[實用新型]用于真人HRTF測量的頭位自標定與自定位系統

有效

• 申請號: 202220405451.3
• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN217852974U
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 師國偉;鄭學文;王興偉;王聰;余文斌;張巖
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍特色醫學中心
• 主分類號: A61B5/12
• 分類號: A61B5/12;A61B90/00
• 代理公司: 北京智橋聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11560
• 代理人: 趙景平

本實用新型公開了一種用于真人HRTF測量的頭位自標定與自定位系統，該系統包括：真人頭心標定模塊，用于標定頭心在人頭內部的位置的模塊；聲源空間分布球心標定模塊，用于標定聲源空間分布的虛擬球心在空間的位置的模塊；自標定和自定位模塊，用于被測者自己標定和定位頭心于虛擬球心上的模塊。利用本實用新型方案，可以方便、高效地實現真人HRTF測量的頭位自標定與自定位。

技術領域

本實用新型涉及虛擬空間測量技術領域，具體涉及一種用于真人HRTF測量的頭位自標定與自定位系統及方法。

背景技術

頭相關傳遞函數HRTF(Head Realated Transfer Functions，HRTF)描述自由聲場中聲源到雙耳的聲學傳輸關系，它與聲源位置、頻率等參數有關，包含了聲波到達雙耳的聲級差(Interaural Level Difference，ILD)、時間差(Interaural Time Difference，ITD)、以及相位差(Interaural Phase Difference，IPD)等因素，是人腦聽覺定位的重要線索。HRTF將空間各方位聲音到雙耳的傳播過程描述為左右的兩個傳播信道用以構建雙聲道虛擬聲和重現空間三維聲音，是空間虛擬聽覺研究的重要基礎。

HRTF數據測量通過測量與人頭中心距離一定的空間球面上點聲源到雙耳的聲壓級變化得到。由于受人的感知定位和生理特性所限，被測者很難準確標定自己頭部中心，并一直將其定位在聲源分布的虛擬空間球心上。人頭中心在空間球心上的標定和定位對HRTF測量數據精度具有直接影響。一般需要在測量過程中，實時發現被測者頭部偏離程度，不斷指導被測者調整、糾正并要求被測者保持頭部位置、姿態在測量容忍的范圍之內。在一些精度要求高的真人HRTF測量中，用聲源與人頭之間的距離標定定位頭位，甚至用光電經緯儀定位頭位。上述這些頭部標定定位方法不僅影響HRTF數據精度，而且需要不停指導被測者調整糾正頭位影響HRTF測量效率，同時指導、告警、提示聲音會產生影響HRTF數據精度的噪聲，光電經緯儀等定位設備也會干擾HRTF聲學測量設備。

實用新型內容

本實用新型提供一種用于真人HRTF測量的頭位自標定與自定位系統，以使被測者不需要額外指導，能夠自己實時自主標定和定位頭位，既無干擾、零噪聲，且成本低、精度高，效率高。

為此，本實用新型提供如下技術方案：

一種用于真人HRTF測量的頭位自標定與自定位系統，所述系統包括：

真人頭心標定模塊，用于標定被測者的頭心在人頭內部的位置，包含人頭冠狀面標記、矢狀面標記和水平面輔助標記；

虛擬球心標定模塊，用于標定聲源空間分布球心在測量空間的位置，包含聲源空間分布球冠狀面標記、矢狀面標記和水平面輔助標記；

自標定和自定位模塊，用于根據所述真人頭心標定模塊標定的標記、以及所述虛擬球心標定模塊標定的標記，對所述被測者進行頭部自標定和頭部自定位，所述頭部自標定是指通過頭心與球心準確重合標定出標準頭位，所述頭位自定位是指在所述標準頭位的測量誤差容許范圍內的頭位定位。

可選地，所述自標定和自定位模塊包括：成像系統、標定提示器、定位偏離提示器；

所述成像系統，用于實現視域外標記的反演；

所述標定提示器，用于在定位過程中提示被測者當前位置為頭位標定標準位置；

所述定位偏離提示器，用于在定位過程中提示被測者頭位超過測量允許誤差。

可選地，所述成像系統包括：第一平面鏡、第二平面鏡、棱鏡系統；

所述第一平面鏡用于被測者面部標記成像，所述人頭水平面輔助標記和所述人頭矢狀面標記經過所述第一平面鏡得到的鏡像標記，與所述人頭冠狀面標記經所述棱鏡系統和所述第二平面鏡成的鏡像標記一起形成人頭轉化標記；