[發明專利]具有頭部跟蹤的雙耳頭戴式耳機呈現

有效

• 申請號: 201611243763.4
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN107018460B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: U.霍爾巴赫
• 申請（專利權）人: 哈曼國際工業有限公司
• 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所 11105
• 代理人: 高巍

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

技術領域

本公開涉及用于增強音頻信號的系統，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的系統。

背景技術

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

通常，環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，這限制了此類錄音在通過頭戴式耳機再現時的質量。例如，立體聲錄音通常意在通過揚聲器再現，而不是通過頭戴式耳機來回放。這導致立體聲全景出現在位于兩耳中間的線路上或出現在收聽者的頭部內，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聲音的問題，設計者已經得到用于頭戴式耳機的立體聲和環繞聲增強系統；然而，多數情況下這些增強系統已經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。

發明內容

本公開的一個或多個實施方案涉及用于增強聲音再現的方法。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字陀螺儀接收指示頭部旋轉角的輸入。所述方法還可包括：基于頭部旋轉角來更新一對參數頭部相關傳遞函數(HRTF)模型中的每一個中的至少一個雙耳呈現濾波器，并且使用至少一個雙耳呈現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。

根據一個或多個實施方案，接收指示頭部旋轉角的輸入可包括：從安裝到頭戴式耳機組件的數字陀螺儀接收角速度信號，并且在角速度信號超過預定閾值或小于預定閾值持續小于預定樣本計數時，根據角速度信號計算頭部旋轉角。可替代地，接收指示頭部旋轉角的輸入可包括：從安裝到頭戴式耳機組件的數字陀螺儀接收角速度信號，并且在角速度信號小于預定閾值持續多于預定樣本計數時，作為先前頭部旋轉角測量結果的分數來計算頭部旋轉角。

根據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。

根據一個或多個實施方案，基于頭部旋轉角更新至少一個雙耳呈現濾波器可包括：基于頭部旋轉角從至少一個查找表檢索至少一個雙耳呈現濾波器的參數。另外，基于頭部旋轉角從至少一個查找表檢索至少一個雙耳呈現濾波器的參數可包括：基于頭部旋轉角生成左表指針索引值和右表指針索引值，并且基于左表指針索引值和右表指針索引值從至少一個查找表檢索至少一個雙耳呈現濾波器的參數。

根據一個或多個實施方案，至少一個雙耳呈現濾波器可包括坡型濾波器(shelving filter)和陷波濾波器。此外，基于頭部旋轉角更新至少一個雙耳呈現濾波器可包括：基于頭部旋轉角更新坡型濾波器和陷波濾波器中的每一個的增益參數。至少一個雙耳呈現濾波器還可包括耳間時間延遲濾波器。此外，基于頭部旋轉角更新至少一個雙耳呈現濾波器可包括：基于頭部旋轉角更新耳間時間延遲濾波器的延遲值。