位置辨识装置、位置辨识系统以及位置辨识方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种位置辨识装置、系统W及方法，尤其涉及一种利用高频音频信号 辨识位置的装置、系统W及方法。
【背景技术】
[0002] 随着电子产品的日新月异W及平板电脑的流行，移动电子装置也开始出现显示模 块与主机分离的现象，因此也产生分离后的显示模块W及主机之间辨别对方位置的需求。 为了解决此需求，适应性波束形成（adaptivebea化rming)技术是最常用于机器上辨识另 一机器位置的技术。通常，我们希望使用人耳听不到的高频音频信号来辨识另一台机器的 位置。适应性波束形成（adaptivebea化rming)技术是W两个音频接收装置接收一机器所 发出的音频信号，并且利用两个音频接收装置所接收到的音频信号的相位变化来辨识该机 器的位置。
[0003] 假设该机器发出的声音的信号频率为Fs、两个音频接收装置的取样频率为！V 两个音频接收装置相距的既定距离DW及声速为Vs，因此此种辨识方式的限制条件为 ^^<1，因此只能使用中低频率的声音（即4曲ZW下)，与我们期望使用人耳听不到的高 频音频信号的期待不符。此外，一般取样频率通常大于声音的信号频率10倍W上，若是使 用高频音频信号时，过高的取样频率将造成系统的复杂度增加。因此，急需一个能够利用高 频音频信号辨识位置的装置与方法。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明提出一种位置辨识装置，适用于一音 频输出装置，上述音频输出装置输出一音频信号，包括：一第一音频接收装置，利用一取样 频率接收上述音频信号，产生多个第一取样点，其中上述音频信号的波形是一高频信号与 一包络线的叠加结果，上述包络线具有一特征值；一第二音频接收装置，与上述第一音频接 收装置距离一既定距离，利用上述取样频率接收上述音频信号，产生多个第二取样点；W及 一处理器，根据上述第一取样点计算一第一包络线，根据上述第二取样点计算一第二包络 线，其中上述第一包络线W及上述第二包络线分别具有一第一特征值W及一第二特征值， 上述处理器根据上述第一特征值W及上述第二特征值的时间差W及振幅差，取得上述音频 输出装置的位置。
[0005] 本发明还提出一种位置辨识系统，包括：一音频输出装置，上述音频输出装置输出 一音频信号，其中上述音频信号的波形是一高频信号与一包络线的叠加结果，上述包络线 具有一特征值；一位置辨识装置，包括：一第一音频接收装置，利用一取样频率接收上述音 频信号，产生多个第一取样点；一第二音频接收装置，与上述第一音频接收装置距离一既定 距离，利用上述取样频率接收上述音频信号，产生多个第二取样点；W及一处理器，根据上 述第一取样点计算一第一包络线，根据上述第二取样点计算一第二包络线，其中上述第一 包络线w及上述第二包络线分别具有一第一特征值w及一第二特征值，上述处理器根据上 述第一特征值W及上述第二特征值的时间差W及振幅差，取得上述音频输出装置的位置。
[0006] 本发明还提出一种位置辨识方法，适用于一音频输出装置，上述音频输出装置输 出一音频信号，包括：利用一第一音频接收装置W及一取样频率接收上述音频信号而产生 多个第一取样点，其中上述音频信号的波形是一高频信号与一包络线的叠加结果，上述包 络线具有一特征值；利用一第二音频接收装置W及上述取样频率接收上述音频信号而产生 多个第二取样点，其中上述第二音频接收装置与上述第一音频接收装置距离一既定距离； 根据上述第一取样点计算一第一包络线；根据上述第二取样点计算一第二包络线，其中上 述第一包络线W及上述第二包络线分别具有一第一特征值W及一第二特征值；W及根据上 述第一特征值W及上述第二特征值的时间差W及振幅差，取得上述音频信号的位置。
[0007] 本发明能够利用高频音频信号辨识位置。
【附图说明】
[0008] 图1是显示位置辨识系统100的装置示意图；
[0009]图2是显示根据本发明的一实施例所述的音频信号S的高频信号的波形图；
[0010] 图3是显示根据本发明的一实施例所述的音频信号S的包络线的波形图；
[0011] 图4是显示根据本发明的一实施例所述的图2的高频信号与图3的包络线叠加的 具有多个取样点波形图；
[0012]图5是显示根据本发明的一实施例所述的第一音频接收装置121接收到的音频信 号图；
[0013] 图6是显示根据本发明的一实施例所述的降低噪声的示意图；
[0014] 图7是显示根据本发明的一实施例所述的位置辨识方法的流程图。
[0015] 其中，附图标记说明如下：
[0016]100位置辨识系统
[0017] 110 第一装置
[0018] 111音频输出装置
[0019] 120第二装置
[0020] 121第一音频接收装置
[0021] 122第二音频接收装置
[002引123处理器
[002引R长度[0024] 0 角度
[00巧]D既定距离[002引Sa音频信号
[0027] P特征点
【具体实施方式】
[0028] 为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特例举一较佳实施例，并 配合附图，作详细说明如下：
[0029] W下将介绍根据本发明所述的较佳实施例。必须要说明的是，本发明提供了许多 可应用的发明概念，在此所掲示的特定实施例，仅是用于说明达成与运用本发明的特定方 式，而不可用W局限本发明的范围。
[0030] 图1是显示位置辨识系统100的装置示意图。如图1所示，位置辨识系统100包括 第一装置110 W及第二装置120,第一装置110包括音频输出装置111，用W输出音频信号 S，第二装置120具有第一音频接收装置121、第二音频接收装置122W及处理器123,其中 束 频接收装直121 W及束-首频接收装直122相距一既定距贸D,而首频输出装直111 至第一音频接收装置121 W及第二音频接收装置122的中点的距离为长度R，并夹角度0。 第二装置120的处理器123,根据第一音频接收装置121W及第二音频接收装置122所接收 的音频信号Sa的时间W及振幅的差异，辨识第一装置110的音频输出装置111的位置。
[0031] 为了详细说明本发明的技术特征，W下将根据本发明的一较佳实施例予W说明。 根据本发明的一实施例，图1的音频输出装置111输出音频信号Sa为一高频信号与一包络 线的叠加结果。
[0032] 图2是显示根据本发明的一实施例所述的音频信号S的高频信号的波形图。如图 2所示，该高频信号为一固定频率Fs的正弦波。图3是显示根据本发明的一实施例所述的 音频信号S的包络线的波形图。如图3所示，包络线具有一特征点P，并且定义此包络线为 W[j]〇
[0033] 图4是显示根据本发明的一实施例所述的图2的高频信号与图3的包络线叠加的 具有多个取样点波形图。如图4所示，图2的高频信号与图3的包络线所叠加的结果为一 渐强而后渐弱的信号，图1的处理器123利用数学运算，还原图1中第一音频接收装置121 W及第二音频接收装置122所接收到的图4的特征点P，图1的处理器123还根据第一音频 接收装置121所接收到的特征点PW及第二音频接收装置122所接收到的特征点P之间的 时间差W及振幅差，辨识图1的音频输出装置111的位置。
[0034] W下将针对第一音频接收装置121进行说明，第二音频接收装置122的动作亦同。 图5是显示根据本发明的一实施例所述的第一音频接收装置121接收到的音频信号图。
[0040] 处