环绕立体声实现方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及环绕立体声技术领域，尤其涉及环绕立体声实现方法及装置。
【背景技术】
[0002] 环绕立体声是目前最为成功的商用重放系统，其典型应用案例包括5. 1声道环绕 系统、7. 1声道环绕系统和最新的Atmos系统等。环绕立体声所使用的声源可扩展到整个 水平面乃至垂直面，可以较好地营造听音的临场感。环绕立体声技术需要较少的扬声器， 可操作性高，并且其有丰富的节目源，因此得到了广泛的应用。然而，受成本、空间大小等 限制有些场景不能够使用环绕立体声设备，于是产生了虚拟三维音效技术。虚拟三维音效 最早应用于耳机，现在逐渐推广到扬声器阵列，目的是用任意分布的扬声器阵列在听音者 双耳处获得立体声回放效果。由于立体声信号使用扬声器播放后，会产生所谓的串扰影响， 因此有大量文献讨论串扰消除的问题。多数虚拟三维音效技术利用人头相关函数（HRTF， Head-RelatedTransferFunction)或者心理声学技术进行环绕声重建。
[0003] 现有的声聚焦技术主要有如下两种：1)波束成形（Beamforming) ;2)声能量对比 (Acousticenergycontrast)。Beamforming也叫空域滤波器，它通过调整扬声器各信号之 间的幅度和相位的关系，来改变阵列的指向性。而声能量对比则可以通过合理设计阵列各 声道的滤波器，在期望的位置形成声学能量的"亮区"或者"暗区"，从而达到声聚焦的目的。 本质上，以上两种算法都属于声场控制范畴。
[0004] 现有技术存在如下缺陷：
[0005] 1、多数虚拟环绕立体声回放方法一旦设置完毕，其有效听音区域也随之固定，使 用者必须固定在该区域接收声音，一旦离开该区域，音效将恶化直至没有效果。
[0006] 2、多数声聚焦技术需要预先指定聚焦区域，在运行过程中无法改变聚焦区域。
【发明内容】
[0007] 本申请实施例提供环绕立体声实现方法及装置。
[0008] 本申请的技术方案是这样实现的：
[0009] -种环绕立体声实现方法，包括：
[0010] 从摄像头实时采集的听音者的图像数据中检测出听音者的头部；
[0011] 根据摄像头的摆放位置及图像采集参数，计算听音者头部的位置信息；
[0012] 根据听音者头部的位置信息，判断听音者的位置是否发生了变化，若是，根据听音 者头部的位置信息，重新计算扬声器阵列的滤波器系数；否则，保持扬声器阵列的滤波器系 数不变；
[0013] 根据扬声器阵列的滤波器系数对输入的音频信号进行滤波，将滤波后的音频信号 输出到扬声器阵列连接的播放器。
[0014] 一种环绕立体声实现装置，包括：
[0015] 位置跟踪模块：从摄像头实时采集的听音者的图像数据中检测出听音者的头部； 根据摄像头的摆放位置及图像采集参数，计算听音者头部的位置信息；
[0016] 滤波器系数计算模块：根据听音者头部的位置信息，判断听音者的位置是否发生 了变化，若是，根据听音者头部的位置信息，重新计算扬声器阵列的滤波器系数；否则，保持 扬声器阵列的滤波器系数不变；
[0017] 滤波模块：根据扬声器阵列的滤波器系数对输入的音频信号进行滤波，将滤波后 的音频信号输出到扬声器阵列连接的播放器。
[0018] 可见，本申请实施例能够根据听音者位置的变化，实时调整扬声器阵列的滤波器 系数，无需预先指定聚焦区域，优化了环绕立体声的音效。
【附图说明】
[0019] 图1为本申请一实施例提供的环绕立体声实现方法流程图；
[0020] 图2为本申请实施例提供的扬声器阵列系统的示意图；
[0021] 图3为本申请实施例提供的环绕立体声实现装置的示意图；
[0022] 图4为本申请另一实施例提供的在图3所示装置中实现环绕立体声的方法流程 图；
[0023] 图5为本申请实施例提供的确定a的坐标系示意图；
[0024] 图6为本申请又一实施例提供的在图3所示装置中实现环绕立体声的方法流程 图；
[0025] 图7为本申请又一实施例提供的在图3所示装置中实现环绕立体声的方法流程 图；
[0026] 图8为本申请实施例提供的亮区、暗区的划分示意图；
[0027] 图9为本申请实施例提供的多播放器同步方法流程图；
[0028] 图10为本申请实施例提供的摄像头的摆放位置示意图。
【具体实施方式】
[0029] 图1为本申请一实施例提供的环绕立体声实现方法流程图，其具体步骤如下：
[0030] 步骤101 :从摄像头实时采集的听音者的图像数据中检测出听音者的头部。
[0031] 步骤102 :根据摄像头的摆放位置及图像采集参数，计算听音者头部的位置信息。
[0032] 步骤103 :根据听音者头部的位置信息，判断听音者的位置是否发生了变化，若 是，根据听音者头部的位置信息，重新计算扬声器阵列的滤波器系数；否则，保持扬声器阵 列的滤波器系数不变。
[0033] 步骤104 :根据扬声器阵列的滤波器系数对输入的音频信号进行滤波，将滤波后 的音频信号输出到扬声器阵列。
[0034] 输入的音频信号可以为麦克风直接采集的音频信号经过A/D(模拟/数字）转换 到的，也可以是从存储设备上读取编码的音频信号后经过解码器解码而来的，或者从存储 设备上读取的未经编码的音频信号。
[0035] 图2为本申请实施例提供的扬声器阵列系统的示意图，如图2所示，扬声器阵列中 共包括N= 2M(M为整数，且M>0)个扬声器，其中，扬声器1~M为左声道，扬声器M+1~2M 为右声道，则扬声器n(1 <n<N)与扬声器N-n+1构成一扬声器对，即共存在M个扬声器 对，分别为扬声器1、N，扬声器2、N_1，扬声器3、N_2,...，扬声器M、M+1，每对扬声器连接了 一个播放器。
[0036] 图3为本申请实施例提供的环绕立体声实现装置的示意图，该装置主要包括：位 置跟踪模块、滤波器系数计算模块和滤波模块。
[0037] 以图2所示的扬声器阵列为例，给出本申请另一实施例提供的在图3所示装置中 实现环绕立体声的方法流程，具体见图4,其具体步骤如下：
[0038] 步骤401 :双目/多目摄像头实时采集听音者的双/多视角图像数据，将采集的听 音者的双/多视角图像数据实时传输给位置跟踪模块。
[0039] 步骤402 :位置跟踪模块从听音者的双/多视角图像数据中实时检测出听音者的 头部。
[0040] 步骤403 :对于实时检测出的听音者的头部，针对每一扬声器对：扬声器 n(l<n<N)与扬声器N-n+1，位置跟踪模块计算出该扬声器对的中心点到听音者的头部 中心的距离1、该扬声器对的中心点与听音者的头部中心之间的连线与水平轴正向的夹角 a，将计算出的1和a实时发送给滤波器计算模块。
[0041] 扬声器对的中心点，即扬声器对中的两扬声器的连线的中心点。
[0042] 在计算a时，是以扬声器对的中心点为坐标原点，以两扬声器的连线为水平轴， 以水平右边轴为水平轴正向，以垂直下边轴为垂直轴正向，如图5所示。
[0043]步骤404 :滤波器系数计算模块接收并保存位置跟踪模块发来的1和a，判断是否 满足：该1与位置跟踪模块上一次发来的1的差值的绝对值小于第一预设值，和/或，该a 与位置跟踪模块上一次发来的a的差值的绝对值小于第二预设值，若是，返回步骤404;否 贝丨J，执行步骤405。
[0044] 步骤405 :滤波系数计算模块