[发明专利]用于双耳渲染的音频信号处理设备和方法

说明书

本发明涉及一种用于执行双耳渲染的音频信号处理设备和音频信号处理方法。提供了一种用于对输入音频信号执行双耳滤波的音频信号处理设备以及使用该设备的音频信号处理方法，该音频信号处理设备包括：第一滤波单元，该第一滤波单元通过第一侧向传输函数对输入音频信号进行滤波以生成第一侧向输出信号；以及第二滤波单元，该第二滤波单元通过第二侧向传输函数对输入音频信号进行滤波以生成第二侧向输出信号，其中，第一侧向传输函数和第二侧向传输函数是通过相对于所述输入音频信号变换耳间传输函数(ITF)而生成的。

技术领域

本发明涉及一种用于执行双耳渲染的音频信号处理设备和音频信号处理方法。

背景技术

3D音频统指一系列信号处理、发送、编码和重现技术，这些技术向现有技术的环绕音频提供的水平表面(2D)上的声音场景提供与高度方向对应的另一轴线，以提供在三维空间中存在的声音。具体地，为了提供3D音频，与现有技术相比，需要使用更大量的扬声器，或者需要即使使用少量扬声器也能够在未设置扬声器的虚拟位置中形成声像的渲染技术。

3D音频可以是与超高清TV(UHDTV)对应的音频分辨率，并且有望用在各种领域和装置中。作为提供至3D音频的声音源，存在基于声道的信号和基于对象的信号。另外，可以存在基于声道的信号和基于对象的信号混合的声音源，因此用户可以具有一种新类型的听觉体验。

同时，双耳渲染是一种将输入音频信号建模为传输至人的两个耳朵的信号。通过耳机或耳塞收听经过双耳渲染的双声道输出音频信号，用户可以感觉到3D声音效果。因此，当将3D音频建模为传输至人的耳朵的音频信号时，可以通过双声道输出音频信号来再现3D音频的3D声音效果。

发明内容

技术问题

本发明的提出是为了提供一种用于执行双耳渲染的音频信号处理设备和音频信号处理方法。

本发明的提出还是为了对3D音频的对象信号和声道信号执行高效双耳渲染。

本发明的提出还是为了对虚拟现实(VR)内容的音频信号实施浸入式双耳渲染。

技术方案

为了实现上述目的，本发明提供一种如下的音频信号处理方法和音频信号处理设备。

本发明的示例性实施例提供了一种对输入音频信号执行双耳滤波的音频信号处理设备，其包括：第一滤波单元，所述第一滤波单元通过第一侧向传输函数对所述输入音频信号进行滤波以生成第一侧向输出信号；以及第二滤波单元，所述第二滤波单元通过第二侧向传输函数对所述输入音频信号进行滤波以生成第二侧向输出信号，其中，所述第一侧向传输函数和所述第二侧向传输函数可以通过修改相对于所述输入信号将第一侧向头相关传输函数(HRTF)除以第二侧向HRTF得到的耳间传输函数(HRTF)而生成。

所述第一侧向传输函数和所述第二侧向传输函数可以通过基于相对于所述输入音频信号的所述第一侧向HRTF和所述第二侧向HRTF中的至少一个的陷波分量修改所述ITF而生成。

所述第一侧向传输函数可以基于从所述第一侧向HRTF提取的所述陷波分量而生成，并且所述第二侧向传输函数可以基于通过将所述第二侧向HRTF除以从所述第一侧向HRTF提取的包络分量得到的值而生成。

所述第一侧向传输函数可以基于从所述第一侧向HRTF提取的所述陷波分量而生成，并且所述第二侧向传输函数可以基于通过将所述第二侧向HRTF除以从具有与所述输入音频信号不同方向的第一侧向HRTF提取的包络分量得到的值而生成。

具有所述不同方向的所述第一侧向HRTF可以是方位角与所述输入音频信号相同并且高度角为零的第一HRTF。

所述第一侧向传输函数可以是通过使用所述第一侧向HRTF的陷波分量生成的有限脉冲响应(FIR)滤波器系数或者无限脉冲响应(IIR)滤波器系数。