本发明专利技术公开了一种HRTF测量方法、装置、设备、及存储介质，属于机器听觉技术领域。它包括便携式HRTF测量装置，所述便携式HRTF测量装置包括接口输入模块、传感器模块、MCU控制模块、滤波器模块、以及扬声器，所述测量方法包括：通过传感器模块测量使用者的人体参数；根据使用者的人体参数，通过MCU控制模块调节至少两个扬声器的位置；通过接口输入模块获取音频信号，将接收到的音频信号输入至滤波器模块滤波后送入MCU控制模块进行声音定位，通过主副扬声器进行联合输出。本发明专利技术采用基于高斯混合模型的双耳声源定位算法，提高了测试结果的准确性；采用可调节式扬声器，可以为不同人提供最优的听觉体验。优的听觉体验。优的听觉体验。
【技术实现步骤摘要】
一种HRTF测量方法、装置、设备、及存储介质
[0001]本专利技术属于机器听觉
，更具体地说，涉及一种HRTF测量方法、装置、设备、及存储介质。
技术介绍
[0002]头相关传输函数(Head Related Transfer Function，HRTF)是虚拟听觉显示的核心技术，它描述了自由场情况下声源与双耳之间的传递函数，包含了虚拟声源重放的关键信息。
[0003]HRTF是一个按空间位置和频率分布的多变量函数，在远场测量的情况下，距离参数常被略去，因此HRTF是按球面上的俯仰、方位角分布的频谱曲线簇。HRTF是人体头部、躯干、耳廓等生理结构对于声波的综合滤波作用的结果，因此不同个体的HRTF因其生理外形参数差异而有所不同。
[0004]现有HRTF系统一般通过两耳时间延迟量差ITD、两耳音量大小差IAD、耳廓频率震动等头部相关参数对声源进行处理，并以立体方式部署多个扬声器，通过让处理后的声音在不同位置部署的扬声器进行播放，达到立体声音效果，同时达到声音播放时间、距离等参数的测量。但是，多个扬声器的部署后，由于扬声器一般不可移动不可调节，位置固定。这导致来自不同方向和位置的声源信号在扬声器播放时，难于通过固定部署的多扬声器准确反馈声源方位。
技术实现思路
[0005]1、要解决的问题
[0006]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种HRTF测量方法、装置、设备、及存储介质，通过在耳机上部署以立体方式多个扬声器，同时该多个扬声器在前后位置上部署时可前后短距离调节，耳机在被戴上时，由传感器模块测量使用者的头宽，然后通过扬声器调节函数调节内置的多个扬声器的位置，以适应不同人的不同头宽问题；然后耳机通过接口输入模块获取声音交给滤波器处理，通过滤波器处理之后的声音根据声源定位公式进行声音定位，最后通过主副扬声器进行联合输出，达到声音具体空间方位测量的效果。
[0007]2、技术方案
[0008]为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。
[0009]作为本申请的其中一个方面，提供一种HRTF测量方法，包括便携式HRTF测量装置，所述便携式HRTF测量装置包括接口输入模块、传感器模块、MCU控制模块、滤波器模块、以及扬声器，所述测量方法包括以下步骤：
[0010]通过传感器模块测量使用者的人体参数，所述人体参数包括使用者的头宽；
[0011]根据使用者的人体参数，通过MCU控制模块调节扬声器的位置，所述扬声器在HRTF测量装置中至少设置有两个；
[0012]通过接口输入模块获取音频信号，将接收到的音频信号输入至滤波器模块滤波后
送入MCU控制模块进行声音定位，通过主副扬声器进行联合输出；其中，邻近定位得到的声源位置的扬声器为主扬声器，其余扬声器为副扬声器。
[0013]优选的，所述MCU控制模块包括扬声器调节模块，所述扬声器调节模块用于根据测量得到的使用者的人体参数，对至少两个扬声器的位置进行调节，每次调节前后扬声器的位置之间的距离为d，完成调节时，所述扬声器与邻近的使用者耳朵之间的距离为D0，其中d＝D0/8。
[0014]优选的，所述滤波器模块包括音频分解模块与数据压缩模块，所述音频分解模块用于将输入的音频信号分解，通过对比分析，选择合适的滤波器阶数以模拟耳蜗滤波器特性，然后选择最优的衰减速度系数，结合使用者左右耳的声音信号计算带宽；再对不同子带赋予不同权重，最后将携带有权重的子带通过数据压缩模块进行数据压缩。
[0015]优选的，所述MCU控制模块还包括HRTF求参模块、GMM声源定位模块、以及语音输出模块；
[0016]所述HRTF求参模块用于选取一定的方向数量以及每个方向的频点数，通过多个音频样点进行数据压缩求解HRTF的两耳时间延迟量差ITD、两耳音量大小差IAD、以及耳廓频率震动；
[0017]所述GMM声源定位模块包括基于EM算法的高斯混合模型单元以及声源定位单元，所述基于EM算法的高斯混合模型用于根据每个高斯模型参数求解的结果获得最优的模型参数，并输出具有最佳模型参数的测试样本的概率密度函数；所述声源定位单元将EM算法单元输出的具有最佳模型参数的测试样本的概率密度函数和线下训练好的样本的概率密度相匹配，从而得出声源的位置；其中，线下训练时，将空间360
°
方位每隔5
°
建立一个高斯训练模型，共73个模型；
[0018]所述语音输出模块用于根据GMM声源定位模块得出的声源的位置，以最临近该位置的扬声器为主扬声器，其余扬声器为辅助扬声器进行发声。
[0019]作为本申请的第二个方面，提供一种便携式HRTF测量装置，包括：
[0020]至少两个扬声器；
[0021]传感器模块，用于测量使用者的人体参数，所述人体参数包括使用者的头宽；
[0022]接口输入模块，用于获取音频信号；
[0023]滤波器模块，用于对接口输入模块获取的音频信号进行滤波；
[0024]以及MCU控制模块，所述MCU控制模块用于根据测量得到的使用者的人体参数调节所述扬声器相对于使用者左右耳的位置；和/或
[0025]所述MCU控制模块用于对所述滤波器模块滤波后的音频信号进行声音定位，并通过主副扬声器进行联合输出。
[0026]作为本申请的第三个方面，提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任一项所述的HRTF测量方法的步骤。
[0027]作为本申请的第四个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述的HRTF测量方法的步骤。
[0028]3、有益效果
[0029]相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：
[0030](1)本专利技术采用基于高斯混合模型的双耳声源定位算法，提高了测试结果的准确性；采用可调节式扬声器，可以为不同人提供最优的听觉体验；
[0031](2)本专利技术将整个HRTF定位装置汇聚到一个设备中，实现了设备的简便化；同时声音输出时采用主副扬声器联合输出的方式，大大提高了声音传递的真实性；
[0032](3)本专利技术相较于现有技术中的HRTF测量装置精度更高、普适性更好。
附图说明
[0033]图1为本专利技术其中一实施例中的一种HRTF测量方法流程示意图；
[0034]图2为本专利技术其中一实施例中的一种HRTF测量装置的结构示意图。
具体实施方式
[0035]下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关专利技术相关的部分。
[0036]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种HRTF测量方法，其特征在于：包括便携式HRTF测量装置，所述便携式HRTF测量装置包括接口输入模块、传感器模块、MCU控制模块、滤波器模块、以及扬声器，所述测量方法包括以下步骤：通过传感器模块测量使用者的人体参数，所述人体参数包括使用者的头宽；根据使用者的人体参数，通过MCU控制模块调节扬声器的位置，所述扬声器在HRTF测量装置中至少设置有两个；通过接口输入模块获取音频信号，将接收到的音频信号输入至滤波器模块滤波后送入MCU控制模块进行声音定位，通过主副扬声器进行联合输出；其中，邻近定位得到的声源位置的扬声器为主扬声器，其余扬声器为副扬声器。2.根据权利要求1所述的一种HRTF测量方法，其特征在于：所述MCU控制模块包括扬声器调节模块，所述扬声器调节模块用于根据测量得到的使用者的人体参数，对至少两个扬声器的位置进行调节，每次调节前后扬声器的位置之间的距离为d，完成调节时，所述扬声器与邻近的使用者耳朵之间的距离为D0，其中d＝D0/8。3.根据权利要求1所述的一种HRTF测量方法，其特征在于：所述滤波器模块包括音频分解模块与数据压缩模块，所述音频分解模块用于将输入的音频信号分解，通过对比分析，选择合适的滤波器阶数以模拟耳蜗滤波器特性，然后选择最优的衰减速度系数，结合使用者左右耳的声音信号计算带宽；再对不同子带赋予不同权重，最后将携带有权重的子带通过数据压缩模块进行数据压缩。4.根据权利要求2所述的一种HRTF测量方法，其特征在于：所述MCU控制模块还包括HRTF求参模块、GMM声源定位模块、以及语音输出模块；所述HRTF求参模块用于选取一定的方向数量以及每个方向的频点数，通过多个音频样点进行数据压缩求解HRTF的两耳时...
【专利技术属性】
技术研发人员：许召辉，耿文浩，宋晓勇，
申请(专利权)人：中航华东光电上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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