CN106375911B - 3d音效优化方法、装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种3D音效优化方法及装置，该方法和装置均通过扬声器设备与头戴设备结合对听音者的听音位置进行定位，根据听音者实时的听音位置调节扬声器设备的3D音频参数，从而优化3D音效，通过本发明的方案能够实时根据扬声器与用户之间的位置关系优化音效，确保用户在虚拟环境中灵活自如改变位置，仍能够获得逼真的3D音效。

Description

3D音效优化方法、装置

技术领域

本发明涉及虚拟现实技术领域，特别涉及3D音效优化方法、装置。

背景技术

在虚拟现实技术领域中，3D音效对整体的虚拟现实的效果具有重要的影响。

在现有技术中，无论是家庭影院系统中还是虚拟会议等系统中，各个声道扬声器被安装在特定位置，这些特定位置被设置在根据音效能够达到最大限度的三维声效的基础区域内，以便用户在基础区域内获得逼真的声音效果。

但是，当用户所在的位置发生改变，并未在预定的基础区域内时，3D音效的效果将大大降低，无法满足用户在虚拟环境中灵活改变听音位置而获得逼真的音效。

有鉴于此，本发明将提供一种3D音效优化方法及装置，能够实时根据扬声器与用户之间的位置关系优化音效，确保用户在虚拟环境中灵活自如改变位置，仍能够获得逼真的3D音效。

发明内容

本发明提供了一种3D音效优化方法及装置，能够实时根据扬声器与用户之间的位置关系优化音效，确保用户在虚拟环境中灵活自如改变位置，仍能够获得逼真的3D音效。

本发明提供的一种3D音效优化方法，该方法包括在扬声器设备执行的如下步骤：

a1、根据从听音者随身携带的头戴设备产生的听音位置信号，确定听音者相对于本机的当前相对位置；

a2、根据所述当前相对位置，确定对应的3D音频参数；

a3、将本机的当前播放参数调节为所述3D音频参数。

可选地，所述步骤a1确定的所述当前相对位置为所述听音者的声波接收面相对于本机的音频播放面的当前相对位置。

可选地，所述头戴设备在对应所述听音者的双侧耳部以及额头部的位置处分别设置有对应的信号发生源；所述步骤a1包括：

根据来自不同的信号发生源的所述听音位置信号的强度，判断所述听音者的双侧耳部以及额头部相对于本机的相对坐标位置；

根据所述听音者的双侧耳部以及额头部相对于本机的相对坐标点位置，构建所述听音者的声波接收面；

计算所述声波接收面相对于本机的音频播放面的当前相对位置。

可选地，所述声波接收面相对于本机的音频播放面的当前相对位置包括：所述声波接收面与本机的音频播放面之间的距离、以及所述声波接收面与本机的音频播放面之间的角度偏差。

本发明还提供一种3D音效优化方法，该方法包括在扬声器设备执行的如下步骤：

b1、从听音者随身携带的头戴设备接收听音者相对于本机的当前相对位置；

b2、根据所述当前相对位置，确定对应的3D音频参数；

b3、将本机的当前播放参数调节为所述3D音频参数。

可选地，所述步骤b1确定的所述当前相对位置为所述听音者的声波接收面相对于本机的音频播放面的当前相对位置。

可选地，所述声波接收面相对于本机的音频播放面的当前相对位置包括：所述声波接收面与本机的音频播放面之间的距离、以及所述声波接收面与本机的音频播放面之间的角度偏差。

本发明还提供一种3D音效优化方法，该方法包括在听音者携带的头戴设备执行的如下步骤：

c1、定位听音者当前的听音位置，确定所述听音者相对于各个扬声器设备的当前相对位置；

c2、发送所述听音者相对于各个扬声器设备的当前相对位置至对应的所述扬声器设备。

可选地，所述步骤c1确定的所述当前相对位置为所述听音者的声波接收面相对于扬声器设备的音频播放面的当前相对位置。

可选地，所述头戴设备在对应所述听音者的双侧耳部以及额头部的位置处分别设置有对应的信号接收源；所述步骤c1包括：

当不同的信号接收源的接收到各个所述扬声器设备相对听音者的设置位置信号时，根据设置位置信号的强度，判断所述听音者的双侧耳部以及额头部相对于各个所述扬声器设备的相对坐标位置；

根据所述听音者的双侧耳部以及额头部相对于各个所述扬声器设备的相对坐标点位置，构建与各个所述扬声器设备对应的所述听音者的声波接收面；

计算各个所述声波接收面相对于对应的所述扬声器设备的音频播放面的当前相对位置。

可选地，所述声波接收面相对于扬声器设备的音频播放面的当前相对位置包括：所述声波接收面与所述扬声器设备的音频播放面之间的距离、以及所述声波接收面与所述扬声器设备的音频播放面之间的角度偏差。

本发明还提供一种3D音效优化装置，该装置包括在扬声器设备运行的如下模块：

第一定位模块，根据从听音者随身携带的头戴设备产生的听音位置信号，确定听音者相对于本机的当前相对位置；

第一音频参数优化模块，根据所述当前相对位置，确定对应的3D音频参数；

第一音频调节模块，将本机的当前播放参数调节为所述3D音频参数。

可选地，所述第一定位模块中确定的所述当前相对位置为所述听音者的声波接收面相对于本机的音频播放面的当前相对位置。

可选地，所述头戴设备在对应所述听音者的双侧耳部以及额头部的位置处分别设置有对应的信号发生源；所述第一定位模块包括：

第一定位坐标子模块，根据来自不同的信号发生源的所述听音位置信号的强度，判断所述听音者的双侧耳部以及额头部相对于本机的相对坐标位置；

第一构建声波接收面子模块，根据所述听音者的双侧耳部以及额头部相对于本机的相对坐标点位置，构建所述听音者的声波接收面；

第一位置计算子模块，计算所述声波接收面相对于本机的音频播放面的当前相对位置。

可选地，所述声波接收面相对于本机的音频播放面的当前相对位置包括：所述声波接收面与本机的音频播放面之间的距离、以及所述声波接收面与本机的音频播放面之间的角度偏差。

本发明还提供一种3D音效优化装置，该装置包括在扬声器设备运行的如下模块：

第二定位模块，从听音者随身携带的头戴设备接收听音者相对于本机的当前相对位置；

第二音频参数优化模块，根据所述当前相对位置，确定对应的3D音频参数；

第二音频调节模块，将本机的当前播放参数调节为所述3D音频参数。

可选地，所述第二定位模块中确定的所述当前相对位置为所述听音者的声波接收面相对于本机的音频播放面的当前相对位置。

可选地，所述声波接收面相对于本机的音频播放面的当前相对位置包括：所述声波接收面与本机的音频播放面之间的距离、以及所述声波接收面与本机的音频播放面之间的角度偏差。

本发明还提供一种3D音效优化装置，该装置包括在听音者携带的头戴设备运行的如下模块：

第三定位模块，定位听音者当前的听音位置，确定所述当前听音者相对于各个扬声器设备的当前相对位置；

第三位置发送模块，发送所述听音者相对于各个扬声器设备的当前相对位置至对应的所述扬声器设备。

可选地，所述第三定位模块中确定的所述当前相对位置为所述听音者的声波接收面相对于扬声器设备的音频播放面的当前相对位置。

可选地，所述头戴设备在对应所述听音者的双侧耳部以及额头部的位置处分别设置有对应的信号接收源；所述第三定位模块包括：

第三定位坐标子模块，当不同的信号接收源的接收到各个所述扬声器设备相对听音者的设置位置信号时，根据设置位置信号的强度，判断所述听音者的双侧耳部以及额头部相对于各个所述扬声器设备的相对坐标位置；

第三构建声波接收面子模块，根据所述听音者的双侧耳部以及额头部相对于各个所述扬声器设备的相对坐标点位置，构建与各个所述扬声器设备对应的所述听音者的声波接收面；

第三位置计算子模块，计算各个所述声波接收面相对于对应的所述扬声器设备的音频播放面的当前相对位置。

可选地，所述声波接收面相对于扬声器设备的音频播放面的当前相对位置包括：所述声波接收面与所述扬声器设备的音频播放面之间的距离、以及所述声波接收面与所述扬声器设备的音频播放面之间的角度偏差。

附图说明

图1为本发明提供的第一种方法流程图；

图2为本发明提供的图1所示的确定听音者相对于本机的当前相对位置的流程图；

图3为本发明提供的第二种方法流程图；

图4为本发明提供的第三种方法流程图；

图5为本发明提供的图4所示的确定所述听音者相对于各个扬声器设备的当前相对位置的流程图；

图6为本发明提供的第一种装置结构示意图；

图7为本发明提供的图6中第一定位模块的结构示意图；

图8为本发明提供的图6中第一音频调节模块的结构示意图；

图9为本发明提供的第二种装置结构示意图；

图10为本发明提供的第三种装置结构示意图；

图11为本发明提供的图10中第三定位模块的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

3D音效是虚拟模拟现实中重要的技术之一，本发明中，对3D音效的优化方法能够应用于家庭影院系统中的3D音效优化，还可用于创建的虚拟会议系统中的3D音效优化。

在本发明中，以优化家庭影院中的3D音效为例进行说明。

如图1所示，该方法包括在扬声器设备执行的如下步骤：

步骤a1、根据从听音者随身携带的头戴设备产生的听音位置信号，确定听音者相对于本机的当前相对位置；

步骤a2、根据当前相对位置，确定对应的3D音频参数；

步骤a3、将本机的当前播放参数调节为所述3D音频参数。

在具体实施例中，听音者头戴式耳机作为获取3D声音的设备，在本发明中，将头戴式耳机作为头戴设备来产生听音位置信号。

具体地，在步骤a1确定的当前相对位置为所述听音者的声波接收面相对于本机的音频播放面的当前相对位置。

头戴设备在对应听音者的双侧耳部以及额头部的位置处分别设置有对应的信号发生源。也就是说，在具体实施例中，可以将产生听音者位置信号的发生源设置在头戴式耳机的两侧耳廓上和额头的位置。

其中，如图2所示，步骤a1包括：

a11、根据来自不同的信号发生源的所述听音位置信号的强度，判断所述听音者的双侧耳部以及额头部相对于本机的相对坐标位置；

a12、根据所述听音者的双侧耳部以及额头部相对于本机的相对坐标点位置，构建所述听音者的声波接收面；

a13、计算所述声波接收面相对于本机的音频播放面的当前相对位置。

声波接收面相对于本机的音频播放面的当前相对位置包括：声波接收面与本机的音频播放面之间的距离、以及声波接收面与本机的音频播放面之间的角度偏差。

下面结合家庭影院中听音者位置变化情况，对本发明提供的3D音效优化方法进行说明。

听音者佩戴头戴式耳机在家庭影院中，接收扬声器设备发出的音频，为了实现对听音者位置的准确判断，在头戴式耳机和扬声器设备中分别设置一个定位模块，并且，两个定位模块能够相互传输信号。

听音者佩戴的头戴式耳机中的三个信号发生源实时向扬声器设备发送当前听音者的位置，当听音者移动位置，即改变了听音位置时，此时扬声器设备接收到听音者相对本扬声器的相对位置。

其中，当前相对位置具体指听音者声波接收面对于本机的音频播放面的当前相对位置。其听音者声波接收面也就是人耳接收声音的面，通过两耳处的信号发生源结合额头处的信号发生源还可确定声波接收面的具体位置和朝向，即得到人耳的位置和朝向。

这样，根据上述确定的当前相对位置，可确定其对应的3D音频参数，然后，再根据该3D音频参数调节扬声器设备的当前播放参数，以满足听音者处于当前位置时对3D音效的要求。

上述调节3D音频参数后，进一步再经过HREF处理、遮挡效果处理、混响处理等，使扬声器设备播放的声音更加优化，具有逼真效果。

除上述的第一种3D音效优化方法外，本发明还提供了第二种3D音效优化方法，具体请参见图3所示。

第二种3D音效优化方法包括在扬声器设备执行的如下步骤：

步骤b1、从听音者随身携带的头戴设备接收听音者相对于本机的当前相对位置；

步骤b2、根据当前相对位置，确定对应的3D音频参数；

步骤b3、将本机的当前播放参数调节为3D音频参数。

与第一种方法的不同是，在本实施方式中，扬声器设备直接接收听音者相对于本机的当前相对位置，而不需自身确定当前相对位置。对于在扬声器设备上调节3D音频的方法与第一种方法相同，可参见上述阐述。

在上述步骤b1确定的当前相对位置为听音者的声波接收面相对于本机的音频播放面的当前相对位置。

其中，声波接收面相对于本机的音频播放面的当前相对位置包括：声波接收面与本机的音频播放面之间的距离、以及声波接收面与本机的音频播放面之间的角度偏差。

结合图4和图5所示，本发明提供的第三种3D音效优化方法。

该方法包括在听音者携带的头戴设备执行的如下步骤：

c1、定位听音者当前的听音位置，确定听音者相对于各个扬声器设备的当前相对位置；

c2、发送听音者相对于各个扬声器设备的当前相对位置至对应的扬声器设备。

步骤c1确定的当前相对位置为听音者的声波接收面相对于扬声器设备的音频播放面的当前相对位置。

如图5所示，头戴设备在对应听音者的双侧耳部以及额头部的位置处分别设置有对应的信号接收源；步骤c1包括：

步骤c11、当不同的信号接收源的接收到各个扬声器设备相对听音者的设置位置信号时，根据设置位置信号的强度，判断听音者的双侧耳部以及额头部相对于各个扬声器设备的相对坐标位置；

步骤c12、根据听音者的双侧耳部以及额头部相对于各个扬声器设备的相对坐标点位置，构建与各个扬声器设备对应的听音者的声波接收面；

步骤c13、计算各个声波接收面相对于对应的扬声器设备的音频播放面的当前相对位置。

声波接收面相对于扬声器设备的音频播放面的当前相对位置包括：声波接收面与扬声器设备的音频播放面之间的距离、以及声波接收面与扬声器设备的音频播放面之间的角度偏差。

针对上述3D音效优化方法，本发明还提供了与上述三种方法对应的3D音效优化装置。

如图6至8所示，第一种3D音效优化装置，包括在扬声器设备运行的如下模块：

第一定位模块，根据从听音者随身携带的头戴设备产生的听音位置信号，确定听音者相对于本机的当前相对位置；

第一音频参数优化模块，根据当前相对位置，确定对应的3D音频参数

第一音频调节模块，将本机的当前播放参数调节为3D音频参数。

第一定位模块中确定的当前相对位置为听音者的声波接收面相对于本机的音频播放面的当前相对位置。

头戴设备在对应听音者的双侧耳部以及额头部的位置处分别设置有对应的信号发生源；第一定位模块包括：

第一定位坐标子模块，根据来自不同的信号发生源的听音位置信号的强度，判断听音者的双侧耳部以及额头部相对于本机的相对坐标位置；

第一构建声波接收面子模块，根据听音者的双侧耳部以及额头部相对于本机的相对坐标点位置，构建听音者的声波接收面；

第一位置计算子模块，计算声波接收面相对于本机的音频播放面的当前相对位置。

声波接收面相对于本机的音频播放面的当前相对位置包括：声波接收面与本机的音频播放面之间的距离、以及声波接收面与本机的音频播放面之间的角度偏差。

请参见图9所示，第二种3D音效优化装置包括在扬声器设备运行的如下模块：

第二定位模块，从听音者随身携带的头戴设备接收听音者相对于本机的当前相对位置；

第二音频参数优化模块，根据当前相对位置，确定对应的3D音频参数；

第二音频调节模块，将本机的当前播放参数调节为3D音频参数。

第二定位模块中确定的当前相对位置为听音者的声波接收面相对于本机的音频播放面的当前相对位置。

声波接收面相对于本机的音频播放面的当前相对位置包括：声波接收面与本机的音频播放面之间的距离、以及声波接收面与本机的音频播放面之间的角度偏差。

如图10和图11所示，第三种3D音效优化装置包括在听音者携带的头戴设备运行的如下模块：

第三定位模块，定位听音者当前的听音位置，确定当前听音者相对于各个扬声器设备的当前相对位置；

第三位置发送模块，发送听音者相对于各个扬声器设备的当前相对位置至对应的扬声器设备。

第三定位模块中确定的当前相对位置为听音者的声波接收面相对于扬声器设备的音频播放面的当前相对位置。

头戴设备在对应听音者的双侧耳部以及额头部的位置处分别设置有对应的信号接收源；第三定位模块包括：

第三定位坐标子模块，当不同的信号接收源的接收到各个扬声器设备相对听音者的设置位置信号时，根据设置位置信号的强度，判断听音者的双侧耳部以及额头部相对于各个扬声器设备的相对坐标位置；

第三构建声波接收面子模块，根据听音者的双侧耳部以及额头部相对于各个扬声器设备的相对坐标点位置，构建与各个扬声器设备对应的听音者的声波接收面；

第三位置计算子模块，计算各个声波接收面相对于对应的扬声器设备的音频播放面的当前相对位置。

声波接收面相对于扬声器设备的音频播放面的当前相对位置包括：声波接收面与扬声器设备的音频播放面之间的距离、以及声波接收面与扬声器设备的音频播放面之间的角度偏差。

通过上述分析可知，本发明提供了一种3D音效优化方法及装置，能够实时根据扬声器与用户之间的位置关系优化音效，确保用户在虚拟环境中灵活自如改变位置，仍能够获得逼真的3D音效。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种3D音效优化方法，其特征在于，该方法包括在扬声器设备执行的如下步骤：

a1、根据从听音者随身携带的头戴设备产生的听音位置信号，确定听音者相对于本机的当前相对位置；

a2、根据所述当前相对位置，确定对应的3D音频参数；

a3、将本机的当前播放参数调节为所述3D音频参数；

所述步骤a1确定的所述当前相对位置为所述听音者的声波接收面相对于本机的音频播放面的当前相对位置；

所述声波接收面相对于本机的音频播放面的当前相对位置包括：所述声波接收面与本机的音频播放面之间的距离、以及所述声波接收面与本机的音频播放面之间的角度偏差。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述头戴设备在对应所述听音者的双侧耳部以及额头部的位置处分别设置有对应的信号发生源；所述步骤a1包括：

根据来自不同的信号发生源的所述听音位置信号的强度，判断所述听音者的双侧耳部以及额头部相对于本机的相对坐标位置；

根据所述听音者的双侧耳部以及额头部相对于本机的相对坐标点位置，构建所述听音者的声波接收面；

计算所述声波接收面相对于本机的音频播放面的当前相对位置。

3.一种3D音效优化方法，其特征在于，该方法包括在扬声器设备执行的如下步骤：

b1、从听音者随身携带的头戴设备接收听音者相对于本机的当前相对位置；

b2、根据所述当前相对位置，确定对应的3D音频参数；

b3、将本机的当前播放参数调节为所述3D音频参数；

所述步骤b1确定的所述当前相对位置为所述听音者的声波接收面相对于本机的音频播放面的当前相对位置；

所述声波接收面相对于本机的音频播放面的当前相对位置包括：所述声波接收面与本机的音频播放面之间的距离、以及所述声波接收面与本机的音频播放面之间的角度偏差。

4.一种3D音效优化方法，其特征在于，该方法包括在听音者携带的头戴设备执行的如下步骤：

c1、定位听音者当前的听音位置，确定所述听音者相对于各个扬声器设备的当前相对位置；

c2、发送所述听音者相对于各个扬声器设备的当前相对位置至对应的所述扬声器设备；

所述步骤c1确定的所述当前相对位置为所述听音者的声波接收面相对于扬声器设备的音频播放面的当前相对位置；

所述声波接收面相对于扬声器设备的音频播放面的当前相对位置包括：所述声波接收面与所述扬声器设备的音频播放面之间的距离、以及所述声波接收面与所述扬声器设备的音频播放面之间的角度偏差。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述头戴设备在对应所述听音者的双侧耳部以及额头部的位置处分别设置有对应的信号接收源；所述步骤c1包括：

当不同的信号接收源的接收到各个所述扬声器设备相对听音者的设置位置信号时，根据设置位置信号的强度，判断所述听音者的双侧耳部以及额头部相对于各个所述扬声器设备的相对坐标位置；

根据所述听音者的双侧耳部以及额头部相对于各个所述扬声器设备的相对坐标点位置，构建与各个所述扬声器设备对应的所述听音者的声波接收面；

计算各个所述声波接收面相对于对应的所述扬声器设备的音频播放面的当前相对位置。

6.一种3D音效优化装置，其特征在于，该装置包括在扬声器设备运行的如下模块：

第一定位模块，根据从听音者随身携带的头戴设备产生的听音位置信号，确定听音者相对于本机的当前相对位置；

第一音频参数优化模块，根据所述当前相对位置，确定对应的3D音频参数；

第一音频调节模块，将本机的当前播放参数调节为所述3D音频参数；

所述第一定位模块中确定的所述当前相对位置为所述听音者的声波接收面相对于本机的音频播放面的当前相对位置；

所述声波接收面相对于本机的音频播放面的当前相对位置包括：所述声波接收面与本机的音频播放面之间的距离、以及所述声波接收面与本机的音频播放面之间的角度偏差。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述头戴设备在对应所述听音者的双侧耳部以及额头部的位置处分别设置有对应的信号发生源；所述第一定位模块包括：

第一定位坐标子模块，根据来自不同的信号发生源的所述听音位置信号的强度，判断所述听音者的双侧耳部以及额头部相对于本机的相对坐标位置；

第一构建声波接收面子模块，根据所述听音者的双侧耳部以及额头部相对于本机的相对坐标点位置，构建所述听音者的声波接收面；

第一位置计算子模块，计算所述声波接收面相对于本机的音频播放面的当前相对位置。

8.一种3D音效优化装置，其特征在于，该装置包括在扬声器设备运行的如下模块：

第二定位模块，从听音者随身携带的头戴设备接收听音者相对于本机的当前相对位置；

第二音频参数优化模块，根据所述当前相对位置，确定对应的3D音频参数；

第二音频调节模块，将本机的当前播放参数调节为所述3D音频参数；

所述第二定位模块中确定的所述当前相对位置为所述听音者的声波接收面相对于本机的音频播放面的当前相对位置；

所述声波接收面相对于本机的音频播放面的当前相对位置包括：所述声波接收面与本机的音频播放面之间的距离、以及所述声波接收面与本机的音频播放面之间的角度偏差。

9.一种3D音效优化装置，其特征在于，该装置包括在听音者携带的头戴设备运行的如下模块：

第三定位模块，定位听音者当前的听音位置，确定所述当前听音者相对于各个扬声器设备的当前相对位置；

第三位置发送模块，发送所述听音者相对于各个扬声器设备的当前相对位置至对应的所述扬声器设备；

所述第三定位模块中确定的所述当前相对位置为所述听音者的声波接收面相对于扬声器设备的音频播放面的当前相对位置；

所述声波接收面相对于扬声器设备的音频播放面的当前相对位置包括：所述声波接收面与所述扬声器设备的音频播放面之间的距离、以及所述声波接收面与所述扬声器设备的音频播放面之间的角度偏差。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述头戴设备在对应所述听音者的双侧耳部以及额头部的位置处分别设置有对应的信号接收源；所述第三定位模块包括：

第三定位坐标子模块，当不同的信号接收源的接收到各个所述扬声器设备相对听音者的设置位置信号时，根据设置位置信号的强度，判断所述听音者的双侧耳部以及额头部相对于各个所述扬声器设备的相对坐标位置；

第三构建声波接收面子模块，根据所述听音者的双侧耳部以及额头部相对于各个所述扬声器设备的相对坐标点位置，构建与各个所述扬声器设备对应的所述听音者的声波接收面；

第三位置计算子模块，计算各个所述声波接收面相对于对应的所述扬声器设备的音频播放面的当前相对位置。