似的對(duì)象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理 解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的實(shí)施例能夠以除了在這里圖示 或描述的內(nèi)容以外的順序?qū)嵤?。此外，術(shù)語(yǔ)"包括"和"具有"以及他們的任何變形，意圖在 于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過(guò)程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必 限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒(méi)有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過(guò)程、方法、 產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。
[0039] 以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)描述：
[0040] 實(shí)施例一:
[0041] 圖1示出了本發(fā)明第一實(shí)施例提供的一種多角度3D聲回放方法的實(shí)現(xiàn)流程，詳述 如下：
[0042] 在步驟SlOl中，通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)采集用戶(hù)的方位信息。
[0043] 在具體實(shí)施過(guò)程中，首先需要采集用戶(hù)的方位信息，方位信息的采集可以通過(guò)用 戶(hù)佩戴帶的具有定位功能的耳機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如通過(guò)耳機(jī)內(nèi)置的傳感器來(lái)采集用戶(hù)的方位信 息，其中采集用戶(hù)方位信息的具體傳感器可以是陀螺儀，通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)采集用戶(hù)所在的 方位信息。
[0044] 在步驟S102中，根據(jù)實(shí)時(shí)采集到的用戶(hù)方位信息對(duì)傳聲器陣列進(jìn)行同步。
[0045] 在具體實(shí)施過(guò)程中，當(dāng)采集到用戶(hù)的實(shí)時(shí)方位信息以后，需要根據(jù)用戶(hù)的方位信 息對(duì)傳聲器陣列進(jìn)行同步校準(zhǔn)處理，具體對(duì)傳聲器陣列進(jìn)行同步時(shí)可以先由用戶(hù)指定一個(gè) 傳聲器陣列波束并將所述傳聲器陣列波束所對(duì)應(yīng)的中心方向標(biāo)定為基準(zhǔn)方向；之后根據(jù)實(shí) 時(shí)采集到的用戶(hù)方位信息確定用戶(hù)旋轉(zhuǎn)的角度并更新基準(zhǔn)方向，根據(jù)更新后的基準(zhǔn)方向調(diào) 整傳聲器陣列波束中心方向的方位坐標(biāo)。
[0046] 其中需要說(shuō)明的是傳聲器陣列可以是以任意形式布放的傳聲器單元，包括但不 限于線性陣列、十字形陣列、L形陣列、環(huán)形陣列、多層環(huán)形陣列、球陣列或多層球陣列等， 傳聲器陣列通過(guò)波束算法形成多個(gè)波束實(shí)現(xiàn)對(duì)聲場(chǎng)的掃描采樣。其中波束算法形成的 多波束需要覆蓋整個(gè)聲場(chǎng)的有效方位。比如：對(duì)線性陣列而言，多波束需要覆蓋線性陣 列一側(cè)180度方位角范圍；對(duì)環(huán)形陣列，多波束需要覆蓋陣列所在平面360度方位角范 圍；對(duì)球形陣列，多波束則需要覆蓋整個(gè)三維空間所有方位角。同時(shí)為了得到更好的效 果優(yōu)選的傳聲器陣列波束算法形成的多波束需要使相鄰兩個(gè)波束之間的重疊區(qū)域盡可 能小，以減弱對(duì)空間聲音信息采樣的重疊效應(yīng)。比如：對(duì)環(huán)形陣列而言，可以將陣列平面 內(nèi)360度方位角等分為12個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域覆蓋30度方位角，通過(guò)這樣的區(qū)域劃分，利 用波束算法設(shè)計(jì)12個(gè)波束，其中對(duì)于傳聲器陣列的波束算法可采用通用波束算法，比如 [J.Benesty,J.ChenandYHuang,MicrophoneSignalProcessing,Springer-Verlag BerlinHeidelberg, 2008]和[W.LiuandS.Weiss,WidebandBeamforming-Concepts andTechniques,JohnWiley&Sons,Ltd, 2010]等文獻(xiàn)描述的方法，包括但不限于Least Squares,ConstrainedLeastSquares,LinearlyConstrainedMinimumVariance和 Eigenfilter方法等。對(duì)于環(huán)形陣列，除了上述通用方法以外，還可以借助基于Circular Harmonics的方法[E.Tiana-Roig,F.JacobsenandE.Grande,Beamformingwitha circularmicrophonearrayforlocalizationofenvironmentnoisesources,J. Aoust.Soc.Am, 128(6) :3535-3542, 2010];對(duì)于球形陣列，除了上述通用方法之外，還可以 借助基于SphericalHarmonics的方法[B.Rafaely,Y.Peledetc. ,Sphericalmicrophone arraybeamforming,SignalProcessinginModernCommunication,Springer-Verlag BerlinHeidelberg, 2010]〇
[0047] 傳感器可以與傳聲器陣列的方位信息實(shí)現(xiàn)同步，同步的方法可由用戶(hù)指定一個(gè)傳 聲器陣列波束并將其對(duì)應(yīng)的中心方向標(biāo)定為基準(zhǔn)方向，具體可以是初始時(shí)由用戶(hù)任意指定 陣列某一個(gè)波束中心方向作為基準(zhǔn)方向，耳機(jī)方位傳感器例如陀螺儀以該方向?yàn)榇怪庇谌?耳的軸向如圖2中的X坐標(biāo)方向，得出所有波束中心方向的方位坐標(biāo)。在用戶(hù)人頭旋轉(zhuǎn)時(shí)， 依據(jù)旋轉(zhuǎn)的角度更新基準(zhǔn)方向，再調(diào)整所有波束中心方向的方位坐標(biāo)。
[0048] 在步驟S103中，根據(jù)同步后的傳聲器陣列，實(shí)時(shí)計(jì)算并合成用戶(hù)的雙耳3D聲。
[0049] 在具體實(shí)施過(guò)程中，根據(jù)同步后的傳聲器陣列，可以確定雙耳與傳聲器陣列波束 采樣結(jié)果的對(duì)應(yīng)方位關(guān)系；之后可以根據(jù)人頭相關(guān)傳遞函數(shù)或者依據(jù)人頭模型推算人頭相 關(guān)傳遞函數(shù)對(duì)相應(yīng)波束采樣結(jié)果進(jìn)行濾波，并將濾波結(jié)果進(jìn)行疊加，分別獲得人耳左右通 道的3D聲，其中具體實(shí)施過(guò)程可以是先根據(jù)用戶(hù)的實(shí)際方位信息實(shí)時(shí)計(jì)算得到用戶(hù)的雙 耳聲，計(jì)算過(guò)程可由耳機(jī)內(nèi)置的運(yùn)算處理器完成，也可由耳機(jī)連接的計(jì)算設(shè)備例如計(jì)算機(jī)、 手機(jī)或平板電腦完成。利用人頭相關(guān)傳遞函數(shù)，例如MITKEMR數(shù)據(jù)庫(kù)或者依據(jù)人頭模型 推算的人頭相關(guān)傳遞函數(shù)對(duì)相應(yīng)波束采樣結(jié)果進(jìn)行濾波，并將濾波結(jié)果進(jìn)行疊加，分別獲 得人耳左右通道的回放音頻數(shù)據(jù)。其中若根據(jù)人頭相關(guān)函數(shù)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，若波束數(shù)量為L(zhǎng)， 則相應(yīng)的雙耳合成數(shù)據(jù)可由以下公式（1)得到：
[0052] 其中X1 (n)表示傳聲器陣列第1個(gè)波束采集到的聲信號(hào)，HRIRleft,I(n)和 HRIRright，I(n)分別表示左耳和右耳與第1個(gè)波束中心方位對(duì)應(yīng)的人頭相關(guān)時(shí)域沖激響 應(yīng)，*表示卷積操作，Plrft和P"ght分別表示左耳和右耳的合成信號(hào)。根據(jù)前述傳聲器陣列 的波束設(shè)計(jì)原則，雙耳聲的合成通過(guò)疊加操作涵蓋了所有的聲場(chǎng)信息，可使聽(tīng)音者獲得完 整的3D聽(tīng)音效果。當(dāng)人頭轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，依據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度更新各個(gè)波束中心方向的方位坐標(biāo)，重 復(fù)以上公式所示的運(yùn)算流程，可以確保用戶(hù)能始終聽(tīng)到與其轉(zhuǎn)動(dòng)后方向一致的3D音效。
[0053] 同時(shí)考慮到人頭相關(guān)傳遞函數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，例如MITKEMAR中聲源相對(duì)于人頭的角 度是離散化的，而實(shí)際用戶(hù)的人頭轉(zhuǎn)動(dòng)可以是任意角度。若人頭轉(zhuǎn)動(dòng)的角度沒(méi)有與數(shù)據(jù) 庫(kù)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度不吻合，可采用如下兩種方式選取人頭相關(guān)傳遞函數(shù)：（1)依據(jù)角度對(duì)比 關(guān)系選擇最近鄰的人頭相關(guān)傳遞函數(shù)；（2)選用合理的插值模型，比如[F.Keyrouzand K.Diepold,AnewHRTFinterpolationapproachforfastsynthesisofdynamic environmentalinteraction，J.AudioEng.Soc.，56:28-35, 2008]〇
[0054] 同時(shí)考慮到三維陣列，例如球形陣列，波束與用戶(hù)人頭的方位角關(guān)系可能會(huì)完 全超出人頭相關(guān)傳遞函數(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)范圍，因此對(duì)這一類(lèi)陣列波束采集的結(jié)果，也可利用 合理的人頭模型推算人頭相關(guān)傳遞函數(shù)，常用的模型是剛性球模型，如[B.Rafaely，Y. Peledetc.,Sphericalmicrophonearraybeamforming,SignalProcessinginModern Communication,Springer-VerlagBerlinHe