的，睡眠是人类消除疲劳、恢复体力、维持健康的一个重要条件。但是噪音会使人不能安眠或被惊醒，当睡眠被干扰后，工作效率和身心健康都会受到影响。
3.目前，要想避免睡眠时受到外界噪音的干扰，人们往往选择佩戴耳机或者耳塞，但是佩戴耳塞入睡并不舒服，佩戴耳机还会对听力造成伤害。因此，如何避免用户在睡眠时受到外界噪音的干扰，是一个需要解决的问题。
技术实现要素：4.本技术实施例提供一种定向音响及其控制方法，用于解决用户在睡眠中受到外界噪音干扰的问题。
5.第一方面，提供一种定向音响，包括：
6.壳体；
7.设置于壳体内的定向传声机构；
8.控制器，被配置为：
9.在用户处于睡眠状态的过程中，获取用户头部所在区域的噪音；
10.当噪音的音量大于或等于第一音量而小于第二音量时，控制定向传声机构朝用户头部所在区域输出掩蔽音频，掩蔽音频用于遮掩噪音；或者，
11.当噪音的音量大于或等于第二音量时，控制定向传声机构朝用户头部所在区域输出降噪音频，降噪音频用于与噪音相互抵消以消除噪音。
12.本技术实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：定向音响的控制器获取用户在睡眠过程中头部所在区域的噪音，在噪音的音量大于或等于第一音量而小于第二音量时，表明此时噪音不会吵醒用户，但是会对用户的睡眠质量造成不好的影响，所以控制器控制定向传声机构朝用户头部所在区域输出掩蔽音频，从而将噪音遮掩，保证用户的睡眠质量。在噪音的音量大于或等于第二音量时，表明此时噪音有可能吵醒用户，所以定向音响的控制器控制定向传声机构朝用户头部所在区域输出降噪音频，降噪音频与噪音相互抵消，从而消除噪音，为用户营造更舒适的睡眠环境，提升用户使用定向音响的感受。这样，基于实际噪音情况来选择性地采用掩蔽技术或者主动降噪技术来降低噪音对用户的负面影响，克服了采用单一的降噪技术不能适应复杂声音环境的缺陷。
13.在一些实施例中，该定向音响的控制器还被配置为：获取用户当前所处的睡眠周期；根据睡眠周期与第一音量、第二音量之间的对应关系，确定用户当前所处的睡眠周期对应的第一音量、第二音量。这样，根据用户当前所处的睡眠周期确定第一音量和第二音量，可以更精确的对噪音进行处理，针对用户当前所处的睡眠周期执行相应的降噪策略，从而
实现更好的降噪效果，保证用户的睡眠质量。
14.在一些实施例中，该定向音响的控制器还被配置为：响应于用户的设置操作，确定睡眠周期与第一音量、第二音量之间的对应关系。这样，用户可以自主设定睡眠周期与第一音量、第二音量之间的对应关系，使得定向音响的控制器可以针对用户当前所处的睡眠周期以及睡眠周期对应的第一音量、第二音量，对噪音进行精确的处理，为用户营造更舒适的睡眠环境，保证用户的睡眠质量。
15.在一些实施例中，睡眠周期包括清醒期、非快速眼动期以及快速眼动期；其中，非快速眼动期对应的第一音量大于清醒期对应的第一音量以及快速眼动期对应的第一音量；非快速眼动期对应的第二音量大于清醒期对应的第二音量以及快速眼动期对应的第二音量。这样，在用户处于非快速眼动期时，说明用户处于深度睡眠状态，用户对声音的容忍度也更高，则可以提高将非快速眼动期对应的第一音量、第二音量提高一些，更能对用户当前所处的睡眠周期进行针对性处理，从而为用户营造舒适的睡眠环境。
16.在一些实施例中，该定向音响的控制器还被配置为：检测噪音是否与数据库中存储的场景噪音相匹配；在数据库中存在目标场景噪音时，从数据库中提取目标场景噪音对应的掩蔽音频或者降噪音频，目标场景噪音为与噪音匹配的场景噪音。这样，在噪音与数据库中存储的场景噪音相匹配的情况下，定向音响的控制器可以快速动作，从数据库中提取目标场景噪音对应的掩蔽音频或者降噪音频，从而更加迅速地为用户营造良好的睡眠环境。
17.在一些实施例中，该定向音响还包括：驱动机构，驱动机构用于驱动定向传声机构转动；该定向音响的控制器还被配置为：对用户头部进行运动跟踪；在用户头部移动出定向传声机构的声音覆盖范围时，控制驱动机构驱动定向传声机构转动，以使得定向传声机构的声音覆盖范围包括用户头部所在区域。这样，定向音响的控制器可以控制驱动机构驱动定向传声机构灵活转动，使得定向传声机构的声音覆盖范围包括用户头部所在区域，从而使得定向传声机构输出的声音能够准确地消除用户周围的噪音，为用户营造舒适的睡眠环境。
18.第二方面，提供一种定向音响的控制方法，包括：在用户处于睡眠状态的过程中，获取用户头部所在区域的噪音；当噪音的音量大于或等于第一音量而小于第二音量时，控制定向传声机构朝用户头部所在区域输出掩蔽音频，掩蔽音频用于遮掩噪音；或者，当噪音的音量大于或等于第二音量时，控制定向传声机构朝用户头部所在区域输出降噪音频，降噪音频用于与噪音相互抵消以消除噪音。
19.在一些实施例中，该定向音响的控制方法还包括：获取用户当前所处的睡眠周期；根据睡眠周期与第一音量、第二音量之间的对应关系，确定用户当前所处的睡眠周期对应的第一音量、第二音量。
20.在一些实施例中，该定向音响的控制方法还包括：响应于用户的设置操作，确定睡眠周期与第一音量、第二音量之间的对应关系。
21.在一些实施例中，睡眠周期包括清醒期、非快速眼动期以及快速眼动期；其中，非快速眼动期对应的第一音量大于清醒期对应的第一音量以及快速眼动期对应的第一音量；非快速眼动期对应的第二音量大于清醒期对应的第二音量以及快速眼动期对应的第二音量。
22.第三方面，本技术的实施例提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有指令，当该指令在上述任一项装置上运行时，使得装置执行上述任一项定向音响的控制方法。
23.第四方面，本技术的实施例提供一种芯片，包括：处理器和存储器；该存储器用于存储计算机执行指令，该处理器与存储器连接，当芯片运行时，处理器执行存储器存储的计算机执行指令，以使芯片执行上述任一项定向音响的控制方法。
24.第五方面，本技术实施例提供一种包含指令的计算机程序产品，当其在上述任一项设备上运行时，使得装置执行上述任一项定向音响的控制方法。
25.另外，第二方面至第五方面中任一种设计方式所带来的技术效果可参见上述第一方面中不同设计方法所带来的技术效果，此处不再赘述。
附图说明
26.图1为本技术实施例提供的一种声音掩蔽技术示意图；
27.图2为本技术实施例提供的一种有源降噪技术示意图；
28.图3为本技术实施例提供的一种定向发声场景示意图；
29.图4为本技术实施例提供的一种降噪系统示意图；
30.图5为本技术实施例提供的一种定向音响的电路系统架构图；
31.图6为本技术实施例提供的一种降噪系统的使用场景示意图；
32.图7为本技术实施例提供的一种定向音响的控制方法的流程示意图；
33.图8为本技术实施例提供的一种睡眠周期脑电波示意图；
34.图9为本技术实施例提供的一种定向音响的控制流程是示意图一；
35.图10为本技术实施例提供的一种定向音响的控制流程是示意图二；
36.图11为本技术实施例提供的一种控制器的硬件结构示意图。
具体实施方式
37.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
38.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
39.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。另外，在对管线进行描述时，本技术中所用“相连”、“连接”则具有进行导通的意义。具体意义需结合上下文进行理解。
40.在本技术实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本
申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
41.声音是信息传递的重要途径，但声音在空气的传播方向朝向四面八方，在同一空间或相邻空间中声音就会相互干扰。当声环境受到干扰时，轻则降低交流效率，重则损伤人们的语言听力。而人类有近1/3的时间是在睡眠中度过的，睡眠是人类消除疲劳、恢复体力、维持健康的一个重要条件。但噪音会使人不能安眠或被惊醒，老人和病人对噪音的干扰更为敏感。当睡眠被干扰后，工作效率和健康都会受到影响。研究表明：连续噪音会加快熟睡到轻睡的回转，使人多梦，并使熟睡的时间缩短；突然的噪音可以使人惊醒。一般来说，40分贝大连续噪音可使10％的人受到影响；70分贝可影响50％；而突发动噪音在40分贝时，可使10％的人惊醒，到60分贝时，可使70％的人惊醒。长期干扰睡眠会造成失眠、疲劳无力、记忆力衰退，以至产生神经衰弱症候群等。在高噪音环境里，这种病的发病率可达50-60％以上。
42.目前，针对噪音的解决方案主要与以下三种技术相关：
43.一、声音掩蔽技术。
44.一个较弱的声音(被掩蔽音)的听觉感受被另一个较强的声音(掩蔽音)影响的现象，称为人耳的掩蔽效应。被掩蔽音单独存在时的听阈分贝值，即被掩蔽音在安静环境中能被人耳听到的音量的最小值称为绝对闻阈。实验表明，200～800hz的声音的绝对闻阈值最小，即人耳对它的微弱声音最敏感；而在高频区绝对闻阈值要大得多。在200～800hz范围内绝对闻阈随频率变化最不显著，即在这个范围内语言可储度最高。在掩蔽情况下，提高被掩蔽弱音的强度，使人耳能够听见时的闻阈称为掩蔽闻阈(或称掩蔽门限)，被掩蔽弱音必须提高的分贝值称为掩蔽量(或称阈移)。
45.例如，如图1所示，在1kz的掩蔽音的掩蔽门限内的声音被掩蔽，而超过1kz的掩蔽音的掩蔽门限的声音未被掩蔽。
46.二、有源降噪技术。
47.首先，获取用户头部区域的噪音，对噪音进行识别，再经过分析计算，得到噪音的声波，进而根据噪音的声波相位生成相位相反的降噪音频。如图2所示，输出降噪音频之后，降噪音频与噪音相遇，相互抵消，从而消除噪音。
48.三、定向发声技术。
49.人耳能听到的声波称为可听声波，可听声波是向四面八方传播的，并且各个方向的声压也是不一样的，而定向发声技术从声源处控制声音的传播方向、传播范围、传播区域等，降低声音发散性传播所带来的噪音对周围人员的干扰。
50.定向发声技术是基于参量阵原理，将可听声波搭载到超声波(频率大于20khz的高频信号)上，利用空气的自解调作用，产生具有高指向性的可听声波，使得普通的发散性声源转变为指向性声源。声源能够沿固定的路径传送声音，使声音变成一束“音柱”，类似探照灯发出的光柱，只有位于“音柱”覆盖区域的人才能清晰地听到声音。
51.根据声学理论，声波的频率越高，其在传播过程中的执行性越好，超声波在传输过程中具有良好的指向性，定向发声技术就是利用超声波指向性的特性，通过声学技术和算法，将客厅声波调制到超声波频段上，通过空气的自调节左右发送到空气中，实现可听声波的定向传播。
52.如图3所示，当85分贝的声音以普通传播方式传播时，在2m内的能量集中区声音强度并未降低，在2m-7m的声音试听区声音的音量降低至60分贝，7m-17m的声音衰减区声音的音量降低至50分贝。而85分贝的声音以定向传播方式传播时，在2m内的能量集中区声音强度并未降低，在2m-7m的声音试听区声音的音量仅降低至80分贝，7m-17m的声音衰减区声音的音量仍为80分贝。可见定向发声技术可以使声音沿固定路径传播，且不对声音的音量造成较大影响，能够更为清楚地传播声音。
53.但是，若仅以单一方式使用上述降噪方式，无法应对实际生活中复杂的声音环境，不能达到理想的降噪效果。
54.有鉴于此，本技术提供一种定向音响，定向音响的控制器获取用户头部所在区域的噪音，针对噪音的音量大小，控制器控制定向传声机构朝用户头部所在区域输出对应的音频，从而实现对不同音量的噪音的控制，为用户营造更舒适的睡眠环境。
55.如图4所示，本技术提供一种适用于卧室场景的降噪系统1。其中，降噪系统1包括定向音响10、人体检测装置20、声音检测装置30以及睡眠周期检测装置40。
56.在一些实施例中，定向音响10是一种用于对某个固定方向传播声音的装置。
57.在一些实施例中，定向音响10也可称为定向扬声设备、定向音箱、定向喇叭、定向扬声器、超声波定向音响、指向性扬声器、定向播放音响、定向传播音箱等。
58.在一些实施例中，人体检测装置20用于检测人体各部位所处的位置。示例性的，人体检测装置20可以是雷达波检测装置、红外成像仪、图像采集装置等。
59.可选的，人体检测装置20可以与其他家电设备集成在一起。例如，人体检测装置20可以安装在空调上，也可以安装在照明设备上。
60.在一些实施例中，声音检测装置30是用于检测特定区域内声音的装置。
61.可选的，在降噪系统1中，可以根据用户的数量设置有一个或多个声音检测装置30，以检测不同用户所处区域的声音环境，本技术实施例对此不做限定。
62.在一些实施例中，睡眠周期检测装置40是用于检测用户所处的睡眠周期的装置。
63.在一些实施例中，定向音响10与人体检测装置20、声音检测装置30、睡眠周期检测装置40之间可以采用wifi、蓝牙等方式建立通信连接。
64.在一些实施例中，基于定向音响10与人体检测装置20之间的通信连接，定向音响10可以通过人体检测装置20获取用户头部所在区域。
65.在一些实施例中，基于定向音响10与声音检测装置30之间的通信连接，定向音响10可以通过声音检测装置30获取用户头部所在区域的噪音，进而根据噪音的音量大小执行不同的降噪策略。或者，定向音响10也可以通过声音检测装置30接收用户的语音指令。例如，用户说出“播放第一音频”，定向音响10通过声音检测装置30接收到用户的语音之后，开始播放第一音频。
66.在一些实施例中，基于定向音响10与睡眠周期检测装置40之间的通信连接，定向音响10可以通过睡眠周期检测装置40获取用户当前所处的睡眠周期。
67.在一些实施例中，定向音响10与人体检测装置20、声音检测装置30、睡眠周期检测装置40可以是各自独立的四个设备。或者，人体检测装置20、声音检测装置30以及睡眠周期检测装置40也可以集成在定向音响10上。
68.参考图5示例性示出的定向音响10的电路系统架构图。如图5所示，定向音响10还
包括：定向传声机构101、驱动机构102、显示器103、通信器104、人机交互装置105、供电电源106以及控制器107。
69.在一些实施例中，定向传声机构101用于向固定防线传输音频信号。定向传声机构101包括低频射波信号发生器、超声载波信号发生器和超声波换能器。
70.在一些实施例中，驱动机构102用于驱动定向传声机构101转动。
71.在一些实施例中，显示器103可以是液晶显示器、有机发光二极管(organic light-emitting diode，oled)显示器。显示器103的具体类型，尺寸大小和分辨率等不作限定。显示器103可以用于显示定向音响10的控制面板。定向音响10可以通过显示器103反馈定向音响10当前的工作参数，例如播放音频的名称、播放音频的时长等。
72.在一些实施例中，通信器104是用于根据各种通信协议类型与外部设备或外部服务器进行通信的组件。例如：通信器104可以包括wi-fi芯片，蓝牙通信协议芯片，有线以太网通信协议芯片等其他网络通信协议芯片或近场通信协议芯片，以及红外接收器中的至少一种。定向音响10可以通过通信器104与人体检测装置20、声音检测装置30、睡眠周期检测装置40或者用户使用的移动终端设备(例如：手机、平板电脑、可穿戴式移动设备等)之间传输控制信号和数据信号。例如，用户通过手机下达对某一音频文件的播放指令，定向音响10的通信器104接收播放指令，控制器107播放该音频文件。
73.在一些实施例中，人机交互装置105用于实现用户与定向音响10之间的交互。人机交互装置可以包括物理按键或者触控显示面板中的一项或多项。例如，用户可以通过人机交互装置105选择定向音响10播放的音频，也可以通过人机交互装置105设置定向音响10播放音频的时长、音量大小等。
74.在一些实施例中，供电电源106用于在控制器107的控制下为定向音响10的各电器元件提供运行电力支持。供电电源106可以包括电池及相关控制电路。
75.在一些实施例中，控制器107是指可以根据指令操作码和时序信号，产生操作控制信号，指示定向音响10执行控制指令的装置。示例性的，控制器107可以为中央处理器(central processing unit，cpu)、通用处理器网络处理器(network processor，np)、数字信号处理器(digital signal processing，dsp)、可编程逻辑器件(programmable logic device，pld)、微处理器、微控制器或它们的任意组合。控制器107还可以是其它具有处理功能的装置，例如电路、器件或软件模块，本技术实施例对此不做任何限制。
76.在一些实施例中，定向音响10还包括壳体。其中，壳体用于保护定向音响10内各电器元件，封闭定向音响10内部与外部接触的通道，避免产生电器元件的损坏。
77.下面以两名用户共处一室为例，详细介绍降噪系统1的一种可能的部署情况。
78.如图6所示，床头设置有第一人体检测装置501、第二人体检测装置502、第一定向音响601、第二定向音响602以及未图示的睡眠周期检测装置40。
79.第一人体检测装置501针对性检测用户a在床上的翻身、移动等动作，并精确地确定用户a的头部所在区域；第二人体检测装置502针对性检测用户b在床上的翻身、移动等动作，并精确地确定用户b的头部所在区域。
80.第一定向音响601朝向用户a的头部所在区域，播放音频时定向传声机构的声音覆盖范围能够包括用户a头部所在区域。
81.第二定向音响602朝向用户b的头部所在区域，播放音频时定向传声机构的声音覆
盖范围能够包括用户b头部所在区域。
82.在用户a头部周围，还设置有第一声音检测装置701、第二声音检测装置702以及第三声音检测装置703，通过这三个声音检测装置，可以更清楚、准确地获取到用户a头部所在区域中的噪音。
83.在用户b头部周围，还设置有第四声音检测装置704、第五声音检测装置705以及第六声音检测装置706，通过这三个声音检测装置，可以更清楚、准确地获取到用户b头部所在区域中的噪音。
84.示例性的，当用户a未入睡，而用户b已入睡时，第一定向音响601可以播放用户a指示的音频，而不会打扰到用户b的睡眠。而第二定向音响602可以播放用户b睡前设置的助眠音乐，不会影响到用户a。
85.下面结合说明书附图，对本技术的具体方案进行详细描述。
86.本技术实施例提供一种定向音响的控制方法，如图7所示，该方法包括以下步骤：
87.s101、在用户处于睡眠状态的过程中，定向音响的控制器获取用户头部所在区域的噪音。
88.示例性的，噪音可以是厨房中做饭的声音，也可以是同床人打鼾的声音，还可以是客厅里小孩玩耍的声音等。
89.在一些实施例中，定向音响的控制器获取预设时长内用户头部所在区域的噪音，对噪音进行处理，确定预设时长内噪音的平均音量，并将预设时长内噪音的平均音量作为用户头部所在区域的噪音的音量。或者，定向音响的控制器获取预设时长内用户头部所在区域的噪音，对噪音进行处理，去顶预设时长内噪音的音量最大值，冰箱噪音的音量最大值作为用户头部所在区域的噪音的音量。
90.在一些实施例中，响应于用户的设置操作，定向音响的控制器确定用户处于睡眠状态。例如，用户睡前通过人机交互装置将用户状态设置为睡眠状态，定向音响的控制器可以确定用户处于睡眠状态。
91.在另一些实施例中，定向音响的控制器通过人体检测装置确定用户头部所在区域处于预设区域，进而确定用户处于睡眠状态。例如，预设区域可以是枕头所在区域，当人体检测装置确定用户头部所在区域与枕头所在区域重叠时，定向音响的控制器可以确定用户处于睡眠状态。
92.在一些实施例中，用户当前所处的不同睡眠周期对应着不同的噪音音量阈值，同一睡眠周期也可以对应一个或多个噪音音量阈值，定向音响的控制器可以根据用户当前所处的睡眠周期对应的噪音音量阈值实行不同的降噪策略。
93.根据医学研究，如图8所示，人在睡眠过程中产生的脑电波的频率、速率是不同的，进而可以据此将睡眠细分为三个周期：清醒期(wake)、非快速眼动期(non-rapid eye movement，nrem)以及快速眼动期(rapid eye movement，rem)。不同睡眠周期对声音的敏感程度是不同的，例如，在非快速眼动期35分贝的声音也不能使用户苏醒，而在快速眼动期低于35分贝的声音就能使用户苏醒。
94.在一些实施例中，定向音响的控制器获取用户当前所处的睡眠周期之后，根据睡眠周期与第一音量、第二音量之间的对应关系，确定用户当前所处的睡眠周期对应的第一音量、第二音量。
95.在一些实施例中，非快速眼动期对应的第一音量大于清醒期对应的第一音量以及快速眼动期对应的第一音量，非快速眼动期对应的第二音量大于清醒期对应的第二音量以及快速眼动期对应的第二音量。
96.示例性的，不同睡眠周期与第一音量、第二音量之间的对应关系可以如表1所示。清醒期对应的第一音量为23分贝，第二音量为29分贝；非快速眼动期对应的第一音量为27分贝，第二音量为33分贝；快速眼动期对应的第一音量为23分贝，第二音量为29分贝。
97.表1
[0098][0099][0100]
在一些实施例中，响应于用户的设置操作，定向音响的控制器确定睡眠周期与第一音量、第二音量之间的对应关系。例如，用户通过人机交互装置设定清醒期对应的第一音量为25分贝，清醒期对应的第二音量为30分贝。这样，用户可以自主设定睡眠周期与第一音量、第二音量之间的对应关系，使得定向音响的控制器可以针对用户当前所处的睡眠周期以及睡眠周期对应的第一音量、第二音量，对噪音进行精确的处理，为用户营造更舒适的睡眠环境，保证用户的睡眠质量。
[0101]
这样，根据用户当前所处的睡眠周期确定第一音量和第二音量，可以更精确的对噪音进行处理，针对用户当前所处的睡眠周期执行相应的降噪策略，从而实现更好的降噪效果，保证用户的睡眠质量。
[0102]
在一些实施例中，定向音响的控制器还可以获取用户的听觉特征信息，听觉特征信息包括用户的年龄、身体状态、性别或者听觉习惯中的一项或者多项。进而，定向音响的控制器根据用户的听觉特征信息来确定各个睡眠周期对应的第一音量和第二音量。从而，各个睡眠周期对应的第一音量和第二音量能够更加符合用户的个人情况，以使得定向音响能够给用户带来更好的降噪体验。
[0103]
在一些实施例中，第一音量和第二音量也可以是预设值，或者基于用户的睡眠记录进行自学习而确定的，本技术实施例不限于此。
[0104]
当噪音的音量大于或等于第一音量而小于第二音量时，定向音响的控制器执行步骤s102。当噪音的音量大于或等于第二音量时，定向音响的控制器执行步骤s103。
[0105]
s102、定向音响的控制器控制定向传声机构朝用户头部所在区域输出掩蔽音频。
[0106]
其中，掩蔽音频用于遮掩噪音，掩蔽音频的音量小于第二音量。
[0107]
在一些实施例中，定向音响的控制器检测噪音是否与数据库中存储的场景噪音相匹配，在数据库中存在目标场景噪音时，定向音响的控制器从数据库中提取目标场景噪音对应的掩蔽音频。其中，目标场景噪音为与噪音匹配的场景噪音。
[0108]
示例性的，在定向音响的控制器获取噪音之后，先判断噪音的音量与第一音量、第二音量之间的大小关系；若噪音的音量大于或等于第一音量而小于第二音量，再将噪音与数据库中存储的场景噪音进行匹配，确定噪音匹配的场景噪音为炒菜声，则定向音响的控制器可以直接从数据库中下载与炒菜声对应的掩蔽音频并播放，对噪音进行掩蔽。
[0109]
这样，定向音响的控制器可以在数据库中直接查找与噪音相对应的掩蔽音频，节省对噪音的处理过程，更加迅速。
[0110]
在一些实施例中，掩蔽音频的格式可以mp3格式或aac格式。本技术对掩蔽音频的具体格式不作具体限定。
[0111]
s103、定向音响的控制器控制定向传声机构朝用户头部所在区域输出降噪音频。
[0112]
其中，降噪音频用于与噪音相互抵消以消除噪音。
[0113]
在一些实施例中，定向音响的控制器检测噪音是否与数据库中存储的场景噪音相匹配，在数据库中存在目标场景噪音时，定向音响的控制器从数据库中提取目标场景噪音对应的降噪音频。其中，目标场景噪音为与噪音匹配的场景噪音。
[0114]
示例性的，在定向音响的控制器获取噪音之后，对噪音进行识别，确定噪音的音量大于第二音量，再将噪音与数据库中存储的场景噪音进行匹配，确定噪音匹配的场景噪音为打鼾声，则定向音响的控制器可以直接从数据库中下载与打鼾声对应的降噪音频并播放，从而抵消噪音，减少噪音对用户睡眠的干扰。
[0115]
这样，定向音响的控制器可以在数据库中直接查找与噪音相对应的降噪音频，节省降噪音频的生成过程，更加迅速地降低用户头部所在区域的噪音。
[0116]
在一些实施例中，降噪音频的格式可以mp3格式或aac格式。本技术对降噪音频的具体格式不作具体限定。
[0117]
在一些实施例中，在定向音响播放音频(例如掩蔽音频或者降噪音频)的过程中，定向音响的控制器还会对用户头部进行运动跟踪。在用户头部移动出定向传声机构的声音覆盖范围时，定向音响的控制器控制驱动机构驱动定向传声机构转动，以使得定向传声机构的声音覆盖范围包括用户头部所在区域。这样，定向音响的控制器可以控制驱动机构驱动定向传声机构灵活转动，使得定向传声机构的声音覆盖范围包括用户头部所在区域，从而使得定向传声机构输出的声音能够准确地消除用户周围的噪音，为用户营造舒适的睡眠环境。
[0118]
图7所示技术方案至少带来以下有益效果：定向音响的控制器获取用户在睡眠过程中头部所在区域的噪音，在噪音的音量大于或等于第一音量而小于第二音量时，表明此时噪音不会吵醒用户，但是会对用户的睡眠质量造成不好的影响，所以控制器控制定向传声机构朝用户头部所在区域输出掩蔽音频，从而将噪音遮掩，保证用户的睡眠质量。在噪音的音量大于或等于第二音量时，表明此时噪音有可能吵醒用户，所以定向音响的控制器控制定向传声机构朝用户头部所在区域输出降噪音频，降噪音频与噪音相互抵消，从而消除噪音，为用户营造更舒适的睡眠环境，提升用户使用定向音响的感受。这样，基于实际噪音情况来选择性地采用掩蔽技术或者主动降噪技术来降低噪音对用户的负面影响，克服了采用单一的降噪技术不能适应复杂声音环境的缺陷。
[0119]
下面示例性的介绍本技术中定向音响的控制流程：
[0120]
如图9所示，控制器首先判断用户头部所在区域是否有噪音的音量大小；
[0121]
若噪音的音量大于第一音量而不超过第二音量，启动掩蔽策略，确定用户当前所处的睡眠周期，并下载睡眠周期对应的掩蔽音频，调整定向音响的角度并播放掩蔽音频，使得定向传声机构的声音覆盖范围可以将用户头部所在区域覆盖，从而掩蔽外部噪音；
[0122]
若噪音的音量大于第二音量，则启动降噪策略，对外部噪音进行识别处理，生成声
波相位相反的降噪音频，调整定向音响的角度并播放降噪音频，使得定向传声机构的声音覆盖范围可以将用户头部所在区域覆盖，从而消除外部噪音。
[0123]
在一些实施例中，本技术提供的定向音响也可以应用在其他需要降噪的场景中。
[0124]
示例性的，如图10所示，控制器首先判断用户头部所在区域的噪音是否超过预设值；
[0125]
在噪音超过预设值的情况下，控制器启动抑制噪音策略；
[0126]
调整定向音响的角度，使得定向传声机构的声音覆盖范围包括用户头部所在区域；
[0127]
对噪音进行识别，若噪音与数据库中的场景噪音相匹配，则下载匹配到的场景噪音对应的降噪音频；若噪音与数据库中的场景噪音不匹配，则生成声波相位相反的降噪音频；控制器控制定向音响的定向传声机构播放降噪音频，消除噪音，从而为用户营造一个独立的、安静的声环境。
[0128]
在一些实施例中，当多个用户处于同一空间时，定向音响也可以对目标用户在室内的任意区域进行噪声抑制，为目标用户建立无噪声干扰的声音环境。
[0129]
例如，当目标用户处于学习或者工作等需要安静环境的状态时，可以通过在周围环境中安装定向音响、人体检测装置以及声音检测装置，通过人体检测装置确定用户头部所在区域，再通过声音检测装置获取用户头部所在区域的噪音，定向音响向用户头部所在区域输出掩蔽音频或者降噪音频，从而对用户所处区域进行降噪，消除用户学习或者工作过程中受到外界的噪音干扰。其中，人体检测装置可以固定安装在墙上，声音检测装置可以是用户佩戴的智能手环、具有声音传感功能的饰品、摆放在用户周围的摆件造型的声音传感器、手机、随身mic传感器等。
[0130]
这样，通过在室内设置定向音响，利用定向音响具有的声音聚拢性好、声音信息损失小、声音传播指向性强的特点对室内特定区域进行降噪处理，从而为用户建立无噪声干扰的声音环境。
[0131]
可以看出，上述主要从方法的角度对本技术实施例提供的方案进行了介绍。为了实现上述功能，本技术实施例提供了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块及算法步骤，本技术实施例能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0132]
本技术实施例可以根据上述方法示例对控制器进行功能模块的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。可选的，本技术实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
[0133]
本技术实施例还提供一种控制器的硬件结构示意图，如图11所示，该控制器800包括处理器801，可选的，还包括与处理器801连接的存储器802和通信接口803。处理器801、存储器802和通信接口803通过总线804连接。
[0134]
处理器801可以是中央处理器(central processing unit，cpu)，通用处理器网络处理器(network processor，np)、数字信号处理器(digital signal processing，dsp)、微处理器、微控制器、可编程逻辑器件(programmable logic device，pld)或它们的任意组合。处理器801还可以是其它任意具有处理功能的装置，例如电路、器件或软件模块。处理器801也可以包括多个cpu，并且处理器801可以是一个单核(single-cpu)处理器，也可以是多核(multi-cpu)处理器。这里的处理器可以指一个或多个设备、电路或用于处理数据(例如计算机程序指令)的处理核。
[0135]
存储器802可以是只读存储器(read-only memory，rom)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备、随机存取存储器(random access memory，ram)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory，eeprom)、只读光盘(compact disc read-only memory，cd-rom)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，本技术实施例对此不作任何限制。存储器802可以是独立存在，也可以和处理器801集成在一起。其中，存储器802中可以包含计算机程序代码。处理器801用于执行存储器802中存储的计算机程序代码，从而实现本技术实施例提供的控制方法。
[0136]
通信接口803可以用于与其他设备或通信网络通信(如以太网，无线接入网(radio access network，ran)，无线局域网(wireless local area networks，wlan)等。通信接口803可以是模块、电路、收发器或者任何能够实现通信的装置。
[0137]
总线804可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，pci)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，eisa)总线等。总线804可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图11中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
[0138]
本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，包括计算机执行指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例提供的任意一种定向音响的控制方法。
[0139]
本技术实施例还提供了一种包含计算机执行指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例提供的任意一种定向音响的控制方法。
[0140]
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件程序实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式来实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机执行指令。在计算机上加载和执行计算机执行指令时，全部或部分地产生按照本技术实施例的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机执行指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，计算机执行指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或者数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，dsl))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可以用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)，光介质(例如，dvd)、或者半导体介
质(例如固态硬盘(solid state disk，ssd))等。
[0141]
尽管在此结合各实施例对本技术进行了描述，然而，在实施所要求保护的本技术过程中，本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。
[0142]
尽管结合具体特征及其实施例对本技术进行了描述，显而易见的，在不脱离本技术的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本技术的示例性说明，且视为已覆盖本技术范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。
[0143]
以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何在本技术揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
技术特征：1.一种定向音响，其特征在于，包括：壳体；设置于所述壳体内的定向传声机构；控制器，被配置为：在用户处于睡眠状态的过程中，获取用户头部所在区域的噪音；当所述噪音的音量大于或等于第一音量而小于第二音量时，控制所述定向传声机构朝用户头部所在区域输出掩蔽音频，所述掩蔽音频用于遮掩所述噪音；或者，当所述噪音的音量大于或等于所述第二音量时，控制所述定向传声机构朝用户头部所在区域输出降噪音频，所述降噪音频用于与所述噪音相互抵消以消除所述噪音。2.根据权利要求1所述的定向音响，其特征在于，所述控制器，还被配置为：获取所述用户当前所处的睡眠周期；根据睡眠周期与第一音量、第二音量之间的对应关系，确定所述用户当前所处的睡眠周期对应的第一音量、第二音量。3.根据权利要求2所述的定向音响，其特征在于，所述控制器，还被配置为：响应于用户的设置操作，确定所述睡眠周期与第一音量、第二音量之间的对应关系。4.根据权利要求2或3所述的定向音响，其特征在于，所述睡眠周期包括清醒期、非快速眼动期以及快速眼动期；其中，所述非快速眼动期对应的第一音量大于所述清醒期对应的第一音量以及所述快速眼动期对应的第一音量；所述非快速眼动期对应的第二音量大于所述清醒期对应的第二音量以及所述快速眼动期对应的第二音量。5.根据权利要求1所述的定向音响，其特征在于，所述控制器，还被配置为：检测所述噪音是否与数据库中存储的场景噪音相匹配；在所述数据库中存在目标场景噪音时，从所述数据库中提取所述目标场景噪音对应的掩蔽音频或者降噪音频，所述目标场景噪音为与所述噪音匹配的场景噪音。6.根据权利要求1所述的定向音响，其特征在于，所述定向音响还包括：驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述定向传声机构转动；所述控制器，还被配置为对所述用户头部进行运动跟踪；在所述用户头部移动出所述定向传声机构的声音覆盖范围时，控制所述驱动机构驱动所述定向传声机构转动，以使得所述定向传声机构的声音覆盖范围包括所述用户头部所在区域。7.一种定向音响的控制方法，其特征在于，包括：在用户处于睡眠状态的过程中，获取用户头部所在区域的噪音；当所述噪音的音量大于或等于第一音量而小于第二音量时，控制定向传声机构朝用户头部所在区域输出掩蔽音频，所述掩蔽音频用于遮掩所述噪音；或者，
当所述噪音的音量大于或等于所述第二音量时，控制所述定向传声机构朝用户头部所在区域输出降噪音频，所述降噪音频用于与所述噪音相互抵消以消除所述噪音。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取所述用户当前所处的睡眠周期；根据睡眠周期与第一音量、第二音量之间的对应关系，确定所述用户当前所处的睡眠周期对应的第一音量、第二音量。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：响应于用户的设置操作，确定所述睡眠周期与第一音量、第二音量之间的对应关系。10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述睡眠周期包括清醒期、非快速眼动期以及快速眼动期；其中，所述非快速眼动期对应的第一音量大于所述清醒期对应的第一音量以及所述快速眼动期对应的第一音量；所述非快速眼动期对应的第二音量大于所述清醒期对应的第二音量以及所述快速眼动期对应的第二音量。
技术总结本申请公开了一种定向音响及其控制方法，涉及音响技术领域，用于解决用户在睡眠中受到外界噪音干扰的问题。该定向音响包括：壳体；设置于壳体内的定向传声机构；控制器：被配置为：在用户处于睡眠状态的过程中，获取用户头部所在区域的噪音；当噪音的音量大于或等于第一音量而小于第二音量时，控制定向传声机构朝用户头部所在区域输出掩蔽音频，掩蔽音频用于遮掩所述噪音；或者，当噪音的音量大于或等于所述第二音量时，控制定向传声机构朝用户头部所在区域输出降噪音频，该降噪音频用于与噪音相互抵消以消除噪音。抵消以消除噪音。抵消以消除噪音。
技术研发人员：郭锐 孙铁军 柴方刚 邱倩
受保护的技术使用者：青岛海信日立空调系统有限公司
技术研发日：2022.07.25
技术公布日：2022/11/1
