[發(fā)明專利]一種個性化頭相關(guān)傳遞函數(shù)的快速匹配方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810322157.4
• 申請日: 2018-04-11
• 公開（公告）號: CN108540925B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王晶;王進(jìn);閆昭宇
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: H04S1/00
• 分類號: H04S1/00;H04S3/00;H04S7/00
• 代理公司: 北京理工正陽知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11639
• 代理人: 毛燕

本發(fā)明公開的一種個性化頭相關(guān)傳遞函數(shù)的快速匹配方法，涉及一種基于主客觀估計結(jié)果相似度的個性化頭相關(guān)傳遞函數(shù)的快速匹配方法，屬于三維音頻技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明按隨機(jī)順序生成各種方位的三維虛擬聲信號；工作人員播放之前按隨機(jī)順序生成的各種方位的三維虛擬聲信號；聽音人員分別對三維虛擬聲信號進(jìn)行主觀方位估計，得到n個三維虛擬聲信號對應(yīng)的主觀方位；用客觀估計算法結(jié)合不同人的頭相關(guān)傳遞函數(shù)HRTF數(shù)據(jù)，對生成的三維虛擬聲信號進(jìn)行客觀方位估計，得到n個三維虛擬聲信號對應(yīng)的客觀方位；計算主觀方位和客觀方位的相似度，選取最大相似度對應(yīng)的人頭的HRTF數(shù)據(jù)作為聽音人員的個性化HRTF，進(jìn)而增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實VR音頻的方位感和沉浸感。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種個性化頭相關(guān)傳遞函數(shù)的快速匹配方法，尤其涉及一種基于主客觀估計結(jié)果相似度的個性化頭相關(guān)傳遞函數(shù)的快速匹配方法，屬于三維音頻技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著虛擬現(xiàn)實(VR)技術(shù)的發(fā)展，可用于增強(qiáng)人在虛擬環(huán)境中的沉浸感的三維音頻技術(shù)也得到了進(jìn)一步的應(yīng)用。在目前VR領(lǐng)域應(yīng)用較多的三維音頻技術(shù)中，采用頭相關(guān)傳遞函數(shù)(HRTF)進(jìn)行雙耳合成處理可以得到具有較好空間聽覺效果的三維音頻。由于HRTF與個體有關(guān)，要生成聽者主觀感覺方位非常準(zhǔn)確的虛擬聲，就需要獲取聽者的個性化HRTF。

獲取聽者的個性化HRTF的方法一般有以下幾類：1.實驗測量：該方法可以獲得最準(zhǔn)確的個性化HRTF，但該方法對設(shè)備和環(huán)境有較高的要求，且測試較為耗時；2.數(shù)值建模：該方法將人體模型簡化為球頭模型或雪人模型，根據(jù)HRTF的定義來求解，簡化的模型對低頻特性的模擬較準(zhǔn)確，但對高頻特性的模擬不夠準(zhǔn)確；也可利用三維激光掃描頭部和耳廓的精確幾何模型，并求解HRTF，但復(fù)雜度高；3.生理參數(shù)匹配：該方法通過測量聽者的生理參數(shù)，從已有的HRTF庫中，找到生理參數(shù)與聽者生理參數(shù)最接近的HRTF數(shù)據(jù)，作為聽者的個性化HRTF的近似，該方法需要精確測量聽者的生理參數(shù)；4.主觀實驗：Saito通過讓聽者主觀聽HRTF庫中不同人頭的HRTF數(shù)據(jù)生成的不同方位的三維音頻，選出最適合聽者的HRTF作為個性化HRTF，該方法不需要測量生理參數(shù)，相對簡單，但當(dāng)HRTF庫包含較多樣本時，工作量會增大。我國公開號為CN104967952A(公開日：2015年10月7日)的專利一種基于HRTF結(jié)構(gòu)化模型與主觀反饋的個性化方法，公開了一種基于HRTF結(jié)構(gòu)化模型與主觀反饋的個性化方法，該方法通過生成濾波器參數(shù)，合成聲音并播放給被試者，根據(jù)被試者反饋的聲像位置，修改參數(shù)，再次合成聲音播放給被試者，直到被試者感知的聲像與目標(biāo)一致。該方法需要讓被試者進(jìn)行多組主觀估計，工作量較大。我國公開號為CN106682203A(公開日：2017年5月17日)的專利基于三維生理參數(shù)的HRTF個人化匹配方法，公開了一種基于三維生理參數(shù)的HRTF個人化匹配方法，該方法對被試者進(jìn)行生理參數(shù)測量，平移，計算與HRTF數(shù)據(jù)庫中的各被試者的生理參數(shù)的距離，選取最小距離對應(yīng)的HRTF作為匹配的HRTF。該方法需要精確測量被試者的生理參數(shù)，對實驗設(shè)備要求較高。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有的各種頭相關(guān)傳遞函數(shù)HRTF個性化方法中存在的復(fù)雜度高，對生理參數(shù)需要精確測量，工作量大的問題，本發(fā)明公開的一種個性化頭相關(guān)傳遞函數(shù)的快速匹配方法要解決的技術(shù)問題為：在降低復(fù)雜度和無需精確測量被試者的生理參數(shù)條件下，實現(xiàn)基于主客觀估計結(jié)果相似度的個性化HRTF的快速匹配，進(jìn)而增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實VR音頻的方位感和沉浸感，并能夠?qū)崿F(xiàn)減小獲取個性化HRTF的工作量。

本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的。