CN110475197B - 一种声场回放方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种声场回放方法和装置，其中，该方法包括：获取声音数据、人耳位置信息和扬声器位置信息；基于人耳位置信息和扬声器位置信息，确定扬声器发出声音数据的声音回放方向；控制扬声器按照确定的声音回放方向向人耳位置信息指示的人耳位置进行声音数据回放。通过本发明实施例提供的声场回放方法和装置，无论人耳处于什么位置，都可以基于人耳位置信息确定扬声器发出声音数据的声音回放方向，使得基于声音回放方向传播的声音数据在人耳位置处叠加后产生立体声音效果。

Description

一种声场回放方法和装置
技术领域
本发明涉及声音传播技术领域，具体而言，涉及一种声场回放方法和装置。
背景技术
目前，越来越多的声音评价开始倾向于考虑人的主观感受，让人在听到声音时产生立体声效果，让人具有很好的听觉效果，这也是自然科学和社会科学发展的必然结果。
为了让人听到声音后能够产生立体声效果，可以通过将录制的双耳录声音信号，通过声音空间化，使用头位相关传递函数的3D声音回放技术(Binaural和transaural)，通过双声道耳机或2.1声道扬声器回放的形式进行立体声音回放。
上述产生立体声效果声音的方法只能保证人在某个听音位置才能听到声音具有立体声音回放效果，而在该听音位置外的其他听音位置均听不到具有立体声效果的声音，导致立体声音回放效果差。
发明内容
为解决上述问题，本发明实施例的目的在于提供一种声场回放方法和装置。
第一方面，本发明实施例提供了一种声场回放方法，包括：
获取声音数据、人耳位置信息和扬声器位置信息；
基于所述人耳位置信息和所述扬声器位置信息，确定扬声器发出所述声音数据的声音回放方向；
控制扬声器按照确定的声音回放方向向所述人耳位置信息指示的人耳位置进行声音数据回放。
第二方面，本发明实施例还提供了一种声场回放装置，包括：
获取模块，用于获取声音数据、人耳位置信息和扬声器位置信息；
处理模块，用于基于所述人耳位置信息和所述扬声器位置信息，确定扬声器发出所述声音数据的声音回放方向；
控制模块，用于控制扬声器按照确定的声音回放方向向所述人耳位置信息指示的人耳位置进行声音数据回放。
本发明实施例上述第一方面至第二方面提供的方案中，基于人耳位置信息和扬声器位置信息，确定扬声器发出声音数据的声音回放方向，并控制扬声器按照确定的声音回放方向向所述人耳位置信息指示的人耳位置进行声音数据回放，与相关技术中只能保证人在某个听音位置才能听到声音具有立体声音回放效果相比，无论人耳处于什么位置，都可以基于人耳位置信息确定扬声器发出声音数据的声音回放方向，使得基于声音回放方向传播的声音数据在人耳位置处叠加后产生立体声音效果，大大提高了人的听觉体验。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1a示出了本发明实施例所提供的能够实施声场回放方法的声音回放系统的俯视图；
图1b示出了本发明实施例所提供的能够实施声场回放方法的声音回放系统的正视图；
图2示出了本发明实施例1所提供的一种声场回放方法的流程图；
图3示出了本发明实施例2所提供的一种声场回放装置的结构示意图。
图标：300-获取模块；302-处理模块；304-控制模块。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
目前，越来越多的声音评价开始倾向于考虑人的主观感受，让人在听到声音时产生立体声效果，让人具有很好的听觉效果，这也是自然科学和社会科学发展的必然结果。
为了让人听到声音后能够产生立体声效果，可以通过将录制的双耳录声音信号，通过声音空间化，使用头位相关传递函数的3D声音回放技术(Binaural和transaural)，通过双声道耳机或2.1声道扬声器回放的形式进行立体声音回放。
还有一种常见产生立体声音听觉效果的方式：基于球面坐标系的3D声音渲染技术的幅值矢量合成定位法(VBAP)，其可以营造三维虚拟声像。一般只应用于需要营造人工环绕效果的商演用途，这也是在影院、歌剧院、演唱会等商演中经常看到的实现方式；而在听音评价实际的工程应用中，需要一个能够精确还原立体声场信息(方位、高度、距离、声音量级、声色)的回放区域，在该回放区域才能使人听到具有产生立体声音听觉效果的声音。
上述产生立体声效果声音的方法只能保证人在某个听音位置才能听到声音具有立体声音回放效果，而在该听音位置外的其他听音位置均听不到具有立体声效果的声音，导致立体声音回放效果差。
基于此，本实施例提出一种声场回放方法和装置，可以基于人耳位置信息和扬声器位置信息，确定扬声器发出声音数据的声音回放方向，并控制扬声器按照确定的声音回放方向向人耳位置信息指示的人耳位置进行声音数据回放，无论人耳处于什么位置，都可以基于人耳位置信息确定扬声器发出声音数据的声音回放方向，使得基于声音回放方向传播的声音数据在人耳位置处叠加后产生立体声音效果。
为了实现上述声场回放方法和装置的方案，本申请需要搭建以下内容描述的声音回放系统。参见图1a所示的声音回放系统的俯视图和图1b所示的声音回放系统的正视图，为了提高声音回放系统的声场回放精度，减少环境噪声的影响，该声音回放系统需要放置在经过消声和隔声处理的特定房间内，一般全消或者半消消声室为宜。
从图1a和图1b中可以看出，声音回放系统中设置有8个有源监听音箱(即扬声器)和2个低音炮音箱。其中，1号、3号、5号、7 号扬声器均匀分布在参考位置点同轴点(即图1a和图1b中标注×的位置)为圆心，半径为2.5～3米的圆径上，通过支架安装距离地面高度为0.5米，彼此间隔90度放置，且保证1号和3号、5号和7号音箱面对面放置，且保持在同一水平线；而2号、4号、6号、8号扬声器均匀分布在以参考位置点同轴点为圆心，以1号、3号、5号、7号扬声器放置圆径半径相同的圆径上，通过支架安装距离地面高度为2.2 米，彼此间隔90度，且保证2号和4号、6号和8号扬声器面对面放置，且保持在同一水平线。并分别在1-8号扬声器上安装光学捕捉相机，并进行坐标校准，从而得到声音回放系统的参考直角坐标体系，该参考直角坐标体系的x轴、y轴和z轴如图1a和图1b所示。而聆听声音的人就可以安排在声音回放系统的任何位置。
2个低音炮音箱分别放置于圆径外左右两侧消声室内地面上，该结构覆盖了听音点周围空间区域的声场。
采用8个有源监听音箱和2个低音炮音箱可以覆盖20赫兹至 20000赫兹的频率成分。
所述光学捕捉相机，能够获取到人耳朵的人耳位置信息和8个扬声器距离人耳的方位信息，该方位信息用于音频解码中对8个扬声器中每个扬声器的反馈量的实时分配调整。
为了使所述光学捕捉相机能够获取到人耳朵的人耳位置信息，那么就需要给人的两只耳朵上佩戴红色发光二极管发光标记点，标记点重量只有10克重且体积很小，不会给人带来负重感和不舒适的感觉。从而通过光学捕捉相机采集红色发光二极管发光标记点发出的光信号，来确定人耳位置信息。
当然，声音回放系统还包括：与8个扬声器和8个光学捕捉相机连接的服务器，从而获取8个扬声器和8个光学捕捉相机的数据，实现本方案声场回放方法和装置的方案。
该服务器，可以采用现有技术中可以执行声场回放方法的任何计算设备，这里不再一一赘述。
为了更好地对本申请实施例提出的声场回放方法和装置进行描述，先对以下内容进行说明：
在本申请实施例提出的声场回放方法和装置中，声波是声音数据的载体，与声音数据的含义相同。
水平角度，是指在图1a所示的参考直角坐标体系中XPY平面内人耳位置P与扬声器的连线和X轴之间的夹角角度，即扬声器与所述人耳位置信息指示的位置P之间的水平角度。
垂直角度，是指在图1b所示的参考直角坐标体系中ZPY平面内人耳位置P与扬声器之间的连线与Y轴之间的夹角角度，即扬声器与所述人耳位置信息指示的位置P之间的垂直角度。
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请做进一步详细的说明。
本实施例提出一种声场回放方法，执行主体是上述的服务器。
参见图2所示的声场回放方法的流程图，本实施例提出的一种声场回放方法，包括以下具体步骤：
步骤200、获取声音数据、人耳位置信息和扬声器位置信息。
在上述步骤200中，所述声音数据是由与服务器连接的原始声源发出的。
在搭建好上述的声场回放系统后，所述原始声源的位置信息预先设置在服务器内，通过原始声源的位置信息可以分别计算得到原始声源在参考直角坐标体系中相对于P点的斜率，从而计算得到原始声源的水平角度和垂直角度。这是现有技术，本实施例中不再赘述。
原始声源的水平角度，是指参考直角坐标体系中XPY平面内原始声源与人耳位置P的连线和X轴之间的夹角角度。
原始声源的垂直角度，是指参考直角坐标体系中ZPY平面内原始声源与人耳位置P的连线与Y轴之间的夹角角度。
所述人耳位置信息，是服务器从光学捕捉相机中获取到的。
所述扬声器位置信息，是将扬声器按照上述图1a和图1b所示的声场回放系统中各扬声器的摆放位置摆放好后，工作人员可以将扬声器位置信息预先存储在服务器中。所以，在执行声场回放方法的流程时，服务器就可以获取到预先存储的扬声器位置信息。
步骤202、基于所述人耳位置信息和所述扬声器位置信息，确定扬声器发出所述声音数据的声音回放方向。
为了确定扬声器发出所述声音数据的声音回放方向，上述步骤 202可以包括以下步骤(1)至步骤(10)：
(1)对所述声音数据进行滤波处理，得到所述声音数据的高频部分声音数据和低频部分声音数据；
(2)基于所述人耳位置信息和所述扬声器位置信息，分别计算得到所述高频部分声音数据的第一候选声像方向和所述低频部分声音数据的第二候选声像方向；
(3)根据所述扬声器的信号幅值，计算扬声器在人耳位置叠加的第一声压增益值；
(4)根据计算得到的第一声压增益值和声音从扬声器到人耳位置的声能量矢量在x轴、y轴和z轴上的分量，对所述第一候选声像方向的能量方向矢量进行计算；
(5)当所述能量方向矢量与最小自然数的差值小于等于第一阈值、所述第一候选声像方向的水平角度与原始声源的水平角度的差值小于等于第一角度阈值且第一候选声像方向的垂直角度与原始声源的垂直角度的差值小于等于第二角度阈值时，确定所述第一候选声像方向符合高频声音判断条件；
(6)当所述第一候选声像方向符合高频声音判断条件时，将所述第一候选声像方向确定为所述高频部分声音数据的声音回放方向；
(7)根据所述扬声器的信号幅值，计算扬声器在人耳位置叠加的第二声压增益值；
(8)根据计算得到的第一声压增益值和扬声器发出的声波沿着声波轴线指向人耳位置的速度矢量在x轴、y轴和z轴方向上的分量，对所述第二候选声像方向的速度方向矢量进行计算；
(9)当所述速度方向矢量与最小自然数的差值小于等于第一阈值、所述第二候选声像方向的水平角度与原始声源的水平角度的差值小于等于第一角度阈值且第二候选声像方向的垂直角度与原始声源的垂直角度的差值小于等于第二角度阈值时，确定所述第二候选声像方向符合低频声音判断条件；
(10)当所述第二候选声像方向符合低频声音判断条件时，将所述第二候选声像方向确定为所述低频部分声音数据的声音回放方向。
在上述步骤(1)中，为了方便后续声音数据处理，提高声音回放精度，服务器可以通过与服务器自身连接的滤波器，对声音数据进行滤波处理，得到所述声音数据的高频部分声音数据和低频部分声音数据。
对声音数据进行滤波处理，得到所述声音数据的高频部分声音数据和低频部分声音数据可以采用现有技术中任何可以将声音数据划分出高频部分声音数据和低频部分声音数据的滤波技术对声音数据进行处理，这里不再赘述。
在上述步骤(2)中，为了计算得到所述高频部分声音数据的第一候选声像方向，可以执行以下步骤(1)至步骤(2)：
(21)根据所述人耳位置信息，分别计算扬声器与所述人耳位置信息指示的位置之间的水平角度和垂直角度；
(22)获取所述扬声器的信号幅值，并根据所述扬声器的信号幅值、以及扬声器与所述人耳位置信息指示的位置之间的水平角度和垂直角度，对第一候选声像方向进行计算。
在上述步骤(21)中，人耳位置P为整个声场回放系统的参考直角坐标系原点，所有的扬声器的位置信息都存储在服务器内；服务器根据扬声器的位置信息可以计算出扬声器与所述人耳位置信息指示的位置之间的水平角度和垂直角度。计算过程为现有技术，这里不再赘述。
在上述步骤(22)中，通过以下公式对第一候选声像方向进行计算：
Figure BDA0002145875360000091
Figure BDA0002145875360000092
其中，Ex表示声音从扬声器到人耳位置的声能量矢量在x轴上的分量；Ey表示声音从扬声器到人耳位置的声能量矢量在y轴上的分量； Ez表示声音从扬声器到人耳位置的声能量矢量在y轴上的分量；θj表示扬声器与所述人耳位置信息指示的位置之间的水平角度；φj表示扬声器与所述人耳位置信息指示的位置之间的垂直角度；gj表示扬声器的信号幅值；θE1表示第一候选声像方向的水平角度；φE1表示第一候选声像方向的垂直角度。
为了计算得到所述低频部分声音数据的第二候选声像方向，上述步骤(2)还包括以下步骤：
根据所述扬声器的信号幅值、以及扬声器与所述人耳位置信息指示的位置之间的水平角度和垂直角度，对第二候选声像方向进行计算。
具体地，可以通过以下公式对第一候选声像方向进行计算：
Figure BDA0002145875360000093
Figure BDA0002145875360000101
其中，Vx表示扬声器发出的声波沿着声波轴线指向人耳位置的速度矢量在x轴上的分量；Vy表示扬声器发出的声波沿着声波轴线指向人耳位置的速度矢量在y轴上的分量；Vz表示扬声器发出的声波沿着声波轴线指向人耳位置的速度矢量在z轴上的分量；θj表示扬声器与所述人耳位置信息指示的位置之间的水平角度；φj表示扬声器与所述人耳位置信息指示的位置之间的垂直角度；gj表示扬声器的信号幅值；θV1表示第二候选声像方向的水平角度；φV1表示第二候选声像方向的垂直角度。
在本实施例中，所述人耳位置，就是所述人耳位置信息指示的人耳位置。
在上述步骤(3)中，可以通过以下公式，对第一声压增益值进行计算：
Figure 1
其中，E表示扬声器在人耳位置叠加的第一声压增益值；gj表示扬声器的信号幅值。
扬声器的信号幅值，就是在搭建好上述的声音回放系统后，对声音回放系统中的扬声器进行信号幅值测量得到的。
在上述步骤(4)中，声音从扬声器到人耳位置的声能量矢量在x 轴、y轴和z轴上的分量，就是上述步骤(2)中计算得到的Ex、Ey和 Ez。
通过以下公式对能量方向矢量进行计算：
Figure BDA0002145875360000103
其中，rE表示能量方向矢量。
在上述步骤(5)中，高频声音判断条件缓存在服务器中，可以通过以下公式表示：
Figure BDA0002145875360000111
其中，rE＝1表示能量方向矢量应该等于1或者无限接近1；θEI＝θOrig表示第一候选声像方向的水平角度与原始声源的水平角度相同或者无限接近原始声源的水平角度；φEI＝φOrig表示第一候选声像方向的垂直角度与原始声源的垂直角度相同或者无限接近原始声源的垂直角度。
为了确定所述第一候选声像方向是否符合上述高频声音判断条件，可以在服务器中预先设置与能量方向矢量相关的第一阈值和与水平角度相关的第一角度阈值、以及垂直角度相关的第二角度阈值。就可以先计算能量方向矢量与最小自然数的差值、所述第一候选声像方向的水平角度与原始声源的水平角度的差值和第一候选声像方向的垂直角度与原始声源的垂直角度的差值，然后比较能量方向矢量与最小自然数的差值与第一阈值之间大小，比较第一候选声像方向的水平角度与原始声源的水平角度的差值与第一角度阈值之间的大小，以及比较第一候选声像方向的垂直角度与原始声源的垂直角度的差值与第二角度阈值之间的大小；从而将公式
Figure BDA0002145875360000112
转换为步骤(5)描述的判定条件，即满足步骤(5)描述的判定条件就可以确定所述第一候选声像方向符合公式
Figure BDA0002145875360000113
描述的高频声音判断条件，就可以将所述第一候选声像方向确定为所述高频部分声音数据的声音回放方向。
这里，1就是最小自然数。
那么在符合以下判断条件时：当所述能量方向矢量与最小自然数的差值小于等于第一阈值、所述第一候选声像方向的水平角度与原始声源的水平角度的差值小于等于第一角度阈值且第一候选声像方向的垂直角度与原始声源的垂直角度的差值小于等于第二角度阈值时，确定所述第一候选声像方向符合高频声音判断条件。
在上述步骤(7)中，可以通过以下公式对第二声压增益值进行计算：
Figure BDA0002145875360000121
其中，P表示第二声压增益值。
在上述步骤(8)中，扬声器发出的声波沿着声波轴线指向人耳位置的速度矢量在x轴、y轴和z轴方向上的分量，就是上述步骤(2) 得到的Vx、Vy和Vz。
通过以下公式对速度方向矢量进行计算：
Figure BDA0002145875360000122
其中，rv表示速度方向矢量。
在上述步骤(9)中，低频声音判断条件缓存在服务器中，可以通过以下公式表示：
Figure BDA0002145875360000123
其中，rV＝1表示速度方向矢量应该等于1或者无限接近1；θV1＝θOrig表示第二候选声像方向的水平角度与原始声源的水平角度相同或者无限接近原始声源的水平角度；φV1＝φOrig表示第二候选声像方向的垂直角度与原始声源的垂直角度相同或者无限接近原始声源的垂直角度。
第二候选声像方向是否满足低频声音判断条件的判断过程与步骤(5)中判断第一候选声像方向是否满足高频声音判断条件的过程类似，这里不再赘述。
在通过上述步骤202确定出声音回放方向后，可以继续执行以下步骤204，对声音数据进行回放。
步骤204、控制扬声器按照确定的声音回放方向向所述人耳位置信息指示的人耳位置进行声音数据回放。
在上述步骤204中，服务器可以按照高频部分声音数据的声音回放方向和低频部分声音数据的声音回放方向，向所述人耳位置信息指示的人耳位置进行声音数据回放，使得声音数据在人耳位置叠加，形成立体听觉效果。
综上所述，本实施例提出的一种声场回放方法，基于人耳位置信息和扬声器位置信息，确定扬声器发出声音数据的声音回放方向，并控制扬声器按照确定的声音回放方向向所述人耳位置信息指示的人耳位置进行声音数据回放，与相关技术中只能保证人在某个听音位置才能听到声音具有立体声音回放效果相比，无论人耳处于什么位置，都可以基于人耳位置信息确定扬声器发出声音数据的声音回放方向，使得基于声音回放方向传播的声音数据在人耳位置处叠加后产生立体声音效果，大大提高了人的听觉体验。
实施例2
本实施例提出一种声场回放装置，能够执行上述实施例1提出的声场回放方法。
参见图3所示的声场回放装置的结构示意图，本实施例提出一种声场回放装置，包括：
获取模块300，用于获取声音数据、人耳位置信息和扬声器位置信息；
处理模块302，用于基于所述人耳位置信息和所述扬声器位置信息，确定扬声器发出所述声音数据的声音回放方向；
控制模块304，用于控制扬声器按照确定的声音回放方向向所述人耳位置信息指示的人耳位置进行声音数据回放。
综上所述，本实施例提出的一种声场回放装置，基于人耳位置信息和扬声器位置信息，确定扬声器发出声音数据的声音回放方向，并控制扬声器按照确定的声音回放方向向所述人耳位置信息指示的人耳位置进行声音数据回放，与相关技术中只能保证人在某个听音位置才能听到声音具有立体声音回放效果相比，无论人耳处于什么位置，都可以基于人耳位置信息确定扬声器发出声音数据的声音回放方向，使得基于声音回放方向传播的声音数据在人耳位置处叠加后产生立体声音效果，大大提高了人的听觉体验。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种声场回放方法，其特征在于，包括：
获取声音数据、人耳位置信息和扬声器位置信息；
对所述声音数据进行滤波处理，得到所述声音数据的高频部分声音数据和低频部分声音数据；
基于所述人耳位置信息和所述扬声器位置信息，分别计算得到所述高频部分声音数据的第一候选声像方向和所述低频部分声音数据的第二候选声像方向；
当所述第一候选声像方向符合高频声音判断条件时，将所述第一候选声像方向确定为所述高频部分声音数据的声音回放方向；
当所述第二候选声像方向符合低频声音判断条件时，将所述第二候选声像方向确定为所述低频部分声音数据的声音回放方向；
控制扬声器按照确定的声音回放方向向所述人耳位置信息指示的人耳位置进行声音数据回放。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述人耳位置信息和所述扬声器位置信息，计算得到所述高频部分声音数据的第一候选声像方向，包括：
根据所述人耳位置信息，分别计算扬声器与所述人耳位置信息指示的位置之间的水平角度和垂直角度；
获取所述扬声器的信号幅值，并根据所述扬声器的信号幅值、以及扬声器与所述人耳位置信息指示的位置之间的水平角度和垂直角度，对第一候选声像方向进行计算。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述扬声器的信号幅值、以及扬声器与所述人耳位置信息指示的位置之间的水平角度和垂直角度，对第一候选声像方向进行计算，包括：
通过以下公式对第一候选声像方向进行计算：
Figure FDA0002914551340000021
Figure FDA0002914551340000022
其中，Ex表示声音从扬声器到人耳位置的声能量矢量在x轴上的分量；Ey表示声音从扬声器到人耳位置的声能量矢量在y轴上的分量；Ez表示声音从扬声器到人耳位置的声能量矢量在y轴上的分量；θj表示扬声器与所述人耳位置信息指示的位置之间的水平角度；φj表示扬声器与所述人耳位置信息指示的位置之间的垂直角度；gj表示扬声器的信号幅值；θE1表示第一候选声像方向的水平角度；φE1表示第一候选声像方向的垂直角度。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述人耳位置信息和所述扬声器位置信息，计算得到所述低频部分声音数据的第二候选声像方向，包括：
根据所述扬声器的信号幅值、以及扬声器与所述人耳位置信息指示的位置之间的水平角度和垂直角度，对第二候选声像方向进行计算。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述扬声器的信号幅值、以及扬声器与所述人耳位置信息指示的位置之间的水平角度和垂直角度，对第二候选声像方向进行计算，包括：
通过以下公式对第一候选声像方向进行计算：
Figure FDA0002914551340000031
Figure FDA0002914551340000032
其中，Vx表示扬声器发出的声波沿着声波轴线指向人耳位置的速度矢量在x轴上的分量；Vy表示扬声器发出的声波沿着声波轴线指向人耳位置的速度矢量在y轴上的分量；Vz表示扬声器发出的声波沿着声波轴线指向人耳位置的速度矢量在z轴上的分量；θj表示扬声器与所述人耳位置信息指示的位置之间的水平角度；φj表示扬声器与所述人耳位置信息指示的位置之间的垂直角度；gj表示扬声器的信号幅值；θV1表示第二候选声像方向的水平角度；φV1表示第二候选声像方向的垂直角度。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在当所述第一候选声像方向符合高频声音判断条件时，将所述第一候选声像方向确定为所述高频部分声音数据的声音回放方向步骤之前，所述基于所述人耳位置信息和所述扬声器位置信息，确定扬声器发出所述声音数据的声音回放方向，还包括：
根据所述扬声器的信号幅值，计算扬声器在人耳位置叠加的第一声压增益值；
根据计算得到的第一声压增益值和声音从扬声器到人耳位置的声能量矢量在x轴、y轴和z轴上的分量，对所述第一候选声像方向的能量方向矢量进行计算；
当所述能量方向矢量与最小自然数的差值小于等于第一阈值、所述第一候选声像方向的水平角度与原始声源的水平角度的差值小于等于第一角度阈值且第一候选声像方向的垂直角度与原始声源的垂直角度的差值小于等于第二角度阈值时，确定所述第一候选声像方向符合高频声音判断条件。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据计算得到的声压增益值和声音从扬声器到人耳位置的声能量矢量在x轴、y轴和z轴上的分量，对所述第一候选声像方向的能量方向矢量进行计算，包括：
通过以下公式对能量方向矢量进行计算：
Figure FDA0002914551340000041
其中，rE表示能量方向矢量。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在当所述第二候选声像方向符合低频声音判断条件时，将所述第二候选声像方向确定为所述低频部分声音数据的声音回放方向步骤之前，所述基于所述人耳位置信息和所述扬声器位置信息，确定扬声器发出所述声音数据的声音回放方向，还包括：
根据所述扬声器的信号幅值，计算扬声器在人耳位置叠加的第二声压增益值；
根据计算得到的第一声压增益值和扬声器发出的声波沿着声波轴线指向人耳位置的速度矢量在x轴、y轴和z轴方向上的分量，对所述第二候选声像方向的速度方向矢量进行计算；
当所述速度方向矢量与最小自然数的差值小于等于第一阈值、所述第二候选声像方向的水平角度与原始声源的水平角度的差值小于等于第一角度阈值且第二候选声像方向的垂直角度与原始声源的垂直角度的差值小于等于第二角度阈值时，确定所述第二候选声像方向符合低频声音判断条件。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据计算得到的第一声压增益值和扬声器发出的声波沿着声波轴线指向人耳位置的速度矢量在x轴、y轴和z轴方向上的分量，对所述第二候选声像方向的速度方向矢量进行计算，包括：
通过以下公式对速度方向矢量进行计算：
Figure FDA0002914551340000051
其中，rv表示速度方向矢量。
10.一种声场回放装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取声音数据、人耳位置信息和扬声器位置信息；
处理模块，用于对所述声音数据进行滤波处理，得到所述声音数据的高频部分声音数据和低频部分声音数据；基于所述人耳位置信息和所述扬声器位置信息，分别计算得到所述高频部分声音数据的第一候选声像方向和所述低频部分声音数据的第二候选声像方向；当所述第一候选声像方向符合高频声音判断条件时，将所述第一候选声像方向确定为所述高频部分声音数据的声音回放方向；当所述第二候选声像方向符合低频声音判断条件时，将所述第二候选声像方向确定为所述低频部分声音数据的声音回放方向；
控制模块，用于控制扬声器按照确定的声音回放方向向所述人耳位置信息指示的人耳位置进行声音数据回放。
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