CN109104674B - 面向听音者的声场重建方法、音频设备、存储介质及装置 - Google Patents

面向听音者的声场重建方法、音频设备、存储介质及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了面向听音者的声场重建方法、音频设备、存储介质及装置。本发明中在接收到听音设置指令时，根据听音设置指令确定与听音者对应的听音声像位置；将听音声像位置处的预设声像点重建为与各预设扬声器对应的重建声像点；基于重建声像点调整预设扬声器播放的声信号，以通过声信号构建重建声像点。明显地，本发明在实际播放声信号时，将先确定与实际听音者对应的预设声像点，并构建出该预设声像点，从而实现了为不同方位的听音者适应性地播放不同声像点的声信号，赋予听音者较好的声音定位感，提供较好的三维听音感受，进而解决了无法有针对性地为不同方位的听音者提供较好的三维听音感受的技术问题。

Description

面向听音者的声场重建方法、音频设备、存储介质及装置
技术领域
本发明涉及三维音频技术领域，尤其涉及面向听音者的声场重建方法、音频设备、存储介质及装置。
背景技术
车载音响系统作为车载信息系统的重要组成部分，可为乘客播放各种类型的音频信号，以起到娱乐或者提示乘客等作用。
比如，当车载音响系统欲通过车辆内预先安装的扬声器播放音乐时，往往其播放音乐的播放方式不会因为乘客在车辆中所坐座位的不同而有所改变，这将导致乘客无法感受到较好的三维(3Dimensions，3D)音效，进而导致乘客无法获得较好的浸入式体验和声音定位感。
具体而言，车辆中的驾驶座、副驾驶座以及后排座位存在方位上的区别，但是，车载音响系统并不会为不同的座位有针对性地改变音乐播放方式。自然，也就存在无法有针对性地为不同方位的听音者提供较好的三维听音感受的技术问题。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供面向听音者的声场重建方法、音频设备、存储介质及装置，旨在解决无法有针对性地为不同方位的听音者提供较好的三维听音感受的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种面向听音者的声场重建方法，所述面向听音者的声场重建方法包括以下步骤：
在接收到用于设置听音者的听音设置指令时，根据所述听音设置指令确定与所述听音者对应的听音声像位置；
将所述听音声像位置处的预设声像点重建为与各预设扬声器对应的重建声像点；
基于所述重建声像点调整所述预设扬声器播放的声信号，以通过所述声信号构建所述重建声像点。
优选地，所述在接收到用于设置听音者的听音设置指令时，根据所述听音设置指令确定与所述听音者对应的听音声像位置，包括：
在接收到用于设置听音者的听音设置指令时，根据所述听音设置指令确定听音物理位置以及与所述听音者对应的听音声像位置；
相应地，所述基于所述重建声像点调整所述预设扬声器播放的声信号，以通过所述声信号构建所述重建声像点，包括：
确定所述听音物理位置处的听音点与所述重建声像点之间的第一相距距离；
根据所述第一相距距离确定与所述预设扬声器对应的延迟播放时段；
通过所述延迟播放时段调整所述预设扬声器播放的声信号的播放起始时刻，以通过所述声信号构建所述重建声像点。
优选地，所述预设扬声器的扬声器数量大于等于预设扬声器阈值，所述听音点与数量为所述扬声器数量的重建声像点之间的第一相距距离相等。
优选地，所述根据所述第一相距距离确定与所述预设扬声器对应的延迟播放时段之前，所述面向听音者的声场重建方法还包括：
根据所述听音物理位置与所述预设扬声器的扬声器位置确定所述听音点与所述预设扬声器之间的第二相距距离；
相应地，所述根据所述第一相距距离确定与所述预设扬声器对应的延迟播放时段，包括：
在预设延迟时段计算公式下根据所述第一相距距离与所述第二相距距离确定与所述预设扬声器对应的延迟播放时段。
优选地，所述在接收到用于设置听音者的听音设置指令时，根据所述听音设置指令确定听音物理位置以及与所述听音者对应的听音声像位置，包括：
在接收到用于设置听音者的听音设置指令时，从所述听音设置指令中提取目标听音者类型；
根据所述目标听音者类型在预设映射关系中查询对应的听音物理位置与听音声像位置，所述预设映射关系中包括听音者类型、听音物理位置与听音声像位置之间的对应关系。
优选地，所述将所述听音声像位置处的预设声像点重建为与各预设扬声器对应的重建声像点，包括：
对所述听音声像位置处的预设声像点进行声场重建，以获得待筛选声像点；
在预设声像矢量积公式中根据所述预设声像点与所述待筛选声像点获得声像矢量积；
通过预设矢量积限制公式对所述声像矢量积进行筛选，并将筛选后的声像矢量积作为目标声像矢量积；
将与所述目标声像矢量积对应的待筛选声像点设为与各预设扬声器对应的重建声像点。
优选地，所述通过预设矢量积限制公式对所述声像矢量积进行筛选，并将筛选后的声像矢量积作为目标声像矢量积，包括：
在预设矢量积限制公式中对所述声像矢量积进行求积运算，以获得预设矢量积数量的运算积；
判断所述运算积是否大于预设运算积阈值；
在所述运算积大于所述预设运算积阈值时，将大于所述预设运算积阈值的运算积作为目标运算积，并将与所述目标运算积对应的声像矢量积作为目标声像矢量积。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种音频设备，所述音频设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的面向听音者的声场重建程序，所述面向听音者的声场重建程序配置为实现如上文所述的面向听音者的声场重建方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有面向听音者的声场重建程序，所述面向听音者的声场重建程序被处理器执行时实现如上文所述的面向听音者的声场重建方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种面向听音者的声场重建装置，所述面向听音者的声场重建装置包括：
声像位置确定模块，用于在接收到用于设置听音者的听音设置指令时，根据所述听音设置指令确定与所述听音者对应的听音声像位置；
声像重建模块，用于将所述听音声像位置处的预设声像点重建为与各预设扬声器对应的重建声像点；
扬声器调整模块，用于基于所述重建声像点调整所述预设扬声器播放的声信号，以通过所述声信号构建所述重建声像点。
本发明中的扬声器在播放声信号时，将先确定与当前听音者对应的听音声像位置，再将该听音声像位置的预设声像点重建为扬声器可独立实现的重建声像点，扬声器通过播放声信号构建出该重建声像点，也就形成了对应的预设声像点。明显地，本发明在实际播放声信号时，将先确定与实际听音者对应的预设声像点，并构建出该预设声像点，从而实现了为不同方位的听音者适应性地播放不同声像点的声信号，赋予听音者较好的声音定位感，提供较好的三维听音感受，进而解决了无法有针对性地为不同方位的听音者提供较好的三维听音感受的技术问题。
附图说明
图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的音频设备结构示意图；
图2为本发明面向听音者的声场重建方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明车辆内声场重建的示意图；
图4为本发明面向听音者的声场重建方法第二实施例的流程示意图；
图5为本发明面向听音者的声场重建方法第三实施例的流程示意图；
图6为本发明重建声像点与预设声像点之间的方位示意图；
图7为本发明面向听音者的声场重建装置第一实施例的结构框图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的音频设备结构示意图。
如图1所示，该音频设备可以包括：处理器1001，例如CPU，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口，对于用户接口1003的有线接口在本发明中可为USB接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对音频设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及面向听音者的声场重建程序。
在图1所示的音频设备中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与所述后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接外设；所述音频设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的面向听音者的声场重建程序，并执行以下操作：
在接收到用于设置听音者的听音设置指令时，根据所述听音设置指令确定与所述听音者对应的听音声像位置；
将所述听音声像位置处的预设声像点重建为与各预设扬声器对应的重建声像点；
基于所述重建声像点调整所述预设扬声器播放的声信号，以通过所述声信号构建所述重建声像点。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的面向听音者的声场重建程序，还执行以下操作：
在接收到用于设置听音者的听音设置指令时，根据所述听音设置指令确定听音物理位置以及与所述听音者对应的听音声像位置；
相应地，还执行以下操作：
确定所述听音物理位置处的听音点与所述重建声像点之间的第一相距距离；
根据所述第一相距距离确定与所述预设扬声器对应的延迟播放时段；
通过所述延迟播放时段调整所述预设扬声器播放的声信号的播放起始时刻，以通过所述声信号构建所述重建声像点。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的面向听音者的声场重建程序，还执行以下操作：
根据所述听音物理位置与所述预设扬声器的扬声器位置确定所述听音点与所述预设扬声器之间的第二相距距离；
相应地，还执行以下操作：
在预设延迟时段计算公式下根据所述第一相距距离与所述第二相距距离确定与所述预设扬声器对应的延迟播放时段。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的面向听音者的声场重建程序，还执行以下操作：
在接收到用于设置听音者的听音设置指令时，从所述听音设置指令中提取目标听音者类型；
根据所述目标听音者类型在预设映射关系中查询对应的听音物理位置与听音声像位置，所述预设映射关系中包括听音者类型、听音物理位置与听音声像位置之间的对应关系。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的面向听音者的声场重建程序，还执行以下操作：
对所述听音声像位置处的预设声像点进行声场重建，以获得待筛选声像点；
在预设声像矢量积公式中根据所述预设声像点与所述待筛选声像点获得声像矢量积；
通过预设矢量积限制公式对所述声像矢量积进行筛选，并将筛选后的声像矢量积作为目标声像矢量积；
将与所述目标声像矢量积对应的待筛选声像点设为与各预设扬声器对应的重建声像点。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的面向听音者的声场重建程序，还执行以下操作：
在预设矢量积限制公式中对所述声像矢量积进行求积运算，以获得预设矢量积数量的运算积；
判断所述运算积是否大于预设运算积阈值；
在所述运算积大于所述预设运算积阈值时，将大于所述预设运算积阈值的运算积作为目标运算积，并将与所述目标运算积对应的声像矢量积作为目标声像矢量积。
本实施例中的扬声器在播放声信号时，将先确定与当前听音者对应的听音声像位置，再将该听音声像位置的预设声像点重建为扬声器可独立实现的重建声像点，扬声器通过播放声信号构建出该重建声像点，也就形成了对应的预设声像点。明显地，本实施例中在实际播放声信号时，将先确定与实际听音者对应的预设声像点，并构建出该预设声像点，从而实现了为不同方位的听音者适应性地播放不同声像点的声信号，赋予听音者较好的声音定位感，提供较好的三维听音感受，进而解决了无法有针对性地为不同方位的听音者提供较好的三维听音感受的技术问题。
基于上述硬件结构，提出本发明面向听音者的声场重建方法的实施例。
参照图2，图2为本发明面向听音者的声场重建方法第一实施例的流程示意图。
在第一实施例中，所述面向听音者的声场重建方法包括以下步骤：
步骤S10：在接收到用于设置听音者的听音设置指令时，根据所述听音设置指令确定与所述听音者对应的听音声像位置。
可以理解的是，考虑到车辆内安装的车载音响系统往往音频播放方式单一，无法有针对性地为不同座位的乘客提供较好的三维听音感受。为了应对该缺陷，本实施例将根据实际场景的需要以实际听音者为中心，切换不同的听音模式，从而保证不同的听音者能够获取到更好的3D听音感受。
在具体实现中，本实施例的执行主体为音频设备，可基于数字信号处理(DigitalSignal Processing，DSP)功放实现，而且，该音频设备可同时包括多个扬声器，为乘客提供3D音效。
应当理解的是，比如，当前车辆内的听音者身处驾驶座，可参见图3，为了针对驾驶座上的听音者播放音频，以使得驾驶座上的听音者感受到3D音效，将先生成听音设置指令。听音设置指令中将包括与驾驶座对应的选项，当然，若当前车辆内的听音者身处副驾驶座，也可选取与副驾驶座对应的选项。
步骤S20：将所述听音声像位置处的预设声像点重建为与各预设扬声器对应的重建声像点。
可以理解的是，为了针对驾驶座的方位完成3D声场的重建，将先确定与驾驶座对应的预设声像点，可将该声像点记为P1，可参见图3。该声像点正是本实施例欲使得驾驶座上的听音者在听到播放的音频后感官感受到的声源所处方位，而且，P1位于驾驶座的正前方，可以让驾驶座上的听音者获得到较好的收听体验，赋予听音者较好的浸入式体验和声音定位感。
在具体实现中，为了使得驾驶座上的听音者最终获取到的音频的声像点位于P1，可对扬声器播放的声信号进行重新调整，以保证扬声器播放的声信号的声像点能够落于P1。具体而言，可把声像点P1分化到各个扬声器的声信号上，使得各个扬声器的声信号独立构建出的重建声像点能够在组合后成为声像点P1。其中，可将各个扬声器各自的声像点即为重建声像点。
步骤S30：基于所述重建声像点调整所述预设扬声器播放的声信号，以通过所述声信号构建所述重建声像点。
应当理解的是，在确定各个扬声器的重建声像点后，可让各个扬声器播放的声信号独立构建的声像点为该重建声像点。各个扬声器在组合播放声信号后，各个重建声像点的组合就形成了声像点P1，使得驾驶座上的听音者听到音频的声音定位感位于正前方，且具有较好的浸入式体验，也就实现了有针对性地为不同方位的听音者提供较好的三维听音感受。
本实施例中的扬声器在播放声信号时，将先确定与当前听音者对应的听音声像位置，再将该听音声像位置的预设声像点重建为扬声器可独立实现的重建声像点，扬声器通过播放声信号构建出该重建声像点，也就形成了对应的预设声像点。明显地，本实施例中在实际播放声信号时，将先确定与实际听音者对应的预设声像点，并构建出该预设声像点，从而实现了为不同方位的听音者适应性地播放不同声像点的声信号，赋予听音者较好的声音定位感，提供较好的三维听音感受，进而解决了无法有针对性地为不同方位的听音者提供较好的三维听音感受的技术问题。
参照图4，图4为本发明面向听音者的声场重建方法第二实施例的流程示意图，基于上述图2所示的第一实施例，提出本发明面向听音者的声场重建方法的第二实施例。
第二实施例中，所述步骤S10，包括：
步骤S101：在接收到用于设置听音者的听音设置指令时，根据所述听音设置指令确定听音物理位置以及与所述听音者对应的听音声像位置。
可以理解的是，为了使得各个扬声器能够将独立播放的声信号的声像点落到重建声像点的位置上，可通过控制扬声器的播放起始时刻可控制声像点的位置，以克服不同的扬声器所处位置的不同带来的物理局限性。
在具体实现中，比如，可参见图3，在确定了实际听音者为驾驶座上的乘客后，可先确定驾驶座上的乘客所处的物理位置即听音物理位置，可将该听音物理位置上的听音点记为Oc。这是考虑到不同的听音者，对应的听音点不同以及对应的听音声像位置也会不同。
相应地，所述步骤S30，包括：
步骤S301：确定所述听音物理位置处的听音点与所述重建声像点之间的第一相距距离。
在具体实现中，听音点Oc与各重建声像点之间的相距距离的数值大小为第一相距距离，记为R1。
步骤S302：根据所述第一相距距离确定与所述预设扬声器对应的延迟播放时段。
在具体实现中，由于第一相距距离R1并非一定为扬声器正常播放形成的声像点相距距离，参见图3，图3中的第二扬声器与听音点Oc的实际距离为R1，但是，第一扬声器、第二扬声器与听音点Oc的实际距离均非R1。所以，为了形成与声像点的相距距离为R1，将控制播放起始时刻，比如，就第一扬声器而言，第一扬声器与听音点Oc的实际距离为LA1，且LA1<R1，为了形成声像点相距距离的距离大小为R1，将延迟播放声信号，使得延迟播放时段形成的声音传播距离为R1-LA1，如此，对于听音点Oc而言就改变了第一扬声器播放的声信号的声像点位置，将声像点定位为图3中所示的与第一扬声器对应的重建声像点γ1，也就达到了改变不同空间位置的扬声器的声像点位置的效果。
步骤S303：通过所述延迟播放时段调整所述预设扬声器播放的声信号的播放起始时刻，以通过所述声信号构建所述重建声像点。
进一步地，所述预设扬声器的扬声器数量大于等于预设扬声器阈值，所述听音点与数量为所述扬声器数量的重建声像点之间的第一相距距离相等。
在具体实现中，可将预设扬声器阈值设为2，所以，当扬声器的数量不为1时，为了保证多个扬声器播放的声波能够同步，可将第一扬声器、第二扬声器以及第三扬声器的第一相距距离设置为相等的数值。对于听音者的听觉系统而言，由于各个扬声器的声像点与听音点距离相同，使得听音者感觉不同位置的扬声器发出的声波几乎同时到达听音者耳部。
进一步地，所述根据所述第一相距距离确定与所述预设扬声器对应的延迟播放时段之前，所述面向听音者的声场重建方法还包括：
根据所述听音物理位置与所述预设扬声器的扬声器位置确定所述听音点与所述预设扬声器之间的第二相距距离；
相应地，所述根据所述第一相距距离确定与所述预设扬声器对应的延迟播放时段，包括：
在预设延迟时段计算公式下根据所述第一相距距离与所述第二相距距离确定与所述预设扬声器对应的延迟播放时段。
在具体实现中，为了计算出各扬声器的延迟播放时段的具体数值，可先计算出听音物理位置Oc与扬声器实际位置之间的距离，参见图3中的第一扬声器，该距离即为LA1。而为了计算出延迟播放时段，可通过预设延迟时段计算公式来获得该延迟播放时段，其中，预设延迟时段计算公式为，
t＝(R1-LA1)/340；
其中，t表示延迟播放时段，R1表示第一相距距离，LA1表示第二相距距离，而声波在空气中传播的速度为340m/s。比如，R1为1m，LA1为0.5m，则计算出t＝(1-0.5)/340＝0.00147s。所以，轮到第一扬声器播放声信号时，从标准起始时刻开始等待0.00147s后再播放声信号。
进一步地，所述在接收到用于设置听音者的听音设置指令时，根据所述听音设置指令确定听音物理位置以及与所述听音者对应的听音声像位置，包括：
在接收到用于设置听音者的听音设置指令时，从所述听音设置指令中提取目标听音者类型；
根据所述目标听音者类型在预设映射关系中查询对应的听音物理位置与听音声像位置，所述预设映射关系中包括听音者类型、听音物理位置与听音声像位置之间的对应关系。
可以理解的是，为了针对不同的听音者对象为中心进行个性化设计，可对听音者进行分类，比如，听音者类型包括驾驶者、副驾驶者、后排左侧乘客、后排中间位置乘客、后排右侧乘客以及所有乘客。
在具体实现中，为了使得不同的听音者能够尽量听到来自正前方的音频，在预设映射关系中，可将驾驶者对应的听音物理位置设为图3中的Oc，听音声像位置设为正前方的声像点P1；可将后排左侧乘客对应的听音物理位置设为后排左侧乘客所处的方位，听音声像位置设为正前方的声像点P1；可将副驾驶者对应的听音物理位置设为副驾驶位所处的方位，听音声像位置设为正前方的声像点P2；可将后排右侧乘客对应的听音物理位置设为后排右侧乘客所处的方位，听音声像位置设为正前方的声像点P2；可将后排中间位置乘客对应的听音物理位置设为后排中间位置乘客所处的方位，听音声像位置设为正前方的声像点P3；可将所有乘客对应的听音物理位置设为后排中间位置乘客所处的方位，听音声像位置设为正前方的声像点P3。
本实施例中为了使得各个扬声器能够将独立播放的声信号的声像点落到重建声像点的位置上，可通过控制扬声器的延迟播放时长大小来控制声像点的实际位置，以克服不同的扬声器所处位置的不同带来的物理局限性。
参照图5，图5为本发明面向听音者的声场重建方法第三实施例的流程示意图，基于上述图2所示的第一实施例，提出本发明面向听音者的声场重建方法的第三实施例。
第三实施例中，所述步骤S20，包括：
步骤S201：对所述听音声像位置处的预设声像点进行声场重建，以获得待筛选声像点。
可以理解的是，为了保证听音者感知到的多个扬声器的声波是同步的，可以对重建后的各预设扬声器对应的重建声像点进行距离上的限制，以保证其声波同步的效果。
步骤S202：在预设声像矢量积公式中根据所述预设声像点与所述待筛选声像点获得声像矢量积。
可以理解的是，考虑到一个预设声像点重建出的待筛选声像点可能同时存在多种解，为了保证最终用于设置各预设扬声器的待筛选声像点具有声波同步的效果，可将各预设扬声器的待筛选声像点的方位限定于同一球体上，可参见图3中的圆形示意曲线，使得各个扬声器的重建声像点均落于同一球体上。
在具体实现中，在图3中，将第一扬声器的重建声像点记为γ1，考虑到扬声器可能同时存在多个，故而，可将不同扬声器的待筛选声像点记为γn，1≤n≤N，N为扬声器的总数；而听音点Oc指向预设声像点P1的矢量可记为α1。为了对多个待筛选声像点进行筛选以选出如图3中方位所示的重建声像点，可先基于预设声像矢量积公式计算出声像矢量积，其中，预设声像矢量积公式为，
Figure BDA0001803979930000121
Figure BDA0001803979930000122
Figure BDA0001803979930000123
...
Figure BDA0001803979930000124
其中，ωn为声像矢量积，α1为预设声像点的矢量，γn为待筛选声像点，1≤n≤N，N为扬声器的总数。
步骤S203：通过预设矢量积限制公式对所述声像矢量积进行筛选，并将筛选后的声像矢量积作为目标声像矢量积。
可以理解的是，通过预设声像矢量积公式可使得多个待筛选声像点构建出一个球面角(spherical triangle)，而预设声像点正落入在球面角中；而通过预设矢量积限制公式可筛选出在该球面角的球面面积最小时的声像矢量积的值，而筛选出的该声像矢量积即为目标声像矢量积，进而保证了矢量方向的一致性。
在具体实现中，比如，若n＝3，则重建出的重建声像点为γ1、γ2以及γ3，可参见图6，通过联合预设声像矢量积公式与预设矢量积限制公式使得α1落入在γ1、γ2以及γ3构建出的球面角中。
步骤S204：将与所述目标声像矢量积对应的待筛选声像点设为与各预设扬声器对应的重建声像点。
应当理解的是，在确定满足要求的声像矢量积下，则可将与该声像矢量积对应的待筛选声像点作为最终用于声像重建的重建声像点。
进一步地，所述通过预设矢量积限制公式对所述声像矢量积进行筛选，并将筛选后的声像矢量积作为目标声像矢量积，包括：
在预设矢量积限制公式中对所述声像矢量积进行求积运算，以获得预设矢量积数量的运算积；
判断所述运算积是否大于预设运算积阈值；
在所述运算积大于所述预设运算积阈值时，将大于所述预设运算积阈值的运算积作为目标运算积，并将与所述目标运算积对应的声像矢量积作为目标声像矢量积。
在具体实现中，预设矢量积限制公式为，
(ω1·ω2>0)∧(ω2·ω3>0)∧...∧(ωn·ω1>0)；
其中，ωn为声像矢量积，1≤n≤N，N为扬声器的总数。具体而言，可将预设运算积阈值的数值设为0，通过将计算出的多个ωn两两进行求积运算，可得到预设矢量积数量的运算积，而预设矢量积数量为N，运算积有ω1·ω2、ω2·ω3以及ωn·ω1等。通过将各个运算积的值均限定于小于0，可以使得待筛选声像点构建出的球面角的球面面积最小。
本实施例中通过联合预设声像矢量积公式与预设矢量积限制公式可筛选出满足要求的重建声像点，通过启用该重建声像点来重建预设声像点，可以使得听音者感知到的扬声器的方位在同一球体上，也就实现了多个扬声器的声波同步。
此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有面向听音者的声场重建程序，所述面向听音者的声场重建程序被处理器执行时实现如下操作：
在接收到用于设置听音者的听音设置指令时，根据所述听音设置指令确定与所述听音者对应的听音声像位置；
将所述听音声像位置处的预设声像点重建为与各预设扬声器对应的重建声像点；
基于所述重建声像点调整所述预设扬声器播放的声信号，以通过所述声信号构建所述重建声像点。
进一步地，所述面向听音者的声场重建程序被处理器执行时还实现如下操作：
在接收到用于设置听音者的听音设置指令时，根据所述听音设置指令确定听音物理位置以及与所述听音者对应的听音声像位置；
相应地，还实现如下操作：
确定所述听音物理位置处的听音点与所述重建声像点之间的第一相距距离；
根据所述第一相距距离确定与所述预设扬声器对应的延迟播放时段；
通过所述延迟播放时段调整所述预设扬声器播放的声信号的播放起始时刻，以通过所述声信号构建所述重建声像点。
进一步地，所述面向听音者的声场重建程序被处理器执行时还实现如下操作：
根据所述听音物理位置与所述预设扬声器的扬声器位置确定所述听音点与所述预设扬声器之间的第二相距距离；
相应地，还实现如下操作：
在预设延迟时段计算公式下根据所述第一相距距离与所述第二相距距离确定与所述预设扬声器对应的延迟播放时段。
进一步地，所述面向听音者的声场重建程序被处理器执行时还实现如下操作：
在接收到用于设置听音者的听音设置指令时，从所述听音设置指令中提取目标听音者类型；
根据所述目标听音者类型在预设映射关系中查询对应的听音物理位置与听音声像位置，所述预设映射关系中包括听音者类型、听音物理位置与听音声像位置之间的对应关系。
进一步地，所述面向听音者的声场重建程序被处理器执行时还实现如下操作：
对所述听音声像位置处的预设声像点进行声场重建，以获得待筛选声像点；
在预设声像矢量积公式中根据所述预设声像点与所述待筛选声像点获得声像矢量积；
通过预设矢量积限制公式对所述声像矢量积进行筛选，并将筛选后的声像矢量积作为目标声像矢量积；
将与所述目标声像矢量积对应的待筛选声像点设为与各预设扬声器对应的重建声像点。
进一步地，所述面向听音者的声场重建程序被处理器执行时还实现如下操作：
在预设矢量积限制公式中对所述声像矢量积进行求积运算，以获得预设矢量积数量的运算积；
判断所述运算积是否大于预设运算积阈值；
在所述运算积大于所述预设运算积阈值时，将大于所述预设运算积阈值的运算积作为目标运算积，并将与所述目标运算积对应的声像矢量积作为目标声像矢量积。
本实施例中的扬声器在播放声信号时，将先确定与当前听音者对应的听音声像位置，再将该听音声像位置的预设声像点重建为扬声器可独立实现的重建声像点，扬声器通过播放声信号构建出该重建声像点，也就形成了对应的预设声像点。明显地，本实施例中在实际播放声信号时，将先确定与实际听音者对应的预设声像点，并构建出该预设声像点，从而实现了为不同方位的听音者适应性地播放不同声像点的声信号，赋予听音者较好的声音定位感，提供较好的三维听音感受，进而解决了无法有针对性地为不同方位的听音者提供较好的三维听音感受的技术问题。
此外，参照图7，本发明实施例还提出一种面向听音者的声场重建装置，所述面向听音者的声场重建装置包括：
声像位置确定模块10，用于在接收到用于设置听音者的听音设置指令时，根据所述听音设置指令确定与所述听音者对应的听音声像位置。
可以理解的是，考虑到车辆内安装的车载音响系统往往音频播放方式单一，无法有针对性地为不同座位的乘客提供较好的三维听音感受。为了应对该缺陷，本实施例将根据实际场景的需要以实际听音者为中心，切换不同的听音模式，从而保证不同的听音者能够获取到更好的3D听音感受。
应当理解的是，比如，当前车辆内的听音者身处驾驶座，可参见图3，为了针对驾驶座上的听音者播放音频，以使得驾驶座上的听音者感受到3D音效，将先生成听音设置指令。听音设置指令中将包括与驾驶座对应的选项，当然，若当前车辆内的听音者身处副驾驶座，也可选取与副驾驶座对应的选项。
声像重建模块20，用于将所述听音声像位置处的预设声像点重建为与各预设扬声器对应的重建声像点。
可以理解的是，为了针对驾驶座的方位完成3D声场的重建，将先确定与驾驶座对应的预设声像点，可将该声像点记为P1，可参见图3。该声像点正是本实施例欲使得驾驶座上的听音者在听到播放的音频后感官感受到的声源所处方位，而且，P1位于驾驶座的正前方，可以让驾驶座上的听音者获得到较好的收听体验，赋予听音者较好的浸入式体验和声音定位感。
在具体实现中，为了使得驾驶座上的听音者最终获取到的音频的声像点位于P1，可对扬声器播放的声信号进行重新调整，以保证扬声器播放的声信号的声像点能够落于P1。具体而言，可把声像点P1分化到各个扬声器的声信号上，使得各个扬声器的声信号独立构建出的重建声像点能够在组合后成为声像点P1。其中，可将各个扬声器各自的声像点即为重建声像点。
扬声器调整模块30，用于基于所述重建声像点调整所述预设扬声器播放的声信号，以通过所述声信号构建所述重建声像点。
应当理解的是，在确定各个扬声器的重建声像点后，可让各个扬声器播放的声信号独立构建的声像点为该重建声像点。各个扬声器在组合播放声信号后，各个重建声像点的组合就形成了声像点P1，使得驾驶座上的听音者听到音频的声音定位感位于正前方，且具有较好的浸入式体验，也就实现了有针对性地为不同方位的听音者提供较好的三维听音感受。
本实施例中的扬声器在播放声信号时，将先确定与当前听音者对应的听音声像位置，再将该听音声像位置的预设声像点重建为扬声器可独立实现的重建声像点，扬声器通过播放声信号构建出该重建声像点，也就形成了对应的预设声像点。明显地，本实施例中在实际播放声信号时，将先确定与实际听音者对应的预设声像点，并构建出该预设声像点，从而实现了为不同方位的听音者适应性地播放不同声像点的声信号，赋予听音者较好的声音定位感，提供较好的三维听音感受，进而解决了无法有针对性地为不同方位的听音者提供较好的三维听音感受的技术问题。
在一实施例中，所述声像位置确定模块10，还用于在接收到用于设置听音者的听音设置指令时，根据所述听音设置指令确定听音物理位置以及与所述听音者对应的听音声像位置；
所述扬声器调整模块30，还用于确定所述听音物理位置处的听音点与所述重建声像点之间的第一相距距离；根据所述第一相距距离确定与所述预设扬声器对应的延迟播放时段；通过所述延迟播放时段调整所述预设扬声器播放的声信号的播放起始时刻，以通过所述声信号构建所述重建声像点。
在一实施例中，所述预设扬声器的扬声器数量大于等于预设扬声器阈值，所述听音点与数量为所述扬声器数量的重建声像点之间的第一相距距离相等。
在一实施例中，所述面向听音者的声场重建装置还包括：
距离确定模块，用于根据所述听音物理位置与所述预设扬声器的扬声器位置确定所述听音点与所述预设扬声器之间的第二相距距离；
所述扬声器调整模块30，还用于在预设延迟时段计算公式下根据所述第一相距距离与所述第二相距距离确定与所述预设扬声器对应的延迟播放时段。
在一实施例中，所述声像位置确定模块10，还用于在接收到用于设置听音者的听音设置指令时，从所述听音设置指令中提取目标听音者类型；根据所述目标听音者类型在预设映射关系中查询对应的听音物理位置与听音声像位置，所述预设映射关系中包括听音者类型、听音物理位置与听音声像位置之间的对应关系。
在一实施例中，所述声像重建模块20，还用于对所述听音声像位置处的预设声像点进行声场重建，以获得待筛选声像点；在预设声像矢量积公式中根据所述预设声像点与所述待筛选声像点获得声像矢量积；通过预设矢量积限制公式对所述声像矢量积进行筛选，并将筛选后的声像矢量积作为目标声像矢量积；将与所述目标声像矢量积对应的待筛选声像点设为与各预设扬声器对应的重建声像点。
在一实施例中，所述声像重建模块20，还用于在预设矢量积限制公式中对所述声像矢量积进行求积运算，以获得预设矢量积数量的运算积；判断所述运算积是否大于预设运算积阈值；在所述运算积大于所述预设运算积阈值时，将大于所述预设运算积阈值的运算积作为目标运算积，并将与所述目标运算积对应的声像矢量积作为目标声像矢量积。
本发明所述面向听音者的声场重建装置的其他实施例或具体实现方式可参照上述各方法实施例，此处不再赘述。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。词语第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序，可将这些词语解释为名称。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种面向听音者的声场重建方法，其特征在于，所述面向听音者的声场重建方法应用于车载音响系统，所述面向听音者的声场重建方法包括以下步骤：
在接收到用于设置听音者的听音设置指令时，根据所述听音设置指令确定与所述听音者对应的听音声像位置，所述听音声像位置为所述听音者感受到的声源所处方位；
将所述听音声像位置处的预设声像点重建为与各预设扬声器对应的重建声像点；
基于所述重建声像点调整所述预设扬声器播放的声信号，以通过所述声信号构建所述重建声像点；
其中，所述在接收到用于设置听音者的听音设置指令时，根据所述听音设置指令确定与所述听音者对应的听音声像位置，包括：
在接收到用于设置听音者的听音设置指令时，根据所述听音设置指令确定听音物理位置以及与所述听音者对应的听音声像位置；
相应地，所述基于所述重建声像点调整所述预设扬声器播放的声信号，以通过所述声信号构建所述重建声像点，包括：
确定所述听音物理位置处的听音点与所述重建声像点之间的第一相距距离；
根据所述第一相距距离确定与所述预设扬声器对应的延迟播放时段；
通过所述延迟播放时段调整所述预设扬声器播放的声信号的播放起始时刻，以通过所述声信号构建所述重建声像点。
2.如权利要求1所述的面向听音者的声场重建方法，其特征在于，所述预设扬声器的扬声器数量大于等于预设扬声器阈值，所述听音点与数量为所述扬声器数量的重建声像点之间的第一相距距离相等。
3.如权利要求1所述的面向听音者的声场重建方法，其特征在于，所述根据所述第一相距距离确定与所述预设扬声器对应的延迟播放时段之前，所述面向听音者的声场重建方法还包括：
根据所述听音物理位置与所述预设扬声器的扬声器位置确定所述听音点与所述预设扬声器之间的第二相距距离；
相应地，所述根据所述第一相距距离确定与所述预设扬声器对应的延迟播放时段，包括：
在预设延迟时段计算公式下根据所述第一相距距离与所述第二相距距离确定与所述预设扬声器对应的延迟播放时段。
4.如权利要求1所述的面向听音者的声场重建方法，其特征在于，所述在接收到用于设置听音者的听音设置指令时，根据所述听音设置指令确定听音物理位置以及与所述听音者对应的听音声像位置，包括：
在接收到用于设置听音者的听音设置指令时，从所述听音设置指令中提取目标听音者类型；
根据所述目标听音者类型在预设映射关系中查询对应的听音物理位置与听音声像位置，所述预设映射关系中包括听音者类型、听音物理位置与听音声像位置之间的对应关系。
5.如权利要求1所述的面向听音者的声场重建方法，其特征在于，所述将所述听音声像位置处的预设声像点重建为与各预设扬声器对应的重建声像点，包括：
对所述听音声像位置处的预设声像点进行声场重建，以获得待筛选声像点；
在预设声像矢量积公式中根据所述预设声像点与所述待筛选声像点获得声像矢量积；
通过预设矢量积限制公式对所述声像矢量积进行筛选，并将筛选后的声像矢量积作为目标声像矢量积；
将与所述目标声像矢量积对应的待筛选声像点设为与各预设扬声器对应的重建声像点。
6.如权利要求5所述的面向听音者的声场重建方法，其特征在于，所述通过预设矢量积限制公式对所述声像矢量积进行筛选，并将筛选后的声像矢量积作为目标声像矢量积，包括：
在预设矢量积限制公式中对所述声像矢量积进行求积运算，以获得预设矢量积数量的运算积；
判断所述运算积是否大于预设运算积阈值；
在所述运算积大于所述预设运算积阈值时，将大于所述预设运算积阈值的运算积作为目标运算积，并将与所述目标运算积对应的声像矢量积作为目标声像矢量积。
7.一种音频设备，其特征在于，所述音频设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行面向听音者的声场重建程序，所述面向听音者的声场重建程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的面向听音者的声场重建方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有面向听音者的声场重建程序，所述面向听音者的声场重建程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的面向听音者的声场重建方法的步骤。
9.一种面向听音者的声场重建装置，其特征在于，所述面向听音者的声场重建装置安装于车载音响系统，所述面向听音者的声场重建装置包括：
声像位置确定模块，用于在接收到用于设置听音者的听音设置指令时，根据所述听音设置指令确定与所述听音者对应的听音声像位置，所述听音声像位置为所述听音者感受到的声源所处方位；
声像重建模块，用于将所述听音声像位置处的预设声像点重建为与各预设扬声器对应的重建声像点；
扬声器调整模块，用于基于所述重建声像点调整所述预设扬声器播放的声信号，以通过所述声信号构建所述重建声像点；
其中，所述声像位置确定模块，还用于在接收到用于设置听音者的听音设置指令时，根据所述听音设置指令确定听音物理位置以及与所述听音者对应的听音声像位置；
所述扬声器调整模块，还用于确定所述听音物理位置处的听音点与所述重建声像点之间的第一相距距离；根据所述第一相距距离确定与所述预设扬声器对应的延迟播放时段；通过所述延迟播放时段调整所述预设扬声器播放的声信号的播放起始时刻，以通过所述声信号构建所述重建声像点。
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