[发明专利]用于实现头相关传递函数的自适应的方法及系统

说明书

本公开提供了一种用于实现头相关传递函数HRTF的自适应的方法和系统。该方法包括进行系统识别，其中该系统识别包括耳廓识别和遮蔽识别。

技术领域

本公开涉及音频领域，尤其涉及一种用于利用混合的自适应主动降噪(ANC)环路实现头相关传递函数(HRTF)的自适应的方法及系统。

背景技术

在过去几年中，主动降噪(ANC)耳机越来越受欢迎。其原因在于，主动降噪ANC耳机能在嘈杂的环境中给使用者提供一个相对安静的环境，减少不必要的环境噪音，从而为使用者带来更多的便利和舒适。

随着人们对使用体验要求的不断提高，空间音频技术(也称为3D音频技术)得到了更多的关注和使用。这种技术使得可以通过使用耳机创建3D音频体验。该技术的应用包括增强虚拟现实、听音乐、以及在平板电脑或PC上观看电影，等等。其中，虚拟环绕耳机是3D音频技术的典型应用。当通过3D音频耳机呈现环绕声时，它会产生与收听实际扬声器系统相同的音频体验。

头相关传递函数(HRTF)是一种呈现3D音频的高级方式，使得声音听起来来自3D空间中的特定点，从而合成双耳音频。为了实现双耳音频再现过程中的保真度和沉浸式体验，HRTF经常被用做描述从声源到听者耳膜的声音传输的滤波器。

ANC耳机是另一种典型应用，它利用从噪声源到耳入口点(EEP)的HRTF，即引入幅度匹配但相位相反的声波以降低噪声污染(如街道噪声，飞机引擎噪音，办公室喋喋不休等)的严重程度。

概括来说，HRTF是高度个性化的，会随个体不同而有所变化。每个人具有不同的上身轮廓，不同的耳朵形状，因此也具有不同的声学滤波效果。目前的实践中，通常是离线并在耳机上使用来自一组受试者的平均HRTF。这种采用平均HRTF的方法有两个缺点：

1)一旦出现平均HRTF几乎不能与最终实际用户匹配的情况，那么由于与3D音频相关的前后和上下混淆(即所谓的混淆锥)，会出现很差的声音定位效果。

2)尽管对非个性化的平均HRTF进行修改可能是省力的方式，但这总是伴随着不希望的音频失真。

现有的HRTF测量是使用安装在半圆形旋转环上的一组扬声器来产生激励信号(例如指数扫描信号)。将假的头部或个体的头部放置在半圆型环的中心，并且在假的头部或个体的头部的左耳和右耳的耳膜中设置有麦克风。然而，这样测量具有很大难度并且消耗更多的时间。

此外，目前的ANC设计要么采用固定HRTF/离线HRTF，要么需要专用硬件，成本要高得多。并且采用固定HRTF的ANC设计有以下两个缺点：1)它无法实现基于现场校准/测量准确地与现实世界的不同环境噪声相适应；2)无法实现用户个性化，例如耳机之间的人为差异导致ANC的不一致结果，并且例如由于耳机和佩戴者头部各种不同的适配状态导致的泄漏。

为了克服上述不准确和非个性化HRTF的缺点，需要一种改进的解决方案。

发明内容

本发明提供一种解决方案，可以通过自适应ANC获取例如从远场到近场、从耳参考点(ERP)到耳入口点(EEP)的自适应的HRTF。此外，在本发明的另一种实施方案中，自适应的HRTF将会被用于例如ANC耳机应用和3D耳机应用等应用的补偿。另外，本发明能够提供一种混合(反馈+前馈)自适应ANC以适应不同的适配状态。

根据本公开的一个或多个方面提供一种用于实现头相关传递函数HRTF的自适应的方法，该方法包括进行系统识别，其中所述系统识别包括耳廓识别和遮蔽识别。根据本公开的一个或多个方面提供的方法还包括根据系统识别得到的自适应的HRTF，进行系统补偿。根据本公开的一个或多个方面提供的方法还包括基于所述耳廓识别和遮蔽识别的输出，生成HRTF渲染矩阵。