[发明专利]双耳录音耳机重放系统及方法

说明书

提出一种双耳录音重放系统及方法，在常规耳机的基础上，每侧耳机壳体内增加一前向辐射单元，将额外拾取的声学头模中央通道信号按照一定的规则进行加权处理后馈给耳机两侧前向辐射单元，以此增强前方声源空间定位信息、提高声像方位感。

技术领域

本发明属于电声技术领域，特别涉及耳机重放技术。

背景技术

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(或真人受试者)双耳处的一对微缩传声器进行捡拾。所得的双耳声信号仅放大、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。但是在采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，即将来自前方的声像判断成来至后方镜像方向，或将来自后方的声像判断成来至前方镜像方向。而且将前方声像误判为后方的概率要远大于将后方声像误判为前方的概率。因此如何改善、降低双耳重放时声像的前后混淆问题是提高耳机音频重放效果的一个迫切需要解决的问题。

分析采用耳机重放双耳信号时产生声像混淆的原因可知，在各种声源方向定位因素中，双耳因素ITD和ILD只能决定声源所处的混乱锥，而并不能决定声源的方向。耳廓等带来的高频谱因素和头部转动所带来的动态定位因素对区分前后镜像方向的声源有着重要的作用。高频谱因素具有明显的个性化特征是听者建立前后声像认知依据的基础，所以采用与倾听者不匹配的人工头录音，或采用与倾听不匹配的HRTF进行虚拟声像信号处理，都不能得到完全准确的高频谱因素。因此改善声像混淆问题的一个途径就是采用个性化录音(即对特定的真人受试者分别进行双耳录音，然后重放时将双耳声信号重放给本人听)。但个性化双耳录音技术根本没有办法普及到消费领域。另一种改善途径就是增加头部动态跟踪系统，由于硬件系统的复杂性以及佩戴不方便该方法也仅限于实验室研究。目前也有研究提出对非个性化的HRTF进行人工修改并用于虚拟声像处理,但这类方法仅适用于虚拟声像合成,不适用于对实际双耳录音进行后期处理。

在传统的双耳录音中，采用人工头模进行录音可以获得两路独立的双耳声压信号——左耳信号和右耳信号，经放大、均衡处理后左、右耳两通道信号直接馈送给耳机的左右通道进行重放，但前后声像混淆现象时有发生。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明主要的创新点在于在常规耳机的基础上，每侧耳机壳体内增加一前向辐射单元，将额外拾取的声学头模中央通道信号按照一定的规则进行加权处理后馈给耳机两侧前向辐射单元，以此增强前方声源空间定位信息、提高声像方位感。

附图说明

图1表示两辐射单元耳机示意图。

图2为三通道声学头模示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的实施方式进行示例性的说明：

本发明的思路是从双耳录音的拾音方式和重放模式两方面入手。一方面采用具有三通道的头模(具有左耳通道、右耳通道和头部正前方的C通道)头模录音拾取声音信息；重放时采用的耳机亦不同于普通耳机，该耳机中每个耳机单元壳体内共有两个辐射单元(一个为侧向辐射单元，一个为位于前向辐射单元)。声学头模C通道的信号通过加权处理后馈给耳机的前向辐射单元，可以起到提高前方声像感的作用。

两辐射单元耳机示意图如图1所示。1——为侧向辐射单元，其辐射面正对佩戴耳机听音者耳部，辐射面方向与人头侧垂面平行；2——前向辐射单元，位于头部侧向前方，其辐射面与侧向辐射单元正交。因为前向辐射单元位于人耳外侧前方，所以该单元的引入可有效改善头中声像、以及前后声像混淆的问题。