[发明专利]机载三维通话虚拟听觉处理方法

说明书

本发明提出一种机载三维通话虚拟听觉处理方法，旨在提供一种既满足话音来源快速变化又提升话音通信质量的虚拟听觉处理方法，本发明通过下述技术方案予以实现：多通道话音输入模块根据各通道的选通状态，接收选通通道话音数据，将选通通道数量及选通通道编号信息送虚拟方位角度生成模块，虚拟方位角度生成模块根据各话音通道预先设定的初始虚拟通道方位及可懂度最优方位角度产生每个通道的话音移动轨迹和调整轨迹，并按时间函数输出轨迹所对应的方位信息送入基于头相关传递函数HRTF的虚拟听觉合成模块，虚拟听觉合成模块将每路话音数据与对应的头相关传递函数HRTF进行卷积，生成多路三维音频信号送混音输出模块，合并成一路三维音频信号输出。

技术领域

本发明涉及机载平台下话音通信技术，特别是涉及一种通过三维音频技术实现机载三维通话的虚拟听觉处理方法。

背景技术

在现有技术中，机载信息通信的方法一般有两种方法:语音通信和数码通信。语音通信可以使飞行员能跟指挥中心或其他飞行员进行交流；但是,语音通信有着十分明显的不足:语音通信速度相对较慢,因而在相同时间内，语音通信能够表达的信息量少,且语音通信容易受到对方无线电的干扰,其可靠性较差；语音通信会或多或少地影响飞行员的注意力,这样就会影响到飞行员的操作和判断。数码通信在部分先进的飞机中有应用,但还未起到主导作用。而且数码通信仅局限于飞机与飞机之间进行。机间数码通信方法的数码通信的传输信息包编码解码都是由机载通信设备来完成的。首先,信息从机载的各个系统经过控制计算机,达到通信网络终端设备后,通信设备必须对其进行编码。一方面,编码是数码通信的基本要求；另一方面,编码可以提高数码通信的抗干扰能力，其次,数码无线电台接收到的信号需要进行模数转换,转换成数字信号后才能被机载通讯设备使用,它将数字信号译码和处理后,根据编码的结构可以检查出接收到的数据是否正确，另外,专用控制计算机可以协调数码无线电台与通讯设备工作的同步性,使二者相互匹配，同时专用控制计算机可以控制设备译码信息的分发,机载各个子系统可充分利用这些数码信息。由通信原理知道,信息编码的方法很多。机载综合通信系统由一部超短波语音通讯电台,一部超短波/微波数码通讯电台,一部短波通讯电台,一部备用短波通讯电台,内话及转接装置,应急接收机,网络数码通讯终端设备,网络通讯专用计算机,电台控制及检查装置和发射接收天线等组机载语音通信系统一般都是无线电台,一般工作在超短波或短波波段；数码通信系统由数码电台和网络终端设备组成,一般工作在超短波波段或者微波波段。网络数码通信和语音通信可以同时进行,数码通信和语音通信在机载设备中是彼此独立的。在飞机进行网络数码通信时,参加系统工作的部件有:数码通讯电台,内话及转接装置,网络数码通讯终端设备,网络通讯专用计算机,电台控制及检查装置和发射接收天线等.备用短波通讯电台在系统的短波通讯电台和数码电台都故障后才使用,当短波通讯电台故障后就用数码通讯电台来代替使用,这时就不能进行数码通讯了。网络数码通信核心的硬件设备是数码无线电台和支持网络传输协议的数码终端设备。硬件设备由专用计算机控制,一方面按照程序控制,将机载传感器的探测信息在数码终端设备进行编码和其他处理后,通过数码无线电台传送到网络中心,在这个网络的核心,对所有网络上的数据进行评估,融合和分析，另一方面,通过数码无线电台接收后,信息在数码终端设备进行解码和做其他处理,然后将数码信息通过专用控制计算机发给机载航电设备,或提供给机载综合系统使用,或直接在飞机显示画面上显示。通过专用计算机控制和网络化数码终端设备可以连接网络的任何一个节点,与系统其他节点一起构成了三维空间网络。

在民航飞机中飞行员通过耳机监听来自短波电台、超短波电台、卫星通信系统以及机组成员等多路话音。在目前设备中通常采用直接混音方式生成最终输出话音，即将多路话音数据直接相加合并成一路话音输出。采用该种方式，主要存在以下两点不足：

第一，话音来源辨识度低。当突然传来一路话音时，由于潜在发声通道较多，飞行员无法快速判断其话音来源，需经过一定交流后方才可确认话音来源通路，降低了通话效率。

第二，多人通话时话音可懂度低。当多个通道同时传来话音时，由于话音空间信息丧失，双耳效应消失，因此话音可懂度急剧下降，当话音多于3路时几乎无法理解语义。