CN109151704B - 音讯处理方法、音频定位系统以及非暂态电脑可读取媒体 - Google Patents

Abstract

一种音讯处理方法、音频定位系统以及非暂态电脑可读取媒体，音讯处理方法包含：判断是否选择第一头部相关传递函数以将第一头部相关传递函数应用在与第一目标对应的音频定位模块；如果第一头部相关传递函数未被选择，则载入第二目标的多个参数；根据第二目标的参数修改第二头部相关传递函数；以及将第二头部相关传递函数应用在与第一目标对应的音频定位模块以产生音讯。借此，达到根据不同虚拟使用者调整音讯的技术效果。

Description

音讯处理方法、音频定位系统以及非暂态电脑可读取媒体

技术领域

本公开涉及一种处理方法，且特别涉及一种用于模拟不同角色听力的讯号(信号)处理方法。

背景技术

在现今虚拟现实(virtual reality,VR)环境中，虚拟使用者可以是非人类的物种，例如小精灵、巨人、动物等。一般而言，三维音频定位技术利用头部相关传递函数(HRTF)以模拟虚拟使用者的听力。头部相关传递函数是用来模拟耳朵从三维空间中一个点接收到声音的方式，然而，头部相关传递函数通常用来模拟人类的听力，但如果虚拟使用者是非人类的物种时，头部相关传递函数将无法模拟虚拟使用者的真实听力，因此玩家将无法在虚拟现实的环境中拥有最好的体验。

发明内容

依据本公开文件的第一实施方式，其公开一种音讯(音频信号)处理方法，音讯处理方法包含：判断是否选择第一头部相关传递函数以将第一头部相关传递函数应用在与第一目标对应的音频定位模块；如果第一头部相关传递函数未被选择，则载入第二目标的多个参数；根据第二目标的参数修改第二头部相关传递函数；以及将第二头部相关传递函数应用在与第一目标对应的音频定位模块以产生音讯。

根据本公开一实施例，该第二目标的该些参数包含一音响度、一音色、分别朝向该第二目标的一右侧和一左侧发射的一声源的一能量差及/或朝向该右侧和该左侧的一时间配置。

根据本公开一实施例，该时间配置包含分别朝向该第二目标的该右侧和该左侧发射的该声源的一时间差。

根据本公开一实施例，通过根据该第二目标的该些参数修改该第二头部相关传递函数的参数，还包含：根据该第二目标的尺寸或形状调整该音响度或该音色，分别朝向该第二目标的该右侧和该左侧发射的该声源的该时间差或该能量差。

根据本公开一实施例，还包含：根据在该第二目标和一声源之间的一传输介质调整该第二头部相关传递函数的参数。

根据本公开一实施例，该第二目标的该些参数包含一虚拟使用者的一角色模拟参数集。

根据本公开一实施例，通过一头戴式装置的多个感测器检测该第一头部相关传递函数的参数。

依据本公开文件的第二实施方式，其公开一种音频定位系统，音频定位系统包含音频输出模块、处理器以及非暂态电脑(计算机)可读取媒体。处理器与音频输出模块连接，非暂态电脑可读取媒体包含至少一指令程序，由处理器执行至少一指令程序以实行音讯处理方法，其包含：判断是否选择第一头部相关传递函数以将第一头部相关传递函数应用在与第一目标对应的音频定位模块；如果第一头部相关传递函数未被选择，则载入第二目标的多个参数；根据第二目标的参数修改第二头部相关传递函数；以及将第二头部相关传递函数应用在与第一目标对应的音频定位模块以产生音讯。

根据本公开一实施例，该第二目标的该些参数包含一音响度、一音色、分别朝向该第二目标的一右侧和一左侧发射的一声源的一能量差及/或朝向该右侧和该左侧的一时间配置；其中，该时间配置包含分别朝向该第二目标的该右侧和该左侧发射的该声源的一时间差；其中，根据在该第二目标和一声源之间的一传输介质调整该第二头部相关传递函数的参数；其中，该第二目标的该些参数包含一虚拟使用者的一角色模拟参数集。

依据本公开文件的第三实施方式，其公开一种非暂态电脑可读取媒体，非暂态电脑可读取媒体包含至少一指令程序，由处理器执行至少一指令程序以实行音讯处理方法，其包含：判断是否选择第一头部相关传递函数以将第一头部相关传递函数应用在与第一目标对应的音频定位模块；如果第一头部相关传递函数未被选择，则载入第二目标的多个参数；根据第二目标的参数修改第二头部相关传递函数；以及将第二头部相关传递函数应用在与第一目标对应的音频定位模块以产生音讯。

根据上述实施方式，音频信号处理方法能够根据角色的参数修改头部相关传递函数的参数，根据修改后的头部相关传递函数修改音讯并且输出音讯，因此，头部相关传递函数能够根据不同虚拟使用者的参数修改，达到根据不同虚拟使用者调整音讯的技术效果。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，说明书附图的说明如下：

图1是根据本公开的一些实施例所示出的一种音频定位系统的方框示意图；

图2是根据本公开的一些实施例所示出的音讯处理方法的流程图；

图3是根据本公开的一些实施例所示出的步骤S240的流程图；

图4A及图4B是根据本公开的一些实施例所示出的虚拟使用者的头部外形的示意图；

图5A及图5B是根据本公开的一些实施例所示出的虚拟使用者的头部外形的示意图；以及

图6A及图6B是根据本公开的一些实施例所示出的目标与声源之间的关系的示意图。

附图标记说明：

100：音频定位系统

110：音频输出模块

120：处理器

130：存储单元

200：音讯处理方法

OBJ1、OBJ2、OBJ3、OBJ4：目标

D1、D2、D3、D4、D5：距离

S1、S2、S3、S4、S5、S6：声源

T1、T2、T3、T4：时间

M1、M2：传输介质

S210～S250、S241～S242：步骤

具体实施方式

以下将以附图及详细说明阐述本公开的精神，任何所属技术领域中技术人员在了解本公开的优选实施例后，当可由本公开所启示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本公开的精神与范围。

应当理解，在本文的描述和其后的所有权利要求中，当一个元件被称为被“电连接”或“电耦合”到另一个元件时，它可以被直接连接或耦合到另一个元件，或者可能存在插入元件。相比之下，当一个元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一个元件时，则不存在插入元件。此外，电连接”或“连接”还可以指两个或多个元件之间的互操作或相互作用。

应当理解，在本文的描述和其后的所有权利要求中，虽然使用“第一”，“第二”，...等词汇描述不同元件，但是这些元件不应该被这些术语所限制。这些词汇只限于用来辨别单一元件。例如，一第一元件也可被称为第二元件，类似地，一第二元件也可被称为第一元件，而不脱离实施例的范围。

应当理解，在本文的描述和其后的所有权利要求中，在本文中所使用的用词“包含”，“包括”，“具有”，“含有”等等，均为开放性的用语，即意指“包含但不限于”。

应当理解，在本文的描述和其后的所有权利要求中，所使用的“及/或”包含相关列举项目中一或多个项目的任意一个以及其所有组合。

应当理解，在本文的描述和其后的所有权利要求中，关于本文中所使用的方向用语，例如：上、下、左、右、前、后等，仅是参考附加附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制公开。

应当理解，在本文的描述和其后的所有权利要求中，除非另有说明，使用的所有术语(包括技术和科学术语)与本公开所属领域技术人员所理解的具有相同含义。进一步可以明了，除非这里明确地说明，这些术语，例如在常用字典中所定义的术语，应该被解释为具有与其在相关领域背景下的含义相一致的含义，而不应被理想化地或过于正式地解释。

请参阅图1。图1是根据本公开的一些实施例所示出的一种音频定位系统100的示意图。如图1所示出，音频定位系统100包含音频输出模块110、处理器120以及存储单元130。音频输出模块110可以实施为耳机或音响，处理器120可以实施为中央处理单元、控制电路及/或图形处理单元，存储单元130可以实施为存储器、硬盘、U盘、存储卡等，音频定位系统100可以实施为头戴式装置(head-mounted device，HMD)。

处理器120与音频输出模块110以及存储单元130电性连接。音频输出模块110用以输出音讯，存储单元130用以存储非暂态电脑可读取媒体，头戴式装置用以执行音频定位模块以及显示虚拟环境。请参阅图2，图2是根据本公开的一些实施例所示出的音讯处理方法200的流程图。于此实施例中，处理器120用以执行音讯处理方法200，并且音讯处理方法200可根据虚拟使用者的目标参数来修改头部相关传递函数的参数以及音频输出模块110输出修改后的音讯。

请继续参阅图1及图2。如图2的实施例所示，音讯处理方法200首先执行步骤S210，判断是否选择第一头部相关传递函数以将其应用在与第一目标对应的音频定位模块，如果选择第一头部相关传递函数，音讯处理方法200接着执行步骤S220，根据第一目标的参数修改第一头部相关传递函数，并将第一头部相关传递函数应用至音频定位模块。于此实施例中，头戴式装置的感测器用以检测第一目标的参数，以及第一目标的参数能够应用至第一头部相关传递函数，举例而言，第一目标的参数可以理解为使用者的头围。

接着，音讯处理方法200执行步骤S230，当第一头部相关传递函数未被选择时，载入第二目标的参数。于此实施例中，第二目标的参数包含音响度、音色、声源的能量差及/或声源的时间差。声源的能量差及/或声源的时间差是分别朝向第二目标的右侧和左侧所发射。角色模拟参数集可以包含第二目标的材质及外观，举例而言，不同的物种具有不同的耳朵形状以及不同的耳朵位置，像是猫耳和人耳的耳朵形状及位置皆不同，猫耳位于头部的上方，而人类的耳朵位于头部的两侧。再者，不同的目标会有不同的材质，像是机器人和人类的组成材质也不同。

接着，音讯处理方法200执行步骤S240，根据第二目标的参数修改第二头部相关传递函数。步骤S240包含步骤S241～S242，并请参阅图3、图4A及图4B，图3是根据本公开的一些实施例所示出的步骤S240的流程图，图4A及图4B是根据本公开的一些实施例所示出的虚拟使用者的头部外形的示意图。如图4A所示，目标OBJ1的头部为预设的头部，在一般情况下，预设的头部为人类的头部。在虚拟现实的环境中，使用者可允许将他/她的虚拟使用者改变为不同的身份或外观。举例而言，使用者可以转换成另外的人物、女神、另位的动物、车辆、雕像、飞机、机器人等。每一个身份或外观可以以不同的震幅或品质接收来自音源S1的声音。

接着，音讯处理方法200执行步骤S241根据该第二目标的尺寸或形状调整音响度或音色，分别朝向第二目标的右侧和左侧发射的声源的时间差或能量差。举例而言，虚拟使用者可以具有非人类的外观，如图4B所示，使用者可以转换成巨人。在图4B中，目标OBJ2的头部为巨人的头部，目标OBJ2的两耳之间的距离D2大于目标OBJ1的两耳之间的距离D1。

如图4A及图4B所示，假设目标OBJ1与声源S1之间的距离与目标OBJ2与声源S2之间的距离相同，目标OBJ2的头部与耳朵的尺寸与目标OBJ1不同。由于目标OBJ2的两耳之间的距离D2大于目标OBJ1的两耳之间的距离D1，因此目标OBJ2的两耳之间的时间差会大于目标OBJ1的两耳之间的时间差。因此，当声源S2发出音频讯号时，音频讯号的左侧声道应该需要被延迟(例如延迟2秒)。由上述可知，右耳听到由音源S1发出的声音的时间T1应该会相似于左耳听到由音源S1发出的声音的时间T2；而因为目标OBJ2的头部尺寸的因素，右耳听到由音源S2发出的声音的时间T3应该会早于左耳听到由音源S2发出的声音的时间T4。

再者，音讯处理方法200可以调整第二头部相关传递函数的参数的时间配置，时间配置可以包含两耳通道间的时间差、两耳通道的延迟时间。巨人可以在一段延迟时间后接收到声音，于此实施例中，目标OBJ1为预设的头部(例如，人类的头部)，因此目标OBJ1的耳朵能够在正常的时间内接收到声音。相对而言，目标OBJ2为巨人的头部，当目标OBJ2的耳朵接收到声音时，可以被延迟(例如，延迟2秒)。时间配置可以根据虚拟使用者的外观修改(例如，延迟或提早)，关于时间配置的设计可以被配置为适应不同的虚拟使用者，当使用者将不同的虚拟使用者从目标OBJ1改变为目标OBJ2，将会有不同的目标参数并且需要根据目标参数调整头部相关传递函数的参数。

接着，请参阅图5A及图5B，图5A及图5B是根据本公开的一些实施例所示出的虚拟使用者的头部外形的示意图。如图5A及图5B所示，目标OBJ1的头部为预设的头部，目标OBJ3的头部为大象的头部，目标OBJ3的两耳之间的距离D3大于目标OBJ1的两耳之间的距离D1。于此实施例中，假设声源S3的音响度与声源S4的音响度相同，由于目标OBJ1的耳朵与头部的尺寸小于目标OBJ3的耳朵与头部的尺寸，由目标OBJ1所听到的音响度将会小于目标OBJ3所听到的音响度。

接着，如图5A及图5B所示，由于目标OBJ1的耳朵与头部的尺寸小于目标OBJ3的耳朵与头部的尺寸，并且目标OBJ1的耳腔也小于目标OBJ3的耳腔，因此目标OBJ3听到的音色将会低于目标OBJ1听到的音色，即便声源S3发出的频率与声源S4发出的频率相似。再者，目标OBJ3的两耳之间的距离D3大于目标OBJ1的两耳之间的距离D1，因此目标OBJ3两耳之间的时间差或能量差会大于目标OBJ1两耳之间的时间差或能量差。由于两耳之间的时间差或能量差会根据头部的尺寸改变，因此右侧声道与左侧声道之间的时间差或能量差也必须调整。在此实施例中，当声源S3发出音频讯号后，右侧声道与左侧声道并不需要延迟，但当声源S4发出音频讯号后，左侧声道则需要被延迟(例如，延迟2秒)。

虚拟使用者并不限于大象形态，在令一实施例中，使用者的虚拟使用者可以转换成蝙蝠，目标(图未示)为蝙蝠的头部，蝙蝠是对超声波的频率更敏感。在此实施例中，由声源S1产生的声音信号将通过频率转换器的转换，其可以将超声波转换为声音，在这种情况下，使用者在虚拟环境中就可以听到蝙蝠听到的声音频率。

接着，音讯处理方法200执行步骤S242根据在第二目标和声源之间的传输介质调整第二头部相关传递函数的参数(例如，音色及/或响度)。请参考图6A及图6B，图6A及图6B是根据本公开的一些实施例所示出的目标与声源之间的关系的示意图。如图6A及图6B所示，假设目标OBJ1与声源S5之间的距离D4与目标OBJ4与声源S6之间的距离D5相同。如图6A所示的实施例，声源S5在传输介质M1中广播音频讯号，目标OBJ1通过传输介质M1从声源S5收集音频讯号。如图6B所示的实施例，声源S6在传输介质M2中广播音频讯号，目标OBJ4通过传输介质M2从声源S6收集音频讯号。在此情况下，传输介质M1可以实施为充满空气的环境，传输介质M2可以实施为充满水的环境。于另一实施例中，传输介质M1及M2也可以由目标具有在声源S5及S6和目标OBJ1及OBJ4之间的特殊材质(例如，金属、塑胶、及/或任何混合材质)来实现。

接着，假设目标OBJ4的听力与目标OBJ1的听力相似，声源S6发出音频讯号并且穿透传输介质M1，当目标OBJ4接收到音频讯号时，即使声源S5的音响度与声源S6的音响度相同，目标OBJ4听到的音色还是会不同于目标OBJ1听到的音色。因此，处理器120用来根据传输介质M1及M2调整目标OBJ1及OBJ4听到的音色。

接着，音讯处理方法200执行步骤S250将第二头部相关传递函数应用在与第一目标对应的音频定位模块以产生音频讯号。于此实施例中，音频定位模块能够被第二头部相关传递函数调整，调整后的音频定位模块用来调整音频讯号，接着，音频输出模块110用以输出修改后的音频讯号。

在此实施例中，头戴式装置能够在虚拟现实系统中显示不同的虚拟使用者，值得注意的是，虚拟使用者也可以是非人类。因此，头部相关传递函数由虚拟使用者的目标参数修改，并且虚拟使用者的音频定位模块由修改后的头部相关传递函数决定，如果其他的虚拟使用者载入，头部相关传递函数将会由新的虚拟使用者的目标参数重新调整。换句话说，由相同的声源发出的音频讯号，会因为虚拟使用者的不同可能会导致使用者听觉上的差异。

根据前述的实施例，音讯处理方法能够根据角色的参数修改头部相关传递函数的参数，根据修改后的头部相关传递函数修改音频讯号并且输出音频讯号，因此，头部相关传递函数能够根据不同虚拟使用者的参数修改，达到根据不同虚拟使用者调整音频讯号的技术效果。

另外，上述例示包含按序的示范步骤，但该些步骤不必依所显示的顺序被执行。以不同顺序执行该些步骤皆在本公开内容的考量范围内。在本公开内容的实施例的精神与范围内，可视情况增加、取代、变更顺序及/或省略该些步骤。

虽然本公开已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本公开，任何本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围内，当可作各种的变动与润饰，因此本公开的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种音讯处理方法，其特征在于，包含：

通过一处理器判断是否选择一第一头部相关传递函数以将该第一头部相关传递函数应用在与一第一目标对应的一音频定位模块；

如果该第一头部相关传递函数未被选择，则通过该处理器载入一第二目标的多个参数；

通过该处理器根据该第二目标的该些参数修改一第二头部相关传递函数；以及

通过该处理器将该第二头部相关传递函数应用在与该第一目标对应的该音频定位模块以产生一音讯。

2.如权利要求1所述的音讯处理方法，其特征在于，该第二目标的该些参数包含一音响度、一音色、分别朝向该第二目标的一右侧和一左侧发射的一声源的一能量差及/或朝向该右侧和该左侧的一时间配置。

3.如权利要求2所述的音讯处理方法，其特征在于，该时间配置包含分别朝向该第二目标的该右侧和该左侧发射的该声源的一时间差。

4.如权利要求3所述的音讯处理方法，通过根据该第二目标的该些参数修改该第二头部相关传递函数的参数，其特征在于，还包含：

根据该第二目标的尺寸或形状调整该音响度或该音色，分别朝向该第二目标的该右侧和该左侧发射的该声源的该时间差或该能量差。

5.如权利要求1所述的音讯处理方法，其特征在于，还包含：

根据在该第二目标和一声源之间的一传输介质调整该第二头部相关传递函数的参数。

6.如权利要求1所述的音讯处理方法，其特征在于，该第二目标的该些参数包含一虚拟使用者的一角色模拟参数集。

7.如权利要求1所述的音讯处理方法，其特征在于，还包含：

通过一头戴式装置的多个感测器检测该第一目标的参数，以及将该第一目标的参数应用至该第一头部相关传递函数。

8.一种音频定位系统，其特征在于，包含：

一音频输出模块；

一处理器，与该音频输出模块连接；以及

一非暂态电脑可读取媒体， 包含至少一指令程序，由该处理器执行该至少一指令程序以实行一音讯处理方法，其包含：

通过一处理器判断是否选择一第一头部相关传递函数以将该第一头部相关传递函数应用在与一第一目标对应的一音频定位模块；

如果该第一头部相关传递函数未被选择，则通过该处理器载入一第二目标的多个参数；

通过该处理器根据该第二目标的该些参数修改一第二头部相关传递函数；以及

通过该处理器将该第二头部相关传递函数应用在与该第一目标对应的该音频定位模块以产生一音讯。

9.如权利要求8所述的音频定位系统，其特征在于，该第二目标的该些参数包含一音响度、一音色、分别朝向该第二目标的一右侧和一左侧发射的一声源的一能量差及/或朝向该右侧和该左侧的一时间配置；其中，该时间配置包含分别朝向该第二目标的该右侧和该左侧发射的该声源的一时间差；其中，根据在该第二目标和一声源之间的一传输介质调整该第二头部相关传递函数的参数；其中，该第二目标的该些参数包含一虚拟使用者的一角色模拟参数集。

10.一种非暂态电脑可读取媒体， 包含至少一指令程序，由一处理器执行该至少一指令程序以实行一音讯处理方法，其特征在于，包含：

通过一处理器判断是否选择一第一头部相关传递函数以将该第一头部相关传递函数应用在与一第一目标对应的一音频定位模块；

如果该第一头部相关传递函数未被选择，则通过该处理器载入一第二目标的多个参数；

通过该处理器根据该第二目标的该些参数修改一第二头部相关传递函数；以及

通过该处理器将该第二头部相关传递函数应用在与该第一目标对应的该音频定位模块以产生一音讯。

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