[发明专利]双耳时间差ITD临界感知特性的测量方法及其装置

说明书

技术领域：

本发明涉及一种双耳时间差临界感知特性的测量方法及其装置，更具体 地，涉及空间音频编码中提取的双耳时间差参数的临界感知特性的测量方法及 其装置。

背景技术：

在空间音频编码技术里，空间参数表达了多声道含立体声音频中蕴涵的空 间信息。双耳时间差Interaural Time Difference，以下简称ITD是众多空间参数 中较为重要的一个，它表达了声道间时间差对声源方向定位的影响。简单说来， 从声源发出的声音到达人的左耳和右耳时，有一个先后的过程，这段时间差就 是双耳时间差。它的原理是：如果一个声音到达双耳的时间是同时的，那么听 者就觉得这个声音处在正中间的位置；倘若声音到达左耳先于到达右耳，听者 人就觉得声源偏左，反之亦然。ITD是听觉系统辨别声源方位的重要依据之一。

当前空间心理声学研究表明，人耳对ITD的感知存在着掩蔽效应。也就是 说，当ITD值变化到一个临界范围之内时，人耳已经不能感知到声源方向的变 化。该临界值称为ITD临界感知阈值Just noticeable difference，以下简称JND， 它描述了人耳恰可感知的ITD的临界值，也称为ITD绝对阈值。在绝对阈值 之下的ITD值不能被人耳感知到，这种现象称为绝对掩蔽。人的听觉系统对于 不同操作单元上的ITD存在着感知差异，也就是说在不同频率下，ITD绝对阈 值是有差异的。

然而当前对空间音频参数ITD的研究并没有对其临界感知特性在全频带 进行分析，也就是说，对ITD参数在不同频率和不同响度下表现出的感知特性 差异也还没有定量的描述。在现有的空间音频编码中，对ITD的处理方法包括 两类：一类是在整个信号频率范围内对各操作单元如各个划分的子带的ITD都 进行编码；另一类是为降低编码的参数码率，忽略ITD对编码音质的影响而不 对其进行编码。这两类的处理方法，要么忽略了ITD在不同操作单元具有的感 知差异，浪费了参数编码码率，要么以编码音质的下降为代价而不处理双耳对 强度差异的感知信息，从而使得编码信号中存在大量无法去除的主观冗余信 息，降低编码压缩效率。

发明内容：

本发明依据人耳的听觉特性，提出一种分频带测量ITD临界感知特性的方 法及其装置，目的在于指导空间音频编码，如附图5的空间音频编解码流程图 所示，在编码端以空间心理声学模型以及ITD临界感知特性为指导提取ITD 参数，可以有效去除当前空间参数主观冗余难以去除的难题。本发明中频率覆 盖的范围是20Hz到20KHz。该方法将音频信号划分为若干子带，依据附图2 所示的ITD调整的原理图，对每个原始音，通过延时控制器t₁和t₂，制作给定 ITD下的立体测试音。通过主观测听获得各子带上ITD临界阈值，得出相应的 JND曲线。

本发明的解决方案包括以下步骤：

一种双耳时间差ITD临界感知特性的测量方法，其特征在于，包括以下步 骤：

步骤1、由响度选取单元确定各个响度级选取，由频率选取单元确定频带 划分规则以及所有测试音的频率；

步骤2、由原始音制作单元将步骤1中选取的响度换算成声压级，并根据 步骤1中选取的频率和本步骤换算后的声压级制作各响度级以及各频率下的原 始音；

步骤3、输入各响度级各频率下的原始音，由ITD测试序列制作单元对每 个原始音设定至少两个ITD值，制作测试序列，其中一个ITD值对应参考音， 其他作为测试音；

步骤4、测试者对步骤3中所有测试音进行主观测试，记录其感知到声源 方向发生变化的临界测试音。

在上述的双耳时间差ITD临界感知特性的测量方法，在步骤1中，响度级 在人耳听觉域内选取，听觉域范围为20Hz～20KHz，频带划分采用Bark带划 分规则，测试音频率选取在每个Bark带频率内的白噪声。

在上述的双耳时间差ITD临界感知特性的测量方法，在步骤3中，所述的 对每个原始音设定的ITD值，正值代表左声道比右声道领先时间，负值代表右 声道比左声道领先时间，生成所有测试音，其中参数设置为ITD＝0的测试音作 为参考音。

在上述的双耳时间差ITD临界感知特性的测量方法，制作测试音和参考音 时双耳声强差ILD，耳间相关度IC为固定值。