[發(fā)明專利]音頻信號(hào)處理裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580084740.0
• 申請(qǐng)日: 2015-12-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108370485B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龐立昀;彼得·格羅舍;克里斯托弗·富勒;亞歷克西斯·法夫羅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H04S1/00
• 分類號(hào): H04S1/00
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強(qiáng)

本發(fā)明涉及一種用于處理待傳輸?shù)铰?tīng)者的輸入音頻信號(hào)(101)的音頻信號(hào)處理裝置(100)，所述聽(tīng)者感知來(lái)自相對(duì)于所述聽(tīng)者的方位角和仰角定義的虛擬目標(biāo)位置的所述輸入音頻信號(hào)(101)，所述音頻信號(hào)處理裝置(100)包括：存儲(chǔ)器(103)，用于存儲(chǔ)針對(duì)相對(duì)于所述聽(tīng)者的多個(gè)參考位置預(yù)定義的左右耳傳輸函數(shù)對(duì)的集合，其中所述多個(gè)參考位置位于二維平面中；確定器(105)，用于基于針對(duì)所述虛擬目標(biāo)位置的方位角和仰角的所述預(yù)定義的左右耳傳輸函數(shù)對(duì)的集合確定一對(duì)左右耳傳輸函數(shù)；調(diào)整濾波器(107)，用于基于所述確定的一對(duì)左右耳傳輸函數(shù)和調(diào)整函數(shù)(109)對(duì)所述輸入音頻信號(hào)(101)進(jìn)行濾波，其中所述調(diào)整函數(shù)(109)用于將所述確定的一對(duì)左右耳傳輸函數(shù)的左耳傳輸函數(shù)和右耳傳輸函數(shù)之間的時(shí)延以及所述確定的一對(duì)左右耳傳輸函數(shù)的左耳傳輸函數(shù)和右耳傳輸函數(shù)的頻率相關(guān)性調(diào)整為所述虛擬目標(biāo)位置的方位角和/或仰角的函數(shù)，以獲得左耳輸出音頻信號(hào)(111a)和右耳輸出音頻信號(hào)(111b)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明通常涉及音頻信號(hào)處理領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及一種允許從虛擬目標(biāo)位置生成雙聲道音頻信號(hào)的音頻信號(hào)處理裝置和方法。

背景技術(shù)

人耳能在三維空間中定位聲音：范圍(距離)，上下方向(仰角)，前后方位(方位角)，以及一側(cè)(右側(cè)或左側(cè))。耳朵從某個(gè)空間點(diǎn)接收到的聲音的屬性可用頭相關(guān)傳輸函數(shù)(head-related transfer function，簡(jiǎn)稱HRTF)來(lái)表征。因此，針對(duì)兩耳的一對(duì)HRTF可用于合成似乎來(lái)自于目標(biāo)位置，即虛擬目標(biāo)位置的雙聲道聲音。

許多使用耳機(jī)的3D音頻應(yīng)用，如虛擬現(xiàn)實(shí)、空間電話會(huì)議、虛擬環(huán)繞等，需要高質(zhì)量的HRTF數(shù)據(jù)集，其包含針對(duì)所有必要方向的傳輸函數(shù)。一些HRTF處理形式也包含在計(jì)算機(jī)軟件中，以模擬揚(yáng)聲器的環(huán)繞聲播放。然而，測(cè)量所有方位角的HRTF是一項(xiàng)涉及硬件和材料的繁瑣工作。而且，存儲(chǔ)測(cè)量的HRTF的數(shù)據(jù)庫(kù)所需的存儲(chǔ)器會(huì)非常大。此外，雖然使用個(gè)性化HRTF能進(jìn)一步提高聲音體驗(yàn)，但會(huì)使3D聲音合成過(guò)程復(fù)雜化。

1993年第27屆阿西洛馬信號(hào)、系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)會(huì)議上R.O.Duda提出了《頭相關(guān)傳輸函數(shù)建模》，2002年10月第113屆AES大會(huì)上V.R.Algazi等人提出了《用于改進(jìn)的空間聲音合成的頭部連軀干模型的使用》，由此提出了用于導(dǎo)出HRTF以合成雙聲道聲音的全參數(shù)化模型的概念。然而，因?yàn)檫@些模型嚴(yán)重偏離個(gè)性化HRTF，對(duì)于逼真的雙聲道聲音渲染，獲得的HRTF并不夠精確。

為了開(kāi)發(fā)一種不會(huì)嚴(yán)重偏離個(gè)性化(用戶特定的)HRTF的用于獲得HRTF的方法，已進(jìn)行了大量研究。2013年H.Gamper在JASA Express Letters發(fā)表的《方位角、仰角和距離的頭相關(guān)傳輸函數(shù)插值》中闡述，3D HRTF插值可用于從測(cè)量的HRTF獲得期望源位置的估計(jì)HRTF。該技術(shù)需要在附近位置測(cè)量的HRTF，例如四次測(cè)量形成的包圍期望位置的四面體。此外，該項(xiàng)技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)正確的仰角感知。

因此，需要一種允許從虛擬目標(biāo)位置生成雙聲道音頻信號(hào)的改進(jìn)的音頻信號(hào)處理裝置和方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種允許從虛擬目標(biāo)位置生成雙聲道音頻信號(hào)的改進(jìn)的音頻信號(hào)處理裝置和方法。

該目的是通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)的。結(jié)合從屬權(quán)利要求、說(shuō)明書(shū)和附圖，具體實(shí)現(xiàn)方式顯而易見(jiàn)。