[發明專利]使用頭部跟蹤數據構建音頻濾波器數據庫

在審

• 申請號: 201780067764.4
• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN109997376A
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: N.卡西米洛艾瑞克森;S.斯邁拉吉克
• 申請（專利權）人: 迪拉克研究公司
• 主分類號: H04S7/00
• 分類號: H04S7/00;G06F3/01
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張凌苗;閆小龍

提供了一種使用頭部跟蹤數據創建濾波器數據庫的方法。所述方法包括針對給定聲源測量（S1）并且構造頭部相關傳遞函數HRTF，除了聲源的位置和/或方向之外，每個HRTF與相對于軀干姿勢的頭部姿勢相關聯，所述頭部姿勢也稱為預期受驗者的頭部的位置。所述方法進一步包括針對每次測量跟蹤（S2）相對于軀干姿勢的頭部姿勢，以獲得相關聯的頭部跟蹤數據；以及在數據庫中存儲（S3）HRTF的表示以及相關聯的頭部跟蹤數據和聲源的位置和/或方向的信息。

技術領域

所提出的技術一般地涉及音頻技術以及使用音頻濾波器在頭戴受話器（headphone）或類似音頻設備上的聲音的渲染。更具體地，所提出的技術涉及用于使用頭部跟蹤數據構建濾波器數據庫的方法和系統、音頻濾波器數據庫以及相應的計算機程序和計算機程序產品。

背景技術

在某些應用中，通過頭戴受話器將聲音渲染給收聽者，使得聲音被感知為來自收聽的人的頭部之外的空間中的具體位置，這是期望的。典型的應用是虛擬現實，其中收聽者將佩戴虛擬現實頭戴送受話器（head-set）以及頭戴受話器，所述頭戴送受話器呈現視覺圖像，所述頭戴受話器補充音頻體驗。有時虛擬現實也被稱為增強現實、AR或X現實、XR，其中X代表“未知”。

通常使用頭部跟蹤解決方案，其感測相對于聲源人正在面向哪個大致方向。因此，人所看到和所聽到的被實時更新，使得該人可以在虛擬世界中在不同的方向上看并得到那里的體驗。

當收聽者轉身時，虛擬世界中的聲源的相對方向改變。因此需要頭部跟蹤信息，使得聲源可以在虛擬世界中在它們的合適位置中渲染，而不管收聽者正面向哪個方向。

舉例來說，用于渲染虛擬音頻源的常用方法基于將音頻源信號與HRTF響應進行卷積。HRTF（頭部相關傳遞函數）由針對每個耳朵的一個傳遞函數組成，傳遞函數已經將大腦感測聲音的方向需要的必要信息編碼在其中。簡單地描述，可以通過將麥克風放置在人的耳朵中，然后將聲源放置在與人的特定角度和距離處，并且然后測量從聲源到收聽者的耳朵中的每個的傳遞函數（或等效地，沖激響應）來測量HRTF響應。源的角度由相對于頭部的3D極角（polar angle）指定，其中原點在頭部的中心中。

通過針對與人的大量的方向測量HRTF，可以構建HRTF的數據庫，并且這使得能夠在許多不同位置處渲染虛擬聲源以及移動聲源。通常測量HRTF數據庫的方式是通過在測量期間使對其進行測量的人靜坐并且面向非常精確的方向同時針對每次測量改變聲源的位置來進行。由于人靜坐而聲源的位置被改變，因此人的頭部和軀干在測量期間保持相同的恒定關系。關于雙耳技術中的當前現有技術的更多信息可以在參考文獻[1]中找到。

發明內容

總的目的是改進基于HRTF測量構建的音頻濾波器數據庫的內容和/或有用性。

具體目的是提供一種用于使用頭部跟蹤數據創建濾波器數據庫的方法。

提供一種用于使用頭部跟蹤數據構建濾波器數據庫的系統也是目的。

另一個目的是提供一種音頻濾波器數據庫。

又一個目的是提供一種計算機程序和計算機程序產品。

通過如本文中所要求保護的所提出的技術來滿足這些和其他目的。

根據第一方面，提供了一種用于使用頭部跟蹤數據創建濾波器數據庫的方法。該方法包括：

- 針對給定聲源測量并且構造頭部相關傳遞函數HRTF，除了聲源的位置和/或方向之外，每個HRTF與相對于軀干姿勢的頭部姿勢相關聯，所述頭部姿勢也稱為預期受驗者（subject）的頭部的位置；以及

- 針對每次測量跟蹤相對于軀干姿勢的頭部姿勢，以獲得相關聯的頭部跟蹤數據；以及

- 在數據庫中存儲HRTF的表示以及相關聯的頭部跟蹤數據和表示聲源的位置和/或方向的信息。