環(huán)繞立體聲實現(xiàn)方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本申請涉及環(huán)繞立體聲技術(shù)領域，尤其涉及環(huán)繞立體聲實現(xiàn)方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 環(huán)繞立體聲是目前最為成功的商用重放系統(tǒng)，其典型應用案例包括5. 1聲道環(huán)繞 系統(tǒng)、7. 1聲道環(huán)繞系統(tǒng)和最新的Atmos系統(tǒng)等。環(huán)繞立體聲所使用的聲源可擴展到整個 水平面乃至垂直面，可以較好地營造聽音的臨場感。環(huán)繞立體聲技術(shù)需要較少的揚聲器， 可操作性高，并且其有豐富的節(jié)目源，因此得到了廣泛的應用。然而，受成本、空間大小等 限制有些場景不能夠使用環(huán)繞立體聲設備，于是產(chǎn)生了虛擬三維音效技術(shù)。虛擬三維音效 最早應用于耳機，現(xiàn)在逐漸推廣到揚聲器陣列，目的是用任意分布的揚聲器陣列在聽音者 雙耳處獲得立體聲回放效果。由于立體聲信號使用揚聲器播放后，會產(chǎn)生所謂的串擾影響， 因此有大量文獻討論串擾消除的問題。多數(shù)虛擬三維音效技術(shù)利用人頭相關(guān)函數(shù)（HRTF， Head-RelatedTransferFunction)或者心理聲學技術(shù)進行環(huán)繞聲重建。
[0003] 現(xiàn)有的聲聚焦技術(shù)主要有如下兩種：1)波束成形（Beamforming) ;2)聲能量對比 (Acousticenergycontrast)。Beamforming也叫空域濾波器，它通過調(diào)整揚聲器各信號之 間的幅度和相位的關(guān)系，來改變陣列的指向性。而聲能量對比則可以通過合理設計陣列各 聲道的濾波器，在期望的位置形成聲學能量的"亮區(qū)"或者"暗區(qū)"，從而達到聲聚焦的目的。 本質(zhì)上，以上兩種算法都屬于聲場控制范疇。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)存在如下缺陷：
[0005] 1、多數(shù)虛擬環(huán)繞立體聲回放方法一旦設置完畢，其有效聽音區(qū)域也隨之固定，使 用者必須固定在該區(qū)域接收聲音，一旦離開該區(qū)域，音效將惡化直至沒有效果。
[0006] 2、多數(shù)聲聚焦技術(shù)需要預先指定聚焦區(qū)域，在運行過程中無法改變聚焦區(qū)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本申請實施例提供環(huán)繞立體聲實現(xiàn)方法及裝置。
[0008] 本申請的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：
[0009] -種環(huán)繞立體聲實現(xiàn)方法，包括：
[0010] 從攝像頭實時采集的聽音者的圖像數(shù)據(jù)中檢測出聽音者的頭部；
[0011] 根據(jù)攝像頭的擺放位置及圖像采集參數(shù)，計算聽音者頭部的位置信息；
[0012] 根據(jù)聽音者頭部的位置信息，判斷聽音者的位置是否發(fā)生了變化，若是，根據(jù)聽音 者頭部的位置信息，重新計算揚聲器陣列的濾波器系數(shù)；否則，保持揚聲器陣列的濾波器系 數(shù)不變；
[0013] 根據(jù)揚聲器陣列的濾波器系數(shù)對輸入的音頻信號進行濾波，將濾波后的音頻信號 輸出到揚聲器陣列連接的播放器。
[0014] 一種環(huán)繞立體聲實現(xiàn)裝置，包括：
[0015] 位置跟蹤模塊：從攝像頭實時采集的聽音者的圖像數(shù)據(jù)中檢測出聽音者的頭部； 根據(jù)攝像頭的擺放位置及圖像采集參數(shù)，計算聽音者頭部的位置信息；
[0016] 濾波器系數(shù)計算模塊：根據(jù)聽音者頭部的位置信息，判斷聽音者的位置是否發(fā)生 了變化，若是，根據(jù)聽音者頭部的位置信息，重新計算揚聲器陣列的濾波器系數(shù)；否則，保持 揚聲器陣列的濾波器系數(shù)不變；
[0017] 濾波模塊：根據(jù)揚聲器陣列的濾波器系數(shù)對輸入的音頻信號進行濾波，將濾波后 的音頻信號輸出到揚聲器陣列連接的播放器。
[0018] 可見，本申請實施例能夠根據(jù)聽音者位置的變化，實時調(diào)整揚聲器陣列的濾波器 系數(shù)，無需預先指定聚焦區(qū)域，優(yōu)化了環(huán)繞立體聲的音效。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本申請一實施例提供的環(huán)繞立體聲實現(xiàn)方法流程圖；
[0020] 圖2為本申請實施例提供的揚聲器陣列系統(tǒng)的示意圖；
[0021] 圖3為本申請實施例提供的環(huán)繞立體聲實現(xiàn)裝置的示意圖；
[0022] 圖4為本申請另一實施例提供的在圖3所示裝置中實現(xiàn)環(huán)繞立體聲的方法流程 圖；
[0023] 圖5為本申請實施例提供的確定a的坐標系示意圖；
[0024] 圖6為本申請又一實施例提供的在圖3所示裝置中實現(xiàn)環(huán)繞立體聲的方法流程 圖；
[0025] 圖7為本申請又一實施例提供的在圖3所示裝置中實現(xiàn)環(huán)繞立體聲的方法流程 圖；
[0026] 圖8為本申請實施例提供的亮區(qū)、暗區(qū)的劃分示意圖；
[0027] 圖9為本申請實施例提供的多播放器同步方法流程圖；
[0028] 圖10為本申請實施例提供的攝像頭的擺放位置示意圖。
【具體實施方式】
[0029] 圖1為本申請一實施例提供的環(huán)繞立體聲實現(xiàn)方法流程圖，其具體步驟如下：
[0030] 步驟101 :從攝像頭實時采集的聽音者的圖像數(shù)據(jù)中檢測出聽音者的頭部。
[0031] 步驟102 :根據(jù)攝像頭的擺放位置及圖像采集參數(shù)，計算聽音者頭部的位置信息。
[0032] 步驟103 :根據(jù)聽音者頭部的位置信息，判斷聽音者的位置是否發(fā)生了變化，若 是，根據(jù)聽音者頭部的位置信息，重新計算揚聲器陣列的濾波器系數(shù)；否則，保持揚聲器陣 列的濾波器系數(shù)不變。
[0033] 步驟104 :根據(jù)揚聲器陣列的濾波器系數(shù)對輸入的音頻信號進行濾波，將濾波后 的音頻信號輸出到揚聲器陣列。
[0034] 輸入的音頻信號可以為麥克風直接采集的音頻信號經(jīng)過A/D(模擬/數(shù)字）轉(zhuǎn)換 到的，也可以是從存儲設備上讀取編碼的音頻信號后經(jīng)過解碼器解碼而來的，或者從存儲 設備上讀取的未經(jīng)編碼的音頻信號。
[0035] 圖2為本申請實施例提供的揚聲器陣列系統(tǒng)的示意圖，如圖2所示，揚聲器陣列中 共包括N= 2M(M為整數(shù)，且M>0)個揚聲器，其中，揚聲器1~M為左聲道，揚聲器M+1~2M 為右聲道，則揚聲器n(1 <n<N)與揚聲器N-n+1構(gòu)成一揚聲器對，即共存在M個揚聲器 對，分別為揚聲器1、N，揚聲器2、N_1，揚聲器3、N_2,...，揚聲器M、M+1，每對揚聲器連接了 一個播放器。
[0036] 圖3為本申請實施例提供的環(huán)繞立體聲實現(xiàn)裝置的示意圖，該裝置主要包括：位 置跟蹤模塊、濾波器系數(shù)計算模塊和濾波模塊。
[0037] 以圖2所示的揚聲器陣列為例，給出本申請另一實施例提供的在圖3所示裝置中 實現(xiàn)環(huán)繞立體聲的方法流程，具體見圖4,其具體步驟如下：
[0038] 步驟401 :雙目/多目攝像頭實時采集聽音者的雙/多視角圖像數(shù)據(jù)，將采集的聽 音者的雙/多視角圖像數(shù)據(jù)實時傳輸給位置跟蹤模塊。
[0039] 步驟402 :位置跟蹤模塊從聽音者的雙/多視角圖像數(shù)據(jù)中實時檢測出聽音者的 頭部。
[0040] 步驟403 :對于實時檢測出的聽音者的頭部，針對每一揚聲器對：揚聲器 n(l<n<N)與揚聲器N-n+1，位置跟蹤模塊計算出該揚聲器對的中心點到聽音者的頭部 中心的距離1、該揚聲器對的中心點與聽音者的頭部中心之間的連線與水平軸正向的夾角 a，將計算出的1和a實時發(fā)送給濾波器計算模塊。
[0041] 揚聲器對的中心點，即揚聲器對中的兩揚聲器的連線的中心點。
[0042] 在計算a時，是以揚聲器對的中心點為坐標原點，以兩揚聲器的連線為水平軸， 以水平右邊軸為水平軸正向，以垂直下邊軸為垂直軸正向，如圖5所示。
[0043]步驟404 :濾波器系數(shù)計算模塊接收并保存位置跟蹤模塊發(fā)來的1和a，判斷是否 滿足：該1與位置跟蹤模塊上一次發(fā)來的1的差值的絕對值小于第一預設值，和/或，該a 與位置跟蹤模塊上一次發(fā)來的a的差值的絕對值小于第二預設值，若是，返回步驟404;否 貝丨J，執(zhí)行步驟405。
[0044] 步驟405 :濾波系數(shù)計算模塊