声像方位感处理方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明实施例提供一种声像方位感处理方法和装置，通过获取声源的左耳通道信号、右耳通道信号和中置通道信号，所述中置通道位于所述左耳通道与所述右耳通道之间的中垂面上；根据所述左耳通道信号、所述右耳通道信息和所述中置通道信号，确定所述声源的方位是否为前方方位，所述前方方位为所述中置通道所面向的方位；当所述声源的方位为前方方位时，分别对所述左耳通道信号和右耳通道信号进行以下至少一种处理：前方方位增强处理、后方方位减弱处理。从而可以增大声像的前方方位感与后方方位感的差距，进而可以提高声源方位的判断准确率。
【专利说明】声像方位感处理方法和装置
【技术领域】
[0001] 本发明实施例涉及通信【技术领域】，尤其涉及一种声像方位感处理方法和装置。
【背景技术】
[0002] 随着音视频技术的蓬勃发展，人们在追求3D视觉体验的同时也对声音的空间属 性有越来越高的要求。在可穿戴设备中将视频与音频结合，可以产生更加真实的浸入式体 验效果。由于重放设备仅限于耳机，因此最合适的方法是采用双耳录音重放技术。由于双 耳声压包含了声音的主要空间信息，因而可采用放置在人工头模（或真人受试者）双耳处 的一对微缩传声器进行捡拾。所得的双耳声信号经放大、传输、记录等过程后，再用一对耳 机进行重放，从而在倾听者双耳处产生和原声场一致的主要空间信息，实现声音空间信息 的重放。这是双耳录音和重放系统的工作原理。采用基于双耳信号的虚拟听觉重放系统产 生的空间听觉效果更为真实、自然。
[0003] 然而，在米用耳机重放双耳信号的时候，由于耳机放音方式与原始声场的不同，会 丢失了用于判断前后方位的认知信息，出现一定的前后声像混淆问题，可能使得听者将来 自前方方位的声像误判成来至后方方位。
【发明内容】
[0004] 本发明实施例提供一种声像方位感处理方法和装置，用于提高声源方位的判断准 确率。
[0005] 第一方面，本发明实施例提供一种声像方位感处理方法，包括：获取左耳通道信 号、右耳通道信号和中置通道信号，所述左耳通道信号为声源信号传输至左耳通道中的信 号，右耳通道信号为所述声源信号传输至右耳通道中的信号，所述中置通道信号为所述声 源信号传输至中置通道中的信号，所述中置通道位于所述左耳通道与所述右耳通道之间的 中垂面上；根据所述左耳通道信号、所述右耳通道信息和所述中置通道信号，确定声源的方 位是否为前方方位，所述前方方位为所述中置通道所面向的方位；当所述声源的方位为前 方方位时，分别对所述左耳通道信号和右耳通道信号进行以下至少一种处理：前方方位增 强处理、后方方位减弱处理。
[0006] 在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述根据所述左耳通道信号、所述右耳 通道信号和所述中置通道信号，确定所述声源的方位是否为前方方位，包括：根据所述左耳 通道信号、所述右耳通道信号和所述中置通道信号，获得所述左耳通道信号与所述右耳通 道信号之间的时延差、所述左耳通道信号与所述中置通道信号之间的时延差以及所述右耳 通道信号与所述中置通道信号之间的时延差；根据所述左耳通道信号与所述右耳通道信号 之间的时延差、所述左耳通道信号与所述中置通道信号之间的时延差以及所述右耳通道信 号与所述中置通道信号之间的时延差，确定所述声源的方位是否为前方方位。
[0007] 结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式 中，所述根据所述左耳通道信号、所述右耳通道信号和和所述中置通道信号，获得所述左耳 通道信号与所述右耳通道信号之间的时延差、所述左耳通道信号与所述中置通道信号之间 的时延差以及所述右耳通道信号与所述中置通道信号之间的时延差，包括：根据所述左耳 通道信号，获得所述左耳通道信号的傅里叶系数HJf);根据所述左耳通道信号，获得所述 右耳通道信号的傅里叶系数H k(f);根据所述左耳通道信号，获得所述中置通道信号的傅里 叶系数Hc(f);
[0008] 根据
【权利要求】
1. 一种声像方位感处理方法，其特征在于，包括： 获取左耳通道信号、右耳通道信号和中置通道信号，所述左耳通道信号为声源信号传 输至左耳通道中的信号，右耳通道信号为所述声源信号传输至右耳通道中的信号，所述中 置通道信号为所述声源信号传输至中置通道中的信号，所述中置通道位于所述左耳通道与 所述右耳通道之间的中垂面上； 根据所述左耳通道信号、所述右耳通道信息和所述中置通道信号，确定声源的方位是 否为前方方位，所述前方方位为所述中置通道所面向的方位； 当所述声源的方位为前方方位时，分别对所述左耳通道信号和所述右耳通道信号进行 以下至少一种处理：前方方位增强处理、后方方位减弱处理。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述左耳通道信号、所述右耳通 道信号和所述中置通道信号，确定所述声源的方位是否为前方方位，包括： 根据所述左耳通道信号、所述右耳通道信号和所述中置通道信号，获得所述左耳通道 信号与所述右耳通道信号之间的时延差、所述左耳通道信号与所述中置通道信号之间的时 延差以及所述右耳通道信号与所述中置通道信号之间的时延差； 根据所述左耳通道信号与所述右耳通道信号之间的时延差、所述左耳通道信号与所述 中置通道信号之间的时延差以及所述右耳通道信号与所述中置通道信号之间的时延差，确 定所述声源的方位是否为前方方位。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述左耳通道信号、所述右耳 通道信号和和所述中置通道信号，获得所述左耳通道信号与所述右耳通道信号之间的时延 差、所述左耳通道信号与所述中置通道信号之间的时延差以及所述右耳通道信号与所述中 置通道信号之间的时延差，包括： 根据所述左耳通道信号，获得所述左耳通道信号的傅里叶系数迅(f); 根据所述左耳通道信号，获得所述右耳通道信号的傅里叶系数HK (f); 根据所述左耳通道信号，获得所述中置通道信号的傅里叶系数Hc(f); 根据
，获得tK(T)的最大值，并将 cKk(t)的最大值所对应的t的取值作为所述左耳通道信号与所述右耳通道信号之间的 时延差； 根据
_ '获得的最大值，并将 CKC(T)的最大值所对应的T的取值作为所述左耳通道信号与所述中置通道信号之间的 时延差； 根据
'获得的最大值，并将 的最大值所对应的T的取值作为所述右耳通道信号与所述中置通道信号之间的 时延差； 其中，所述H】(/)与所述HK(f)共轭，所述//〗(/)与所述Hc(f)共轭，所述j表示复数， [〇,x]表示频率范围，-lms<t<lms。
4. 根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述根据所述左耳通道信号与所述右 耳通道信号之间的时延差、所述左耳通道信号与所述中置通道信号之间的时延差以及所述 右耳通道信号与所述中置通道信号之间的时延差，确定所述声源的方位是否为前方方位， 包括： 当
时，确定所述声源信号的入射角为
；其中，若 ITDj>|lTDKe|，则确定所述声源信号的入射角大于或等于0°并且小于或等于45° ;若 1丁队。|〈|几01；。|，则确定所述声源信号的入射角大于或等于135°并且小于或等于180° ; 当
时，确定所述声源信号的入射角为
，若 1丁队。|>|几01；。|，则确定所述声源信号的入射角大于或等于315°并且小于或等于360° ; 若|ITDaI〈IITDKI，则确定所述声源信号的入射角大于或等于180 °并且小于或等于 225。； 当
时，确定所述声源信号的入射角为
当.
时，确定所述声源信号的入射角为
其中，所述ITDu为所述左耳通道信号与所述右耳通道信号之间的时延差，所述ITDKCS所述右耳通道信号与所述中置通道信号之间的时延差，所述ITDm为所述左耳通道信号与 所述中置通道信号之间的时延差，所述C表示声速，所述a表示所述左耳通道与所述右耳通 道之间距离的一半； 根据所述声源信号的入射角大于或等于0°并且小于或等于90°，或者，大于或等于 270°并且小于或等于360°，确定所述声源的方位为前方方位； 根据所述声源信号的入射角大于90°并且小于270°，确定所述声源的方位为后方方 位，所述后方方位为所述中置通道所背向的方位。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述分别对所述左耳通道信号和所述右 耳通道信号进行以下至少一种处理：前方方位增强处理、后方方位减弱处理，包括： 当所述声源信号的入射角大于或等于0°并且小于或等于第一预设角度，或者，所述声 源信号的入射角大于或等于第二预设角度并且小于或等于360°时，分别对所述左耳通道 信号和所述右耳通道信号进行以下至少一种处理：前方方位增强处理、后方方位减弱处理； 其中，所述第一预设角度小于90°，所述第二预设角度大于270°。
6. 根据权利要求1-5任意一项所述的方法，其特征在于，所述分别对所述左耳通道信 号和所述右耳通道信号进行前方方位增强处理，包括： 分别将所述左耳通道信号和所述右耳通道信号中频率属于第一预设频带的信号与第 一增益系数做乘积，获得前方方位增强处理的左耳通道信号和右耳通道信号；所述第一增 益系数为大于1的数值，其中，所述第一预设频带所对应的前方与头相关传递函数HRTF的 幅度谱大于所述第一预设频带所对应的后方HRTF的幅度谱； 所述分别对所述左耳通道信号和所述右耳通道信号进行后方方位减弱处理，包括： 分别将所述左耳通道信号和所述右耳通道信号中的频率属于第二预设频带的信号与 第二增益系数做乘积，获得后方方位减弱处理的左耳通道信号和右耳通道信号；所述第二 增益系数为小于或等于1的正数值，所述第二预设频带为除所述第一预设频带之外的频 带。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述分别对所述左耳通道信号和所述右 耳通道信号进行以下至少一种处理：前方方位增强处理、后方方位减弱处理之前，还包括： 获取头模的前方水平面内HRTF的幅度谱均值，以及所述头模的后方水平面内HRTF的 幅度谱均值，其中，所述头模为应用所述方法的头模； 将所述前方水平面内HRTF的幅度谱均值与所述后方水平面内HRTF的幅度谱均值相 减，获取所述前方水平面内HRTF的幅度谱均值与所述后方水平面内HRTF的幅度谱均值之 差； 根据所述前方水平面内HRTF的幅度谱均值与所述后方水平面内HRTF的幅度谱均值之 差，获取所述前方水平面内HRTF的幅度谱均值与所述后方水平面内HRTF的幅度谱均值之 差在频率范围内的均值； 将所述前方水平面内HRTF的幅度谱均值与所述后方水平面内HRTF的幅度谱均值之差 大于所述前方水平面内HRTF的幅度谱均值与所述后方水平面内HRTF的幅度谱均值之差在 频率范围内的均值所对应的频带作为所述第一预设频带。
8. -种声像方位感处理装置，其特征在于，包括： 获取单元，用于获取左耳通道信号、右耳通道信号和中置通道信号，所述左耳通道信号 为声源信号传输至左耳通道中的信号，右耳通道信号为所述声源信号传输至右耳通道中的 信号，所述中置通道信号为所述声源信号传输至中置通道中的信号，所述中置通道位于所 述左耳通道与所述右耳通道之间的中垂面上； 确定单元，用于根据所述获取单元获取的所述左耳通道信号、所述右耳通道信息和所 述中置通道信号，确定所述声源的方位是否为前方方位，所述前方方位为所述中置通道所 面向的方位； 处理单元，用于当所述确定单元确定所述声源的方位为前方方位时，分别对所述左耳 通道信号和所述右耳通道信号进行以下至少一种处理：前方方位增强处理、后方方位减弱 处理。
9. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述确定单元具体用于，根据所述左耳通 道信号、所述右耳通道信号和所述中置通道信号，获得所述左耳通道信号与所述右耳通道 信号之间的时延差、所述左耳通道信号与所述中置通道信号之间的时延差以及所述右耳通 道信号与所述中置通道信号之间的时延差；以及根据所述左耳通道信号与所述右耳通道信 号之间的时延差、所述左耳通道信号与所述中置通道信号之间的时延差以及所述右耳通道 信号与所述中置通道信号之间的时延差，确定所述声源的方位是否为前方方位。
10. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述确定单元，用于根据所述左耳通道 信号、所述右耳通道信号和和所述中置通道信号，获得所述左耳通道信号与所述右耳通道 信号之间的时延差、所述左耳通道信号与所述中置通道信号之间的时延差以及所述右耳通 道信号与所述中置通道信号之间的时延差，包括：所述确定单元用于根据所述左耳通道信 号，获得所述左耳通道信号的傅里叶系数扎(f);根据所述左耳通道信号，获得所述右耳通 道信号的傅里叶系数HK (f);根据所述左耳通道信号，获得所述中置通道信号的傅里叶系数 Hc(f);以及 根据
，获得~(t)的最大值，并将 cKk(T)的最大值所对应的T的取值作为所述左耳通道信号与所述右耳通道信号之间的 时延差； 根据
'获得的最大值，并将 CKC(T)的最大值所对应的T的取值作为所述左耳通道信号与所述中置通道信号之间的 时延差； 根据
'获得的最大值，并将 的最大值所对应的T的取值作为所述右耳通道信号与所述中置通道信号之间的 时延差； 其中，所述与所述HK(f)共轭，所述//〗(/)与所述He(f)共轭，所述j表示复数， [〇,x]表示频率范围，-lms<t<lms。
11.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述确定单元用于根据所述左耳通 道信号与所述右耳通道信号之间的时延差、所述左耳通道信号与所述中置通道信号之间的 时延差以及所述右耳通道信号与所述中置通道信号之间的时延差，确定所述声源的方位是 否为前方方位，包括：所述确定单元用于： 当确定
时，确定所述声源信号的入射角为
；其中， 若llTDabllTDil，则确定所述声源信号的入射角大于或等于0°并且小于或等于45° ;若 1丁队。|〈|几01；。|，则确定所述声源信号的入射角大于或等于135°并且小于或等于180°; 当确定
时，确定所述声源信号的入射角为
，若 1丁队。|>|几01；。|，则确定所述声源信号的入射角大于或等于315°并且小于或等于360° ; 若|ITDaI〈IITDKI，则确定所述声源信号的入射角大于或等于180 °并且小于或等于 225。； 当确定
时，确定所述声源信号的入射角为
当确定
_时，确定所述声源信号的入射角为
其中，所述ITDu为所述左耳通道信号与所述右耳通道信号之间的时延差，所述ITDKCS所述右耳通道信号与所述中置通道信号之间的时延差，所述ITDm为所述左耳通道信号与 所述中置通道信号之间的时延差，所述C表示声速，所述a表示所述左耳通道与所述右耳通 道之间距离的一半； 以及根据所述声源信号的入射角大于或等于〇°并且小于或等于90°，或者，大于或 等于270°并且小于或等于360°，确定所述声源的方位为前方方位；根据所述声源信号的 入射角大于90°并且小于270°，确定所述声源的方位为后方方位，所述后方方位为所述 中置通道所背向的方位。
12. 根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述处理单元具体用于，当所述确定单 元确定所述声源信号的入射角大于或等于0°并且小于或等于第一预设角度，或者，所述声 源信号的入射角大于或等于第二预设角度并且小于或等于360°时，分别对所述左耳通道 信号和右耳通道信号进行以下至少一种处理：前方方位增强处理、后方方位减弱处理；其 中，所述第一预设角度小于90°，所述第二预设角度大于270°。
13. 根据权利要求8-12任意一项所述的装置，其特征在于，所述处理单元用于分别对 所述左耳通道信号和所述右耳通道信号进行前方方位增强处理，包括：所述处理单元用于， 分别将所述左耳通道信号和所述右耳通道信号中频率属于第一预设频带的信号与第一增 益系数做乘积，获得前方方位增强处理的左耳通道信号和右耳通道信号；所述第一增益系 数为大于1的数值，其中，所述第一预设频带所对应的前方与头相关传递函数HRTF的幅度 谱大于所述第一预设频带所对应的后方HRTF的幅度谱； 所述处理单元用于分别对所述左耳通道信号和所述右耳通道信号进行后方方位减弱 处理，包括：所述处理单元用于，分别将所述左耳通道信号和所述右耳通道信号中的频率属 于第二预设频带的信号与第二增益系数做乘积，获得后方方位减弱处理的左耳通道信号和 右耳通道信号；所述第二增益系数为小于或等于1的正数值，所述第二预设频带为除所述 第一预设频带之外的频带。
14. 根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述获取单元还用于在所述处理单元 分别对所述左耳通道信号和所述右耳通道信号进行以下至少一种处理：前方方位增强处 理、后方方位减弱处理之前，获取头模的前方水平面内HRTF的幅度谱均值，以及所述头模 的后方水平面内HRTF的幅度谱均值，其中，所述头模为应用所述装置的头模；将所述前方 水平面内HRTF的幅度谱均值与所述后方水平面内HRTF的幅度谱均值相减，获取所述前方 水平面内HRTF的幅度谱均值与所述后方水平面内HRTF的幅度谱均值之差；根据所述前方 水平面内HRTF的幅度谱均值与所述后方水平面内HRTF的幅度谱均值之差，获取所述前方 水平面内HRTF的幅度谱均值与所述后方水平面内HRTF的幅度谱均值之差在频率范围内的 均值；将所述前方水平面内HRTF的幅度谱均值与所述后方水平面内HRTF的幅度谱均值之 差大于所述前方水平面内HRTF的幅度谱均值与所述后方水平面内HRTF的幅度谱均值之差 在频率范围内的均值所对应的频带作为所述第一预设频带。
【文档编号】H04R1/40GK104410939SQ201410549266
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月16日 优先权日:2014年10月16日
【发明者】齐娜, 仝欣, 范书成, 张琦 申请人:华为技术有限公司