用於使信號損耗最小化的人體聲音傳送設備和方法

2023-09-22 20:11:20

專利名稱：用於使信號損耗最小化的人體聲音傳送設備和方法
技術領域：
本發明涉及一種用於使信號損耗最小化的人體聲音傳送設備和方法，且更具體 地，涉及一種以下技術，所述技術通過人體來傳送調製後的音頻信號，並且通過空氣來傳送 用於對該音頻信號進行解調的載波信號，從而使由於在除了耳朵之外的人體部分中發生的 非線性現象而導致的該音頻信號內的損耗最小化，因而增加在耳朵附近生成的音頻信號的
幅度，並改善聲音質量。
背景技術：
在諸如MP3播放器、可攜式收音機等之類的相關技術的聲音傳送系統中，傳送裝 置通過固定線路來傳送期望傳送的音頻信號，或者對該音頻信號進行調製並無線地傳送 它，而位於用戶耳朵附近的諸如耳機等之類的接收裝置接收從傳送裝置傳輸的信號，或者 接收並然後對它進行解調，因而允許用戶聽到聲音。然而，相關技術的聲音傳送系統具有以 下問題，即它必須必要地包括接收裝置，並且僅當接收裝置與用戶的身體相接觸時，用戶才 可以聽到聲音，因而導致用戶不便。為了努力改善聲音傳送系統的用戶便利，已經提出了一種用於通過人體來傳送音 頻信號的人體聲音傳送技術。根據所提出的人體聲音傳送技術，對期望傳送的音頻信號進行幅度調製，從而將 其轉換為大約20kHz或更高的超聲波段的信號，並且將調製後的音頻信號與已用於該調製 的載波信號進行組合，或者將其轉換為單獨的超聲波信號，並然後施加到人體。人體(S卩，用戶)關於所施加的超聲波信號來執行非線性運算以及與信號輸入的 幅度成比例的線性運算。可以將關於兩個或更多信號的非線性運算建模為兩個信號的乘 積。即，當期望傳送的音頻信號是m(t)並且載波信號的幅度和頻率分別是Α。和f。時，可以 通過如下的等式1和等式2來表示已經通過該載波信號而幅度調製的音頻信號[等式1]Acm(t)coS(2 π fct)[等式2]AcCoS (2 π fct)當通過等式1和等式2而表示的兩個信號被轉換為超聲波信號並然後施加到用戶 時，根據用戶的非線性運算來對所述兩個超聲波信號進行混頻，同時通過用戶的身體而進 行傳送，以生成通過下面所示的等式3而表示的信號，然後其可以通過使用正弦公式而展 開以由下面所示的等式4來表示。
權利要求
1.一種人體聲音傳送設備，包括音頻信號傳送單元，用於對期望傳送的音頻信號進行調製，並且通過用戶的身體來向 用戶的耳朵附近傳送調製後的音頻信號；以及載波信號傳送單元，用於通過空氣來向用戶的耳朵附近傳送要用於對所述調製後的音 頻信號進行解調的載波信號。
2.根據權利要求1的設備，其中所述音頻信號傳送單元包括音頻信號發生器，用於生成期望傳送的音頻信號；幅度調製器，用於通過使用該載波信號來對所生成的音頻信號的幅度進行調製；以及第一超聲波轉換器，用於將幅度調製後的音頻信號轉換為超聲波信號，並且將所轉換 的超聲波信號施加到用戶的身體。
3.根據權利要求2的設備，其中所述幅度調製器通過使用從載波信號傳送單元接收的 載波信號來執行幅度調製。
4.根據權利要求2的設備，其中所述音頻信號傳送單元包括用於生成載波信號的載波 信號發生器，並且所述幅度調製器通過使用由該載波信號發生器生成的載波信號來執行幅 度調製。
5.根據權利要求2的設備，其中所述第一超聲波轉換器與用戶的身體相接觸。
6.根據權利要求2的設備，其中所述音頻信號傳送單元還包括第一信號放大器，該第 一信號放大器用於對已經由幅度調製器調製其幅度的音頻信號進行放大，並且向所述第一 超聲波轉換器提供所放大的音頻信號。
7.根據權利要求1的設備，其中所述載波信號傳送單元包括載波信號發生器，用於生成載波信號；以及第二超聲波轉換器，用於將所生成的載波信號轉換為超聲波信號，並且將所轉換的超 聲波信號傳送到空氣中。
8.根據權利要求7的設備，其中將所述第二超聲波轉換器安裝為指向空氣。
9.根據權利要求7的設備，其中將所述第二超聲波轉換器實現為定向超聲波轉換器。
10.根據權利要求7的設備，其中所述載波信號傳送單元還包括第二信號放大器，該第 二信號放大器用於對該載波信號發生器已生成的載波信號進行放大，並且向該第二超聲波 轉換器提供該所放大的載波信號。
11.根據權利要求4的設備，其中所述載波信號傳送單元包括第二超聲波轉換器，該第 二超聲波轉換器用於將該載波信號發生器已生成的載波信號轉換為超聲波信號，並且將所 轉換的超聲波信號傳送到空氣中。
12.根據權利要求11的設備，其中所述第二超聲波轉換器被安裝為指向空氣。
13.根據權利要求11的設備，其中將所述第二超聲波轉換器實現為定向超聲波轉換ο
14.根據權利要求11的設備，其中所述載波信號傳送單元還包括第二信號放大器，該 第二信號放大器用於對該載波信號發生器已生成的載波信號進行放大，並且向所述第二超 聲波轉換器提供所放大的載波信號。
15.一種人體聲音傳送方法，包括生成期望傳送的音頻信號和載波信號；通過使用該載波信號來對該音頻信號的幅度進行調製； 將所述幅度調製後的音頻信號和該載波信號轉換為超聲波信號；以及 通過用戶的身體來向用戶的耳朵附近傳送已轉換為超聲波信號的音頻信號，並且通過 空氣來向用戶的耳朵附近傳送已轉換為超聲波信號的載波信號。
16.根據權利要求15的方法，其中使得轉換為超聲波信號並然後通過空氣而傳送到用 戶耳朵附近的載波信號在用戶的耳朵附近入射到用戶的身體。
17.根據權利要求16的方法，還包括在用戶的耳朵附近、根據用戶身體的非線性運算來對被轉換為超聲波信號並然後分別 通過用戶的身體和通過空氣而傳送到用戶耳朵附近的音頻信號和載波信號進行混頻，以生 成音頻信號。
18.根據權利要求15的方法，還包括在執行幅度調製之後，分別對所述幅度調製後的音頻信號和所述載波信號進行放大。
全文摘要
公開了一種用於使信號損耗最小化的人體聲音傳送設備和方法。該人體聲音傳送設備包括音頻信號傳送單元，用於對期望傳送的音頻信號進行調製，並且通過人體(即，用戶的身體)來向用戶的耳朵附近傳送調製後的音頻信號；以及載波信號傳送單元，用於通過空氣來向用戶的耳朵附近傳送用於對所述調製後的音頻信號進行解調的載波信號。
文檔編號H04R23/00GK101998215SQ20101024735
公開日2011年3月30日 申請日期2010年8月5日 優先權日2009年8月6日
發明者姜泰旭, 姜盛元, 崔炳建, 康太榮, 樸景煥, 樸炯一, 林寅基, 玄錫奉, 邢昌熙, 金聖恩, 金整範, 金景洙, 金真慶, 黃正煥 申請人:韓國電子通信研究院