本發(fā)明涉及多媒體技術(shù)，具體涉及一種利用立體聲引導(dǎo)和評(píng)估頭部運(yùn)動(dòng)的頭戴裝置。

背景技術(shù)：

近年來，智能手機(jī)、掌上電腦等智能設(shè)備已經(jīng)得到了廣泛普及，虛擬現(xiàn)實(shí)(virtualreality)設(shè)備都已經(jīng)大量出現(xiàn)。但是當(dāng)前的大多數(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備和智能設(shè)備都嚴(yán)重依賴視覺，導(dǎo)致現(xiàn)代人成為“低頭族”，視線離不開手機(jī)，同時(shí)也造成頸椎病這種職業(yè)病的泛濫。適當(dāng)?shù)念i部活動(dòng)是必要的，用戶在鍛煉時(shí)，希望能夠脫離屏幕，脫離智能設(shè)備，脫離視覺依賴，從而讓人能夠離開屏幕進(jìn)行鍛煉。

發(fā)明專利201610173019.5公開了一種智能運(yùn)動(dòng)耳機(jī)及智能運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，主要用于通過偵測(cè)頭部動(dòng)作“猜測(cè)”用戶的運(yùn)動(dòng)類型，獲取用戶運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和/或生理數(shù)據(jù)；該智能運(yùn)動(dòng)耳機(jī)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與監(jiān)聽用戶運(yùn)動(dòng)時(shí)身體狀態(tài)數(shù)據(jù)和聽取音樂，但無法引導(dǎo)用戶頭部運(yùn)動(dòng)；發(fā)明專利“一種頭戴式無線耳機(jī)與鼠標(biāo)組合裝置”是將感知的頭部運(yùn)動(dòng)當(dāng)鼠標(biāo)操作處理，也起不到引導(dǎo)用戶頭部運(yùn)動(dòng)的作用。

發(fā)明專利201410230600.7公開了一種使用互動(dòng)耳機(jī)和智能設(shè)備用于娛樂和頸部保健的互動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)中的互動(dòng)耳機(jī)依附于智能設(shè)備，主要的功能是在智能設(shè)備的“游戲”上，用戶與游戲的交互是通過視覺進(jìn)行的，用戶通過觀察游戲界面獲得“激勵(lì)”，屬于“音視頻混合”，無法避免“低頭族”，無法取得“甩開智能設(shè)備，甩開界面，甩開視覺”的放松鍛煉效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種利用立體聲引導(dǎo)和評(píng)估頭部運(yùn)動(dòng)的頭戴裝置。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為：一種利用立體聲引導(dǎo)和評(píng)估頭部運(yùn)動(dòng)的頭戴裝置，包括立體聲播放模塊、頭部傳感器模塊、處理器單元模塊和控制按鈕模塊；

所述立體聲播放模塊用于播放立體聲音頻，模擬不同位置的聲源；

所述頭部傳感器模塊用于感知頭部運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)模式和動(dòng)作時(shí)間；

所述處理器單元模塊用于加載立體聲音頻文件和動(dòng)作文件，比較頭部運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)模式和動(dòng)作時(shí)間與動(dòng)作文件的指定運(yùn)動(dòng)方向、指定運(yùn)動(dòng)模式和指定時(shí)間是否匹配，發(fā)出正確或錯(cuò)誤提示音，并進(jìn)行評(píng)分；

所述控制按鈕模塊用于控制頭戴裝置啟停、歌曲前進(jìn)和后退。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)為：

本發(fā)明提出一種單純利用音頻及立體聲效果引導(dǎo)人們進(jìn)行頸部運(yùn)動(dòng)的裝置，通過該裝置，用戶不需要看屏幕，閉著眼睛，能夠根據(jù)立體聲的聲音引導(dǎo)進(jìn)行頭部運(yùn)動(dòng)，裝置能夠根據(jù)運(yùn)動(dòng)的節(jié)奏和方向給出評(píng)估效果，從而使得用戶閉著眼睛也能夠鍛煉頸部，以玩游戲的方式，離開工位，輕松地得到身心的放松和頸部的鍛煉，有效避免頸椎病的泛濫。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的頭戴裝置模塊構(gòu)成圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的處理單元處理流程圖。

具體實(shí)施方式

在生活中，很多公司員工天天跟電腦、智能設(shè)備打交道，長期“低頭工作”，成為“低頭族”，導(dǎo)致現(xiàn)實(shí)生活中很多白領(lǐng)員工患上了頸椎病，頸椎長期保持一個(gè)姿勢(shì)缺乏鍛煉，本發(fā)明通過立體聲與聲音引導(dǎo)功能、頭部運(yùn)動(dòng)傳感器的有機(jī)結(jié)合，通過一首樂曲里樂器的位置變化，來引導(dǎo)用戶根據(jù)位置來進(jìn)行頭部運(yùn)動(dòng)。當(dāng)用戶帶上本裝置后，由于本裝置具有立體聲放音功能，因此可以模擬出在不同位置樂器發(fā)生的效果。用戶可以根據(jù)相對(duì)位置采取動(dòng)作。例如，如果在音樂里聽到鼓聲在左耳側(cè)響起，則頭朝左偏，鼓聲一次，就偏一次，鼓聲三次就偏三次。如果馬上鼓聲在右耳響起，則頭朝右點(diǎn)；同理朝前或朝后點(diǎn)(音樂可以根據(jù)頭部操運(yùn)動(dòng)需要事先錄制好)。當(dāng)用戶點(diǎn)頭的方向和節(jié)奏正確時(shí)，耳機(jī)的音樂上會(huì)疊加正確提示音如“叮鈴”的硬幣落地聲；如果用戶點(diǎn)頭的方向和節(jié)奏不正確，則音樂上會(huì)疊加錯(cuò)誤提示音如“卟”。這樣就會(huì)激勵(lì)用戶按照正確的節(jié)奏和方向隨著音樂運(yùn)動(dòng)頭部。音樂結(jié)束后，可根據(jù)運(yùn)動(dòng)的正確率播報(bào)成績。通過這種方式，用戶可以閉著眼睛，完全跟著裝置里的音樂運(yùn)動(dòng)頭部，從而達(dá)成了休息眼睛，鍛煉頸部，放松身心的效果。用戶在戶外，在陽光下，在公園里運(yùn)用該裝置則效果更佳。

結(jié)合圖1、圖2，本發(fā)明的一種利用立體聲引導(dǎo)和評(píng)估頭部運(yùn)動(dòng)的頭戴裝置，包括立體聲播放模塊、頭部傳感器模塊、處理器單元模塊和控制按鈕模塊；

所述立體聲播放模塊用于播放立體聲音頻，模擬不同位置的聲源；

所述頭部傳感器模塊用于感知頭部運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)模式和動(dòng)作時(shí)間；

所述處理器單元模塊用于加載立體聲音頻文件和動(dòng)作文件，比較頭部運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)模式和動(dòng)作時(shí)間與動(dòng)作文件的指定運(yùn)動(dòng)方向、指定運(yùn)動(dòng)模式和指定時(shí)間是否匹配，發(fā)出正確或錯(cuò)誤提示音，并進(jìn)行評(píng)分；

所述控制按鈕模塊用于控制頭戴裝置啟停、歌曲前進(jìn)和后退。

進(jìn)一步的，所述頭戴裝置還包括參數(shù)配置及數(shù)據(jù)上傳下載模塊，用于進(jìn)行參數(shù)配置和數(shù)據(jù)讀取、寫入。

進(jìn)一步的，所述頭部運(yùn)動(dòng)方向包括左偏、右偏、前傾和后仰，運(yùn)動(dòng)模式包括點(diǎn)頭、后仰、順時(shí)針轉(zhuǎn)頭和逆時(shí)針轉(zhuǎn)頭。

進(jìn)一步的，所述頭部傳感器模塊捕捉到動(dòng)作的時(shí)間和動(dòng)作文件中的指定時(shí)間之差在設(shè)定門限范圍內(nèi)，且滿足頭部運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)模式與動(dòng)作文件的指定運(yùn)動(dòng)方向、指定運(yùn)動(dòng)模式相同，則認(rèn)為該動(dòng)作符合動(dòng)作要求。

進(jìn)一步的，所述頭部傳感器模塊為三軸陀螺儀。

進(jìn)一步的，所述頭部傳感器模塊包括三個(gè)以上單軸陀螺儀。

進(jìn)一步的，所述立體聲播放模塊采用雙通道耳機(jī)放音模塊。

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明。

實(shí)施例

一種利用立體聲引導(dǎo)和評(píng)估頭部運(yùn)動(dòng)的頭戴裝置，圖1是該裝置內(nèi)部模塊構(gòu)成圖，該模塊包括：

s101：立體聲播放模塊，用于播放立體聲音頻。本實(shí)施例采用雙通道耳機(jī)放音模塊實(shí)現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)更好的環(huán)繞立體聲效果，可以增加其他聲道，放音可以是耳塞或者耳罩。

s102：頭部傳感器模塊，用于感知頭部運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)模式和動(dòng)作時(shí)間。采用三軸陀螺儀、加速度計(jì)等傳感器件實(shí)現(xiàn)，頭部運(yùn)動(dòng)方向包括左偏、右偏、前傾、后仰，運(yùn)動(dòng)模式包括點(diǎn)頭、后仰、順時(shí)針轉(zhuǎn)頭和逆時(shí)針轉(zhuǎn)頭。

s103：處理器單元模塊，用于音樂文件播放、傳感器數(shù)據(jù)及動(dòng)作判定，動(dòng)作與節(jié)拍關(guān)聯(lián)性判定，播放正確或錯(cuò)誤提示音、評(píng)分計(jì)算、播放結(jié)尾評(píng)分。

s104：控制按鈕模塊。采用與藍(lán)牙耳機(jī)相同的控制按鈕，包括運(yùn)行按鈕、電源開關(guān)按鈕、暫停按鈕、下一首、上一首按鈕等，可根據(jù)需要配置轉(zhuǎn)輪。

s105：參數(shù)配置與數(shù)據(jù)輸入輸出模塊，該模塊采用有線或無線接口，與智能設(shè)備、計(jì)算機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)頭戴裝置的參數(shù)配置、數(shù)據(jù)讀取與寫入，比如寫入新的播放音樂，修改提示音等。

設(shè)裝置在出廠前已經(jīng)內(nèi)置三首立體聲樂曲，采用的樂曲編碼形式不限(如mp3等)。當(dāng)用戶按電源開關(guān)按鈕，裝置啟動(dòng)，處理器單元模塊在內(nèi)存中搜索并加載第一首立體聲歌曲。處理器單元模塊在加載樂曲的同時(shí)，在內(nèi)存區(qū)里還可以找到一個(gè)后綴為.act的與樂曲同名文件。該文件指明了該首樂曲在哪些播放點(diǎn)上有頭部動(dòng)作以及動(dòng)作類型。如(1’32”300，right)，代表在1分32秒300ms處，朝右偏頭一次。文件名和文件動(dòng)作格式可根據(jù)需要采用其他方式定義。處理器單元模塊加載與樂曲同名文件。

處理器單元模塊開始播放立體聲音頻流。該音頻流沿圖1上201通道送往立體聲播放模塊播放。

頭部傳感器模塊偵測(cè)頭部運(yùn)動(dòng)，并把運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)沿圖1上202通道送往處理器單元模塊判斷。

處理器單元模塊在判斷頭部運(yùn)動(dòng)方向與節(jié)奏后，根據(jù)正確與否產(chǎn)生提示音，沿203通道送往立體聲播放模塊，立體聲播放模塊疊加在音樂上播放。

音樂播放結(jié)束，處理器單元模塊根據(jù)正確率或連續(xù)成功率計(jì)算得分。正確率計(jì)算得分單純計(jì)算運(yùn)動(dòng)正確的百分比作為最后得分。例如一首樂曲頭部運(yùn)動(dòng)20次，該用戶16次正確，4次錯(cuò)誤或延遲，則評(píng)分為80分。連續(xù)成功率計(jì)算得分則每正確運(yùn)動(dòng)1次得1分，如果連續(xù)兩次成功則每次成功分值加1(成功1次得2分)，共得4分，如果連續(xù)三次成功則每次成功分值再加1(成功1次得3分)，共得9分，依此類推。最后總得分轉(zhuǎn)換成語音文件沿203通道送往s101模塊，s101模塊播放。

參數(shù)配置與數(shù)據(jù)輸入輸出模塊。該裝置通過有線或無線的方式接受智能設(shè)備如手機(jī)、計(jì)算機(jī)、平板電腦的配置。用戶通過有線如usb，無線如藍(lán)牙更新、添加裝置里的音樂，下載用戶運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)、得分，更新運(yùn)動(dòng)提示音。

頭部運(yùn)動(dòng)節(jié)拍的頻率和節(jié)奏根據(jù)用戶的等級(jí)設(shè)置。

需要注意的是，運(yùn)動(dòng)要適量，過度的頸部運(yùn)動(dòng)，長時(shí)間的頸部運(yùn)動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致頸部損傷，在裝置上應(yīng)用清晰的字體強(qiáng)調(diào)標(biāo)明。不建議一首音樂時(shí)長超過5分鐘。一首音樂播放完后，頭戴裝置發(fā)出語音提示用戶休息一段時(shí)間。

圖2是處理器單元模塊播放立體聲及評(píng)估頭部運(yùn)動(dòng)效果的流程圖，其工作流程為：

t101：用戶開機(jī)，并選擇播放后，處理器單元模塊加載立體聲音頻文件及動(dòng)作文件后首先進(jìn)入的狀態(tài)。處理器單元模塊啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，記錄當(dāng)前音樂播放時(shí)間。

t102：從頭部傳感器模塊處獲取感知頭部運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，處理器單元模塊根據(jù)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)判斷是否有運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向及運(yùn)動(dòng)類型，并記錄運(yùn)動(dòng)的當(dāng)前相對(duì)音樂開始播放的時(shí)刻ti。

t103：對(duì)感知的信息進(jìn)行判斷。如果運(yùn)動(dòng)方向與動(dòng)作文件的指定方向相同&&動(dòng)作類型相同&&(捕捉到動(dòng)作的時(shí)間ti和動(dòng)作文件里的指定時(shí)間之差在門限范圍內(nèi))，則認(rèn)為該動(dòng)作符合動(dòng)作要求，執(zhí)行t105，否則執(zhí)行t104。該門限是個(gè)可設(shè)定參數(shù)，不大于1秒，不小于50毫秒。

t104：播放動(dòng)作不匹配提示音，如“卟”。送s101。該提示音可參考跳舞機(jī)動(dòng)作錯(cuò)誤提示音，時(shí)長一定要短，例如0.5s，不能影響音樂播放效果；

t105：播放動(dòng)作匹配提示音，如“叮鈴”。送s101。該提示音參考跳舞機(jī)動(dòng)作正確提示音，時(shí)長一定要短，例如0.5s，不能影響音樂播放效果；得分增加。如果上一次，上上一次動(dòng)作也是正確，得分加倍。

t106：當(dāng)音樂播放結(jié)束后，處理器單元模塊識(shí)別當(dāng)前得分，轉(zhuǎn)換為音頻。送立體聲播放模塊播放。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用的計(jì)算裝置來實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個(gè)的計(jì)算裝置上，或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實(shí)現(xiàn)，從而，可以將它們存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中由計(jì)算裝置來執(zhí)行，并且在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟，或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊，或者將它們中的多個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來實(shí)現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。

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