一种近场虚拟声重放系统的重放效果调控方法技术方案

本发明专利技术属于虚拟声重放领域，公开了一种近场虚拟声重放系统的重放效果调控方法，包括：

【技术实现步骤摘要】
一种近场虚拟声重放系统的重放效果调控方法


[0001]本专利技术涉及虚拟声重放领域，尤其涉及一种近场虚拟声重放系统的重放效果调控方法
。

技术介绍

[0002]已有研究结果普遍认为人类对声音的感知路径主要有两条：气导和骨导
。
气导路径下的声音传导主要是声波经过空气传导，经过外耳道传递到鼓膜，经听骨链传递到耳蜗
。
与气导不同，声音在骨导路径下的传播中，无需经过外耳道和中耳直接传递到耳蜗
。
因此，佩戴骨导设备仍可保持耳道开放这一特性使骨传导技术的应用日益广泛
。
但是由于骨传导存在双耳串声所带来的干扰问题，使用骨导设备时的双耳隔离度相较于使用气导耳机小很多，因此在虚拟声重放效果和虚拟声场中的声源定位能力上，骨导的效果要差于气导
。
[0003]对声场中的声源进行的定位能力对于人类的听觉系统来说非常重要
。
对于使用普通骨传导设备进行虚拟声重放这种使用场景来说，更好的声源定位能力能够建立更好的虚拟声重放效果
。
对于使用骨导助听器的应用场景下来说，更好的声源定位能力能够在一定程度上更好的辅助佩戴骨导助听器的听损患者获得更好的空间感知能力，辅助视觉指明方向，使用听觉辅助紧急避险，为骨导助听器用户带来更好的听觉感受
。
[0004]目前对于虚拟声重放下的声源定位性能的研究，主要关注于其在气导和骨导助听器以及普通消费级骨传导耳机上的应用
。
但是目前已有的对于虚拟声重放下的声源定位研究更多的关注于针对虚拟声场中声源所处的方位角的定位能力，而针对近场和远场不同距离范围内的不同方向声源的声源距离定位能力关注较少，这是已有的研究和专利技术的不完善之处
。
此外，以往针对虚拟声场中的声源定位往往只关注的对于目标声源的方位角的感知性能，并没有对听损患者和普通的骨传导耳机用户的声源距离定位性能做进一步的研究
。
[0005]在虚拟声重放中，对同时包含声源方位角信息和声源距离信息这两个不同方面的声源定位能力的综合评估，对于评估人类的听觉系统性能和虚拟声重放过程中的效果评估来说非常重要
。
[0006]对于虚拟声重放，构建更好的同时包含虚拟声场中声源方位角信息和声源距离信息这两种不同信息的虚拟声场能帮助建立更好更逼真的虚拟声重放效果，提升虚拟声重放时的空间层次感，为使用骨传导耳机等设备的普通用户带来更好的虚拟声场体验
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于公开一种近场虚拟声重放系统的重放效果调控方法，解决如何提高近场虚拟声重放系统的重放效果的问题
。
[0008]为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0009]本专利技术提供了一种近场虚拟声重放系统的重放效果调控方法，包括：
[0010]S1
，通过近场
HRTF
数据库构建虚拟空间音频；
[0011]S2
，获取受试者的听阈数据；
[0012]S3
，对气导耳机和骨导耳机播放声音时的响度进行匹配，然后使用近场虚拟声重放系统控制气导耳机和骨导耳机播放合成的不同距离声源的右半平面环绕声给受试者；
[0013]S4
，使用近场虚拟声重放系统分别控制气导耳机和骨导耳机播放虚拟空间音频进行近场声源定位实验，收集使用气导耳机和骨导耳机时，受试者在不同声源方向下的声源距离感知结果；
[0014]S5
，基于声源距离感知结果计算评价指标；
[0015]S6
，判断评价指标是否满足设定的阈值要求，若是，则结束调控的过程，若否，则进入
S7
；
[0016]S7
，判断当前虚拟声场场景是否为室内环境，若是，则将对应于当前声场场景的虚拟房间参数
、
声源坐标以及人头坐标输入到
image
模型，使用
image
模型生成模拟的房间冲激响应，将生成的冲激响应叠加到当前的近场
HRTF
上，以实现对近场虚拟声重放系统的调控，增强当前声场场景下的近场虚拟重放系统的重放性能
。
[0017]可选的，
S1
包括：
[0018]通过近场
HRTF
数据库构建5种声源方向且每种声源方向包括7种声源距离的虚拟空间音频，所有刺激声音均位于在受试者右半水平面，设置受试者正前方为0°
，正右侧为
90
，正后方为
180
°
。
[0019]可选的，5种声源方向包括0°
、45
°
、90
°
、135
°
、180
°
；
[0020]7种声源距离包括
20cm、25cm、30cm、40cm、50cm、70cm、100cm。
[0021]可选的，
S2
包括：
[0022]基于
GB/T16296.1
‑
2018
国标，使用
AC40
听力计测量受试者的听阈数据
。
[0023]可选的，对气导耳机和骨导耳机播放声音时的响度进行匹配，包括：
[0024]通过等响度匹配法，使得在使用相同的刺激信号作为测试音时，骨导耳机和气导耳机被调整到相同的响度
。
[0025]可选的，
S4
包括：
[0026]分别将气导耳机和骨导耳机作为播放设备，使用近场虚拟声重放系统控制播放设备播放不同的声源方向和不同声源距离的合成刺激声；
[0027]每播放完一种类型的合成刺激声后，获取受试者对当前的合成刺激声的声源距离感知结果
。
[0028]可选的，
S5
包括：
[0029]基于声源距离感知结果计算受试者感知到的近场声源距离与虚拟声场场景中实际的声源距离之间的线性拟合结果，基于线性拟合结果计算拟合线的斜率
k
；
[0030]基于声源距离感知结果计算受试者感知到的近场声源距离与虚拟声场场景中实际的声源距离之间的
MAE
；
[0031]基于声源距离感知结果计算受试者的前后混淆率；
[0032]基于声源距离感知结果计算受试者感知到的近场声源距离与虚拟声场场景中实际的声源距离之间的相关系数
。
[0033]可选的，
S6
包括：
[0034]分别用
α1、
α2、
α3、
α4表示斜率
k、MAE、
前后混淆率
、
相关系数的评价阈值；
[0035]若斜率
k、MAE、
前后混淆率
、
相关系数均小于对应的评价阈值，则表示评价指标不
满足设定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种近场虚拟声重放系统的重放效果调控方法，包括：
S1
，通过近场
HRTF
数据库构建虚拟空间音频；
S2
，获取受试者的听阈数据；
S3
，对气导耳机和骨导耳机播放声音时的响度进行匹配，然后使用近场虚拟声重放系统控制气导耳机和骨导耳机播放合成的不同距离声源的右半平面环绕声给受试者；
S4
，使用近场虚拟声重放系统分别控制气导耳机和骨导耳机播放虚拟空间音频进行近场声源定位实验，收集使用气导耳机和骨导耳机时，受试者在不同声源方向下的声源距离感知结果；
S5
，基于声源距离感知结果计算评价指标；
S6
，判断评价指标是否满足设定的阈值要求，若是，则结束调控的过程，若否，则进入
S7
；
S7
，判断当前虚拟声场场景是否为室内环境，若是，则将对应于当前声场场景的虚拟房间参数
、
声源坐标以及人头坐标输入到
image
模型，使用
image
模型生成模拟的房间冲激响应，将生成的冲激响应叠加到当前的近场
HRTF
上，以实现对近场虚拟声重放系统的调控，增强当前声场场景下的近场虚拟重放系统的重放性能
。2.
根据权利要求1所述的一种近场虚拟声重放系统的重放效果调控方法，其特征在于，
S1
包括：通过近场
HRTF
数据库构建5种声源方向且每种声源方向包括7种声源距离的虚拟空间音频，所有刺激声音均位于在受试者右半水平面，设置受试者正前方为0°
，正右侧为
90
，正后方为
180
°
。3.
根据权利要求2所述的一种近场虚拟声重放系统的重放效果调控方法，其特征在于，5种声源方向包括0°
、45
°
、90
°
、135
°
、180
°
；7种声源距离包括
20cm、25cm、30cm、40cm、5...

【专利技术属性】
技术研发人员：王杰，曾航，桑晋秋，郑成诗，李晓东，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：