[发明专利]一种用于会议的耳机信号馈给方法

说明书

本发明公开了一种用于会议的耳机信号馈给方法，包括：获取目标区域的空间参数，并根据空间参数计算得到目标区域的平均吸声系数；建立目标区域的直角坐标系，并在所述直角坐标系中标注发言席和听众席的坐标参数，计算各听众席相对于所述发言席的相对角度；获取发言席方向水平面的直达声HRIR数据，以及获取水平面的反射声HRIR数据；根据各听众席相对于所述发言席的相对角度选择对应的直达声HRIR数据和反射声HRIR数据，结合目标区域的平均吸声系数计算静态情况下的双耳声信号；根据各听众席耳机的水平角度变化值更新各听众席相对于所述发言席的相对角度后，选择对应的直达声HRIR数据和反射声HRIR数据，结合目标区域的平均吸声系数计算动态情况下的双耳声信号。

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种用于会议的耳机信号馈给方法。

背景技术

会议室是以语言为主的声学场所，用于会议、学术报告、学习培训等，要求语言清晰度足够高，听众感知到的声像方向与发言人所在方向一致。由于发言人的声音在会议室传播时随着距离增大而衰减，为使会议室各听众席都有足够大的声压级，大部分会议室都是通过安装扩声系统来提高听众席处的声压级。但也有些场合是通过听众佩戴的耳机来播放发言人的声音，或将发言人的讲话内容翻译成其他语言后再通过听众佩戴的耳机播放出来。

为使得会议室具有较好的效果，《电子会议系统工程设计规范》(GB50799-2012)对会议系统的各个部分提出了要求，其中包括会议扩声系统的分类与组成、功能设计与要求、性能设计要求、主要设备设计要求。但对听众佩戴耳机接收发言人的讲话信息这种情况，并没有对耳机播放的声信号设置声学特性指标，且声信号是单声道的，没有方向信息。

针对其他应用，已有采用耳机重放声音空间信息的技术。常用的是基于头相关传输函数(HRTF)技术，基本原理如下：

设声源S相对倾听者头部中心的空间位置用球坐标(r,θ,φ)表示，如图1所示。其中r为声源距离；-90°≤φ≤90°和-180°≤θ180°分别表示仰角和方位角；φ＝0°和+90°分别表示水平面和正上方；在水平面θ＝0°、90°、-90°分别表示正前、正右方、正左方。HRTF定义为自由场点声源到双耳的声学传输函数(1)；

其中,P_L和P_R分别是位置为(r,θ,φ)的声源在双耳产生的频域声压；P₀是头部移开后头中心位置处的声压。一般情况下,HRTF与声源位置以及频率f有关,并且和个体有关。对声源距离r≥1.0m的远场,HRTF近似与距离无关。但对于r1.0m的近场,HRTF与距离有关,因而包含距离定位的因素。HRTF的时域表示是头相关脉冲响应(HRIR),它们由傅立叶变换相联系。

为了合成自由场中空间位置为(r,θ,φ)的虚拟点声源，可以将单路的时域信号e₀(t)作适当的延时处理和幅度标度后和一对相应的HRIR卷积,得到双耳声信号(2)；

其中h_L与h_R分别是声源到左和右耳的HRIR，t是时间。T＝r/c是声源到倾听者的传输延时，c是声速；幅度标度1/r模拟了自由场中球面声波的幅度随距离衰减。

将通过以上方法得到的双耳声信号馈给一对耳机重放，则倾听者双耳处的声压正比于自由场中实际的点声源所产生的双耳声压，从而能够虚拟出相应空间位置的虚拟声源。

为了使效果更加贴近实际声场环境，还可以用实际环境中的双耳脉冲响应(BRIR)代替上述信号处理过程中的HRIR。但这种方法数据量和运算量太大，实现起来有较大难度。为此可以通过虚源法来模拟声场中的早期反射声，用感知模型来模拟后期混响声。