[发明专利]用于双耳音频渲染的耳间时间差交叉渐变器

说明书

本公开的示例描述了用于向可穿戴头部装置的用户呈现音频信号的系统和方法。根据示例方法，接收第一输入音频信号，该第一输入音频信号对应于经由可穿戴头部装置被呈现给用户的虚拟环境中的第一源位置。处理第一输入音频信号以生成左输出音频信号和右输出音频信号。经由与可穿戴头部装置相关联的左扬声器向用户的左耳呈现左输出音频信号。经由与可穿戴头部装置相关联的右扬声器向用户的右耳呈现右输出音频信号。

相关申请的引用

本申请要求于2018年10月5日提交的美国临时申请No.62/742,254、2019年3月1日提交的美国临时申请No.62/812,546和2018年10月5日提交的美国临时申请No.62/742,191的优先权益，其内容通过引用整体合并于此。

技术领域

本公开大体上涉及用于音频信号处理的系统和方法，具体地，涉及用于在混合现实环境中呈现音频信号的系统和方法。

背景技术

沉浸式的和可信的虚拟环境需要以与用户的期望一致的方式呈现音频信号——例如，该期望指与虚拟环境中的对象对应的音频信号将与对象在虚拟环境中的位置和该对象的视觉呈现一致。在虚拟现实、增强现实和混合现实环境中创建丰富且复杂的声音景观(soundscape)(声音环境)需要对大量数字音频信号的高效呈现，每一个数字音频信号显得来自用户环境中的不同位置/接近度和/或方向。收听者的大脑适于识别用户的两个耳朵之间的声音到达时间的差异(例如，通过检测两个耳朵之间的相移)；以及根据时间差推断声音的空间原点。因此，对于虚拟环境，准确地呈现用户的左耳与右耳之间的耳间时间差(ITD)对于用户在虚拟环境中识别音频源的能力而言可能是关键的。然而，调整声音景观以可信地反映对象和用户的位置和取向可能需要对音频信号的快速改变，该音频信号可能导致不期望的声音伪像(sonic artifact)，诸如“点击”声音，这损害了虚拟环境的沉浸感。期望的是，向虚拟环境的用户呈现声音景观以准确地向用户的耳朵呈现耳间时间差，同时使声音伪像最小化并且保持在计算上是高效的系统和方法。

发明内容

本公开的示例描述了用于向可穿戴头部装置的用户呈现音频信号的系统和方法。根据示例方法，接收第一输入音频信号，该第一输入音频信号对应于经由可穿戴头部装置被呈现给用户的虚拟环境中的源位置。处理第一输入音频信号以生成左输出音频信号和右输出音频信号。经由与可穿戴头部装置相关联的左扬声器向用户的左耳呈现左输出音频信号。经由与可穿戴头部装置相关联的右扬声器向用户的右耳呈现右输出音频信号。处理第一输入音频信号包括：将延迟过程应用于第一输入音频信号以生成左音频信号和右音频信号；调整左音频信号的增益；调整右音频信号的增益；将第一头相关传递函数(HRTF)应用于左音频信号以生成左输出音频信号；以及将第二HRTF应用于右音频信号以生成右输出音频信号。将延迟过程应用于第一输入音频信号包括：将耳间时间延迟(ITD)应用于第一输入音频信号，ITD基于源位置来确定。

附图说明

图1示出了根据本公开的一些实施例的示例音频空间化系统。

图2A-2C示出了根据本公开的一些实施例的示例延迟模块。

图3A-3B分别示出了根据本公开的一些实施例的相对于收听者的示例虚拟声源以及示例性的对应延迟模块。

图4A-4B分别示出了根据本公开的一些实施例的相对于收听者的示例虚拟声源以及示例性的对应延迟模块。

图5A-5B分别示出了根据本公开的一些实施例的相对于收听者的示例虚拟声源以及示例性的对应延迟模块。

图6A示出了根据本公开的一些实施例的示例交叉渐变器。

图6B-6C示出了根据本公开的一些实施例的用于交叉渐变器的示例控制信号。

图7A-7B分别示出了根据本公开的一些实施例的相对于收听者的示例虚拟声源以及包括交叉渐变器的示例性的对应延迟模块。