CN117311660A - 音频信号校准方法、头戴显示设备和计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种音频信号校准方法、头戴显示设备和计算机可读存储介质，所述音频信号校准方法包括：检测头戴显示设备的扬声器阵列播放的实际耳道频响；获取预先标定的参考耳道频响，对参考耳道频响和实际耳道频响进行作差处理，得到参考差值频响，并将参考差值频响，作为头戴显示设备的滤波器的补偿滤波频响；根据补偿滤波频响，对头戴显示设备的滤波器进行频响补偿。本申请能够实现头戴显示设备的播放效果的空间环绕感和声音指向性效果更佳，提高头戴显示设备的均衡器的调音效果，给用户带来了更好地环绕音质体验。

Description

音频信号校准方法、头戴显示设备和计算机可读存储介质

技术领域

本申请涉及头戴显示设备技术领域，尤其涉及一种音频信号校准方法、头戴显示设备和计算机可读存储介质。

背景技术

随着VR（Virtual Reality，虚拟现实）/AR（Augmented Reality，增强现实）等头戴显示设备逐渐融入消费者的工作和生活，消费者注重头戴显示设备的沉浸式体验日益突出，目前头戴显示设备的视觉沉浸感已相对比较成熟，但是提升头戴显示设备的听觉沉浸感的技术还有待进一步发展，相关技术中普通的立体声已经不能满足部分用户对播放效果的追求，也即目前头戴显示设备播放出的声音的环绕感较弱，已无法满足用户使用头戴显示设备时对于声音的空间感和沉浸感。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种音频信号校准方法、头戴显示设备和计算机可读存储介质，旨在解决目前头戴显示设备播放出的声音的环绕感较弱的技术问题，以提高用户在使用头戴显示设备时对于声音的空间感和沉浸感。

为实现上述目的，本申请提供一种音频信号校准方法，所述音频信号校准方法应用于头戴显示设备，所述方法包括：

检测所述头戴显示设备的扬声器阵列播放的实际耳道频响；

获取预先标定的参考耳道频响，对所述参考耳道频响和所述实际耳道频响进行作差处理，得到参考差值频响，并将所述参考差值频响，作为所述头戴显示设备的滤波器的补偿滤波频响；

根据所述补偿滤波频响，对所述头戴显示设备的滤波器进行频响补偿。

可选地，所述扬声器阵列包括至少三个扬声器，其中，在所述头戴显示设备处于佩戴状态时，各所述扬声器围绕用户头部间距设置，所述方法还包括：

在所述头戴显示设备佩戴于预设的人工头上的情况下，依次控制各所述扬声器进行白噪信号的播放，并在各所述扬声器依次进行白噪信号的播放过程中，对各所述扬声器依次进行单个扬声器的第一频响均衡校准；

在各所述第一频响均衡校准完成后，控制各所述扬声器同步进行第一音乐信号的播放，并在各所述扬声器同步播放所述第一音乐信号的过程中，对所述头戴显示设备的所有扬声器进行第二频响均衡校准；

在所述第二频响均衡校准完成后，确定所述扬声器阵列校准完成，基于所述扬声器阵列校准完成后播放音频信号所产生的声场频响曲线，对最优音效的耳道频响进行标定，得到参考耳道频响。

可选地，所述扬声器阵列包括播放频段范围为第一频率带通的第一扬声器，以及播放频段范围为第二频率带通的第二扬声器，所述第一频响均衡校准包括低频段频响校准和中频段频响校准，所述对各所述扬声器依次进行单个扬声器的第一频响均衡校准的步骤包括：

在所述头戴显示设备佩戴于预设的人工头上，且控制第一扬声器播放第一频率带通的白噪信号的情况下，通过所述人工头耳道中的双耳麦克风测得所述第一扬声器播放的白噪信号；

通过测得的所述第一扬声器播放的白噪信号，对所述第一扬声器进行低频段频响校准；以及，

在所述头戴显示设备佩戴于预设的人工头上，且控制第二扬声器播放第二频率带通的白噪信号的情况下，通过所述人工头耳道中的双耳麦克风测得所述第二扬声器播放的白噪信号，其中，所述第二频率带通区别于所述第一频率带通；

通过测得的所述第二扬声器播放的白噪信号，对所述第二扬声器进行所述中频段频响校准。

可选地，所述扬声器阵列中还包括播放频段范围为第三频率带通的第三扬声器，所述第一频响均衡校准还包括高频段频响校准，所述对各所述扬声器依次进行单个扬声器的第一频响均衡校准的步骤还包括：

在所述头戴显示设备佩戴于预设的人工头上，且控制第三扬声器播放第三频率带通的白噪信号的情况下，通过所述人工头耳道中的双耳麦克风测得所述第三扬声器播放的白噪信号，其中，所述第三频率带通区别于所述第一频率带通，以及区别于所述第二频率带通；

通过测得的所述第三扬声器播放的白噪信号，对所述第三扬声器进行所述中频段频响校准和所述高频段频响校准。

可选地，所述第三扬声器的数量为至少四个，在所述头戴显示设备处于佩戴状态时，各所述第三扬声器围绕用户头部间距设置，所述方法还包括：

在所述头戴显示设备佩戴于预设的人工头上的情况下，依次控制各个第三扬声器播放第三频率带通的白噪信号；

通过所述人工头耳道中的双耳麦克风依次测得每个第三扬声器播放的白噪信号；

通过依次测得的每个第三扬声器播放的白噪信号，依次对各所述第三扬声器进行所述中频段频响校准和所述高频段频响校准。

可选地，在所述依次对各所述第三扬声器进行所述中频段频响校准和所述高频段频响校准的步骤之后，所述方法包括：

控制各所述第三扬声器同步进行第二音乐信号的播放，并在各所述扬声器同步播放所述第二音乐信号的过程中，对所述头戴显示设备的所有第三扬声器进行第三频响均衡校准，以完成对各所述第三扬声器的校准。

可选地，所述第一频率带通为20hz至100hz，所述第二频率带通为100hz至16khz。

可选地，所述第三频率带通为100hz至20khz。

本申请还提供一种头戴显示设备，所述头戴显示设备为实体设备，所述头戴显示设备包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的所述音频信号校准方法的程序，所述音频信号校准方法的程序被处理器执行时可实现如上述的音频信号校准方法的步骤。

本申请还提供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实现音频信号校准方法的程序，所述实现音频信号校准方法的程序被处理器执行以实现如上述音频信号校准方法的步骤。

本申请还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的音频信号校准方法的步骤。

本申请的技术方案是通过检测头戴显示设备的扬声器阵列播放的实际耳道频响，然后获取预先标定的参考耳道频响，对参考耳道频响和实际耳道频响进行作差处理，得到参考差值频响，并将该参考差值频响，作为头戴显示设备的滤波器的补偿滤波频响，再根据该补偿滤波频响，对头戴显示设备的滤波器进行频响补偿，从而有效提升头戴显示设备的扬声器阵列所播放音频的频响补偿的确定效率和准确率，有效均衡增强各声道在各频率带通的增益幅度，使头戴显示设备的播放效果的空间环绕感和声音指向性效果更佳，提高了头戴显示设备的均衡器的调音效果，给用户带来了更好地环绕音质体验，进而解决了目前头戴显示设备播放出的声音的环绕感较弱的技术问题。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请音频信号校准方法第一实施例的流程示意图；

图2为本申请音频信号校准方法第二实施例的流程示意图；

图3为本申请一具体实施例中VR设备的结构示意图；

图4为本申请一具体实施例VR设备的扬声器阵列的分布示意图；

图5为本申请一具体实施例中音频信号校准方法的流程框图；

图6为本实施例中头戴显示设备涉及的硬件运行环境的设备结构示意图。

本申请目的实现、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

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。

在本实施例中，该头戴显示设备包括但不限于混合现实(Mixed Reality)—MR设备（例如MR眼镜或者MR头盔）、增强现实(Augmented Reality)—AR设备（例如AR眼镜或者AR头盔）、虚拟现实-(VirtualReality)—VR设备（例如VR眼镜或者VR头盔）、扩展现实（Extended Reality）—XR设备或其某种组合等等头戴显示设备。

实施例一

随着VR（Virtual Reality，虚拟现实）/AR（Augmented Reality，增强现实）等头戴显示设备逐渐融入消费者的工作和生活，消费者注重头戴显示设备的沉浸式体验日益突出，目前头戴显示设备的视觉沉浸感已相对比较成熟，但是提升头戴显示设备的听觉沉浸感的技术还有待进一步发展，相关技术中普通的立体声已经不能满足部分用户对播放效果的追求，也即目前头戴显示设备播放出的声音的环绕感较弱，已无法满足用户使用头戴显示设备时对于声音的空间感和沉浸感。

基于此，请参照图1，本实施例提供一种音频信号校准方法，所述音频信号校准方法应用于头戴显示设备，所述方法包括：

步骤S10，检测所述头戴显示设备的扬声器阵列播放的实际耳道频响；

在本实施例中，用户在使用头戴显示设备收听音频的过程中，用户耳朵处的频响，可以被称为实际耳道频响，实际耳道频响也可以理解为用户耳朵处对扬声器阵列播放的音频所产生的频率响应。

可以理解的是，通常用于采集实际耳道频响的装置（比如拾音器）设置在头戴显示设备的靠近用户耳朵处的位置，当用户佩戴头戴显示设备收听音频时，采集耳道频响的装置从而能够尽量准确地采集该实际耳道频响。

举例而言，可以在用户佩戴头戴显示设备的过程中，采用头戴显示设备的扬声器阵列播放测试音频，通过头戴显示设备内置的拾音器（设于靠近用户耳朵处）进行录音，同时对所录音进行频谱分析，得到耳道的频谱特征，而后，对耳道的频谱特征进行分析运算处理，以得到用户在使用头戴显示收听音频的过程中，用户耳朵处的频响作为实际耳道频响。

所述步骤S10之后，执行步骤S20，获取预先标定的参考耳道频响，对所述参考耳道频响和所述实际耳道频响进行作差处理，得到参考差值频响，并将所述参考差值频响，作为所述头戴显示设备的滤波器的补偿滤波频响；

在本实施例中，在获取实际耳道频响之后，可以根据实际耳道频响，确定头戴显示设备的滤波器的补偿滤波频响，其中，补偿滤波频响用于对滤波器进行频响补偿。

本公开实施例中，在根据实际耳道频响，确定头戴显示设备的滤波器的补偿滤波频响时，可以结合一些频响补偿算法处理实际耳道频响，并根据处理所得结果确定头戴显示设备的滤波器的补偿滤波频响，或者，也可以将实际耳道频响输入至预训练的补偿频响确定模型中，以确定头戴显示设备的滤波器的补偿滤波频响，对此不做限制。

其中，基于头部模拟装置预先测试头戴显示设备的扬声器阵列在完成校准后所播放音频在模拟耳朵处的频响，可以被称为参考耳道频响，该参考耳道频响为预先基于最优音效的频响均衡进行标定的耳道频响。

本公开实施例中，用户耳朵处的实际耳道频响是待检测获取的，但是由于用户真实佩戴头戴显示设备的过程中，并不能够将头戴显示设备的麦克风置于耳道位置处，从而真实使用场景中，并不能够获得用户耳道处的耳道位置频响，则本公开实施例中还可以基于头部模拟装置在人工耳道内的麦克风预先测试所得耳道内的耳道位置频响，并同步联合基于头部模拟装置预先测试人工耳朵处的耳朵位置频响，预先标定用户耳道处的耳道位置与耳朵位置之间的频响函数映射关系，从而便于真实使用场景中通过设于靠近用户耳朵处的麦克风进行录音，并基于的该预先标定的频响函数映射关系，来估计真实使用场景中用户耳道处的实际耳道频响。

本公开实施例中，对参考耳道频响和实际耳道频响进行作差处理，得到参考差值频响，并将参考差值频响，作为所述头戴显示设备的滤波器的补偿滤波频响，能够有效提升头戴显示设备所播放音频的频响补偿的确定效率和准确率。

所述步骤S20之后，执行步骤S30，根据所述补偿滤波频响，对所述头戴显示设备的滤波器进行频响补偿。

本实施例通过检测头戴显示设备的扬声器阵列播放的实际耳道频响，然后获取预先标定的参考耳道频响，对参考耳道频响和实际耳道频响进行作差处理，得到参考差值频响，并将该参考差值频响，作为头戴显示设备的滤波器的补偿滤波频响，再根据该补偿滤波频响，对头戴显示设备的滤波器进行频响补偿，从而有效提升头戴显示设备的扬声器阵列所播放音频的频响补偿的确定效率和准确率，有效均衡增强各声道在各频率带通的增益幅度，使头戴显示设备的播放效果的空间环绕感和声音指向性效果更佳，提高了头戴显示设备的均衡器的调音效果，给用户带来了更好地环绕音质体验，进而解决了目前头戴显示设备播放出的声音的环绕感较弱的技术问题。

在一种可实施的方式中，请参照图2，所述扬声器阵列包括至少三个扬声器，其中，在所述头戴显示设备处于佩戴状态时，各所述扬声器围绕用户头部间距设置，所述方法还包括：

步骤S40，在所述头戴显示设备佩戴于预设的人工头上的情况下，依次控制各所述扬声器进行白噪信号的播放，并在各所述扬声器依次进行白噪信号的播放过程中，对各所述扬声器依次进行单个扬声器的第一频响均衡校准；

步骤S50，在各所述第一频响均衡校准完成后，控制各所述扬声器同步进行第一音乐信号的播放，并在各所述扬声器同步播放所述第一音乐信号的过程中，对所述头戴显示设备的所有扬声器进行第二频响均衡校准；

步骤S60，在所述第二频响均衡校准完成后，确定所述扬声器阵列校准完成，基于所述扬声器阵列校准完成后播放音频信号所产生的声场频响曲线，对最优音效的耳道频响进行标定，得到参考耳道频响。

在本实施例中，本领域技术人员可以理解的是，白噪信号是指一段声音中的频率分量的功率谱密度在整个频段范围内都是均匀的，此信号在各个频段上的功率是一样的。

需要说明的是，该音乐信号类似于测试信号或者校准信号，该音乐信号的具体音频信号，本实施例不作具体的限定，本领域技术人员可根据实际情况进行设置。

其中，声场频响曲线是指在对头戴显示设备的扬声器阵列基于最优音效的频响均衡校准完成后，该扬声器阵列在人工头的耳道处所产生的频响曲线。本领域技术人员可以理解的是，可通过设于人工头的耳道处的麦克风进行录音，同时对所录音进行频谱分析，得到耳道的频谱特征，而后，对耳道的频谱特征进行分析运算处理，得到该参考耳道频响。

本申请实施例的技术方案是通过在头戴显示设备佩戴于预设的人工头上的情况下，依次控制各扬声器进行白噪信号的播放，并在各扬声器依次进行白噪信号的播放过程中，对各扬声器依次进行单个扬声器的第一频响均衡校准，然后在各第一频响均衡校准完成后，控制各个扬声器同步进行第一音乐信号的播放，并在各个扬声器同步播放第一音乐信号的过程中，对头戴显示设备的所有扬声器进行第二频响均衡校准，在第二频响均衡校准完成后，确定扬声器阵列校准完成，基于扬声器阵列校准完成后播放音频信号所产生的声场频响曲线，对最优音效的耳道频响进行标定，从而准确地得到基于最优音效频响均衡的参考耳道频响。

在一种可能的实施方式中，各所述扬声器中包括播放频段范围为第一频率带通的第一扬声器，以及播放频段范围为第二频率带通的第二扬声器，所述第一频响均衡校准包括低频段频响校准和中频段频响校准，所述对各所述扬声器依次进行单个扬声器的第一频响均衡校准的步骤包括：

步骤A10，在所述头戴显示设备佩戴于预设的人工头上，且控制第一扬声器播放第一频率带通的白噪信号的情况下，通过所述人工头耳道中的双耳麦克风测得所述第一扬声器播放的白噪信号；

步骤A20，通过测得的所述第一扬声器播放的白噪信号，对所述第一扬声器进行低频段频响校准；以及，

步骤A30，在所述头戴显示设备佩戴于预设的人工头上，且控制第二扬声器播放第二频率带通的白噪信号的情况下，通过所述人工头耳道中的双耳麦克风测得所述第二扬声器播放的白噪信号，其中，所述第二频率带通区别于所述第一频率带通；

步骤A40，通过测得的所述第二扬声器播放的白噪信号，对所述第二扬声器进行所述中频段频响校准。

示例性地，所述第一频率带通为20hz至100hz，所述第二频率带通为100hz至16khz。其中，16khz即为16000hz。

本领域技术人员可以理解的是，人耳可以感知到的频率范围大约为20Hz至20000Hz。因此，作为一种示例，低频段频响的频率范围一般分布在20hz至100hz之间。中频段频响的频率范围一般分布在100hz至16khz之间，高频段频响的频率范围一般分布在16khz至20khz（20khz即20000Hz）之间。

本实施例通过在头戴显示设备佩戴于预设的人工头上，且控制第一扬声器播放第一频率带通的白噪信号的情况下，通过人工头耳道中的双耳麦克风测得所述第一扬声器播放的白噪信号，并通过测得的第一扬声器播放的白噪信号，对第一扬声器进行低频段频响校准；以及，在所述头戴显示设备佩戴于预设的人工头上，且控制第二扬声器播放第二频率带通的白噪信号的情况下，通过人工头耳道中的双耳麦克风测得第二扬声器播放的白噪信号，其中，第二频率带通区别于该第一频率带通，通过测得的第二扬声器播放的白噪信号，对第二扬声器进行中频段频响校准，从而有效均衡增强各声道（即扬声器阵列）在低频段范围和中频段范围的增益幅度，使头戴显示设备的播放效果的空间环绕感和声音指向性效果更佳，提高了头戴显示设备的均衡器的调音效果。

在一种可能的实施方式中，所述扬声器阵列中还包括播放频段范围为第三频率带通的第三扬声器，所述第一频响均衡校准还包括高频段频响校准，所述对各所述扬声器依次进行单个扬声器的第一频响均衡校准的步骤还包括：

步骤B10，在所述头戴显示设备佩戴于预设的人工头上，且控制第三扬声器播放第三频率带通的白噪信号的情况下，通过所述人工头耳道中的双耳麦克风测得所述第三扬声器播放的白噪信号，其中，所述第三频率带通区别于所述第一频率带通，以及区别于所述第二频率带通；

步骤B20，通过测得的所述第三扬声器播放的白噪信号，对所述第三扬声器进行所述中频段频响校准和所述高频段频响校准。

示例性地，所述第三频率带通为100hz至20khz。

本实施例通过在头戴显示设备佩戴于预设的人工头上，且控制第三扬声器播放第三频率带通的白噪信号的情况下，通过人工头耳道中的双耳麦克风测得第三扬声器播放的白噪信号，其中，第三频率带通区别于第一频率带通，以及区别于所述第二频率带通，并通过测得的第三扬声器播放的白噪信号，对所述第三扬声器进行中频段频响校准和高频段频响校准，从而有效均衡增强各声道（即扬声器阵列）在中频段范围和高频段范围的增益幅度，使头戴显示设备的播放效果的空间环绕感和声音指向性效果更佳，提高了头戴显示设备的均衡器的调音效果。

实施例二

基于本申请第一实施例，在本申请另一实施例中，与上述实施例一相同或相似的内容，可以参考上文介绍，后续不再赘述。在此基础上，所述第三扬声器的数量为至少四个，在所述头戴显示设备处于佩戴状态时，各所述第三扬声器围绕用户头部间距设置，所述方法还包括：

步骤C10，在所述头戴显示设备佩戴于预设的人工头上的情况下，依次控制各个第三扬声器播放第三频率带通的白噪信号；

步骤C20，通过所述人工头耳道中的双耳麦克风依次测得每个第三扬声器播放的白噪信号；

步骤C30，通过依次测得的每个第三扬声器播放的白噪信号，依次对各所述第三扬声器进行所述中频段频响校准和所述高频段频响校准。

示例性地，在所述依次对各所述第三扬声器进行所述中频段频响校准和所述高频段频响校准的步骤之后，所述方法包括：

步骤D10，控制各所述第三扬声器同步进行第二音乐信号的播放，并在各所述扬声器同步播放所述第二音乐信号的过程中，对所述头戴显示设备的所有第三扬声器进行第三频响均衡校准，以完成对各所述第三扬声器的校准。

本实施例通过将第三扬声器的数量设置为至少四个，并在头戴显示设备处于佩戴状态时，各第三扬声器围绕用户头部间距设置，然后在头戴显示设备佩戴于预设的人工头上的情况下，依次控制各个第三扬声器播放第三频率带通的白噪信号，通过所述人工头耳道中的双耳麦克风依次测得每个第三扬声器播放的白噪信号，再通过依次测得的每个第三扬声器播放的白噪信号，依次对各第三扬声器进行所述中频段频响校准和所述高频段频响校准，从而有效均衡增强各个第三扬声器在中频段范围和高频段范围的增益幅度，使头戴显示设备的播放效果的空间环绕感和声音指向性效果更佳，进一步提高了头戴显示设备的均衡器的调音效果。

值得一提的是，本实施例通过在依次对各第三扬声器进行所述中频段频响校准和所述高频段频响校准的步骤之后，控制各个第三扬声器同步进行第二音乐信号的播放，并在各扬声器同步播放第二音乐信号的过程中，对头戴显示设备的所有第三扬声器进行第三频响均衡校准，以完成对各第三扬声器的校准，从而提高了各个第三扬声器的均衡器的调音效果，给用户带来了更好地环绕音质体验，进而解决了目前头戴显示设备播放出的声音的环绕感较弱的技术问题。

为了助于理解本申请的技术构思，列举一具体实施例，请参照图3至图5，图3为本申请一具体实施例中VR设备（头戴显示设备的一种）的结构示意图，图4为本申请一具体实施例VR设备的扬声器阵列的分布示意图，图5为本申请一具体实施例中音频信号校准方法的流程框图：

在本实施例中，如图3所示，针对头显类VR设备，该设备包含结构主体1、结构主体2（包括结构主体2-1和结构主体2-2）、结构主体3（包括结构主体3-1和结构主体3-2）和CPU（中央处理器）。其中，VR设备包含6个发声单元的扬声器陈列，至少1个麦克风（1*2）。当然，VR设备还可包括摄像头和电源等。

如图4所示，扬声器陈列的具体布置情况为：在结构主体1上有发声单元C（即第二扬声器），以及Subwoofer（低音单元）发声单元（即第一扬声器），发声单元L（即第三扬声器）设于结构主体2-1，发声单元R（即第三扬声器）设于结构主体2-2，发声单元LS（即第三扬声器）设于结构主体3-1、发声单元RS（即第三扬声器）设于结构主体3-2，其中结构主体3-1、3-2可设计为固定型或可拉伸调节型。

在本实施例中，麦克风布局情况为：至少两个麦克风布置在靠近发声单元L和发声单元R位置处（即头戴显示设备内置的麦克风设于靠近用户耳朵处，以便于通过该麦克风，并结合耳道位置频响与耳朵位置频响之间的频响函数映射关系，来检测头戴显示设备的扬声器阵列播放的实际耳道频响）。麦克风可用于扬声器阵列的声场校准，使输出效果更佳。

本实施例是一种声音重现技术应用在VR设备中，VR设备的音源可以为单声道、双声道或多通道，且为更好地体现声音重现技术，本实施例通过在头戴显示设备处于佩戴状态时，扬声器的各扬声器围绕用户头部间距设置，实现多通道音源效果最佳，给用户带来了更好地环绕音质体验。

该VR设备含有扬声器阵列的声场校准模块，包含每个扬声器单独控制增益和频响均衡滤波器模块，扬声器声场校准曲线C0，校准信号（白噪信号和音乐信号）等。

请参照图5，扬声器阵列声场校准如下所述：

Step1：仿真人头上校准，用符合P.57的仿真人头进行声场预制校准。

具体地，Step1包括：

Step1.1：双耳麦克风校准；

Step1.2：扬声器声场校准：

其中，每个扬声器分别发声，每个扬声器先校准增益，然后进行频率均衡，校准完成得到校准曲线C0。其中，扬声器subwoofer增益为0，扬声器C增益为-3dB，扬声器Left/Right/LS/RS增益-6dB。

其中，单独扬声器频响均衡时播放白噪信号，多路同时发声时播放音乐信号。

Step2：获取补偿曲线；

具体地，将设备佩戴仿真人头，用设备的麦克风采集校准后的音乐信号，获取目标曲线C0，然后使用VR设备的麦克风采集用户佩戴时的上述音乐信号，获取C1，补偿曲线C2=C1-C0。

Step3：输出补偿

将C2应用扬声器阵列的输出，补偿曲线C=C0+C2。

本实施例提供了一种增强声学空间环绕的设计，增强用户在使用过程中特殊场景（比如观影效果和枪战游戏等）的环绕声，便于用户听声辨位，提高用户使用VR设备时对于声音的空间感和沉浸感，使声音表现具有更多的元素和细节，提高VR设备的整体多媒体效果。

需要说明的是，该具体实施例阐述的诸多细节仅助于理解本申请的技术构思，并不构成对本申请的限定，基于本申请的该技术构思进行更多形式的简单变换，均应在本申请的保护范围内。

实施例三

本发明实施例还提供一种音频信号校准装置，所述音频信号校准装置包括：

频响检测模块，用于检测所述头戴显示设备的扬声器阵列播放的实际耳道频响；

频差检测模块，获取预先标定的参考耳道频响，对所述参考耳道频响和所述实际耳道频响进行作差处理，得到参考差值频响，并将所述参考差值频响，作为所述头戴显示设备的滤波器的补偿滤波频响；

频差补偿模块，用于根据所述补偿滤波频响，对所述头戴显示设备的滤波器进行频响补偿。

可选地，所述扬声器阵列包括至少三个扬声器，其中，在所述头戴显示设备处于佩戴状态时，各所述扬声器围绕用户头部间距设置，所述音频信号校准装置还包括标定模块，所述标定模块用于：

在所述头戴显示设备佩戴于预设的人工头上的情况下，依次控制各所述扬声器进行白噪信号的播放，并在各所述扬声器依次进行白噪信号的播放过程中，对各所述扬声器依次进行单个扬声器的第一频响均衡校准；

在各所述第一频响均衡校准完成后，控制各所述扬声器同步进行第一音乐信号的播放，并在各所述扬声器同步播放所述第一音乐信号的过程中，对所述头戴显示设备的所有扬声器进行第二频响均衡校准；

在所述第二频响均衡校准完成后，确定所述扬声器阵列校准完成，基于所述扬声器阵列校准完成后播放音频信号所产生的声场频响曲线，对最优音效的耳道频响进行标定，得到参考耳道频响。

可选地，所述扬声器阵列包括播放频段范围为第一频率带通的第一扬声器，以及播放频段范围为第二频率带通的第二扬声器，所述第一频响均衡校准包括低频段频响校准和中频段频响校准，所述标定模块，还用于：

在所述头戴显示设备佩戴于预设的人工头上，且控制第一扬声器播放第一频率带通的白噪信号的情况下，通过所述人工头耳道中的双耳麦克风测得所述第一扬声器播放的白噪信号；

通过测得的所述第一扬声器播放的白噪信号，对所述第一扬声器进行低频段频响校准；以及，

在所述头戴显示设备佩戴于预设的人工头上，且控制第二扬声器播放第二频率带通的白噪信号的情况下，通过所述人工头耳道中的双耳麦克风测得所述第二扬声器播放的白噪信号，其中，所述第二频率带通区别于所述第一频率带通；

通过测得的所述第二扬声器播放的白噪信号，对所述第二扬声器进行所述中频段频响校准。

可选地，所述扬声器阵列中还包括播放频段范围为第三频率带通的第三扬声器，所述第一频响均衡校准还包括高频段频响校准，所述标定模块，还用于：

在所述头戴显示设备佩戴于预设的人工头上，且控制第三扬声器播放第三频率带通的白噪信号的情况下，通过所述人工头耳道中的双耳麦克风测得所述第三扬声器播放的白噪信号，其中，所述第三频率带通区别于所述第一频率带通，以及区别于所述第二频率带通；

通过测得的所述第三扬声器播放的白噪信号，对所述第三扬声器进行所述中频段频响校准和所述高频段频响校准。

可选地，所述第三扬声器的数量为至少四个，所述标定模块还用于：

在所述头戴显示设备佩戴于预设的人工头上的情况下，依次控制各个第三扬声器播放第三频率带通的白噪信号；

通过所述人工头耳道中的双耳麦克风依次测得每个第三扬声器播放的白噪信号；

通过依次测得的每个第三扬声器播放的白噪信号，依次对各所述第三扬声器进行所述中频段频响校准和所述高频段频响校准。

可选地，所述标定模块，还用于：

控制各所述第三扬声器同步进行第二音乐信号的播放，并在各所述扬声器同步播放所述第二音乐信号的过程中，对所述头戴显示设备的所有第三扬声器进行第三频响均衡校准，以完成对各所述第三扬声器的校准。

可选地，所述第一频率带通为20hz至100hz，所述第二频率带通为100hz至16khz。

可选地，所述第三频率带通为100hz至20khz。

本发明实施例提供的音频信号校准装置，采用上述实施例一或实施例二中的音频信号校准方法，能解决目前头戴显示设备播放出的声音的环绕感较弱的技术问题。与现有技术相比，本发明实施例提供的音频信号校准装置的有益效果与上述实施例提供的音频信号校准方法的有益效果相同，且所述音频信号校准装置中的其他技术特征与上述实施例方法公开的特征相同，在此不做赘述。

实施例四

本发明实施例提供一种头戴显示设备，头戴显示设备包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行上述实施例一中的音频信号校准方法。

下面参考图6，其示出了适于用来实现本公开实施例的头戴显示设备的结构示意图。本公开实施例中的头戴显示设备可以为耳机或头戴显示设备等。其中，该头戴显示设备包括但不限于混合现实(Mixed Reality)—MR设备（例如MR眼镜或者MR头盔）、增强现实(Augmented Reality)—AR设备（例如AR眼镜或者AR头盔）、虚拟现实-(VirtualReality)—VR设备（例如VR眼镜或者VR头盔）、扩展现实（Extended Reality）—XR设备或其某种组合等等头戴显示设备。图6示出的头戴显示设备仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图6所示，头戴显示设备可以包括处理装置1001（例如中央处理器、图形处理器等），其可以根据存储在只读存储器（ROM1002）中的程序或者从存储装置加载到随机访问存储器（RAM1004）中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM1004中，还存储有头戴显示设备操作所需的各种程序和数据。处理装置1001、ROM1002以及RAM1004通过总线1005彼此相连。输入/输出（I/O）接口也连接至总线1005。

通常，以下系统可以连接至I/O接口1006：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、图像传感器、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置1007；包括例如液晶显示器（LCD）、扬声器、振动器等的输出装置1008；包括例如磁带、硬盘等的存储装置1003；以及通信装置1009。通信装置1009可以允许头戴显示设备与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图中示出了具有各种系统的头戴显示设备，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的系统。可以替代地实施或具备更多或更少的系统。

特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信装置从网络上被下载和安装，或者从存储装置1003被安装，或者从ROM1002被安装。在该计算机程序被处理装置1001执行时，执行本公开实施例的方法中限定的上述功能。

本发明提供的头戴显示设备，采用上述实施例中的音频信号校准方法，能解决目前头戴显示设备播放出的声音的环绕感较弱的技术问题。与现有技术相比，本发明实施例提供的头戴显示设备的有益效果与上述实施例提供的音频信号校准方法的有益效果相同，且该头戴显示设备中的其他技术特征与上一实施例方法公开的特征相同，在此不做赘述。

应当理解，本公开的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

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以所述权利要求的保护范围为准。

实施例五

本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，具有存储在其上的计算机可读程序指令，计算机可读程序指令用于执行上述实施例中的音频信号校准方法。

本发明实施例提供的计算机可读存储介质例如可以是U盘，但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、系统或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器（CD-ROM）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本实施例中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、系统或者器件使用或者与其结合使用。计算机可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF（射频）等等，或者上述的任意合适的组合。

上述计算机可读存储介质可以是头戴显示设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入头戴显示设备中。

上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被头戴显示设备执行时，使得头戴显示设备：检测所述头戴显示设备的扬声器阵列播放的实际耳道频响；获取预先标定的参考耳道频响，对所述参考耳道频响和所述实际耳道频响进行作差处理，得到参考差值频响，并将所述参考差值频响，作为所述头戴显示设备的滤波器的补偿滤波频响；根据所述补偿滤波频响，对所述头戴显示设备的滤波器进行频响补偿。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。

附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本公开实施例中所涉及到的模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。其中，模块的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。

本发明提供的计算机可读存储介质，存储有用于执行上述音频信号校准方法的计算机可读程序指令，能解决目前头戴显示设备播放出的声音的环绕感较弱的技术问题。与现有技术相比，本发明实施例提供的计算机可读存储介质的有益效果与上述实施例一或实施例二提供的音频信号校准方法的有益效果相同，在此不做赘述。

实施例六

本发明实施例还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的音频信号校准方法的步骤。

本申请提供的计算机程序产品能解决目前头戴显示设备播放出的声音的环绕感较弱的技术问题。与现有技术相比，本发明实施例提供的计算机程序产品的有益效果与上述实施例一或实施例二提供的音频信号校准方法的有益效果相同，在此不做赘述。

以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请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，均同理包括在本申请的专利处理范围内。

Claims (10)

1.一种音频信号校准方法，其特征在于，所述音频信号校准方法应用于头戴显示设备，所述方法包括：

检测所述头戴显示设备的扬声器阵列播放的实际耳道频响；

获取预先标定的参考耳道频响，对所述参考耳道频响和所述实际耳道频响进行作差处理，得到参考差值频响，并将所述参考差值频响，作为所述头戴显示设备的滤波器的补偿滤波频响；

根据所述补偿滤波频响，对所述头戴显示设备的滤波器进行频响补偿。

2.如权利要求1所述的音频信号校准方法，其特征在于，所述扬声器阵列包括至少三个扬声器，其中，在所述头戴显示设备处于佩戴状态时，各所述扬声器围绕用户头部间距设置，所述方法还包括：

在所述头戴显示设备佩戴于预设的人工头上的情况下，依次控制各所述扬声器进行白噪信号的播放，并在各所述扬声器依次进行白噪信号的播放过程中，对各所述扬声器依次进行单个扬声器的第一频响均衡校准；

在各所述第一频响均衡校准完成后，控制各所述扬声器同步进行第一音乐信号的播放，并在各所述扬声器同步播放所述第一音乐信号的过程中，对所述头戴显示设备的所有扬声器进行第二频响均衡校准；

在所述第二频响均衡校准完成后，确定所述扬声器阵列校准完成，基于所述扬声器阵列校准完成后播放音频信号所产生的声场频响曲线，对最优音效的耳道频响进行标定，得到参考耳道频响。

3.如权利要求2所述的音频信号校准方法，其特征在于，所述扬声器阵列包括播放频段范围为第一频率带通的第一扬声器，以及播放频段范围为第二频率带通的第二扬声器，所述第一频响均衡校准包括低频段频响校准和中频段频响校准，所述对各所述扬声器依次进行单个扬声器的第一频响均衡校准的步骤包括：

在所述头戴显示设备佩戴于预设的人工头上，且控制第一扬声器播放第一频率带通的白噪信号的情况下，通过所述人工头耳道中的双耳麦克风测得所述第一扬声器播放的白噪信号；

通过测得的所述第一扬声器播放的白噪信号，对所述第一扬声器进行低频段频响校准；以及，

在所述头戴显示设备佩戴于预设的人工头上，且控制第二扬声器播放第二频率带通的白噪信号的情况下，通过所述人工头耳道中的双耳麦克风测得所述第二扬声器播放的白噪信号，其中，所述第二频率带通区别于所述第一频率带通；

通过测得的所述第二扬声器播放的白噪信号，对所述第二扬声器进行所述中频段频响校准。

4.如权利要求3所述的音频信号校准方法，其特征在于，所述扬声器阵列中还包括播放频段范围为第三频率带通的第三扬声器，所述第一频响均衡校准还包括高频段频响校准，所述对各所述扬声器依次进行单个扬声器的第一频响均衡校准的步骤还包括：

在所述头戴显示设备佩戴于预设的人工头上，且控制第三扬声器播放第三频率带通的白噪信号的情况下，通过所述人工头耳道中的双耳麦克风测得所述第三扬声器播放的白噪信号，其中，所述第三频率带通区别于所述第一频率带通，以及区别于所述第二频率带通；

通过测得的所述第三扬声器播放的白噪信号，对所述第三扬声器进行所述中频段频响校准和所述高频段频响校准。

5.如权利要求4所述的音频信号校准方法，其特征在于，所述第三扬声器的数量为至少四个，在所述头戴显示设备处于佩戴状态时，各所述第三扬声器围绕用户头部间距设置，所述方法还包括：

在所述头戴显示设备佩戴于预设的人工头上的情况下，依次控制各个第三扬声器播放第三频率带通的白噪信号；

通过所述人工头耳道中的双耳麦克风依次测得每个第三扬声器播放的白噪信号；

通过依次测得的每个第三扬声器播放的白噪信号，依次对各所述第三扬声器进行所述中频段频响校准和所述高频段频响校准。

6.如权利要求5所述的音频信号校准方法，其特征在于，在所述依次对各所述第三扬声器进行所述中频段频响校准和所述高频段频响校准的步骤之后，所述方法包括：

控制各所述第三扬声器同步进行第二音乐信号的播放，并在各所述扬声器同步播放所述第二音乐信号的过程中，对所述头戴显示设备的所有第三扬声器进行第三频响均衡校准，以完成对各所述第三扬声器的校准。

7.如权利要求3至6中任一项所述的音频信号校准方法，其特征在于，所述第一频率带通为20hz至100hz，所述第二频率带通为100hz至16khz。

8.如权利要求4至6中任一项所述的音频信号校准方法，其特征在于，所述第三频率带通为100hz至20khz。

9.一种头戴显示设备，其特征在于，所述头戴显示设备包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至8中任一项所述音频信号校准方法的步骤。

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实现音频信号校准方法的程序，所述实现音频信号校准方法的程序被处理器执行以实现如权利要求1至8中任一项所述音频信号校准方法的步骤。