一種用于3d音效耳機(jī)重放的個(gè)性化優(yōu)化方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于3D音效耳機(jī)重放的個(gè)性化優(yōu)化方法，該方法基于包含人頭傳遞函數(shù)(HRTF)數(shù)據(jù)庫，對人的聽音效果進(jìn)行有效的訓(xùn)練，根據(jù)訓(xùn)練結(jié)果在HRTF數(shù)據(jù)庫中匹配相應(yīng)HRTF，然后，根據(jù)用戶的體驗(yàn)效果和使用中的反饋信息微調(diào)HRTF，使得匹配并修正后的HRTF更好地滿足聽音者的3D音效需求，具有一定的個(gè)性化功能。該發(fā)明解決不同的耳機(jī)和不同的聽者在使用3D耳機(jī)時(shí)，重放不同的虛擬聲學(xué)環(huán)境的音效時(shí)出現(xiàn)的差異化問題，顯著提高3D音效耳機(jī)的重放效果。
【專利說明】
一種用于3D音效耳機(jī)重放的個(gè)性化優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電聲技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于3D音效耳機(jī)重放的個(gè)性化優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]3D音效耳機(jī)采用相同的人頭傳遞函數(shù)(HRTF)對音源進(jìn)行處理，在耳機(jī)的雙耳揚(yáng)聲器端產(chǎn)生具有特定聲場信息的聲信號，使聽者感知到具有方位感的聲學(xué)信號，進(jìn)而產(chǎn)生3D音效(CN105263075A，一種帶方位傳感器耳機(jī)及其3D聲場還原方法，CN 102665156B，一種基于耳機(jī)的虛擬3d重放方法)。傳統(tǒng)的3D音效耳機(jī)所使用的HRTF往往是在專業(yè)消聲室環(huán)境中采用人工頭測試系統(tǒng)采集并分析得到的(CN101483797A，一種針對耳機(jī)音響系統(tǒng)的人腦音頻變換函數(shù)(hrtf)的生成方法和設(shè)備)。使用該類HRTF雖然能夠產(chǎn)生一定的聲像信息和方位感，忽略了人耳的差異性，也忽略了耳機(jī)本身的差異性，聽者對聲源的方位信息感知出現(xiàn)偏差，降低了用戶的3D音效體驗(yàn)(鐘小麗、謝菠蓀，2012，個(gè)性化頭相關(guān)傳輸函數(shù)的近似獲取——現(xiàn)狀和問題，應(yīng)用聲學(xué)，31 (6)，410-415)。這就需要對聽者的HRTF進(jìn)行必要的修正，甚至專門對特定聽者定制HRTF。傳統(tǒng)針對特定人的HRTF的專業(yè)測量需要使用消聲室和人工頭測試系統(tǒng)，并且費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，該方法不可能用于消費(fèi)類產(chǎn)品。因此，如何根據(jù)耳機(jī)的本身的特性以及使用者的特征進(jìn)行快速有效的HRTF的定制和修正，提高3D耳機(jī)的聽音效果，是本發(fā)明所要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決不同的耳機(jī)和不同的聽者在使用3D耳機(jī)重放不同的虛擬聲學(xué)環(huán)境的音效時(shí)出現(xiàn)的差異化問題，本發(fā)明提出了一種3D音效耳機(jī)重放的個(gè)性化優(yōu)化方案。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]—種用于3D音效耳機(jī)重放的個(gè)性化優(yōu)化方法，包括:
[0006]服務(wù)器或本地設(shè)備存儲(chǔ)了大量的HRTF構(gòu)成HRTF數(shù)據(jù)庫，這些HRTF涵蓋了具有不同生理特征的人的HRTF，這些生理特征包括耳廓形狀、頭部特征和面部特征；
[0007]根據(jù)用戶的實(shí)際聽音感受進(jìn)行訓(xùn)練；
[0008]根據(jù)訓(xùn)練結(jié)果對HRTF數(shù)據(jù)庫進(jìn)行匹配，選擇合適的HRTF;
[0009]根據(jù)訓(xùn)練結(jié)果對匹配得到的HRTF進(jìn)行微調(diào)。
[0010]其中，所述3D音效耳機(jī)重放個(gè)性化方法中，服務(wù)器所包含的HRTF數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫的HRTF可以是但不限于:
[0011 ] I)通過專業(yè)方法實(shí)測得到的HRTF ；
[0012]2)通過模型仿真和數(shù)值計(jì)算得到的HRTF;
[0013]3)根據(jù)用戶使用反饋信息修正得到的HRTF;
[0014]4)其它機(jī)構(gòu)或者用戶共享的HRTF。
[0015]其中，所述3D音效耳機(jī)重放個(gè)性化方法包括訓(xùn)練模塊，該訓(xùn)練模塊可以通過藍(lán)牙或者wifi等無線連接方案與控制臺(tái)進(jìn)行連接。
[0016]進(jìn)一步的，控制臺(tái)可以是硬件控制平臺(tái)，也可以是在通用終端設(shè)備上實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用程序。
[0017]進(jìn)一步的，在訓(xùn)練過程中，給耳機(jī)加載標(biāo)準(zhǔn)的或通用的HRTF參數(shù)，使用預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)首源放首。
[0018]其中，放音的內(nèi)容包括基于當(dāng)前HRTF的各個(gè)方向的3D音效，包括不同方向、不同仰角和不同的距離信息。在每次放音完成之后，讓用戶選擇或判斷感知到的方向、仰角和距離。系統(tǒng)將用戶選擇得到的參數(shù)與實(shí)際的參數(shù)進(jìn)行比對，從而從HRTF數(shù)據(jù)庫選擇更為適合的HRTF。
[0019]進(jìn)一步的，所示3D音效耳機(jī)重放個(gè)性化方法的訓(xùn)練模塊可以在本地對匹配得到的HRTF進(jìn)行微調(diào)。
[0020]進(jìn)一步的，微調(diào)訓(xùn)練的過程可以通過播放相同音源但處理方式不同的聲音，讓用戶選擇效果最佳的聲音來完成。
[0021 ]進(jìn)一步的，微調(diào)的目標(biāo)包括但不限于:
[0022]I)控制左右耳的時(shí)延，改進(jìn)3D音效的方向和仰角的體驗(yàn)；
[0023]2)平衡左右耳能量感知的增益調(diào)整；
[0024]3)左右耳的交叉混音控制；
[0025]4)音效均衡和混響控制。
[0026]本發(fā)明的有益效果:
[0027]本發(fā)明公開一種用于3D音效耳機(jī)重放的個(gè)性化優(yōu)化方法，該方法基于包含人頭傳遞函數(shù)(HRTF)數(shù)據(jù)庫，對人的聽音效果進(jìn)行有效的訓(xùn)練，根據(jù)訓(xùn)練結(jié)果在HRTF數(shù)據(jù)庫中匹配相應(yīng)HRTF，然后，根據(jù)用戶的體驗(yàn)效果和使用中的反饋信息微調(diào)HRTF，使得匹配并修正后的HRTF更好地滿足聽音者的3D音效需求，具有一定的個(gè)性化功能。該發(fā)明解決不同的耳機(jī)和不同的聽者在使用3D耳機(jī)時(shí)，重放不同的虛擬聲學(xué)環(huán)境的音效時(shí)出現(xiàn)的差異化問題，顯著提高3D音效耳機(jī)的重放效果。
【附圖說明】
[0028]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0029]圖1是本發(fā)明一種用于3D音效耳機(jī)重放的個(gè)性化優(yōu)化方法流程圖；
[0030]圖2是本發(fā)明一種用于3D音效耳機(jī)重放的個(gè)性化優(yōu)化方法結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0032]如圖1所示，其為本發(fā)明一種用于3D音效耳機(jī)重放的個(gè)性化優(yōu)化方法的流程圖。
[0033]在步驟[101]中，通過實(shí)際測量、仿真和數(shù)值計(jì)算得到大量的HRTF，在遠(yuǎn)端云服務(wù)器中建立HRTF數(shù)據(jù)庫(3);
[0034]在步驟[102]中，打開訓(xùn)練模塊(4)，通過藍(lán)牙或wifi與控制臺(tái)(2)進(jìn)行連接，該控制臺(tái)(2)通過手機(jī)應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)，預(yù)設(shè)各種先驗(yàn)參數(shù)，并根據(jù)該先驗(yàn)參數(shù)在3D音效耳機(jī)(I)中加載適合的HRTF。
[0035]其中，在手機(jī)應(yīng)用中或者耳機(jī)(I)中讓用戶對影響3D音效的生理特征，如耳廓形狀、頭部特征和面部特征等，進(jìn)行初步設(shè)置。如臉型橫向?qū)?、中、窄和縱向長、中、短，共9種組合方式。
[0036]在步驟[103]中，用戶將訓(xùn)練模塊(4)與具有3D音效的耳機(jī)(I)相連接，保證訓(xùn)練模塊可以實(shí)時(shí)地更新的HRTF(5)。
[0037]在步驟[104]中，在訓(xùn)練模塊(4)控制下，耳機(jī)(I)通過HRTF對標(biāo)準(zhǔn)音源(6)進(jìn)行處理，按照順序播放各種3D音效，在用戶未知實(shí)際加載的3D音效的方向、仰角和距離的情況下，進(jìn)行下述操作:
[0038]I)讓用戶通過控制臺(tái)(2)來選擇或判斷所感知到的3D音效的方向、仰角和距離；
[0039]2)如果3D音效耳機(jī)中含有方位角度信息(7)，如耳機(jī)包含陀螺儀、加速度計(jì)等，則用戶通過簡單轉(zhuǎn)動(dòng)頭部以確定所感知到的3D音效的方向、仰角。
[0040]在步驟[105]中，訓(xùn)練模塊(4)實(shí)時(shí)比對加載的3D音效的方向、仰角和距離與用戶選擇的3D音效的方向、仰角和距離的差別，進(jìn)而估算用戶可能影響3D音效聽音效果的生理特征，這些生理特征包括耳廓形狀、頭部特征和面部特征等。
[0041]在步驟[106]中，訓(xùn)練模塊(4)根據(jù)實(shí)時(shí)比對所估算的用戶生理特征，這些生理特征包括耳廓形狀、頭部特征和面部特征等，在HRTF數(shù)據(jù)庫(3)中選擇和匹配適合的HRTF，并在用戶未覺察的情況下更新HRTF(5)，繼續(xù)進(jìn)行訓(xùn)練和比對。當(dāng)比對的結(jié)果正確度較高時(shí)，進(jìn)入步驟[107]，否則，返回步驟[104]。
[0042]在步驟[107]中，訓(xùn)練模塊(4)通過播放各種聲源信號的不同處理結(jié)果，讓用戶通過控制臺(tái)(2)選擇最為滿意的結(jié)果，根據(jù)用戶選擇結(jié)果，微調(diào)已匹配的HRTF(5)，使用戶3D音效的主觀聽音感受達(dá)到最佳。其中，微調(diào)的參數(shù)包括:
[0043]I)控制左右耳的時(shí)延，改進(jìn)3D音效的方向和仰角的體驗(yàn)；
[0044]2)平衡左右耳能量感知的增益調(diào)整；
[0045]3)左右耳的交叉混音控制；
[0046]4)音效均衡和混響控制。
[0047]在步驟[108]中，在3D音效耳機(jī)(I)和控制臺(tái)(2)中固化微調(diào)后的HRTF，使其作為特定用戶的專用個(gè)性化HRTF。
[0048]以上對本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種用于3D音效耳機(jī)重放的個(gè)性化優(yōu)化方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，因此，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于3D音效耳機(jī)重放的個(gè)性化優(yōu)化方法，其特征在于: 該系統(tǒng)包含訓(xùn)練模塊(4)，該訓(xùn)練模塊(4)用于對用戶的人頭傳遞函數(shù)(HRTF)進(jìn)行匹配和修正，使得用戶使用3D音效耳機(jī)的舒適度和方位感知準(zhǔn)確度明顯提升。其中，服務(wù)器或本地設(shè)備存儲(chǔ)了大量的HRTF構(gòu)成HRTF數(shù)據(jù)庫(3)，這些HRTF涵蓋了具有不同生理特征的人的HRTF，這些生理特征包括耳廓形狀、頭部特征和面部特征等;根據(jù)用戶的實(shí)際聽音感受進(jìn)行在線訓(xùn)練;根據(jù)訓(xùn)練的效果對服務(wù)器中的HRTF數(shù)據(jù)庫(3)進(jìn)行匹配，匹配最佳的HRTF;根據(jù)訓(xùn)練結(jié)果對匹配得到的HRTF進(jìn)行微調(diào)。2.如權(quán)利要求1所述的用于3D音效耳機(jī)重放的個(gè)性化優(yōu)化方法，其特征在于: 1)在訓(xùn)練模塊(4)控制下，耳機(jī)(I)通過HRTF對標(biāo)準(zhǔn)音源(6)進(jìn)行處理，按照順序播放各種3D音效，在用戶未知實(shí)際加載的3D音效的方向、仰角和距離的情況下，讓用戶選擇或判斷所感知到的3D音效的方向、仰角和距離； 2)訓(xùn)練模塊(4)比對加載的3D音效的方向、仰角和距離與用戶選擇的3D音效的方向、仰角和距離的差別，進(jìn)而估算用戶可能影響3D音效效果的生理特征，這些生理特征包括耳廓形狀、頭部特征和面部特征等； 3)訓(xùn)練模塊(4)根據(jù)實(shí)時(shí)比對所估算的用戶生理特征，這些生理特征包括耳廓形狀、頭部特征和面部特征等，在HRTF數(shù)據(jù)庫(3)中匹配最佳的HRTF; 4)訓(xùn)練模塊(4)通過播放各種聲源信號的不同處理結(jié)果，讓用戶通過控制臺(tái)(2)選擇最為滿意的結(jié)果，根據(jù)用戶選擇結(jié)果，微調(diào)已匹配的HRTF(5)，使用戶3D音效的主觀聽音感受達(dá)到最優(yōu)。
【文檔編號】H04R5/033GK105979441SQ201610333786
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月17日
【發(fā)明人】陳鍇, 邱小軍
【申請人】南京大學(xué)