[发明专利]使用头部跟踪数据构建音频滤波器数据库

说明书

提供了一种使用头部跟踪数据创建滤波器数据库的方法。所述方法包括针对给定声源测量（S1）并且构造头部相关传递函数HRTF，除了声源的位置和/或方向之外，每个HRTF与相对于躯干姿势的头部姿势相关联，所述头部姿势也称为预期受验者的头部的位置。所述方法进一步包括针对每次测量跟踪（S2）相对于躯干姿势的头部姿势，以获得相关联的头部跟踪数据；以及在数据库中存储（S3）HRTF的表示以及相关联的头部跟踪数据和声源的位置和/或方向的信息。

技术领域

所提出的技术一般地涉及音频技术以及使用音频滤波器在头戴受话器（headphone）或类似音频设备上的声音的渲染。更具体地，所提出的技术涉及用于使用头部跟踪数据构建滤波器数据库的方法和系统、音频滤波器数据库以及相应的计算机程序和计算机程序产品。

背景技术

在某些应用中，通过头戴受话器将声音渲染给收听者，使得声音被感知为来自收听的人的头部之外的空间中的具体位置，这是期望的。典型的应用是虚拟现实，其中收听者将佩戴虚拟现实头戴送受话器（head-set）以及头戴受话器，所述头戴送受话器呈现视觉图像，所述头戴受话器补充音频体验。有时虚拟现实也被称为增强现实、AR或X现实、XR，其中X代表“未知”。

通常使用头部跟踪解决方案，其感测相对于声源人正在面向哪个大致方向。因此，人所看到和所听到的被实时更新，使得该人可以在虚拟世界中在不同的方向上看并得到那里的体验。

当收听者转身时，虚拟世界中的声源的相对方向改变。因此需要头部跟踪信息，使得声源可以在虚拟世界中在它们的合适位置中渲染，而不管收听者正面向哪个方向。

举例来说，用于渲染虚拟音频源的常用方法基于将音频源信号与HRTF响应进行卷积。HRTF（头部相关传递函数）由针对每个耳朵的一个传递函数组成，传递函数已经将大脑感测声音的方向需要的必要信息编码在其中。简单地描述，可以通过将麦克风放置在人的耳朵中，然后将声源放置在与人的特定角度和距离处，并且然后测量从声源到收听者的耳朵中的每个的传递函数（或等效地，冲激响应）来测量HRTF响应。源的角度由相对于头部的3D极角（polar angle）指定，其中原点在头部的中心中。

通过针对与人的大量的方向测量HRTF，可以构建HRTF的数据库，并且这使得能够在许多不同位置处渲染虚拟声源以及移动声源。通常测量HRTF数据库的方式是通过在测量期间使对其进行测量的人静坐并且面向非常精确的方向同时针对每次测量改变声源的位置来进行。由于人静坐而声源的位置被改变，因此人的头部和躯干在测量期间保持相同的恒定关系。关于双耳技术中的当前现有技术的更多信息可以在参考文献[1]中找到。

发明内容

总的目的是改进基于HRTF测量构建的音频滤波器数据库的内容和/或有用性。

具体目的是提供一种用于使用头部跟踪数据创建滤波器数据库的方法。

提供一种用于使用头部跟踪数据构建滤波器数据库的系统也是目的。

另一个目的是提供一种音频滤波器数据库。

又一个目的是提供一种计算机程序和计算机程序产品。

通过如本文中所要求保护的所提出的技术来满足这些和其他目的。

根据第一方面，提供了一种用于使用头部跟踪数据创建滤波器数据库的方法。该方法包括：

- 针对给定声源测量并且构造头部相关传递函数HRTF，除了声源的位置和/或方向之外，每个HRTF与相对于躯干姿势的头部姿势相关联，所述头部姿势也称为预期受验者（subject）的头部的位置；以及

- 针对每次测量跟踪相对于躯干姿势的头部姿势，以获得相关联的头部跟踪数据；以及

- 在数据库中存储HRTF的表示以及相关联的头部跟踪数据和表示声源的位置和/或方向的信息。