虚拟声音系统和方法技术方案

提供响应于用户运动而更新声场的方法和系统。所述方法和系统计算开销低于现有的更新声场的方法，并且还适用于任意扬声器配置。所述方法和系统提供通过使用“虚拟扬声器”而实现的动态双耳声场渲染。不是将扬声器信号馈送到物理扬声器中，信号改为通过对应于这些扬声器的空间位置的左和右HRIR(头部相关输入响应)来滤波。左耳信号和右耳信号的总和接着被馈送到用户的音频输出装置中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请主张2014年11月11日申请的第62/078,050号美国临时专利申请的优先权，该美国临时专利申请的全部公开内容以引用方式并入本文中。
技术介绍
在许多情形下，需要产生一种声场，该声场包含与该声场内的信号源(所述信号源可以是虚拟源)的位置相关的信息。此信息导致收听者将声音感知为源于虚拟源的位置，即，信号被感知为源于相对于收听者的位置的3维空间中的位置。例如，伴随着电影的音频可作为环绕声输出使得为观看者提供更逼真的体验。另一实例发生在计算机游戏的上下文中，其中输出给用户的音频信号包含空间信息，以使得用户将音频感知为不是来自扬声器，而是来自3维空间中的(虚拟)位置。含有空间信息的声场可例如使用借以接收双耳信号的耳机扬声器而传送给用户。双耳信号包含足以重新创建涵盖一个或更多个虚拟信号源的虚拟声场的信息。在此情形下，需要考量用户的头部运动以维持稳定的声场，以此来例如保留音频和视频的关系(例如，同步、重合等)。不能维持稳定的声场或音场例如因用户急速低头而导致用户将虚拟源(例如，汽车)感知为飞到空中。虽然很常见，不考虑用户的头部运动导致源位置在用户的头部内的内化(internalized)。
技术实现思路
本
技术实现思路
以简化形式介绍一系列概念，以提供对本公开的一些方面的基本理解。本
技术实现思路
不是本公开的详尽概括，并且不希望标识本公开的关键或重要元素或限定本公开的范围。本
技术实现思路
仅呈现本公开的概念中的一些作为下文提供的具体实施方式的序言。本公开总的来说涉及用于信号处理的方法和系统。更具体来说，本专利技术的方面涉及处理含有空间信息的音频信号。本公开的一个实施例涉及一种用于更新声场的方法，该方法包括：通过确定对应于多个物理扬声器的空间位置的头部相关输入响应(HRIR)而产生多个物理扬声器的虚拟扬声器；使用与用户相关联的头部追踪数据和基于直接增益优化的至少一个摇移函数来稳定空间声场；以及把稳定的声场提供到与用户相关联的音频输出装置。在另一实施例中，在用于更新声场的方法中稳定空间声场包含将摇移函数应用到每个虚拟扬声器信号馈送。在另一实施例中，用于更新声场的方法还包括：对多个物理扬声器的每个信号计算增益；以及将所计算的增益存储在查找表中。在又一实施例中，用于更新声场的方法还包括：基于从检测的用户的运动得出的旋转声场计算而确定修改的扬声器信号的增益。在又一实施例中，用户的音频输出装置是耳机装置，并且用于更新声场的方法还包括：从耳机装置获得与用户相关联的头部追踪数据。在另一实施例中，用于更新声场的方法还包括：把每个修改的增益与对应的HRIR对组合；以及将组合的增益和HRIR发送到用户的音频输出装置。本公开的另一实施例涉及一种更新声场的系统，该系统包括：至少一个处理器；以及非暂时性计算机可读介质，耦接到至少一个处理器，非暂时性计算机可读介质上存储了指令，所述指令在由至少一个处理器执行时，导致至少一个处理器：通过确定对应于多个物理扬声器的空间位置的头部相关输入响应(HRIR)而产生多个物理扬声器的虚拟扬声器；使用与用户相关联的头部追踪数据和基于直接增益优化的摇移函数来稳定空间声场；以及把稳定的声场提供到与用户相关联的音频输出装置。在另一实施例中，用于更新声场的系统中的至少一个处理器被进一步导致：将摇移函数应用到每个虚拟扬声器信号馈送。在另一实施例中，用于更新声场的系统中的至少一个处理器被进一步导致：对多个物理扬声器的每个信号计算增益；并且将所计算的增益存储在查找表中。在又一实施例中，用于更新声场的系统中的至少一个处理器被进一步导致：基于从检测的用户的运动而得出的旋转声场计算而确定修改的扬声器信号的增益。在又一实施例中，用户的音频输出装置是耳机装置，并且用于更新声场的系统中的至少一个处理器被进一步导致：从耳机装置获得与用户相关联的头部追踪数据。在又一实施例中，用于更新声场的系统中的至少一个处理器被进一步导致：把每个修改的增益与对应的HRIR对组合；以及将组合的增益和HRIR发送到用户的音频输出装置。本公开的又一实施例涉及一种提供音频信号的方法，该音频信号包含与声场中至少一个虚拟源相对于用户的位置的定位相关联的空间信息，该方法包括：获得包含多个信号分量的第一音频信号，所述信号分量中的每一个对应于位于声场中的多个虚拟扬声器中的相应一个；获得用户运动的指示；通过基于用户运动的指示将相应阶的摇移函数应用到所述信号分量中的每一个而确定多个摇移的信号分量，其中摇移函数利用直接增益补偿函数；以及将包含摇移的信号分量的第二音频信号输出给用户。在一个或更多个实施例中，本文所述的方法和系统可视情况包含以下额外特征中的一个或更多个：修改的扬声器信号的增益是作为原始扬声器增益的加权总和来确定；基于指示源的定位质量的客观判据对所有摇移角来心理声学优化所述查找表；用户的音频输出装置是耳机装置；包含经摇移的信号分量的第二音频信号通过用户的耳机装置而输出；和/或用户运动的指示是获自用户的耳机装置。本文所公开的处理器和存储器系统中的一些或全部的实施例还可被配置成执行上文所公开的方法实施例中的一些或全部。上文所公开的方法中的一些或全部的实施例还可被表示为体现在暂时性或非暂时性处理器可读存储介质(例如，光学或磁性存储器)上的指令或表示为经由通信网络(例如，因特网或电话连接)而提供到处理器或数据处理装置的传播信号。本公开的方法和系统的适用性的进一步的范围将从下文给出的具体实施方式变得更清楚。然而，应理解，具体实施方式和具体实例虽然指示方法和系统的实施例，但仅通过说明的方式给出，这是因为对于本领域的技术人员来说，本文所公开的概念的精神和范围内的各种改变和修改将从此具体实施方式变得更清楚。附图说明对于本领域的技术人员来说，本公开的这些和其它目标、特征和特性将结合权利要求书和附图而从下文具体实施方式的研究变得更清楚，所有这些形成本说明书的一部分。其中：图1A是图示根据本文所述的一个或更多个实施例的使用对应于一种设置中的所有扬声器的空间位置的头部相关输入响应(HRIR)的测量而进行的虚拟扬声器再现的实例系统的框图。图1B是图示根据本文所述的一个或更多个实施例的与HRIR卷积的扬声器信号的播放的实例系统的框图。图2是图示根据本文所述的一个或更多个实施例的用于将扬声器信号与对应于扬声器的空间位置的HRIR测量组合以形成2声道双耳流的实例系统的框图。图3A是图示根据本文所述的一个或更多个实施例的在不同摇移角下从实例摇移方法引起的个别扬声器的实例增益函数的图形表示。图3B是图示根据本文所述的一个或更多个实施例的在不同摇移角下从实例摇移方法引起的个别扬声器的实例增益函数的图形表示。图4A是图示根据本文所述的一个或更多个实施例的在实例摇移方法的状况下的能量和速度向量的量值的实例分析的图形表示。图4B是图示根据本文所述的一个或更多个实施例的不同摇移角的总发射能量的实例分析的图形表示。图5A是图示根据本文所述的一个或更多个实施例的能量向量方向与预期摇移角之间的绝对度数差的实例的图形表示。图5B是图示根据本文所述的一个或更多个实施例的速度向量方向与预期摇移角之间的绝对度数差的实例的图形表示。图5C是图示根据本文所述的一个或更多个实施例的能量向量方向与速度向量方向之间的绝对度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于更新声场的方法(600)，所述方法包括：通过确定对应于多个物理扬声器的空间位置的头部相关输入响应(HRIR)而产生所述多个物理扬声器的虚拟扬声器(605)；使用与用户相关联的头部追踪数据和基于直接增益优化的至少一个摇移函数来稳定空间声场(615)；以及把被稳定的声场提供到与所述用户相关联的音频输出装置(620)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.11 US 62/078,0501.一种用于更新声场的方法(600)，所述方法包括：通过确定对应于多个物理扬声器的空间位置的头部相关输入响应(HRIR)而产生所述多个物理扬声器的虚拟扬声器(605)；使用与用户相关联的头部追踪数据和基于直接增益优化的至少一个摇移函数来稳定空间声场(615)；以及把被稳定的声场提供到与所述用户相关联的音频输出装置(620)。2.根据权利要求1所述的方法，其中稳定所述空间声场包含把摇移函数应用到每个虚拟扬声器信号馈送。3.根据权利要求1所述的方法，还包括：对所述多个物理扬声器的每个信号计算增益；以及把所计算的增益存储在查找表中。4.根据权利要求3所述的方法，还包括：基于从检测的所述用户的运动得出的旋转声场计算来确定扬声器信号的修改的增益。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述扬声器信号的修改的增益被确定为原始扬声器增益的加权总和。6.根据权利要求3所述的方法，其中基于指示源的定位质量的客观判据对所有摇移角来心理声学优化所述查找表。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述用户的所述音频输出装置是耳机装置。8.根据权利要求7所述的方法，还包括：从所述耳机装置获得与所述用户相关联的所述头部追踪数据。9.根据权利要求1所述的方法，还包括：把每个修改的增益与对应的HRIR对组合；以及把组合的增益和HRIR发送到所述用户的所述音频输出装置。10.一种用于更新声场的系统，所述系统包括：至少一个处理器；以及非暂时性计算机可读介质，耦接到所述至少一个处理器，所述非暂时性计算机可读介质上存储有指令，所述指令在由所述至少一个处理器执行时，使所述至少一个处理器：通过确定对应于多个物理扬声器的空间位置的头部相关输入响应(HRIR)而产生所述多个物理扬声器的虚拟扬声器；使用与用户相关联的头部追踪数据和基于直接增益优化的摇移函数...

【专利技术属性】
技术研发人员：马尔钦·戈泽勒，弗兰克·伯兰德，布赖恩·奥图尔，伊恩·凯利，
申请(专利权)人：谷歌公司，
类型：发明
国别省市：美国;US