[發明專利]經由光學捕獲的個性化HRTFS

有效

• 申請號: 201980049009.2
• 申請日: 2019-07-25
• 公開（公告）號: CN112470497B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: M·S·喬伊納;A·布蘭德邁爾;S·戴利;J·R·貝克;A·法內利;P·A·C·克拉姆
• 申請（專利權）人: 杜比實驗室特許公司
• 主分類號: H04S3/00
• 分類號: H04S3/00
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 陳甜甜

一種產生個性化HRTF的設備及方法。所述系統通過計算針對HRTF的模型來準備，所述模型被描述為一組有限的實例輸入數據，即針對一組個體的人體測量量度及人口統計信息，與一組對應輸出數據，即，使用同一組個體的3D掃描的高分辨率數據庫來數值模擬的HRTF之間的關系。在使用時，系統向用戶查詢其人口統計信息，且接著從所述用戶的一系列圖像，所述系統檢測并測量各種人體測量特性。作為產生個性化HRTF的部分，所述系統接著將準備就緒的模型應用于所述人體測量及人口統計數據。以此方式，與通過執行所述用戶的高分辨率掃描或聲學測量相比，所述個性化HRTF可更便利地產生，并且與通過數值模擬其HRTF相比具有更小的計算復雜度。

相關申請案的交叉參考

本申請案主張2018年7月25日申請的針對“經由光學捕獲的個性化HRTF的方法及設備(Method?and?Apparatus?to?Personalized?HRTF?via?Optical?Capture)”的第62/703,297號美國臨時申請案的權益，所述申請案通過引用的方式并入本文中。

技術領域

本發明涉及音頻處理，并且特定來說，涉及根據收聽者的人體測量及人口統計特性產生定制音頻。

背景技術

除非本文另外指出，否則此章節中描述的方法不是本申請案中的權利要求書的現有技術，并且由于包含在此章節中而不被承認是現有技術。

通過將聲音放置在各種位置處并通過仿真頭進行錄音，可經由通過耳機回放此類錄音來實現對來自相對于收聽者的對應各種位置的聲音的感知。如果使用獨立揚聲器而不是耳機，此方法有導致模糊的聲音的不良副作用，因此通常將所述技術用于多軌錄音的選定軌，而不是整個錄音。為改進所述技術，仿真材料可包含耳朵(耳廓)的形狀，并且可被設計為與真實頭部及耳朵的聲反射率/吸聲率匹配。

替代地，可將頭部相關傳遞函數(HRTF)應用于聲源，使得在使用耳機收聽時，聲音將看起來似乎在空間上定位。一般來說，HRTF對應于三維(3D)空間中的點與耳道入口之間的聲學傳遞函數。HRTF源自耳朵、頭部及身體的無源過濾功能，且最終被大腦用來推斷聲音的位置。HRTF由幅度及相位頻率響應組成，所述幅度及相位頻率響應依據應用于音頻信號的仰角及方位角(圍繞收聽者的旋轉)而變。除在仿真頭周圍的特定位置記錄聲音外，還可通過眾多方式(包含常規方法)記錄聲音，然后使用HRTF處理聲音以使其出現在所需位置處。當然，疊加允許在各種位置同時創建許多聲音，以復制真實世界音頻環境或簡單的藝術意圖。另外，聲音可被數字合成而不是被記錄。

HRTF概念的改進包含從實際人類的耳道進行記錄。

發明內容

在通過從實際人類的耳道進行記錄來改進HRTF的過程中，意識到，人與人之間在HRTF方面存在很大的可變性，這歸因于解剖學上的個體差異，例如肩寬、頭部大小及耳廓的形狀及其它面部特性。另外，單獨的個體的左耳與右耳之間存在細微差異。由于HRTF的此個體行為，在使用通用HRTF時仍然存在問題，例如從仿真頭、單獨的個體或多個個體的平均值設計的HRTF。通用HRTF的使用通常導致位置準確性問題，例如難以將聲音放置在面部前面、前后顛倒、從頭部傳送特定距離以及角度準確性。此外，通常已發現通用HRTF缺乏音色或頻譜自然性及對聲場深度的整體感知。由于增加了這種了解，正進行各種努力以經由各種技術來獲得針對特定收聽者的HRTF。

此文獻描述用于個性化雙耳音頻的回放以大幅改進所感知聲源的位置的準確性的系統。除由用戶提供的人口統計信息外，所述系統使用用戶的人體測量的光學圖像捕獲，例如肩部、頭部及耳廓形狀。這些數據用于為用戶導出個性化HRTF。然后，此個性化HRTF用于處理表示為定位聲音對象的聲源，其中位置的范圍可從精確位置到擴散源(例如，使用Atmos^TM系統中的音頻對象)。在一些實施例中，聲源可為多聲道格式，甚至可為轉換成定位聲音對象的立體源。聲源可用于視頻、音樂、對話增強、視頻游戲、虛擬現實(VR)及增強現實(AR)應用等。