[发明专利]一种带方位传感器耳机及其3D声场还原方法

说明书

本发明提供一种带方位传感器耳机及其3D声场还原方法，包括设定虚拟3D声源的参数，得到声源信号；通过实时获取耳机方位传感器组的陀螺仪、加速度计和指南针的参数信息，来获得耳机相对虚拟3D声源的物理位置信息；依据耳机相对虚拟3D声源的物理位置信息和虚拟3D声源的辐射特性，计算虚拟3D声源的直达声函数和混响声函数；将虚拟3D声源的直达声函数和混响声函数进行运算，计算虚拟3D声源的双耳传递函数；将虚拟3D声源的双耳传递函数与虚拟3D声源的声源信号进行卷积，得到重构的3D声场信号。本发明提供的方法能够实现自由实时地产生动态3D声场，满足人们对音乐的现场感和动态声场的体验需求。

技术领域

本发明涉及电声技术领域，具体涉及一种带方位传感器耳机及其3D声场还原方法。

背景技术

传统的3D声场是混音师通过影视作品或者音乐的需求，加入3D声场，让人们被动的欣赏3D声场，此3D声场只是考虑了静态，也就是人头部固定的情况，缺少了动态3D声场。但在现实中人们所听到的声音并不是一成不变的，而是随着我们的移动、声源与人耳相对位置的不断变化而做着相应的即时变化，同时3D声源本身也是根据用户或者实际需求不断变化的，就是我们所说的“动态”3D声场还原方法。当人们对音乐的现场感和动态声场需求不断提高，人们需要主观的调整3D声场并与其动作情绪相匹配，如何让用户自由实时地产生动态3D声场效果，是本发明所要解决的问题。

发明内容

为了解决用户希望能够自由实时地产生动态3D声场效果的需求，本发明提供一种带方位传感器耳机及其3D声场还原方法。

本发明的技术方案如下：

一种带方位传感器的3D声场还原方法，包括：

设定虚拟3D声源的参数，得到声源信号；

通过实时获取耳机方位传感器组的陀螺仪、加速度计和指南针的参数信息，来获得耳机相对虚拟3D声源的物理位置信息；

依据耳机相对虚拟3D声源的物理位置信息和虚拟3D声源的辐射特性，计算虚拟3D声源的直达声函数和混响声函数；

将虚拟3D声源的直达声函数和混响声函数进行运算，计算虚拟3D声源的双耳传递函数；

将虚拟3D声源的双耳传递函数与虚拟3D声源的声源信号进行卷积，得到重构的3D声场信号。

优选的，所述虚拟3D声源的参数包括虚拟3D声源所处空间的尺寸和虚拟3D声源所处空间材料的吸声系数。

进一步的，在实时获取耳机方位传感器组的陀螺仪、加速度计和指南针的参数信息步骤之前，还包括对方位传感器组的陀螺仪、加速度计和指南针进行校准。

进一步的，所述陀螺仪用于测量耳机的动态角速度，所述加速度计用于测量耳机的静态倾角和加速度信息，所述指南针用于校准耳机的方向。

其中，所述虚拟声源的直达声函数和混响声函数通过实时计算获得。

一种带方位传感器的耳机，所述耳机包括微处理器单元，所述耳机还包括方位传感器组，所述方位传感器组包括陀螺仪，加速度计和指南针，所述微处理器单元包括：

虚拟3D声源设定模块，用于设定虚拟3D声源的参数，得到声源信号；

物理位置信息获取模块，用于通过实时获取耳机方位传感器组的陀螺仪、加速度计和指南针的参数信息，来获得耳机相对虚拟3D声源的物理位置信息；

计算模块，用于依据耳机相对虚拟3D声源的物理位置信息和虚拟3D声源的辐射特性，计算虚拟3D声源的直达声函数和混响声函数，以及用于将虚拟3D声源的直达声函数和混响声函数进行运算，来计算虚拟3D声源的双耳传递函数；