[发明专利]一种基于听觉匹配的虚拟声定制方法及装置

权利要求书

1.一种基于听觉匹配的虚拟声定制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、获取用户头部的3D模型；

步骤2、从3D模型中提取HRTF相关的生理特征值；

步骤3、将生理特征值输入听觉评估神经网络，预测听觉分数；

步骤4、从已知HRTF数据库中挑选出最高听觉分数所对应的HRTF数据，作为用户听觉匹配的HRTF数据；

步骤5、将原始单通路信号、听觉匹配HRTF数据、房间脉冲响应依次进行时间域卷积处理或等价地频率域滤波处理，得到用户定制的双耳虚拟声信号；

步骤6、采用耳机播放双耳虚拟声信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于听觉匹配的虚拟声定制方法，其特征在于：步骤1中的所述用户头部的3D模型能通过移动终端自带的3D传感装置直接获取，或通过移动终端拍摄的2D图像的3D重构间接获取。

3.根据权利要求1所述的一种基于听觉匹配的虚拟声定制方法，其特征在于：步骤2中HRTF相关的生理特征值包括:两耳屏间宽、耳甲腔高度、耳甲腔宽度、耳甲腔深度、耳前后偏转角、耳凸起角和斐波那契偏离度，其中，所述斐波那契偏离度的计算方式如下：

公式（1）中的34和55分别是斐波那契数列的第九项和第十项。

4.根据权利要求1所述的一种基于听觉匹配的虚拟声定制方法，其特征在于：步骤3中听觉评估神经网络的输入是用户的M个生理特征值，输出是用户对N类HRTF数据的听觉分数。

5.根据权利要求1所述的一种基于听觉匹配的虚拟声定制方法，其特征在于：步骤3中听觉评估神经网络已事先构造和训练完毕，步骤如下：

步骤601、选取一个已知的HRTF数据库，包括N名受试者的多个空间方向的HRTF数据，即N类HRTF数据；

步骤602、选取K个听音者，采用3D扫描的方式获取听音者头部的3D模型；利用软件从3D模型中提取HRTF相关的M个生理特征值，进行离差标准化，获得M×K的生理特征值矩阵P=[p_m,k]，其中，m=1, 2,…, M；k=1, 2,…, K；

步骤603、采用N类HRTF数据制作虚拟声信号，用K个听音者进行虚拟声的听觉实验，得到N×K的听觉分数矩阵S=[s_n,k]，其中，n=1, 2,…, N；k=1, 2,…, K，

（2）式中a_n,k表示第k个听音者对第n类HRTF虚拟声信号的头中率，b_n,k表示第k个听音者对第n类HRTF虚拟声信号的前后混乱率，c_n,k表示第k个听音者对第n类HRTF虚拟声信号的仰角定位准确率；

步骤604、构造一个广义回归神经网络，生理特征值作为网络输入，听觉分数作为网络输出，上述{ P=[p_m,k]，S=[s_n,k]}构成训练集；采用留一法确定网络的平滑因子；

步骤605、保存训练好的神经网络模型。