[发明专利]一种增加混响的方法与装置

说明书

本发明实施例提供了一种生成混响的方法与装置，获取室内环境的房间脉冲响应RIR，所述RIR表征所述室内的混响的时域信息；确定音频系统中目标头相关脉冲响应HRIR数据，并计算所述目标HRIRHRIR数据的能量和长度；根据所述目标HRIR数据的能量对所述RIR进行归一化处理得到第一信号；根据所述目标HRIR数据的长度对所述第一信号进行淡入处理得到第二信号；确定距离信息，所述距离信息用于表征虚拟声源距离用户的距离；根据所述距离信息对所述第二信号进行能量调整，生成后期混响信号。方便地实时得到真实采样混响；同时，对得到的采样混响进行处理，加入了能量归一化与结合距离信息的增益控制，可以增强音频系统中的头外部感，并且通过距离信息产生不同的距离感。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种增加混响的方法与装置。

背景技术

当前虚拟现实领域研究非常广泛，其中虚拟音频方面的体验也越来越被重视。目前VR音频效果主要是利用头头相关传递函数HRTF(Head Related Transfer Function)技术结合头部跟踪来实现音源不随头动效果，模拟真实环境音频体验。

对于一个时域信号-头相关脉冲响应HRIR(Head Related Impulse Response)，经快速傅里叶变换FFT就可以得到频域信号，也即HRTF信号，反之HRTF信号经过IFFT就可以得到HRIR信号，两者可视为等价关系。VR音频系统中一般都包含一个HRIR或者HRTF数据库，如CIPIC(Center for Image Processing and Integrated Computing)等公知数据库，它包含了三维球面上不同方位对应的HRTF/HRIR数据。

声源发出的声波经头部、耳廓、躯干等衍射后到达双耳，其中的物理过程可视为一个线性时不变的声滤波系统，其特性可由系统的频域传输函数描述，定义为头部相关的传递函数。它反映了进入人耳的声音信号的方位不同时，外耳、头部、躯干对声音信号的滤波作用。因此HRTF数据包含了方向信息。

一种常见的音频处理技术如图1所示，预先将HRIR数据库使用FFT转换为HRTF数据库，根据头部跟踪处理(Head-tracking processing)得到的方位信息，选取对应的HRTF数据。根据时域卷积等价于频域乘积的原理，将HRTF数据与视频音轨等输入时域音频信号的FFT变换结果相乘，再进行IFFT变换为时域信号并将此时域信号用耳机播放给用户。

然而，这类处理技术仅仅实现了具有方向感的声音，HRTF技术固有的头中效应、声源距离感等方面效果还存在缺陷。所谓头中效应具体表现就是听音乐时，仿佛人声、乐器存在于脑中而非空间中，这种效应应当尽量减小或避免。除了头中效应还有头外部效应，头外部效应即表示用户用耳机听音乐时，听者仿佛置身于一个音乐厅的中心位置，自己被周围(外界)的各个乐器声包围，这种效应应当增强。相对应的，头中效应与头外部效应是此消彼长的，如提高头外部效应同时也会降低头中效应。在此基础上，用户还需要能感觉到不同声源的远近，这种效应也是应当增强的。

声波在室内传播时，要被墙壁、天花板、地板等障碍物反射，每反射一次都要被障碍物吸收一些。这样，当声源停止发声后，声波在室内要经过多次反射和吸收，最后才消失，我们就感觉到声源停止发声后声音还继续一段时间。这种现象叫做混响。混响包含了室内的空间信息，因此添加混响处理能够增强头外部效应，削弱头中效应。

对于一个室内混响的测量，一般是在室内通过扬声器发射一个短暂的声学测试信号，声音经过一系列的反射后，被麦克风拾取，针对不同类型的测试信号经过特定处理就可以得到这个室内空间的混响的时域信号。