[发明专利]修改房间特性以通过耳机进行空间音频呈现的系统和方法

说明书

本公开提供了修改房间特性以通过耳机进行空间音频呈现的系统和方法。音频呈现系统包括将音频输入信号与包括房间响应的个性化空间音频传递函数相结合的处理器。个性化空间音频传递函数选自具有多个候选传递函数的数据库，根据多个个人的入耳式麦克风测量得到多个候选传递函数。可替代地，个性化传递函数是从听者的实际入耳式测量得到的。房间修改模块允许用户修改个性化空间音频传输函数以替换不同的房间或修改所选房间的特性，而无需额外的入耳式测量。所述模块将所选择的传递函数分割为多个区域，包括直接区域、受头部和躯干影响的区域、前期反射区域和后期混响区域中的一个或多个。在一个或多个区域上执行提取和修改操作以改变感知到的声音。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年10月25日提交且题为“SYSTEMS AND METHODS FORMODIFYING ROOM CHARACTERISTICS FOR SPATIAL AUDIO RENDERING OVER HEADPHONES(用于修改房间特性以通过耳机进行空间音频呈现的系统和方法)”的美国临时专利申请62/750,719的优先权权益，该美国临时专利申请通过引用合并于2018年1月7日提交并且题为“METHOD FOR GENERATING CUSTOMIZED SPATIAL AUDIO WITH HEAD TRACKING(利用头部跟踪生成定制空间音频的方法)”的美国临时专利申请，这些临时专利申请中的每一个为了所有目的通过引用的方式全部并入。该申请还通过引用合并于2018年9月19日提交、2019年8月20日颁发并且题为“METHOD FOR GENERATING CUSTOMIZED SPATIAL AUDIO WITH HEADTRACKING(利用头部跟踪生成定制空间音频的方法)”的美国专利No.10,390,171，该美国专利的全部内容为了所有目的通过引用的方式并入。

技术领域

本发明涉及用于通过耳机呈现音频的方法和系统。更具体地，本发明涉及使用具有房间脉冲响应信息的个性化空间音频传递函数的数据库来生成更逼真的音频呈现。

背景技术

双耳房间脉冲响应(BRIR)处理的实践是众所周知的。根据已知的方法，真实或仿真头部和双耳麦克风用于记录真实房间中多个扬声器位置中的每个位置的立体声脉冲响应(IR)。即，生成一对脉冲响应，每个耳朵各一个。然后，可以使用这些IR对音乐曲目进行卷积(滤波)，并且结果被混合在一起并通过耳机播放。如果应用正确的均衡，则音乐的声道将听起来就像在记录IR的房间中的扬声器位置处播放一样。

BRIR及其相关的双耳房间传递函数(BRTF)模拟扬声器发出的声波与听者的耳朵、头部和躯干以及房间中的墙壁和其他物体之间的相互作用。房间的大小会影响声音，房间中墙壁的声音反射和吸收质量也会影响声音。扬声器通常被封装在外壳中，外壳的设计和构成会影响声音的质量。当BRTF被应用于输入音频信号并馈入耳机的各个声道时，利用方向和空间印象暗示来再现自然声音，这些方向和空间印象暗示模拟将从如下真实来源听到的声音，该真实来源位于与真实房间中的扬声器相同的位置处并且具有扬声器的声音质量属性。

实际的BRIR测量通常是通过以下方式来进行的，该方式是让一个人坐在房间里并利用入耳式麦克风来测量来自扬声器的脉冲响应。测量过程极其耗时，需要听者的耐心配合，因为会针对相对于听者头部位置的不同扬声器位置进行大量测量。这些测量通常是在围绕听者的水平面内至少每3或6度方位角进行一次，但是测量的数量可以更少或更多，并且还可以包含相对于听者的仰角位置以及与不同的头部倾斜有关的测量。一旦完成所有这些测量，就生成了针对这个人的BRIR数据集，并使该数据集可用于通常以对应的频域形式(BRTF)应用于音频信号以提供上述方向和空间印象暗示(cue)。