[發(fā)明專利]一種虛擬場(chǎng)景交互語(yǔ)音HRTF定位方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111651697.5
• 申請(qǐng)日: 2021-12-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114442028A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許召輝;徐安冉;饒蕾;范光宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中航華東光電（上海）有限公司
• 主分類號(hào): G01S1/76
• 分類號(hào): G01S1/76
• 代理公司: 上海樂(lè)泓專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31385
• 代理人: 張雪

本發(fā)明涉及一種虛擬場(chǎng)景交互語(yǔ)音HRTF定位方法，涉及聲學(xué)定位技術(shù)領(lǐng)域，包括以下步驟：語(yǔ)音信號(hào)監(jiān)測(cè)；判斷是否存在語(yǔ)音信號(hào)；若沒(méi)有語(yǔ)音信號(hào)，則回到上一步驟，重復(fù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；若沒(méi)有語(yǔ)音信號(hào)，則進(jìn)入下一步驟；獲取仿真場(chǎng)景角色環(huán)境與位置信息；通過(guò)仿真場(chǎng)景角色環(huán)境與位置信息確定參數(shù)；根據(jù)角色環(huán)境參數(shù)信息計(jì)算HTRF；將聲源與HTRF進(jìn)行卷積計(jì)算；輸出卷積后的音頻信號(hào)。其優(yōu)點(diǎn)在于：通過(guò)將HRTF函數(shù)與語(yǔ)音內(nèi)容信息結(jié)合在一起，產(chǎn)生具有空間感的音頻，使用戶在虛擬場(chǎng)景中不僅可以聽(tīng)到語(yǔ)音內(nèi)容信息，還能感受到語(yǔ)音的方向，通過(guò)聲音可以快速準(zhǔn)確的判斷發(fā)聲點(diǎn)的方位，在虛擬環(huán)境中獲得現(xiàn)實(shí)環(huán)境的聽(tīng)覺(jué)體驗(yàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聲學(xué)定位技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種虛擬場(chǎng)景交互語(yǔ)音HRTF定位方法。

背景技術(shù)

在日常生活中，人們可以分辨來(lái)自不同方向的聲音，并對(duì)其進(jìn)行定位，但是在虛擬場(chǎng)景中，傳統(tǒng)語(yǔ)音技術(shù)往往只能還原聲音內(nèi)容信息，丟失了聲音的方位信息和環(huán)境信息，語(yǔ)音定位技術(shù)主要是對(duì)聲音來(lái)源的定位的研究。目前現(xiàn)有的語(yǔ)音定位技術(shù)主要有波場(chǎng)合成技術(shù)、Ambisonics(是一種拾取和播放聲音的技術(shù)，專門用來(lái)模擬原始三維聲場(chǎng)效果的聲音系統(tǒng))技術(shù)、AP幅度平移技術(shù)等。

現(xiàn)有虛擬場(chǎng)景中的語(yǔ)音交互采用一般的語(yǔ)音傳輸模塊實(shí)現(xiàn)，其能通過(guò)用戶間的語(yǔ)音采集設(shè)備與語(yǔ)音播放設(shè)備實(shí)現(xiàn)用戶間的正常通話。然而，語(yǔ)音采集設(shè)備與語(yǔ)音播放設(shè)備不包含方位信息，接收端用戶無(wú)法根據(jù)語(yǔ)音判斷發(fā)送端用戶在虛擬場(chǎng)景中的方向與位置。

目前現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)：

1、波場(chǎng)合成技術(shù)，它在理想情況下，可以較精確地還原聲場(chǎng)，但是需要大量的揚(yáng)聲器，對(duì)場(chǎng)地及設(shè)備具有較高的要求。

2、Ambisonics技術(shù)，編解碼程序沒(méi)有依賴性，但是對(duì)聲場(chǎng)的重建及準(zhǔn)確的定位依賴于大量的數(shù)據(jù)量，要求聽(tīng)者所處位置不變，重建聲場(chǎng)區(qū)域較小。

3、AP幅度平移技術(shù)，通過(guò)少量的揚(yáng)聲器就可以產(chǎn)生特定方位的虛擬聲源，但是無(wú)法精確還原原始聲場(chǎng)，最佳聽(tīng)音區(qū)域較小。

前面的敘述在于提供一般的背景信息，并不一定構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種虛擬場(chǎng)景交互語(yǔ)音HRTF定位方法，該方法使用戶在虛擬場(chǎng)景中不僅可以聽(tīng)到語(yǔ)音內(nèi)容信息，還能感受到語(yǔ)音的方向，可以快速準(zhǔn)確的判斷發(fā)聲點(diǎn)的方位，在虛擬環(huán)境中獲得現(xiàn)實(shí)環(huán)境的聽(tīng)覺(jué)體驗(yàn)。

本發(fā)明提供一種虛擬場(chǎng)景交互語(yǔ)音HRTF定位方法，包括以下步驟：

S1：語(yǔ)音信號(hào)監(jiān)測(cè)，并進(jìn)入S2步驟；

S2：判斷是否存在語(yǔ)音信號(hào)；若沒(méi)有語(yǔ)音信號(hào)，則回到S1步驟，重復(fù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；若沒(méi)有語(yǔ)音信號(hào)，則進(jìn)入S3步驟；

S3：獲取仿真場(chǎng)景角色環(huán)境與位置信息，并進(jìn)入S4步驟；

S4：通過(guò)仿真場(chǎng)景角色環(huán)境與位置信息確定參數(shù)，并進(jìn)入S5步驟；

S5：根據(jù)角色環(huán)境參數(shù)信息計(jì)算HTRF，并進(jìn)入S6步驟；

S6：將聲源與HTRF進(jìn)行卷積計(jì)算，并進(jìn)入S7步驟；

S7：輸出卷積后的音頻信號(hào)。

進(jìn)一步地，所述步驟S4中的參數(shù)包括角色相對(duì)于角色人頭中心的球形坐標(biāo)、聲音頻率與人體學(xué)參數(shù)。

進(jìn)一步地，所述步驟S5包括通過(guò)所述步驟S4中的參數(shù)，計(jì)算聲源在角色左右耳處產(chǎn)生的聲壓P_L、P_R，同時(shí)計(jì)算在沒(méi)有角色的情況下聲源在頭部中心處產(chǎn)生的聲壓P₀；