本发明涉及音频播放装置和方法， 具体而言， 涉及用于诱导用 户入睡的音频播放装置和方法以及包括音频播 放装置的显示装置。 背景技术

在现代社会中， 由于工作压力增大， 使得人们的睡眠时间减少， 并且睡眠质量下降。在这种情况下， 产生了各式各样具有诱导入睡功 能的电器。 其中包括一种具有诱导入睡功能的电视机。

根据现有技术， 为实现电视机的诱导入睡功能， 通常采用播放 固定的具有催眠效果的图片或音乐的方式来诱 导用户入睡。

然而， 在现有技术中至少存在以下问题： 上述诱导入睡的方式 会影响电视机的正常使用， 使得电视机不能播放原有的电视节目； 此 外， 在现有技术中， 不会根据用户当前的状态来选择最佳的诱导入 睡 方案， 从而使得诱导入睡的效果不理想。

目前， 已经确定的脑电模式主要都包含在 30赫兹 （Hz ) 以下的 频率中。 脑电模式分可为四种模式： β模式， 频率为 15 Hz-30 Hz 的脑电波占主导地位，大脑处于高度清醒及活 跃状态（gp，兴奋状态）； α模式， 频率为 8 Hz- 14 Hz的脑电波占主导地位， 大脑处于放松但 仍保留意识状态 （即， 劳累状态） ； Θ模式， 频率为 4 Hz-7 Hz的脑 电波占主导地位， 大脑处于似睡非睡的潜意识状态（即， 困意状态）； 以及， S模式， 频率为 0. 5 Hz-3 Hz的脑电波占主导地位， 大脑处于 深睡状态 （即， 睡眠状态） 。 通过脑电图 （EEG ) 可以观察到上述 4 种脑电波同时存在， 但在不同的脑电模式下， 各种脑电波所占比例不 同。

双耳节拍效应是指， 当两只耳朵同时分别接收到频率稍有不同 但是携带相同信息的两个声波时，大脑会生成 相应的有节律的神经电 活动， gp， 生成相应类型的脑电波。 比如， 左耳听 420 Hz频率的声 波， 右耳听 410 Hz频率的声波， 大脑中将产生 10 Hz频率的脑电波。 产生双耳节拍效应的必要条件是载波频率低于 1500 Hz , 并且左右耳 听到的声波的频率之差不超过 30 Hz , 否则两耳将明显听到两个不同 的声音。

在中国专利申请 CN 200880021657. 9 中， 公开了一种声光机， 其能够产生具有脑波频率的声音脉冲和光脉冲 。该声光机的 LED配置 为分别置于用户的左眼和右眼前面，并且被编 程以发出将用户诱导至 特定意识状态的频率的光脉冲，并且该声光机 的扬声器配置为向用户 的右耳和左耳播放不同的音调以产生与脉冲频 率相匹配的双耳节拍。 该声光机可以将用户诱导至特定意识状态。将 该专利申请的全部内容 以引用的方式合并于此。 然而， 在中国专利申请 CN 200880021657. 9 所公开的技术中没有考虑用户当前的状态。也 就是说， 与现有的具有 诱导入睡功能的电视机一样，该声光机并不会 根据用户的状态来选择 最佳的诱导方式。 发明内容

根据上述原理， 本发明提供了一种不同于现有技术的利用双耳 节拍效应改变用户的脑电模式的诱导入睡方式 ，从而使得在不影响用 户享受音视频娱乐的情况下诱导用户入睡。此 外， 可以基于用户的状 态选择最佳方式， 因而可使得用户更有效地在短时间内入睡。

根据本发明构思的一个方面， 提供一种用于诱导用户入睡的音 频播放方法， 包括步骤： 识别用户的状态； 根据识别出的用户状态对 初始音频信号的频率进行调节以生成具有不同 频率的第一音频信号 和第二音频信号；根据第一音频信号生成第一 声波并根据第二音频信 号生成第二声波；以及使得第一声波和第二声 波同时分别进入用户的 左耳和右耳。

根据本发明构思的一个实施例， 识别用户状态的步骤可以包括： 获取用户的生理信息；以及根据获取的生理信 息对用户的状态进行识 别。

根据本发明构思的一个实施例， 可以根据获取的用户生理信息 将用户状态识别为下列状态中的一种状态： 兴奋状态、 劳累状态、 困 意状态和睡眠状态。

根据本发明构思的一个实施例， 用户的生理信息可以包括用户 的脑电波信息， 并且根据脑电波信息， 当频率为 15 Hz-30 Hz的脑电 波占主导时， 可以将用户的状态识别为兴奋状态； 当频率为 S Hz- 14 Hz 的脑电波占主导时， 可以将用户的状态识别为劳累状态； 当频率 为 4 Hz-7 Hz的脑电波占主导时，可以将用户的状态识别� ��困意状态； 并且当频率为 0. 5 Hz-3 Hz的脑电波占主导时， 可以将用户的状态识 别为睡眠状态。可替换地，用户的生理信息可 以包括用户的温度信息、 图像信息和脉搏信息中的至少一种。

根据本发明构思的一个实施例， 在根据用户状态对初始音频信 号的频率进行调节以生第一音频信号和第二音 频信号的步骤中，当识 别出的用户状态为兴奋状态时，可以使得第一 音频信号的频率与第二 音频信号的频率之差的范围为 8 Hz- 14 Hz ; 当识别出的用户状态为 劳累状态时，可以使得第一音频信号的频率与 第二音频信号的频率之 差的范围为 4 Hz-7 Hz ; 并且当识别出的用户状态为困意状态或睡眠 状态时，可以使得第一音频信号的频率与第二 音频信号的频率之差的 范围为 0. 5 Hz-3 Hz。

根据本发明构思的一个实施例， 第一音频信号和第二音频信号 中的一个可以与初始音频信号相同。

根据本发明构思的一个实施例， 根据第一音频信号生成第一声 波并根据第二音频信号生成第二声波的步骤可 以包括：对第一音频信 号和第二音频信号进行脉宽调制处理以分别形 成第一脉宽调制信号 和第二脉宽调制信号；以及对第一脉宽调整信 号和第二脉宽调制信号 进行放大处理以分别生成第一声波和第二声波 。

根据本发明构思的一个实施例， 可以同时生成第一音频信号和 第二音频信号。

根据本发明构思的一个实施例， 可以利用耳机、 定向扬声器或 定向音箱中的一个使得第一声波和第二声波同 时分别进入用户的左 耳和右耳。

根据本发明构思的另一个方面， 提供一种用于诱导用户入睡的 音频播放装置， 包括： 识别模块， 用于识别用户的状态； 频率调节模 块，用于根据识别出的用户状态对初始音频信 号的频率进行调节以生 成具有不同频率的第一音频信号和第二音频信 号； 生成模块， 用于根 据第一音频信号生成第一声波并根据第二音频 信号生成第二声波；以 及播放模块，其使得第一声波和第二声波同时 分别进入用户的左耳和 右耳。

根据本发明构思的一个实施例， 所述识别模块可以包括： 获取 模块， 用于获取用户的生理信息； 以及判断模块， 用于根据获取的生 理信息对用户的状态进行识另 IJ。

根据本发明构思的一个实施例， 所述判断模块根据获取的用户 生理信息可以将用户状态识别为下列状态中的 一种状态： 兴奋状态、 劳累状态、 困意状态和睡眠状态。

根据本发明构思的一个实施例， 获取模块可以包括脑电波获取 装置，其用于获取用户的脑电波信息，并且判 断模块根据脑电波信息， 当频率为 15 Hz-30 Hz的脑电波占主导时， 判断模块可以将用户的状 态识别为兴奋状态； 当频率为 8 Hz- 14 Hz的脑电波占主导时， 判断 模块可以将用户的状态识别为劳累状态； 当频率为 4 Hz-7 Hz的脑电 波占主导时， 判断模块可以将用户的状态识别为困意状态； 并且当频 率为 0. 5 Hz-3 Hz的脑电波占主导时， 判断模块可以将用户的状态识 别为睡眠状态。 可替换地， 获取模块可以包括红外温度传感器、 图像 获取装置、 脉搏检测仪器中的至少一个， 以便获取用户的温度信息、 图像信息和 /或脉搏信息。

根据本发明构思的一个实施例， 当识别出的用户状态为兴奋状 态时，频率调节模块可以使得第一音频信号的 频率与第二音频信号的 频率之差的范围为 8 Hz-14 Hz ; 当识别出的用户状态为劳累状态时， 频率调节模块可以使得第一音频信号的频率与 第二音频信号的频率 之差的范围为 4 Hz-7 Hz ; 并且当识别出的用户状态为困意状态或睡 眠状态时，频率调节模块可以使得第一音频信 号的频率与第二音频信 号的频率之差的范围为 0. 5 Hz-3 Hz。

根据本发明构思的一个实施例， 频率调节模块可以保持第一音 频信号和第二音频信号中的一个与初始音频信 号相同。

根据本发明构思的一个实施例， 频率调节模块可以包括第一调 节子模块和第二调节子模块，第一调节子模块 和第二调节子模块根据 用户状态对初始音频信号的频率进行调节以分 别生成第一音频信号 和第二音频信号，并且生成模块可以包括第一 生成子模块和第二生成 子模块，第一生成子模块和第二生成子模块分 别根据第一音频信号和 第二音频信号生成第一声波和第二声波。

根据本发明构思的一个实施例， 第一生成子模块和第二生成子 模块中的每一个均可以包括： 脉宽调制模块， 用于对第一音频信号或 第二音频信号进行脉宽调制处理以形成第一脉 宽调制信号或第二脉 宽调制信号； 功放模块， 用于对第一脉宽调整信号或第二脉宽调制信 号进行放大处理以生成第一声波或第二声波。

根据本发明构思的一个实施例， 生成模块还可以包括同步模块， 用于控制同时生成第一音频信号和第二音频信 号。

根据本发明构思的一个实施例， 播放模块可以包括耳机、 定向 扬声器或定向音箱中的一个。

根据本发明构思的另一个方面， 还提供一种显示装置， 其包括 根据本发明的音频播放装置， 以用于诱导用户入睡。

根据本发明构思的技术方案， 在不影响用户享受音视频娱乐的 情况下可诱导用户入睡。 此外， 根据本发明构思的技术方案， 可以基 于用户的状态选择最佳方式，因而可使得用户 更有效地在短时间内入 睡。 附图说明

图 1为根据本发明构思的实施例的音频播放装置� �示意性框图； 图 2 为根据本发明构思的实施例的音频播放装置中 包括的识别 模块的示意性框图；

图 3A为根据本发明构思的实施例的音频播放装置� ��包括的频率 调节模块的示意性框图；

图 3B为频率调节模块中包括的调节子模块的示意� ��框图； 图 4A为根据本发明构思的实施例的音频播放装置� ��包括的生成 模块的示意性框图；

图 4B为生成模块中包括的生成子模块的示意性框� ��； 以及 图 5 为根据本发明构思的实施例的音频播放方法的 示意性流程 图。 具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技 术方案， 下面结 合附图对本发明的实施例进行详细描述。

图 1为根据本发明构思的实施例的音频播放装置 10的示意性框 图。

参见图 1， 根据本发明构思的实施例的音频播放装置 10可以包 括识别模块 1 1、 频率调节模块 12、 生成模块 13和播放模块 14。 识 别模块 1 1用于识别用户的状态。频率调节模块 12用于根据识别出的 用户状态对初始音频信号的频率进行调节以生 成具有不同频率的第 一音频信号和第二音频信号，其中初始音频信 号可以是节目源的音频 信号。 生成模块 13用于根据第一音频信号生成第一声波并根据� ��二 音频信号生成第二声波。 播放模块 14使得第一声波和第二声波同时 分别进入用户的左耳和右耳。

下面将参考图 2至图 4B对上述各个模块进行详细说明。

图 2为音频播放装置 10中包括的识别模块 1 1的示意性框图。 参见图 2， 识别模块 1 1可以包括用于获取用户的生理信息的获 取模块 1 1 1 和用于根据获取的生理信息对用户的状态进行 识别判断 模块 1 12。

获取模块 1 1 1 可以包括用户可佩戴设备、 红外温度传感器、 图 像获取装置、脉搏检测仪器和脑电波获取装置 中的至少一个， 以便获 取用户的温度信息、 图像信息、 脉搏信息和 /或脑电波信息。 用户可 佩戴设备可以包括 （但不限于） 智能手环或智能手表。

判断模块 1 12可以根据由获取模块 1 1 1获取的用户生理信息将 用户状态识别为下列状态中的一种状态： 兴奋状态、 劳累状态、 困意 状态和睡眠状态。下面以脑电波信息作为用户 生理信息的示例， 对判 断模块 1 12的操作进行示例性说明。

根据各种脑电模式在脑电图中所占的比例， 判断模块 1 12 可以 将用户状态识别为兴奋状态、劳累状态、 困意状态和睡眠状态中的一 种。 具体而言， 当频率为 15 Hz-30 Hz的脑电波占主导时， 判断模块

1 12可以将用户的状态识别为兴奋状态； 当频率为 8 Hz- 14 Hz 的脑 电波占主导时， 判断模块 1 12可以将用户的状态识别为劳累状态； 当 频率为 4 Hz-7 Hz的脑电波占主导时， 判断模块 1 12可以将用户的状 态识别为困意状态； 并且当频率为 0. 5 Hz-3 Hz的脑电波占主导时， 判断模块 1 12可以将用户的状态识别为睡眠状态。

虽然以脑电波信息作为用户生理信息的示例对 判断模块 1 12 的 操作进行说明， 本领域技术人员应当认识到， 还可以采用多种用户生 理信息 （例如， 用户的温度信息、 图像信息和 /或脉搏信息） 对用户 的状态进行识别， 并依据相应的判断标准将用户状态识别为兴奋 状 态、 劳累状态、 困意状态和睡眠状态中的一种。

图 3A为音频播放装置 10中包括的频率调节模块 12的示意性框 图， 图 3B为频率调节模块 12中包括的调节子模块 121、 122的示意 性框图。

参见图 3A，频率调节模块 12可以包括第一调节子模块 121和第 二调节子模块 122。第一调节子模块 121和第二调节子模块 122根据 由识别模块 1 1所识别的用户状态对作为初始音频信号的节� �源的音 频信号进行调节， 以便分别生成第一音频信号和第二音频信号。

当识别模块 1 1将用户状态识别为兴奋状态时，频率调节模� � 12 的第一调节子模块 121和第二调节子模块 122可以使得第一音频信号 的频率与第二音频信号的频率之差的范围为 8 Hz-14 Hz ; 当识别模 块 1 1将用户状态识别为劳累状态时，频率调节模� � 12的第一调节子 模块 121和第二调节子模块 122可以使得第一音频信号的频率与第二 音频信号的频率之差的范围为 4 Hz-7 Hz ; 并且当识别模块 1 1 将用 户状态识别为困意状态或睡眠状态时， 频率调节模块 12的第一调节 子模块 121和第二调节子模块 122可以使得第一音频信号的频率与第 二音频信号的频率之差的范围为 0. 5 Hz-3 Hz。

下面参考本发明的一个实施例， 对第一调节子模块 121 和第二 调节子模块 122的操作进行详细说明。 将提供至频率调节模块 12的 初始音频信号等同地分别传送至第一调节子模 块 121 和第二调节子 模块 122。 第一调节子模块 121和第二调节子模块 122中的一个 （例 如， 第一调节子模块 121 ) 可以保持生成的音频信号 （例如， 第一音 频信号）与初始音频信号相同， gP， 保持生成的音频信号的频率与初 始音频信号的频率相同。第一调节子模块 121和第二调节子模块 122 中的另一个 （例如， 第二调节子模块 122 ) 可以生成其频率与初始音 频信号的频率具有一定差值的音频信号 （例如， 第二音频信号） 。 图

3B示出了具体的操作方式。

参考图 3B， 用于产生具有频率差的音频信号的调节子模块 可以 包括模拟 -数字转换器 （A/D ) 121 1、 快速傅里叶变换器 （FFT ) 1212、 移频器 （FS ) 1213、 快速傅里叶逆变换器 （IFFT ) 1214和数字 -模拟 转换器 （D/A) 1215。 调节子模块的 FS 1213对经过 A/D转换并从时 域转换至频域的音频信号的频率进行调节，使 得调节后的频率与初始 音频信号的频率具有一定的差值。 可以根据有识别模块 1 1所识别的 用户状态来设置频率的调节量。根据本发明构 思的实施例， 当识别模 块 1 1 将用户状态识别为兴奋状态时， 频率的调节量可以设置为 8 Hz- 14 Hz ; 当识别模块 1 1将用户状态识别为劳累状态时， 频率的调 节量可以设置为 4 Hz-7 Hz ; 并且当识别模块 1 1将用户状态识别为 困意状态或睡眠状态时， 频率的调节量可以设置为 0. 5 Hz-3 Hz。 随 后， 对 FS 1213的输出信号进行快速傅里叶逆变换和数字 -模拟转换， 随后可以输出将经过频率调节的音频信号。

应当认识到， 上述实施例仅仅是本发明构思的优选实施方式 。 可替换地，第一调节子模块 121和第二调节子模块 122可以同时对初 始音频信号的频率进行调节，而不保持第一音 频信号和第二音频信号 中的一个与初始音频信号相同。

图 4A为音频播放装置 10中包括的生成模块 13的示意性框图， 图 4B为生成模块 13中包括的生成子模块 131、 132的示意性框图。 参照图 4A， 生成模块 13可以包括第一生成子模块 131、 第二生 成子模块 132 和用于对第一生成子模块 131 和第二生成子模块 132 的操作进行同步的同步模块 133。

第一生成子模块 131和第二生成子模块 132分别根据第一音频 信号和第二音频信号生成第一声波和第二声波 。 图 3B示出了第一生 成子模块 131和第二生成子模块 132的示例性结构。

参考图 4B， 生成模块 13 的各个子模块可以包括脉宽调制器 ( P丽） 131 1和功率放大器 （PA) 1312。 输入的第一音频信号或第二 音频信号经脉宽调制并放大以生成第一声波或 第二声波。

应当认识到， 上述生成子模块的结构仅仅是本发明构思的一 种 实施方式。本领域技术人员还可以采用多种方 式来形成各种生成子模 块， 只要其能够将输入的音频信号生成对应的声波 。

同步模块 133用于对第一生成子模块 131和第二生成子模块 132 的操作进行同步， 以便同时生成第一声波和第二声波。本领域技 术人 员还可以采用各种具体实现方式来形成同步模 块 133。

根据本发明构思的实施例， 音频播放装置 10中包括的播放模块 14 可以包括耳机、 定向扬声器或定向音箱中的一个， 只要其能够使 得由生成模块 13生成的第一声波和第二声波同时分别进入用� ��的左 耳和右耳。 优选地， 播放模块 14可实现为耳机。

虽然以上示出了根据本发明构思的实施例， 但是本领域技术人 员应当认识到，上述各个模块中所包括的子模 块可以实现为单独的器 件、可以将各个子模块合并、或者可以将某一 模块中的子模块实现在 另一模块当中。 例如， 频率调节模块 12的调节子模块中的 A/D 121 1 和 FFT 1212可以形成为单独的器件， 使得输入至第一和第二调节子 模块 121 和 122 的信号为频域信号， 并且将第一和第二调节子模块

121和 122分别实现为频率保持器和移频器。 此外， 可以将生成模块 13的生成子模块中的 PA 1312实现在播放模块 14中。 因而， 本发明 的范围旨在涵盖对于所示实施例的各种修改和 变形。

图 5 为根据本发明构思的实施例的音频播放方法的 示意性流程 图。 参照图 1和图 5， 在步骤 101， 音频播放装置 10的识别模块 1 1 识别用户的状态。 具体而言， 识别模块 1 1的获取模块 1 1 1获取用户 的生理信息， 识别模块 1 1的判断模块 1 12根据由获取模块 1 1 1获取 的用户生理信息将用户状态识别为下列状态中 的一种状态： 兴奋状 态、 劳累状态、 困意状态和睡眠状态。

在步骤 102，音频播放装置 10的频率调节模块 12根据识别模块 1 1 所识别的用户状态对初始音频信号的频率进行 调节， 以生成第一 音频信号和第二音频信号。 具体而言， 当识别模块 1 1将用户状态识 别为兴奋状态时， 频率调节模块 12可以使得第一音频信号的频率与 第二音频信号的频率之差的范围为 8 Hz-14 Hz ; 当识别模块 1 1将用 户状态识别为劳累状态时， 频率调节模块 12可以使得第一音频信号 的频率与第二音频信号的频率之差的范围为 4 Hz-7 Hz ; 并且当识别 模块 1 1将用户状态识别为困意状态或睡眠状态时， 频率调节模块 12 可以使得第一音频信号的频率与第二音频信号 的频率之差的范围为 0. 5 Hz- 3 Hz。

在步骤 103，音频播放装置 10的生成模块 13根据第一音频信号 和第二音频信号分别生成第一声波和第二声波 。 并且在步骤 104， 音 频播放装置 10的播放模块 14使得第一声波和第二声波同时分别进入 用户的左耳和右耳。

根据本发明构思的技术方案， 可以根据双耳节拍效应改变用户 的脑电模式以诱导用户入睡。从而， 在不影响用户享受音视频娱乐的 情况下诱导用户入睡。 此外， 可以基于用户的状态选择最佳方式， 因 而可使得用户更有效地在短时间内入睡。

根据本发明构思的音频播放装置可以作为音频 播放器单独提 供， 也可以与具备视频播放能够的显示装置相结合 。 例如， 根据本发 明构思的音频播放装置可以应用在诸如电视机 、移动电话、个人计算 机 （PC ) 、 个人数字助理 （PDA) 、 平板计算机、 电子游戏设备、 头 戴式显示设备 （HMD ) 等各种具备视频播放能够的电子设备中。

优选地， 该显示装置还可以包括待机模块。 当识别模块将用户 的状态识别为睡眠状态时，显示装置的待机模 块可以关闭显示装置的 显示功能使其进入待机状态， 从而可有效地避免不必要的功率消耗。 可以理解的是， 以上各种实施例仅仅是为了说明本发明的原理 而采用的示例性实施方式， 本发明并不局限于此。对于本领域内的普 通技术人员而言， 在不脱离本发明的精神和实质的情况下， 可以做出 各种变型和改进， 这些变型和改进也视为本发明的保护范围。