[发明专利]再现声学声场的方法

说明书

本发明公开了一种再现声学声场的方法，所述方法包括：1)当所述传声器阵列在听者听所述声场期间位于其头部预计位置处的主空间中时，确定从所述扬声器阵列的每一扬声器单元到所述传声器阵列的所有传声器单元的传递函数，从而提供一组传递函数；2)对所述一组传递函数求逆并确定最佳滤波器系统；3)将所述传声器阵列放在听者头部在第二位置的特定声音场景下的预计位置处并记录第二位置的特定声音场景的声音，从而提供特定声音场景录音；4)通过使求逆的最佳滤波器系统与记录的信号卷积而确定特定声音场景的、配置成由所述扬声器阵列向第一位置的听者进行播放的扬声器信号。

技术领域

本申请涉及声场再现。本申请尤其涉及再现声学声场的方法。

本申请还涉及声场再现系统。本申请还涉及包括处理器和程序代码的数据处理系统，其中程序代码使处理器执行本发明方法的至少部分步骤。

例如，本发明在下述应用中有用：声音再现系统、虚拟现实系统、移动电话、助听系统，如助听器、头戴式耳机、耳麦、有源耳朵保护系统等。其它应用例如可以是免提电话系统、远程会议系统、广播系统、卡拉OK系统、教室放大系统等。

背景技术

下面的现有技术说明涉及本申请的应用领域之一即助听器。

在设计助听器时，必须在听音测试中对其性能进行测试。为说明新特征带来好处，必须通过对终端用户直接进行测试而表明该好处。然而，现有测试方法要不远脱离于实际生活听音情形，要不太不准确和不确定。

传统上，用相当简单的扬声器设置进行实验室测试。作为丹麦句子测试的例子，常常使用Dantale(例如参见[Wagner et al.；2003])。在该测试中，三个扬声器放在听者的两侧及后面以产生噪声。该噪声通常为“未调制的语音型”噪声。从听者前面的扬声器正播放“目标”语音。听者的任务是重复来自目标扬声器的话语。如果话语被正确听取，则语音逐渐关小直到达到阈值为止。该测试非常准确，但其绝非实际生活听音情形的代表。

在另一类型的测试中(称为现场测试)，向终端用户家里发送一组助听器和调查表。听者需要找到特定听音情形并填写调查表，通常在2周内。该测试可以说代表实际生活听音情形，但其也非常不确定用户实际上听到了什么。

为实现测量高准确度及测试现实性，需要能够在实验室中再现实际生活听音情形。这些情形必须容易辨认且可重复以使能在不同助听器设置和助听器类型之间进行比较。当然，可能将几个扬声器放在听者周围并使用立体声混合技术产生声音场景。也可使用球形扬声器阵列和高阶Ambisonics(高保真度立体声响复制)(HOA)、波场合成(WFS)或基于矢量的振幅平移(VBAP)方法实施模仿的房间和听者周围的虚拟声源。然而，这些方法不能够再现实际的真实世界声音场景。

作为代替，其可以通过用传声器阵列记录真实听音情形下的声场而进行。迄今为止，最常用的在球形扬声器阵列中再现前述录音的方法是通过采用HOA(例如参见[Favrotet al.；2010]和[Daniel；2000])。然而，如果同时存在远离和靠近听者的声源，则不能使用该方法。此外，传声器和扬声器阵列必须为球形且校准程序非常麻烦。

因此，需要更简练的、在实验室中再现听者头部周围在真实生活听音情形下的声场的方法。该方法应容易校准及用可用的给定数量的传声器和扬声器即可提供最佳可能的声场再现。

US 7,336,793 B2描述了一种再现系统，其从布置在面板上的声源阵列产生所希望的声场。声场因其而得以控制的根本技术为波场合成(WFS)。该众所周知的技术，其通常与线性排列的扬声器一起使用，在此延伸到平板。WFS特别适合再现相对大听音区域中的声场，如(10人以上的)听众。WFS方法的缺点在于再现差错跨整个听音区域扩散。这与本发明的方法相反，在本发明方法中，差错在听音区域外面最大及在听音区域中心最小。WFS方法的另一缺点在于需要非常大量的扬声器及再现通常限于水平面。因此，WFS不适合其中需要小听音区域(对一人)的测试助听器技术。