[發明專利]頭部跟蹤

有效

• 申請號: 201080007612.3
• 申請日: 2010-02-09
• 公開（公告）號: CN102318374A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: P.H.A.迪倫;A.W.J.烏門;E.G.P.舒伊杰斯
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: H04S7/00
• 分類號: H04S7/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 董寧;劉鵬

技術領域

本發明涉及頭部跟蹤系統，本發明還涉及頭部跟蹤方法。此外，本發明還涉及音頻再現系統。

背景技術

頭戴式耳機的聲音再現典型地提供了一種聲音在“頭部內”被感知的體驗。已經開發了各種不同的虛擬化算法，其產生位于特定距離處和特定方向上的聲源的幻覺。典型地，這些算法的目的是近似聲源（例如在立體聲的情況下，用戶前面的兩個擴音器）到人耳的傳遞函數。因此，虛擬化也被稱為雙耳聲再現。

然而，僅僅應用固定的虛擬化不足以產生逼真的頭部外幻覺。人的方向感知似乎對頭部移動非常敏感。如果虛擬聲源隨著頭部的移動而移動，如同在固定虛擬化的情況下，那么頭部外體驗就明顯降級。如果感知的聲場和頭部位置之間的關系與對于固定聲源布置所預期的不同，那么聲源定位幻覺/感知則大大降級。

對該問題的補救是應用頭部跟蹤，如例如在P.?Minnaar,?S.k.Olesen,?F.Christensen,?H.Moller的“The?importance?of?head?movements?for?binaural?room?synthesis”,?Proceedings?of?the?2001?International?Conference?on?Auditory?Display,?Espoo,?Finland，2001年7月29日－8月1日中所提出的，其中頭部位置利用傳感器來測量。然后根據頭部位置來調節虛擬化算法，從而計及從虛擬聲源到耳朵的變化的傳遞函數。

對于頭部外幻覺，眾所周知的是頭部的輕微移動是最重要的，如下文所示：P.Mackensen的?“Auditive?Localization,?Head?movements,?an?additional?cue?in?Localization”,?Von?der?Fakultat?I-Geisteswissenschaften?der?Technischen?Universitat?Berlin。頭部的偏轉（yaw）對于聲源定位比頭部的俯仰和橫滾顯然更為重要。偏轉（通常稱為方位）是相對于頭部的中間位置定義的取向并且與頭部的旋轉有關。

今天，可獲得大量的頭部跟蹤系統（主要是消費者頭戴式耳機或游戲應用），該系統使用例如超聲技術（例如BeyerDynamic?Headzone?PRO頭戴式耳機）、紅外技術（例如NaturalPoint?TrackIR?plus?TrackClip）、發送器/接收器、陀螺儀（例如Sony?MDR-IF8000/MFR-DS8000）或者多個傳感器（例如Polhemus?FASTRAK?6DOF）。通常，這些頭部跟蹤系統通過使用具有相對于環境的穩定（不變）位置的固定參考（例如紅外信標，或者使用地球磁場）、或者通過使用一旦被校準在收聽會話期間就不會明顯漂移的傳感器技術（例如通過使用高精度陀螺儀）來確定相對于環境的頭部位置。

然而，這些已知的頭部跟蹤系統不能被容易地用于其中用戶移動的移動應用中。對于這類應用，獲得位置和取向參考通常是困難的或者是不可能的，因為環境通常是事先未知的并且不受用戶的控制。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠被用于移動用戶的增強型頭部跟蹤系統。該發明由獨立權利要求所限定。從屬權利要求限定有利的實施例。

本發明所提出的頭部跟蹤系統確定用戶頭部相對于參考方向的旋轉角度，參考方向與用戶的移動有關。這里，用戶的移動應理解為移動的動作或過程，包括例如地點、位置、或姿勢的改變，如躺下或坐在休閑椅上。按照本發明的頭部跟蹤系統包括：傳感設備，用于測量頭部移動以提供表示頭部移動的度量；以及處理電路，用于根據度量導出用戶頭部相對于參考方向的旋轉角度。處理電路中使用的參考方向與用戶的移動有關。