CN117177165A

CN117177165A - 音频设备的空间音频功能测试方法、装置、设备及介质

Info

Publication number: CN117177165A
Application number: CN202311445629.2A
Authority: CN
Inventors: 赵玉贵; 叶鑫; 姜滨
Original assignee: Goertek Inc
Current assignee: Goertek Inc
Priority date: 2023-11-02
Filing date: 2023-11-02
Publication date: 2023-12-05
Anticipated expiration: 2043-11-02
Also published as: CN117177165B

Abstract

本发明公开了一种音频设备的空间音频功能测试方法、装置、设备及介质，涉及音频设备技术领域。其中，方法包括：获取待测信号和待测信号对应的第一方位信息，第一方位信息为待测音频设备播放所述测试音频后旨在渲染出的声源方位的方位信息；根据待测信号计算双耳信号时间差，并根据双耳信号时间差计算得到待测音频设备播放测试音频后所实际渲染出的声源方位的第二方位信息；通过比较第一方位信息和第二方位信息得到待测音频设备的声源方位渲染误差信息。本发明实现对具备空间音频功能的音频设备的空间音频质量进行客观、准确的测试。

Description

音频设备的空间音频功能测试方法、装置、设备及介质

技术领域

本发明涉及音频设备技术领域，尤其涉及一种音频设备的空间音频功能测试方法、装置、设备及计算机可读存储介质。

背景技术

目前，科技发展日新月异，各种音频设备也得到了长足的发展，尤其是耳机、音频眼镜、AR设备和VR设备等头戴式音频设备，功能多种多样。许多音频设备增加了空间音频功能，通过空间音频算法渲染音频设备中扬声器所播放的音频，旨在给用户渲染出声源来自某一特定方位的听觉效果，使用户得到更好的沉浸式体验。现阶段，对于空间音频质量的评价主要以主观听音为主，通过人工佩戴具备空间音频功能的音频设备，结合在不同角度下的听音感受，对音频设备空间音频质量进行评定，更进一步则是通过打分的方式进行量化评定。

主观方法在一定程度上确实可以对于音频设备的空间音频质量进行评价跟量化，但往往是以个人意愿为主导，主观性较强，因人而异，且每个人的基础条件不同，熟练程度、对于音频的需求和灵敏度也有差异，因此测评结果说服力有限。同时，采用主观听音，需要进行音频录制，组织人员评测以及后期数据处理，该过程费时耗力，且成本较高。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种音频设备的空间音频功能测试方法、装置、设备及计算机可读存储介质，旨在提供一种音频设备的空间音频功能测试方案，实现对具备空间音频功能的音频设备的空间音频质量进行客观、准确的测试。

为实现上述目的，本发明提供一种音频设备的空间音频功能测试方法，所述方法包括以下步骤：

获取待测信号和所述待测信号对应的第一方位信息，其中，所述待测信号为通过待测音频设备向模拟双耳的两个声音采集装置播放测试音频后通过所述两个声音采集装置采集的音频信号，所述第一方位信息为所述待测音频设备播放所述测试音频后旨在渲染出的声源方位的方位信息；

根据所述待测信号计算双耳信号时间差，并根据所述双耳信号时间差计算得到所述待测音频设备播放所述测试音频后所实际渲染出的声源方位的第二方位信息；

通过比较所述第一方位信息和所述第二方位信息得到所述待测音频设备的声源方位渲染误差信息。

可选地，所述获取待测信号和所述待测信号对应的第一方位信息的步骤包括：

获取测试方位信息，控制人工台带动人工头按照所述测试方位信息所指示的角度转动，并控制所述待测音频设备播放所述测试音频，所述测试音频旨在渲染的声源方位的方位信息为所述测试方位信息，所述人工头佩戴所述待测音频设备；

获取所述人工头中模拟双耳的两个声音采集装置采集的音频信号，将采集的音频信号作为所述待测信号，将所述测试方位信息作为与所述待测信号对应的所述第一方位信息。

可选地，所述根据所述待测信号计算双耳信号时间差的步骤包括：

获取双耳信号的原始时间差，所述原始时间差为未开启空间音频功能或开启空间音频功能后旨在渲染的声源方位角为零角度时双耳信号的时间差；

根据所述待测信号计算双耳信号的实际时间差；

将所述实际时间差减去所述原始时间差得到所述双耳信号时间差。

可选地，所述根据所述双耳信号时间差计算得到所述待测音频设备播放所述测试音频后所实际渲染出的声源方位的第二方位信息的步骤包括：

根据所述待测信号计算双耳信号分别对应的第一声压，并获取未开启空间音频功能或开启空间音频功能后旨在渲染的声源方位角为零角度时双耳信号分别对应的第二声压；

根据所述第一声压和所述第二声压计算得到双耳信号分别对应的声压差；

根据所述双耳信号时间差计算得到实际渲染出的声源到双耳的距离差；

根据所述声压差和所述距离差计算得到实际渲染出的声源到双耳的距离，并根据距离计算出所述第二方位信息。

可选地，所述第一方位信息包括第一角度，所述第一角度为所述待测音频设备播放所述测试音频后旨在渲染出的声源在目标坐标系中的方位角，所述第二方位信息包括第二角度，所述第二角度为所述待测音频设备播放所述测试音频后实际渲染出的声源在所述目标坐标系中的方位角，所述目标坐标系为以双耳连线的中点为原点的水平直角坐标系；

所述通过比较所述第一方位信息和所述第二方位信息得到所述待测音频设备的声源方位渲染误差信息的步骤包括：

确定所述第一角度在各个方位区域中所处的第一区域，以及确定所述第二角度在所述各个方位区域中所处的第二区域，其中，所述各个方位区域为将水平面0~360°的方位角范围划分得到的多个方位角范围；

确定所述第一区域和所述第二区域之间的方位区域偏差数，根据所述方位区域偏差数确定所述待测音频设备的声源方位渲染误差信息。

可选地，所述各个方位区域以人工头的双耳所在连线为轴线时呈轴对称，且在确定所述方位区域偏差数时，在轴线两侧相对称的两个方位区域被视为同一区域。

识别待测信号中有效信号的起点位置，从所述起点位置加时间窗获得一段有效信号；

对所述有效信号进行左右耳信号分离，得到左耳信号和右耳信号；

固定左耳信号和右耳信号中的其中一声道信号，在时间轴上移动另一声道信号，寻找使得双路信号相关性最强的位置，根据在时间轴上移动的距离计算得到双耳信号时间差。

为实现上述目的，本发明还提供一种音频设备的空间音频功能测试装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取待测信号和所述待测信号对应的第一方位信息，其中，所述待测信号为通过待测音频设备向模拟双耳的两个声音采集装置播放测试音频后通过所述两个声音采集装置采集的音频信号，所述第一方位信息为所述待测音频设备播放所述测试音频后旨在渲染出的声源方位的方位信息；

计算模块，用于根据所述待测信号计算双耳信号时间差，并根据所述双耳信号时间差计算得到所述待测音频设备播放所述测试音频后所实际渲染出的声源方位的第二方位信息；

比较模块，用于通过比较所述第一方位信息和所述第二方位信息得到所述待测音频设备的声源方位渲染误差信息。

为实现上述目的，本发明还提供一种音频设备的空间音频功能测试设备，所述音频设备的空间音频功能测试设备包括：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音频设备的空间音频功能测试程序，所述音频设备的空间音频功能测试程序被所述处理器执行时实现如上所述的音频设备的空间音频功能测试方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有音频设备的空间音频功能测试程序，所述音频设备的空间音频功能测试程序被处理器执行时实现如上所述的音频设备的空间音频功能测试方法的步骤。

本发明实施例中，通过获取待测信号和待测信号对应的第一方位信息，为空间音频功能的测试提供数据基础，其中，待测信号为通过待测音频设备向模拟双耳的两个声音采集装置播放测试音频后通过两个声音采集装置采集的音频信号，第一方位信息为待测音频设备播放所述测试音频后旨在渲染出的声源方位的方位信息；再通过根据待测信号计算双耳信号时间差，并根据双耳信号时间差计算得到待测音频设备播放测试音频后所实际渲染出的声源方位的第二方位信息，实现对待测音频设备的空间音频功能的实际渲染效果的计算；最后通过比较第一方位信息和第二方位信息得到待测音频设备的声源方位渲染误差信息，获得待测音频设备空间音频功能的实际渲染效果与预计渲染效果之间的误差信息。通过本实施例所提供的空间音频功能测试方案所得到的声源方位渲染误差信息是客观测试获得的结果，从而相比于通过人工打分评定的方式，能够实现对具备空间音频功能的音频设备的空间音频质量进行客观、准确的测试，获得客观、准确的测试结果。

附图说明

图1为本发明音频设备的空间音频功能测试方法一实施例的流程示意图；

图2为本发明实施例涉及的一种不同方位的声源示意图；

图3为本发明实施例涉及的一种音频设备的空间音频功能测试流程示意图；

图4为本发明实施例涉及的一种方位区域的划分效果示意图；

图5为本发明音频设备的空间音频功能测试装置的较佳实施例的功能模块示意图；

图6为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的结构示意图。

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为本发明音频设备的空间音频功能测试方法一实施例的流程示意图。

本发明实施例提供了音频设备的空间音频功能测试方法的实施例，需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。在本实施例中，音频设备的空间音频功能测试方法的执行主体可以是空间音频功能测试设备，该空间音频功能测试设备可以是个人电脑、智能手机、服务器等设备。在本实施例中，为便于表述，以下以测试系统作为执行主体进行各实施例阐述。在本实施例中，所述音频设备的空间音频功能测试方法包括以下步骤S10~S40：

步骤S10，获取待测信号和所述待测信号对应的第一方位信息，其中，所述待测信号为通过待测音频设备向模拟双耳的两个声音采集装置播放测试音频后通过所述两个声音采集装置采集的音频信号，所述第一方位信息为所述待测音频设备播放所述测试音频后旨在渲染出的声源方位的方位信息。

待测音频设备可以是具备空间音频功能的音频设备，例如，耳机、VR设备等，在本实施例中并不做限制。空间音频功能是通过空间音频算法处理所播放的音频，旨在（或称预计、期望）给用户渲染出声源来自某一特定方位的听觉效果。在本实施例中，对待测音频设备实现空间音频功能的方法并不做限制。

将通过待测音频设备向模拟双耳的两个声音采集装置播放测试音频后，通过该两个声音采集装置采集的音频信号，称为待测信号。其中，声音采集装置可以是麦克风。测试系统可以获取该待测信号以及该待测信号对应的方位信息（称为第一方位信息以示区分），然后基于待测信号和第一方位信息，对待测音频设备的空间音频功能进行测试。第一方位信息是待测音频设备播放测试音频后旨在渲染出的声源方位的方位信息。第一方位信息用于表征声源相对于用户的方位，例如可以包括声源在以用户为中心建立的坐标系中的方位角，或还可以包括声源相对于用户的距离，在本实施例中并不限制第一方位信息具体包括哪些信息，在具体实施方式中，可以根据对空间音频功能测试所需采取的评价指标来确定，例如，当只需要评价待测音频设备渲染出的声源的方位角的精准度的情况下，第一方位信息可以包括声源的方位角，在需要评价待测音频设备渲染出的声源的方位角和距离的精准度的情况下，第一方位信息可以包括声源的方位角和距离。

需要说明的是，第一方位信息并不是待测音频设备播放测试音频后实际渲染出的声源方位的方位信息，而是待测音频设备通过空间音频算法处理所播放的测试音频，旨在给用户渲染出的声源方位的方位信息。第一方位信息与实际能够渲染出的方位信息之间可能存在差异，而差异越大说明待测音频设备的空间音频功能所渲染的声源方位的精准度越低，空间音频质量越差。

在一可行实施方式中，获取待测信号和第一方位信息可以是通过从外部传输介质中导入，也即，预先可以人工通过测试工具录取待测信号和记录对应的第一方位信息后，将待测信号的第一方位信息通过传输介质导入测试系统。

步骤S20，根据所述待测信号计算双耳信号时间差，并根据所述双耳信号时间差计算得到所述待测音频设备播放所述测试音频后所实际渲染出的声源方位的第二方位信息。

待测信号中包括左耳信号和右耳信号，也即包括双耳信号，双耳信号中相同的信号到达耳朵的时间不同，存在时间差，从而给用户带来声源在某一特定方位的效果。测试系统可以根据待测信号计算出双耳信号时间差，然后根据双耳信号时间差计算得到第二方位信息，第二方位信息表示的是待测音频设备播放测试音频后所实际渲染出的声源方位。第二方位信息与第一方位信息一样，用于表征声源相对于用户的方位，但是第二方位信息表示的是实际渲染出来的方位，而第一方位信息则表示的是预计渲染出的方位。第二方位信息例如可以包括声源在以用户为中心建立的坐标系中的方位角，或还可以包括声源相对于用户的距离，在本实施例中并不限制第二方位信息具体包括哪些信息，但是需要说明的是，第二方位信息包括的信息项与第一方位信息包括的信息项相同，例如第一方位信息和第二方位信息均包括方位角，或均包括方位角和距离。

计算双耳信号时间差的方式有很多种，在本实施例中并不做限制。根据双耳信号时间差计算第二方位信息的方式也有很多种，在本实施例中并不做限制。

例如，在一可行实施方式中，可以识别待测信号中有效信号的起点位置，从起点位置加上预设时长（例如2~3秒）的时间窗，获得一段有效信号，然后对有效信号进行左右耳信号的分离，得到左耳信号和右耳信号，固定其中一声道信号，在时间轴上移动另一声道信号，找到使得双路信号相关性最强的点，此时移动的距离在时域上的表示即为双耳信号时间差。信号的相关性计算方法在本实施方式中并不做限制。

分析待测信号中有效信号的起点位置的方式有很多种，在本实施方式中并不做限制，例如，可以待测信号开始阶段的噪声信号进行识别，在纯噪声信号的结束位置即有效信号的开始位置，或者，可以计算待测信号中双耳信号的幅值差，在幅值差趋于稳定的位置即有效信号的开始位置。

在一可行实施方式中，可以计算待测信号中双耳信号的声压级差，根据声压级差确定声源在左侧还是在右侧，例如，当声压级差是采用左耳信号的声压级减去右耳信号的声压级时，声压级差为正时表示声源在左侧，声压级差为负时表示声源在右侧，根据所判断出的声源的大概方位，可以结合双耳时间差计算得到声源到双耳的距离。在一可行实施方式中，可以通过对待测信号进行双耳信号分离，得到左耳信号和右耳信号，然后对信号进行快速傅里叶变换后，计算左耳信号和右耳信号在预设频率下的声压级差，其中，预设频率可以是1500Hz以下的某一频率，可以根据需要设置，在本实施方式中并不做限制。

在一可行实施方式中，在固定单声道信号，移动另一声道信号，寻找双路信号相关性最强的点时，根据声压级差所判断出的声源的大概方位，可以确定对另一声道信号的移动方向，例如，当声压级差是采用左耳信号的声压级减去右耳信号的声压级，且声压级差为正时，固定左耳信号的情况下，可以将右耳信号往右移动（也即往时间轴上时间增长的方向移动），以寻找相关性最强的点，而当声压级为负时，固定左耳信号的情况下，可以将右耳信号往左移动，以寻找相关性最强的点。

在一可行实施方式中，为提高对空间音频功能的测试准确度，测试音频可以是连续的音频信号且双耳信号一致；连续的信号是为了防止时间窗加到无信号部分，影响计算结果的准确度，双耳信号一致是为了保证计算的准确性。

步骤S30，通过比较所述第一方位信息和所述第二方位信息得到所述待测音频设备的声源方位渲染误差信息。

第一方位信息是预计所渲染的声源方位的方位信息，第二方位信息是实际所渲染的声源方位的方位信息，测试系统通过比较两个方位信息，可以得到待测音频设备的空间音频功能在声源方位渲染上产生的误差信息。在具体实施方式中，误差信息可以是角度差、距离差、角度偏差率、距离偏差率等信息，可以根据对空间音频功能测试所需采取的评价指标来选取计算哪项或哪几项信息，在本实施例中并不做限制。

需要说明的是，可以通过获取多个待测信号和该多个待测信号分别对应的第一方位信息，各个第一方位信息所表示的声源相对于双耳的方位是不同的，分别基于该多个待测信号计算该多个待测信号对应的第二方位信息，基于多组第一方位信息和第二方位信息的比较结果获得声源方位渲染误差信息，例如对获得的多个角度差进行平均，得到平均的角度差，从而获得更加准确的测试结果。

在本实施例中，通过获取待测信号和待测信号对应的第一方位信息，为空间音频功能的测试提供数据基础，其中，待测信号为通过待测音频设备向模拟双耳的两个声音采集装置播放测试音频后通过两个声音采集装置采集的音频信号，第一方位信息为待测音频设备播放所述测试音频后旨在渲染出的声源方位的方位信息；再通过根据待测信号计算双耳信号时间差，并根据双耳信号时间差计算得到待测音频设备播放测试音频后所实际渲染出的声源方位的第二方位信息，实现对待测音频设备的空间音频功能的实际渲染效果的计算；最后通过比较第一方位信息和第二方位信息得到待测音频设备的声源方位渲染误差信息，获得待测音频设备空间音频功能的实际渲染效果与预计渲染效果之间的误差信息。通过本实施例所提供的空间音频功能测试方案所得到的声源方位渲染误差信息是客观测试获得的结果，从而相比于通过人工打分评定的方式，能够实现对具备空间音频功能的音频设备的空间音频质量进行客观、准确的测试，获得客观、准确的测试结果。

基于上述第一实施例，提出本发明音频设备的空间音频功能测试方法第二实施例，在本实施例中，在另一可行实施方式中，也可以通过测试系统连接人工头（例如HATS）和待测音频设备，待测音频设备佩戴在人工头上，在待测音频设备播放测试音频时，通过人工头中用于模拟双耳的声音采集装置采集音频信号，测试系统获取该音频信号作为待测信号。待测音频设备实现空间音频功能时，实现角度转变的方式可能是通过人工输入，或者是通过对头部转动角度进行跟踪，根据跟踪的角度实现空间音频中声源方位的变换。在一可行实施方式中，可以通过获取人工输入的方位信息作为与待测信号对应的第一方位信息。

在另一可行实施方式中，可以通过测试系统获取测试方位信息，根据测试方位信息控制人工头转动，从而使得待测音频设备跟踪人工头的转动，实现空间音频中声源方位的变换，那么测试系统可以将测试方位信息作为与待测信号对应的第一方位信息。

在一可行实施方式中，所述步骤S10包括步骤S101~S102：

步骤S101，获取测试方位信息，控制人工台带动人工头按照所述测试方位信息所指示的角度转动，并控制所述待测音频设备播放所述测试音频，所述测试音频旨在渲染的声源方位的方位信息为所述测试方位信息，所述人工头佩戴所述待测音频设备。

可以设置人工台(或称为自动转台)来带动人工头转动,模拟用户头部转动的动作。待测音频设备佩戴在人工头上，以模拟用户佩戴待测音频设备的状态。测试方位信息可以由人工输入,测试系统获取测试方位信息,控制人工台带动人工头按照该测试方位信息所指示的角度转动，例如向右转动30度。测试系统同时控制待测音频设备播放测试音频，待测音频设备的空间音频算法通过跟踪人工头的转动角度，对所播放的测试音频进行处理，使得声源方位跟随着人工头的转动角度而变换。

步骤S102，获取所述人工头中模拟双耳的两个声音采集装置采集的音频信号，将采集的音频信号作为所述待测信号，将所述测试方位信息作为与所述待测信号对应的所述第一方位信息。

人工头在转动的过程中，通过人工头中模拟双耳的两个声音采集装置采集音频信号，测试系统获取该音频信号，作为待测信号进行保存，同时将测试方位信息作为与该待测信号对应的第一方位信息进行保存。在具体实施方式中，可以获取多个测试方位信息，进行多次测试，获得多组待测信号和第一方位信息。

在本实施方式中，通过获取测试方位信息，控制人工台带动人工头按照测试方位信息所指示的角度转动，模拟用户头部转动的动作，然后获取人工头所采集的音频信号，作为待测信号，采用测试方位信息作为待测信号对应的第一方位信息，实现对具备头部跟踪技术的待测音频设备进行针对性的测试，也即，能够测试具备头部跟踪技术的待测音频设备对用户头部转动进行跟踪然后根据跟踪的转动角度对声源方位进行变换的准确度。

基于上述第一和/或第二实施例，提出本发明音频设备的空间音频功能测试方法第三实施例，在本实施例中，所述步骤S20中根据所述待测信号计算双耳信号时间差的步骤包括步骤S201~S203：

步骤S201，获取双耳信号的原始时间差，所述原始时间差为未开启空间音频功能或开启空间音频功能后旨在渲染的声源方位角为零角度时双耳信号的时间差。

在本实施例中，为提高计算得到的双耳信号时间差的准确度，进而提高对空间音频功能进行测试的准确度，可以采用双耳信号的原始时间差进行校准。原始时间差可以是待测音频设备未开启空间音频功能时播放测试音频，通过模拟双耳的声音采集装置采集的音频信号所计算得到的双耳信号时间差，或者是开启空间音频功能的情况下，预计渲染的声源方位角为零角度时测得的双耳信号时间差。在理想情况下，原始时间差为0，但在实际场景中，可能会受到音频设备硬件、系统时延等影响，导致原始时间差存在一定的误差，也即不为0。

步骤S202，根据所述待测信号计算双耳信号的实际时间差。

步骤S203，将所述实际时间差减去所述原始时间差得到所述双耳信号时间差。

可以根据待测信号计算得到双耳信号的时间差，该计算得到的时间差是实际产生的时间差，但是该时间差包含了因音频设备硬件、系统时延等影响因素带来的时间差，因此，在本实施例中，通过在实际时间差上减去原始时间差，对实际时间差进行校准，获得去除了其它影响因素带来的时间差，得到空间音频功能所带来的时间差，提高了双耳信号时间差的计算准确度，从而提高。了对空间音频功能进行测试的准确度。

在一可行实施方式中，所述步骤S20中根据所述双耳信号时间差计算得到所述待测音频设备播放所述测试音频后所实际渲染出的声源方位的第二方位信息的步骤包括步骤S204~S207：

步骤S204，根据所述待测信号计算双耳信号分别对应的第一声压，并获取未开启空间音频功能或开启空间音频功能后旨在渲染的声源方位角为零角度时双耳信号分别对应的第二声压。

在本实施方式中，提出一种根据双耳信号时间差计算第二方位信息的可行实施方式。根据待测信号计算双耳信号分别对应的声压（以下称为第一声压以示区分），例如以下可以采用P_L代表左耳信号对应的第一声压，采用P_R代表右耳信号对应的第一声压。获取未开启空间音频功能或开启空间音频功能后旨在渲染的声源方位角为零角度时双耳信号分别对应的声压（以下称为第二声压以示区分），例如以下可以采用P_L'代表左耳信号对应的第二声压，采用P_R'代表右耳信号对应的第二声压。

步骤S205，根据所述第一声压和所述第二声压计算得到双耳信号分别对应的声压差。

根据第一声压和第二声压计算得到双耳信号分别对应的声压差。例如左耳信号对应的声压差△P1=P_L'-P_L，右耳信号对应的声压差△P2=P_R'-P_R。

步骤S206，根据所述双耳信号时间差计算得到实际渲染出的声源到双耳的距离差。

步骤S207，根据所述声压差和所述距离差计算得到实际渲染出的声源到双耳的距离，并根据距离计算出所述第二方位信息。

通过双耳信号时间差与声速相乘，可以计算得到实际渲染出的声源到双耳的距离差△L。根据声压差和距离差可以计算得到实际渲染出的声源到双耳的距离，并根据距离计算出第二方位信息。如图2所示，给出了不同方位的声源到双耳之间的距离的示意图。具体可以采用如下的方式计算得到：

将△P₁和△P₂代入上述公式，可以求解得到R₁、R₂、R₁'、R₂'，其中，R₁'为待测音频设备播放测试音频后旨在渲染出的声源到左耳的距离，R₂'为待测音频设备播放测试音频后旨在渲染出的声源到右耳的距离，R₁为待测音频设备未开启空间音频功能或开启空间音频功能后旨在渲染的声源到左耳的距离，R₂为待测音频设备未开启空间音频功能或开启空间音频功能后旨在渲染的声源到右耳的距离。在计算得到距离差△L后，可以确定声源位于以双耳为焦点的双曲线上，在计算得到R₁'和R₂'后，可以与双曲线求解交集，得到两个对称的交点，而根据双耳时间差或双耳声压级差可以确定出声源的位置是在左侧还是右侧，从而可以从两个交点中确定出声源所在的位置，也即确定声源在以双耳连线中间点为原点的水平直角坐标系中的坐标位置，进而可以计算得到声源与双耳中心点连线与双耳连线之间的夹角，作为声源的方位角。

在一可行实施方式中，可以按照如图3所示的方式对待测音频设备的空间音频功能进行测试。可以由人工输入角度，测试系统根据输入的角度控制自动转台带动人工头转动，并通过人工头采集待测音频设备播放的音频信号，获得待测音频信号（也即待测信号），然后将待测音频信号与该角度进行绑定存储，也可以将外部输入的音频信号作为待测音频信号。对待测音频信号进行加时间窗，然后进行信号相关性分析，获得双耳信号时间差，以及可以通过进行快速傅里叶变换，获得双耳声压级差，在计算双耳信号时间差和双耳声压级差时，可以采用原始时间差和原始声压级差进行校准；进而计算得到左右耳声压，根据双耳时间差、双耳声压级和左右耳声压进行距离和距离差的计算，进而根据距离和距离差对声源方位进行定位，得到待测音频设备所实际渲染出的声源的角度，进而根据待测信号对应绑定的角度和实际渲染出的声源的角度计算误差，可以得到对待测音频设备的空间音频功能进行测试获得的结果。

基于上述第一、第二和/或第三实施例，提出本发明音频设备的空间音频功能测试方法第四实施例。在本实施例中，第一方位信息可以包括第一角度，第一角度为待测音频设备播放测试音频后旨在渲染出的声源在目标坐标系中的方位角，第二方位信息可以包括第二角度，第二角度为待测音频设备播放测试音频后实际渲染出的声源在目标坐标系中的方位角，目标坐标系为以双耳连线的中点为原点的水平直角坐标系。

在一可行实施方式中，比较第一方位信息和第二方位信息具体可以是比较第一角度和第二角度，计算第一角度和第二角度之间的角度差，将该角度差作为声源方位渲染误差信息。

在另一可行实施方式中，所述步骤S30包括步骤S301~S302：

步骤S301，确定所述第一角度在各个方位区域中所处的第一区域，以及确定所述第二角度在所述各个方位区域中所处的第二区域，其中，所述各个方位区域为将水平面0~360°的方位角范围划分得到的多个方位角范围。

可以将水平面0~360°的方位角范围划分为多个小的方位角范围，每个方位角范围称为一个方位区域。划分的方式在本实施方式中并不做限制，可以根据需要预先设置。在一可行实施方式中，可以根据用户对声源方位的敏感程度来进行划分，将用户难以区分的方位角划分到一个方位角范围，难以区分具体可以用户对两个方位角完全不能够区分开，或者区分准确度低于一定阈值。在一可行实施方式中，可以提供自定义划分方位区域的途径，供用户按照自己的需求划分方位区域，在用户未进行定义的情况下，可以采用预先设置的默认的方位区域划分方式。

在一可行实施方式中，可以按照如图4所示的方式划分方位区域。图中各个方位区域的方位角范围为：0区域是350°~10°，1区域是10°~30°，2区域是30°~60°，3区域是60°~120°，4区域是120°~150°，5区域是150°~170°，6区域是170°~190°，7区域是190°~210°，8区域是210°~240°，9区域是240°~300°，10区域是300°~330°，11区域是330°~350°。

测试系统可以确定第一角度在各个方位区域中所处的区域（称为第一区域以示区分），以及确定第二角度在各个方位区域中所处的区域（称为第二区域以示区分），然后通过对第一区域和第二区域进行比较来确定声源方位渲染误差信息。

步骤S302，确定所述第一区域和所述第二区域之间的方位区域偏差数，根据所述方位区域偏差数确定所述待测音频设备的声源方位渲染误差信息。

测试系统根据方位区域偏差数可以确定出待测音频设备的声源方位渲染误差信息。具体实施方式中，可以将方位区域偏差数直接作为声源方位渲染误差信息，或者还可以进一步通过将方位区域偏差数除以单侧方位区域数量，得到偏差率，将方位区域偏差数和偏差率作为声源方位渲染误差信息。

例如，图4中，假设第一区域为1，第二区域为4，那么两个区域之间的方位区域偏差数是3，单侧方位区域数量是7，那么偏差率为3/7=42.85%；假设第一区域为0，第二区域为1，那么两个区域之间的方位区域偏差数为1，偏差率为1/7=14.3%。可以理解为采用两个区域之间所间隔的方位区域的数量加1，得到两个区域之间的方位区域偏差数。

在本实施方式中，通过将水平面0~360°的方位角范围划分为多个角度范围，可以应用于对空间音频功能的测试精度要求不高的应用场景，获得更加简单的声源方位渲染误差信息。

在一可行实施方式中，所划分的各个方位区域可以是以人工头的双耳所在连线为轴线时呈轴对称的，且在确定方位区域偏差数时，在轴线两侧相对称的两个方位区域被视为同一区域。例如，如图4所示，可以将0和6视为同一区域，1和5视为同一区域，2和4视为同一区域，11和7视为同一区域，10和8视为同一区域。在计算方位区域偏差数时，可以在第一区域和第二区域分布在轴线两侧时，可以确定其中一个区域的对称区域，确定该对称区域与另一个区域之间间隔的方位区域数，然后加1，得到方位区域偏差数。例如，图4中，假设第一区域为1，第二区域为4，那么两个区域之间的方位区域偏差数是1，单侧方位区域数量是4，那么偏差率为1/4=25%；假设第一区域为1，第二区域为5，那么两个区域之间的方位区域偏差数为0，偏差率为0。

为了更接近于人体感知，考虑到相比于左右混淆，人们对于前后对称角度的识别判断更不灵敏，尤其是近耳侧的角度（区域3,9位置），前后混淆更为明显，存在反转误差，因此本实施方式中，以耳间轴为对称轴，将仿真耳前后区域进行折叠计算，视为同一区域，通过以双耳所在连线为对称轴，对关于对称轴对称的两个方位区域视为同一区域，可以减小反转误差。

此外，本发明实施例还提出一种音频设备的空间音频功能测试装置，参照图5，所述装置包括：

获取模块10，用于获取待测信号和所述待测信号对应的第一方位信息，其中，所述待测信号为通过待测音频设备向模拟双耳的两个声音采集装置播放测试音频后通过所述两个声音采集装置采集的音频信号，所述第一方位信息为所述待测音频设备播放所述测试音频后旨在渲染出的声源方位的方位信息；

计算模块20，用于根据所述待测信号计算双耳信号时间差，并根据所述双耳信号时间差计算得到所述待测音频设备播放所述测试音频后所实际渲染出的声源方位的第二方位信息；

比较模块30，用于通过比较所述第一方位信息和所述第二方位信息得到所述待测音频设备的声源方位渲染误差信息。

在一可行实施方式中，所述获取模块10还用于：

在一可行实施方式中，所述计算模块20还用于：

根据所述待测信号计算双耳信号的实际时间差；

在一可行实施方式中，所述计算模块20还用于：

在一可行实施方式中，所述第一方位信息包括第一角度，所述第一角度为所述待测音频设备播放所述测试音频后旨在渲染出的声源在目标坐标系中的方位角，所述第二方位信息包括第二角度，所述第二角度为所述待测音频设备播放所述测试音频后实际渲染出的声源在所述目标坐标系中的方位角，所述目标坐标系为以双耳连线的中点为原点的水平直角坐标系；

所述比较模块30还用于：

在一可行实施方式中，所述各个方位区域以人工头的双耳所在连线为轴线时呈轴对称，且在确定所述方位区域偏差数时，在轴线两侧相对称的两个方位区域被视为同一区域。

在一可行实施方式中，所述计算模块20还用于：

此外，本发明实施例还提出一种音频设备的空间音频功能测试设备，如图6所示，图6是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的设备结构示意图。需要说明的是，本发明实施例音频设备的空间音频功能测试设备可以是智能手机、个人计算机、服务器等设备，在此不做具体限制。

如图6所示，该音频设备的空间音频功能测试设备可以包括：处理器1001，例如CPU，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。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）、输入单元比如键盘（Keyboard），用户接口1003可选的还可以包括标准的有线接口、无线接口。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6中示出的设备结构并不构成对音频设备的空间音频功能测试设备的限定，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6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、用户接口模块以及音频设备的空间音频功能测试程序。操作系统是管理和控制设备硬件和软件资源的程序，支持音频设备的空间音频功能测试程序以及其它软件或程序的运行。在图6所示的设备中，用户接口1003主要用于与客户端进行数据通信；网络接口1004主要用于与服务器建立通信连接；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的音频设备的空间音频功能测试程序，并执行以下操作：

在一可行实施方式中，所述获取待测信号和所述待测信号对应的第一方位信息的操作包括：

在一可行实施方式中，所述根据所述待测信号计算双耳信号时间差的操作包括：

根据所述待测信号计算双耳信号的实际时间差；

在一可行实施方式中，所述根据所述双耳信号时间差计算得到所述待测音频设备播放所述测试音频后所实际渲染出的声源方位的第二方位信息的操作包括：

所述通过比较所述第一方位信息和所述第二方位信息得到所述待测音频设备的声源方位渲染误差信息的操作包括：

此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有音频设备的空间音频功能测试程序，所述音频设备的空间音频功能测试程序被处理器执行时实现如下所述的音频设备的空间音频功能测试方法的步骤。

本发明音频设备的空间音频功能测试设备和计算机可读存储介质各实施例，均可参照本发明音频设备的空间音频功能测试方法各个实施例，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。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、物品或者装置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。

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音频设备的形式体现出来，该计算机软件音频设备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

1.一种音频设备的空间音频功能测试方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的音频设备的空间音频功能测试方法，其特征在于，所述获取待测信号和所述待测信号对应的第一方位信息的步骤包括：

3.如权利要求1所述的音频设备的空间音频功能测试方法，其特征在于，所述根据所述待测信号计算双耳信号时间差的步骤包括：

根据所述待测信号计算双耳信号的实际时间差；

4.如权利要求1所述的音频设备的空间音频功能测试方法，其特征在于，所述根据所述双耳信号时间差计算得到所述待测音频设备播放所述测试音频后所实际渲染出的声源方位的第二方位信息的步骤包括：

5.如权利要求1所述的音频设备的空间音频功能测试方法，其特征在于，所述第一方位信息包括第一角度，所述第一角度为所述待测音频设备播放所述测试音频后旨在渲染出的声源在目标坐标系中的方位角，所述第二方位信息包括第二角度，所述第二角度为所述待测音频设备播放所述测试音频后实际渲染出的声源在所述目标坐标系中的方位角，所述目标坐标系为以双耳连线的中点为原点的水平直角坐标系；

6.如权利要求5所述的音频设备的空间音频功能测试方法，其特征在于，所述各个方位区域以人工头的双耳所在连线为轴线时呈轴对称，且在确定所述方位区域偏差数时，在轴线两侧相对称的两个方位区域被视为同一区域。

7.如权利要求1至6中任一项所述的音频设备的空间音频功能测试方法，其特征在于，所述根据所述待测信号计算双耳信号时间差的步骤包括：

识别所述待测信号中有效信号的起点位置，从所述起点位置加时间窗获得一段有效信号；

8.一种音频设备的空间音频功能测试装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种音频设备的空间音频功能测试设备，其特征在于，所述音频设备的空间音频功能测试设备包括：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音频设备的空间音频功能测试程序，所述音频设备的空间音频功能测试程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的音频设备的空间音频功能测试方法的步骤。

10.一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音频设备的空间音频功能测试程序，所述音频设备的空间音频功能测试程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的音频设备的空间音频功能测试方法的步骤。