用于基于头部跟踪数据确定和/或使用音频滤波器的方法和系统技术方案

提供了一种用于确定音频滤波器的方法。该方法包括获得（S1）头部跟踪数据，该头部跟踪数据表示相对于预期受验者的躯干姿势的头部姿势，该头部姿势也称为头部位置；以及基于头部跟踪数据和表示声源的位置和/或方向的信息从HRTF数据库选择（S2）头部相关传递函数HRTF的表示。该方法还包括基于选择的HRTF表示来确定（S3）音频滤波器。

Methods and systems for determining and/or using audio filters based on head tracking data

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于基于头部跟踪数据确定和/或使用音频滤波器的方法和系统
所提出的技术一般地涉及音频技术以及使用音频滤波器在头戴受话器（headphone）或类似音频设备上的声音的渲染。更具体地，所提出的技术涉及用于确定音频滤波器的方法、音频滤波器选择系统、用于音频滤波的方法、音频滤波器系统、用于声音再现的方法、用于声音再现的系统以及相应的计算机程序和计算机程序产品。
技术介绍
在某些应用中，通过头戴受话器将声音渲染给收听者，使得声音被感知为来自收听的人的头部之外的空间中的具体位置，这是期望的。典型的应用是虚拟现实，其中收听者将佩戴虚拟现实头戴送受话器（head-set）以及头戴受话器，所述头戴送受话器呈现视觉图像，所述头戴受话器补充音频体验。有时虚拟现实也被称为增强现实、AR或X现实、XR，其中X代表“未知”。通常使用头部跟踪解决方案，其感测相对于声源人正在面向哪个大致方向。因此，人所看到和所听到的被实时更新，使得该人可以在虚拟世界中在不同的方向上看并得到那里的体验。当收听者转身时，虚拟世界中的声源的相对方向改变。因此需要头部跟踪信息，使得声源可以在虚拟世界中在它们的合适位置中渲染，而不管收听者正面向哪个方向。举例来说，用于渲染双耳虚拟音频源的常用方法基于将音频源信号与双耳HRTF响应进行卷积。HRTF（头部相关传递函数）由针对每个耳朵的一个传递函数组成，传递函数已经将大脑感测声音的方向需要的必要信息编码在其中。简单地描述，可以通过将麦克风放置在人的耳朵中，然后将声源放置在与人的特定角度和距离处，并且然后测量从声源到收听者的耳朵中的每个的传递函数（或等效地，冲激响应）来测量HRTF响应。源的角度由相对于头部的3D极角（polarangle）指定，其中原点在头部的中心中。通过针对与人的大量的方向测量HRTF，可以构建HRTF的数据库，并且这使得能够在许多不同位置处渲染虚拟声源以及移动声源。通常测量HRTF数据库的方式是通过在测量期间使对其进行测量的人静坐并且面向非常精确的方向同时针对每次测量改变声源的位置来进行。由于人静坐而声源的位置被改变，因此人的头部和躯干在测量期间保持相同的恒定关系。关于双耳技术中的当前现有技术的更多信息可以在参考文献[1]中找到。
技术实现思路
总的目的是改进以其来确定和/或应用音频滤波器以改进声音再现的方式。具体目的是提供一种用于确定音频滤波器的方法。提供一种音频滤波器选择系统也是目的。另一个目的是提供一种用于音频滤波的方法。又一个目的是提供一种音频滤波器系统。又一个目的是提供一种用于声音再现方法。提供一种用于声音再现的系统也是目的。另一个目的是提供相应的计算机程序和计算机程序产品。通过如本文中所要求保护的所提出的技术来满足这些和其他目的。根据第一方面，提供了一种用于确定音频滤波器的方法。该方法包括：-获得头部跟踪数据，该头部跟踪数据表示相对于预期受验者（subject）的躯干姿势的头部姿势，该头部姿势也称为头部位置；-基于头部跟踪数据和表示声源的位置和/或方向的信息，从HRTF数据库选择头部相关传递函数HRTF的表示；-基于选择的HRTF表示来确定音频滤波器。根据第二方面，提供了一种音频滤波器选择系统。音频滤波器选择系统被配置成获得头部跟踪数据，该头部跟踪数据表示相对于预期受验者的躯干姿势的头部姿势，该头部姿势也称为头部位置。音频滤波器选择系统还被配置成基于获得的头部跟踪数据和表示声源的位置和/或方向的信息，从HRTF数据库选择头部相关传递函数HRTF的表示。音频滤波器选择系统被进一步配置成基于选择的HRTF表示来确定音频滤波器。根据第三方面，提供了一种用于音频滤波的方法。该方法包括：-获得头部跟踪数据，该头部跟踪数据表示相对于预期受验者的躯干姿势的头部姿势，该头部姿势也称为头部位置；-基于头部跟踪数据和表示声源的位置和/或方向的信息，从HRTF数据库选择头部相关传递函数HRTF的表示；-基于选择的HRTF表示来确定音频滤波器；以及-对音频数据应用音频滤波器。根据第四方面，提供了一种音频滤波器系统。音频滤波器系统被配置成获得头部跟踪数据，该头部跟踪数据表示相对于预期受验者的躯干姿势的头部姿势，该头部姿势也称为头部位置。音频滤波器系统还被配置成基于获得的头部跟踪数据和表示声源的位置和/或方向的信息，从HRTF数据库选择头部相关传递函数HRTF的表示。音频滤波器系统被进一步配置成基于选择的HRTF表示来确定音频滤波器，并对音频数据应用音频滤波器。根据第五方面，提供了一种用于声音再现的方法。该方法包括：-获得头部跟踪数据，该头部跟踪数据表示相对于预期受验者的躯干姿势的头部姿势，该头部姿势也称为头部位置；-基于头部跟踪数据和表示声源的位置和/或方向的信息，从HRTF数据库选择头部相关传递函数HRTF的表示；以及-基于选择的HRTF表示来确定音频滤波器；-对音频数据应用音频滤波器以处理音频数据；-将处理的音频数据应用于声音系统以进行声音再现。根据第六方面，提供了一种用于声音再现的系统。该系统被配置成获得头部跟踪数据，该头部跟踪数据表示相对于预期受验者的躯干姿势的头部姿势，该头部姿势也称为头部位置。该系统还被配置成基于获得的头部跟踪数据和表示声源的位置和/或方向的信息，从HRTF数据库选择头部相关传递函数HRTF的表示。此外，该系统被配置成基于选择的HRTF表示来确定音频滤波器，并对音频数据应用音频滤波器以处理音频数据。该系统还被配置成将处理的音频数据应用于声音系统以进行声音再现。根据第七方面，提供了一种计算机程序，其包括指令，当由至少一个处理器执行时，所述指令使得所述至少一个处理器：-获得头部跟踪数据，该头部跟踪数据表示相对于预期受验者的躯干姿势的头部姿势，该头部姿势也称为头部位置；以及-基于头部跟踪数据和表示声源的位置和/或方向的信息，从HRTF数据库选择头部相关传递函数HRTF的表示；以及-基于选择的HRTF表示来确定音频滤波器。根据第八方面，提供了一种计算机程序，其包括指令，当由至少一个处理器执行时，所述指令使得（一个或多个）处理器：-获得头部跟踪数据，该头部跟踪数据表示相对于预期受验者的躯干姿势的头部姿势，该头部姿势也称为头部位置；-基于头部跟踪数据和表示声源的位置和/或方向的信息，从HRTF数据库选择头部相关传递函数HRTF的表示；以及-基于选择的HRTF表示来确定音频滤波器；以及-对音频数据应用音频滤波器。根据第九方面，提供了一种计算机程序，其包括指令，当由至少一个处理器执行时，所述指令使得（一个或多个）处理器：-获得头部跟踪数据，该头部跟踪数据表示相对于预期受验者的躯干姿势的头部姿势，该头部姿势也称为头部位置；-基于头部跟踪数据和表示声源的位置和/或方向的信息，从HRTF数据库选择头部相关传递函数HRTF的表示；以及-基于选择的HRTF表示来确定音频滤波器；-对音频数据应用音频滤波器以处理音频数据；以及-将处理的音频数据转发到声音系统，以使得能够实现声音再现。根据第十方面，提供了一种计算机程序产品，其包括其上存储有第七、第八和/或第九方面中的任何方面的计算机程序的计算机可读介质。以这种方式，实质上改进以其来确定和/或应用音频滤波器以改进声音再现的方式是可能的。确定和/或应用基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定音频滤波器的方法，其中，所述方法包括：‑ 获得（S1）头部跟踪数据，所述头部跟踪数据表示相对于预期受验者的躯干姿势的头部姿势，所述头部姿势也称为头部位置；‑ 基于头部跟踪数据和表示声源的位置和/或方向的信息，从HRTF数据库选择（S2）头部相关传递函数HRTF的表示；‑ 基于所选择的HRTF表示来确定（S3）音频滤波器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.04 US 62/4175381.一种用于确定音频滤波器的方法，其中，所述方法包括：-获得（S1）头部跟踪数据，所述头部跟踪数据表示相对于预期受验者的躯干姿势的头部姿势，所述头部姿势也称为头部位置；-基于头部跟踪数据和表示声源的位置和/或方向的信息，从HRTF数据库选择（S2）头部相关传递函数HRTF的表示；-基于所选择的HRTF表示来确定（S3）音频滤波器。2.如权利要求1所述的方法，其中，HRTF的表示包括HRTF的至少子集和/或HRTF的至少子集的处理版本。3.如权利要求1或2所述的方法，其中，选择HRTF表示以用作音频滤波器或以用作输入，以通过附加计算来确定音频滤波器。4.如权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，HRTF数据库包括存储在数据库的存储位置中的头部相关传递函数HRTF的多个表示，其中每个HRTF表示与表示相对于预期受验者的躯干姿势的头部姿势的相关联的头部跟踪数据和表示声源的位置和/或方向的信息一起被存储，并且所获得的头部跟踪数据与表示声源的位置和/或方向的信息一起被用作对HRTF数据库的输入，以找到存储在HRTF数据库中的匹配的头部跟踪和位置/方向数据，并从HRTF数据库提取相关联的HRTF表示。5.如权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中，所述HRTF数据库包括双耳HRTF的表示，并且所选择的HRTF表示是在数据库中与存储的头部跟踪数据相关联的双耳HRTF的表示，所述存储的头部跟踪数据与所获得的头部跟踪数据匹配，所述所获得的头部跟踪数据被用作对HRTF数据库的输入。6.如权利要求1至5中的任一项所述的方法，其中，所述头部姿势输入与源方向信息组合，以从HRTF数据库选择HRTF的一个或多个表示。7.一种音频滤波器选择系统（40；100；200），其中，音频滤波器选择系统被配置成获得头部跟踪数据，所述头部跟踪数据表示相对于预期受验者的躯干姿势的头部姿势，所述头部姿势也称为头部位置，其中，音频滤波器选择系统被配置成基于所获得的头部跟踪数据和表示声源的位置和/或方向的信息，从HRTF数据库选择头部相关传递函数HRTF的表示，以及其中，音频滤波器选择系统被配置成基于所选择的HRTF表示来确定音频滤波器。8.如权利要求7所述的音频滤波器选择系统，其中，HRTF的表示包括HRTF的至少子集和/或HRTF的至少子集的处理版本。9.如权利要求7或8所述的音频滤波器选择系统，其中，音频滤波器选择系统被配置成选择HRTF表示以用作音频滤波器或以用作输入，以通过附加计算来确定音频滤波器。10.如权利要求7至9中的任一项所述的音频滤波器选择系统，其中，音频滤波器选择系统包括音频滤波器选择块，其被配置成使用头部跟踪数据以从HRTF数据库选择HRTF表示。11.如权利要求10所述的音频滤波器选择系统，其中，音频滤波器选择块是HRTF选择块，其被配置成组合来自头部跟踪器的头部姿势输入和来自音频源块的源方向信息，以从HRTF数据库选择HRTF中的一个或多个表示。12.如权利要求7至11中的任一项所述的音频滤波器选择系统，其中，所述HRTF数据库包括存储在数据库的存储位置中的头部相关传递函数HRTF的多个表示，其中每个HRTF表示与表示相对于预期受验者的躯干姿势的头部姿势的相关联的头部跟踪数据和表示声源的位置和/或方向的信息一起被存储，以及其中，音频滤波器选择系统被配置成将获得的头部跟踪数据与表示声源的位置和/或方向的信息一起用作对HRTF数据库的输入，以找到存储在HRTF数据库中的匹配的头部跟踪和位置/方向数据，并从HRTF数据库提取相关联的HRTF表示。13.如权利要求7至12中的任一项所述的音频滤波器选择系统，其中，所述HRTF数据库包括双耳HRTF的表示，并且所述音频滤波器选择系统被配置成选择数据库中与存储的头部跟踪数据相关联的双耳HRTF的表示，所述存储的头部跟踪数据与获得的头部跟踪数据匹配，所述获得的头部跟踪数据用作对HRTF数据库的输入。14.如权利要求7至13中的任一项所述的音频滤波器选择系统，其中，所述音频滤波器选择系统被配置成将头部姿势输入与源方向信息组合，以从HRTF数据库选择HRTF的一个或多个表示。15.如权利要求7至14中的任一项所述的音频滤波器选择系统，其中，音频滤波器选择系统包括HRTF数据库。16.如权利要求7至15中的任一项所述的音频滤波器选择系统，其中，所述音频滤波器选择系统包括处理器和存储器，所述存储器包括由处理器可执行的指令，由此所述处理器可操作以基于获得的头部跟踪数据从HRTF数据库选择HRTF表示。17.一种用于音频滤波的方法，其中所述方法包括：-获得（S11）头部跟踪数据，所述头部跟踪数据表示相对于预期受验者的躯干姿势的头部姿势，所述头部姿势也称为头部位置；-基于头部跟踪数据和表示声源的位置和/或方向的信息，从HRTF数据库选择（S12）头部相关传递函数HRTF的表示；-基于选择的HRTF表示来确定（S13）音频滤波器；以及-对音频数据应用（S14）音频滤波器。18.如权利要求17所述的方法，其中，HRTF的表示包括HRTF的至少子集和/或HRTF的至少子集的处理版本。19.如权利要求17或18所述的方法，其中，选择HRTF表示以用作音频滤波器或以用作输入，以通过附加计算来确定音频滤波器。20.如权利要求17至19中的任一项所述的方法，其中，所述HRTF数据库包括存储在数据库的存储位置中的头部相关传递函数HRTF的多个表示，其中每个HRTF表示与表示相对于预期受验者的躯干姿势的头部姿势的相关联的头部跟踪数据和表示声源的位置和/或方向的信息一起被存储，并且将获得的头部跟踪数据与表示声源的位置和/或方向的信息一起用作对HRTF数据库的输入，以找到存储在HRTF数据库中的匹配的头部跟踪和位置/方向数据，并从HRTF数据库提取相关联的HRTF表示。21.如权利要求17至20中的任一项所述的方法，其中，所述头部姿势输入与源方向信息组合，以从HRTF数据库选择一个或多个HRTF。22.一种音频滤波器系统（20；100；200），其中音频滤波器系统被配置成获得头部跟踪数据，所述头部跟踪数据表示相对于预期受验者的躯干姿势的头部姿势，所述头部姿势也称为头部位置，其中，音频滤波器系统被配置成基于获得的头部跟踪数据和表示声源的位置和/或方向的信息，从HRTF数据库选择头部相关传递函数HRTF的表示，其中，音频滤波器系统被配置成基于选择的HRTF表示来确定音频滤波器，以及其中，音频滤波器系统被配置成对音频数据应用音频滤波器。23.如权利要求22所述的音频滤波器系统，其中，HRTF的表示包括HRTF的至少子集和/或HRTF的至少子集的处理版本。24.如权利要求22或23所述的音频滤波器系统，其中，音频滤波器系统被配置成选择HRTF表示以用作音频滤波器或以用作输入，以通过附加计算来确定音频滤波器。25.如权利要求22至24中的任一项所述的音频滤波器系统，其中，所述音频滤波器系统包括滤波器选择块，所述滤波器选择块被配置成使用头部跟踪数据来与HRTF数据库合作地选择或确定音频滤波器。26.如权利要求25所述的音频滤波器系统，其中，所述滤波器选择块是HRTF选择块，其被配置成组合来自头部跟踪器的头部姿势输入和来自音频源块的源方向信息，以从HRTF数据库选择HRTF的一个或多个表示。27.如权利要求22至26中的任一项所述的音频滤波器系统，其中，所述HRTF数据库包括存储在数据库的存储位置中的头部相关传递函数HRTF的多个表示，其中每个HRTF表示与表示相对于预期受验者的躯干姿势的头部姿势的相关联的头部跟踪数据和表示声源的位置和/或方向的信息一起被存储，以及其中，音频滤波器系统被配置成将获得的头部跟踪数据与表示声源的位置和/或方向的信息一起用作对HRTF数据库的输入，以找到存储在HRTF数据库中的匹配的头部跟踪和位置/方向数据，并从HRTF数据库提取相关联的HRTF表示。28.如权利要求22至27中的任一项所述的音频滤波器系统，其中，所述音频滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：N卡西米洛艾瑞克森，S斯迈拉吉克，
申请(专利权)人：迪拉克研究公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE