[發明專利]一種用于會議的耳機信號饋給方法

有效

• 申請號: 201911192637.4
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN110933589B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 王恒;曾維堅;東蓮正;李子強;陳科壬;高韋涵;朱鎮熙
• 申請（專利權）人: 廣州市迪士普音響科技有限公司
• 主分類號: H04S7/00
• 分類號: H04S7/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郭浩輝;麥小嬋

本發明公開了一種用于會議的耳機信號饋給方法，包括：獲取目標區域的空間參數，并根據空間參數計算得到目標區域的平均吸聲系數；建立目標區域的直角坐標系，并在所述直角坐標系中標注發言席和聽眾席的坐標參數，計算各聽眾席相對于所述發言席的相對角度；獲取發言席方向水平面的直達聲HRIR數據，以及獲取水平面的反射聲HRIR數據；根據各聽眾席相對于所述發言席的相對角度選擇對應的直達聲HRIR數據和反射聲HRIR數據，結合目標區域的平均吸聲系數計算靜態情況下的雙耳聲信號；根據各聽眾席耳機的水平角度變化值更新各聽眾席相對于所述發言席的相對角度后，選擇對應的直達聲HRIR數據和反射聲HRIR數據，結合目標區域的平均吸聲系數計算動態情況下的雙耳聲信號。

技術領域

本發明涉及信號處理技術領域，尤其涉及一種用于會議的耳機信號饋給方法。

背景技術

會議室是以語言為主的聲學場所，用于會議、學術報告、學習培訓等，要求語言清晰度足夠高，聽眾感知到的聲像方向與發言人所在方向一致。由于發言人的聲音在會議室傳播時隨著距離增大而衰減，為使會議室各聽眾席都有足夠大的聲壓級，大部分會議室都是通過安裝擴聲系統來提高聽眾席處的聲壓級。但也有些場合是通過聽眾佩戴的耳機來播放發言人的聲音，或將發言人的講話內容翻譯成其他語言后再通過聽眾佩戴的耳機播放出來。

為使得會議室具有較好的效果，《電子會議系統工程設計規范》(GB50799-2012)對會議系統的各個部分提出了要求，其中包括會議擴聲系統的分類與組成、功能設計與要求、性能設計要求、主要設備設計要求。但對聽眾佩戴耳機接收發言人的講話信息這種情況，并沒有對耳機播放的聲信號設置聲學特性指標，且聲信號是單聲道的，沒有方向信息。

針對其他應用，已有采用耳機重放聲音空間信息的技術。常用的是基于頭相關傳輸函數(HRTF)技術，基本原理如下：

設聲源S相對傾聽者頭部中心的空間位置用球坐標(r,θ,φ)表示，如圖1所示。其中r為聲源距離；-90°≤φ≤90°和-180°≤θ180°分別表示仰角和方位角；φ＝0°和+90°分別表示水平面和正上方；在水平面θ＝0°、90°、-90°分別表示正前、正右方、正左方。HRTF定義為自由場點聲源到雙耳的聲學傳輸函數(1)；

其中,P_L和P_R分別是位置為(r,θ,φ)的聲源在雙耳產生的頻域聲壓；P₀是頭部移開后頭中心位置處的聲壓。一般情況下,HRTF與聲源位置以及頻率f有關,并且和個體有關。對聲源距離r≥1.0m的遠場,HRTF近似與距離無關。但對于r1.0m的近場,HRTF與距離有關,因而包含距離定位的因素。HRTF的時域表示是頭相關脈沖響應(HRIR),它們由傅立葉變換相聯系。

為了合成自由場中空間位置為(r,θ,φ)的虛擬點聲源，可以將單路的時域信號e₀(t)作適當的延時處理和幅度標度后和一對相應的HRIR卷積,得到雙耳聲信號(2)；

其中h_L與h_R分別是聲源到左和右耳的HRIR，t是時間。T＝r/c是聲源到傾聽者的傳輸延時，c是聲速；幅度標度1/r模擬了自由場中球面聲波的幅度隨距離衰減。

將通過以上方法得到的雙耳聲信號饋給一對耳機重放，則傾聽者雙耳處的聲壓正比于自由場中實際的點聲源所產生的雙耳聲壓，從而能夠虛擬出相應空間位置的虛擬聲源。

為了使效果更加貼近實際聲場環境，還可以用實際環境中的雙耳脈沖響應(BRIR)代替上述信號處理過程中的HRIR。但這種方法數據量和運算量太大，實現起來有較大難度。為此可以通過虛源法來模擬聲場中的早期反射聲，用感知模型來模擬后期混響聲。