[發(fā)明專利]具有頭部跟蹤的雙耳頭戴式耳機呈現(xiàn)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611243763.4
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN107018460B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: U.霍爾巴赫
• 申請（專利權(quán)）人: 哈曼國際工業(yè)有限公司
• 主分類號: H04R1/10
• 分類號: H04R1/10;H04R1/32;H04R3/00;H04S3/00;H04S7/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 高巍

本發(fā)明公開一種可增強由頭戴式耳機和其他聲音系統(tǒng)發(fā)出的聲音的再現(xiàn)的聲音增強系統(tǒng)(SES)。所述SES通過模擬期望的聲音系統(tǒng)而不包括通常與聲音系統(tǒng)模擬相關(guān)聯(lián)的不想要的偽像來改進聲音再現(xiàn)。所述SES借助于通過從直接和間接頭部相關(guān)傳遞函數(shù)(HRTF)導(dǎo)出的一組一個或多個雙耳呈現(xiàn)濾波器變換聲音系統(tǒng)輸出來促進此類改進。所述雙耳呈現(xiàn)濾波器的參數(shù)基于佩戴所述頭戴式耳機的用戶的頭部跟蹤角度來更新，以便呈現(xiàn)穩(wěn)定的立體聲像。所述頭部跟蹤角度可根據(jù)從安裝在頭戴式耳機組件中的數(shù)字陀螺儀獲得的傳感器數(shù)據(jù)來確定。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及用于增強音頻信號的系統(tǒng)，并且更具體地涉及用于增強通過頭戴式耳機進行的聲音再現(xiàn)的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

錄音業(yè)中的進步包括再現(xiàn)來自多聲道聲音系統(tǒng)的聲音，諸如再現(xiàn)來自環(huán)繞聲系統(tǒng)的聲音。這些進步已經(jīng)使收聽者能夠享受增強的收聽體驗，尤其是通過環(huán)繞聲系統(tǒng)(諸如5.1和7.1環(huán)繞聲系統(tǒng))。這些年來，即使雙聲道立體聲系統(tǒng)也已經(jīng)提供增強的收聽體驗。

通常，環(huán)繞聲或雙聲道立體聲錄音被記錄，然后被處理以便通過揚聲器再現(xiàn)，這限制了此類錄音在通過頭戴式耳機再現(xiàn)時的質(zhì)量。例如，立體聲錄音通常意在通過揚聲器再現(xiàn)，而不是通過頭戴式耳機來回放。這導(dǎo)致立體聲全景出現(xiàn)在位于兩耳中間的線路上或出現(xiàn)在收聽者的頭部內(nèi)，這可能是不自然且使人疲勞的收聽體驗。

為了解決通過頭戴式耳機再現(xiàn)聲音的問題，設(shè)計者已經(jīng)得到用于頭戴式耳機的立體聲和環(huán)繞聲增強系統(tǒng)；然而，多數(shù)情況下這些增強系統(tǒng)已經(jīng)引入了不想要的偽像，諸如不想要的染色、共振、混響和/或音色失真或聲源角度和/或位置。

發(fā)明內(nèi)容

本公開的一個或多個實施方案涉及用于增強聲音再現(xiàn)的方法。所述方法可包括：在第一音頻信號接口處接收音頻輸入信號，并且從安裝到頭戴式耳機組件的數(shù)字陀螺儀接收指示頭部旋轉(zhuǎn)角的輸入。所述方法還可包括：基于頭部旋轉(zhuǎn)角來更新一對參數(shù)頭部相關(guān)傳遞函數(shù)(HRTF)模型中的每一個中的至少一個雙耳呈現(xiàn)濾波器，并且使用至少一個雙耳呈現(xiàn)濾波器將音頻輸入信號變換成音頻輸出信號。音頻輸出信號可包括左頭戴式耳機輸出信號和右頭戴式耳機輸出信號。

根據(jù)一個或多個實施方案，接收指示頭部旋轉(zhuǎn)角的輸入可包括：從安裝到頭戴式耳機組件的數(shù)字陀螺儀接收角速度信號，并且在角速度信號超過預(yù)定閾值或小于預(yù)定閾值持續(xù)小于預(yù)定樣本計數(shù)時，根據(jù)角速度信號計算頭部旋轉(zhuǎn)角。可替代地，接收指示頭部旋轉(zhuǎn)角的輸入可包括：從安裝到頭戴式耳機組件的數(shù)字陀螺儀接收角速度信號，并且在角速度信號小于預(yù)定閾值持續(xù)多于預(yù)定樣本計數(shù)時，作為先前頭部旋轉(zhuǎn)角測量結(jié)果的分數(shù)來計算頭部旋轉(zhuǎn)角。

根據(jù)一個或多個實施方案，音頻輸入信號是多聲道音頻輸入信號。可替代地，音頻輸入信號可以是單聲道音頻輸入信號。

根據(jù)一個或多個實施方案，基于頭部旋轉(zhuǎn)角更新至少一個雙耳呈現(xiàn)濾波器可包括：基于頭部旋轉(zhuǎn)角從至少一個查找表檢索至少一個雙耳呈現(xiàn)濾波器的參數(shù)。另外，基于頭部旋轉(zhuǎn)角從至少一個查找表檢索至少一個雙耳呈現(xiàn)濾波器的參數(shù)可包括：基于頭部旋轉(zhuǎn)角生成左表指針?biāo)饕岛陀冶碇羔標(biāo)饕担⑶一谧蟊碇羔標(biāo)饕岛陀冶碇羔標(biāo)饕祻闹辽僖粋€查找表檢索至少一個雙耳呈現(xiàn)濾波器的參數(shù)。

根據(jù)一個或多個實施方案，至少一個雙耳呈現(xiàn)濾波器可包括坡型濾波器(shelving filter)和陷波濾波器。此外，基于頭部旋轉(zhuǎn)角更新至少一個雙耳呈現(xiàn)濾波器可包括：基于頭部旋轉(zhuǎn)角更新坡型濾波器和陷波濾波器中的每一個的增益參數(shù)。至少一個雙耳呈現(xiàn)濾波器還可包括耳間時間延遲濾波器。此外，基于頭部旋轉(zhuǎn)角更新至少一個雙耳呈現(xiàn)濾波器可包括：基于頭部旋轉(zhuǎn)角更新耳間時間延遲濾波器的延遲值。