[发明专利]产生立体音效的方法及装置

说明书

技术领域

本发明是涉及一种产生立体音效的方法及装置，特别是涉及一种利用头部相关转移函数(Head-related Transfer Function，HRTF)技术产生立体音效的方法及装置。

背景技术

声音为人类沟通最重要的桥梁之一。随着社会的不断进步以及人们生活水平的不断提高，聆听者对声音的品质的要求也越来越高，因此如何产生逼真的立体音效使聆听者具有身临其境的感觉已显得相当重要。

目前，业者常用头部相关转移函数技术产生立体音效，首先提供一头部相关转移函数资料库，该资料库内建有在360度空间中测量每一既定位置上所发出的声音传送至两耳时，耳朵及大脑感受到的频率响应特性。利用一数位信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)将上述频率响应特性作运算，计算出具有立体音效特征的音波，此音波传送至耳朵，即可使大脑感受到具有360度真实感的立体音效。由于声源方位的不同，声音到达两耳的时间有差别，两耳收到声音的强度也不一样，即形成两耳间声音时间差(InterauralTime Difference，ITD)与两耳间声音强度差(Interaural Intensity Difference，IID)。如此，现有技术大多是利用一单声源分别对两耳作头部相关转移函数测量及纪录，以完成头部相关转移函数资料库的建立。然而，记录于头部相关转移函数资料库中的数据会随着单声源的方位角、仰角、范围及频率的变化而变化，且因人而异，因此建立单耳的头部相关转移函数资料库的过程已经非常复杂，更何况是建立两耳的头部相关转移函数资料库，其运算量相当于单耳的两倍，需要储存空间也就更大。

另外，虽有部分业者采用无限脉冲响应(Infinite Impulse Response，IIR)滤波器的方法来简化合成，但无限脉冲响应滤波器存在反馈，其测量结果的稳定性得不到保证，而且因为其简化过程中多以最小相位模态(MinimumPhase Realization)来近似，此方法已舍弃一些原本测量的头部相关转移函数的特性，因此在实际的应用效果上并不如采用直接量测的头部相关转移函数逼真。

再者，为了减少计算量，还有部分业者在建立头部相关转移函数资料库时，加设一个三十二阶(tap)滤波器，只储存头部相关转移函数的前三十二阶，以模拟近似的立体效果，此方法同样舍弃了一些原本测量的头部相关转移函数的特性，重现立体声的效果不佳。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种运算量低且能产生逼真的立体音效的方法及装置。

一种产生立体音效的方法，包括如下步骤：提供人体头部一侧的头部相关转移函数，并将该头部相关转移函数储存于一滤波器中；提供反映人体头部两侧声音信号关联度的一特征关联函数，并将该特征关联函数储存于一合成器中；输入声音信号至所述滤波器中，该滤波器将该声音信号转化为与上述人体头部一侧相同的同侧端输出信号输出，该合成器接收该同侧端输出信号并将该同侧端输出信号转化为与上述人体头部一侧相反的异侧端输出信号输出；其中该特征关联函数是通过下述步骤得到：提供人体头部一侧基于头部相关转移函数而得到的一第一输出信号作为目标信号；提供人体头部另一侧基于头部相关转移函数而得到的一第二输出信号作为原始信号；将原始信号输入一合成器中，由该合成器对该原始信号进行补偿后并与上述目标信号进行比较，基于使补偿后的信号与目标信号的差异最小为原则，于该合成器中得到反映人体头部两侧声音信号关联度的上述特征关联函数。

一种产生立体音效的装置，包括一滤波器及一合成器，该滤波器中储存有人体头部一侧的头部相关转移函数，该滤波器将一输入声音信号转化为与上述人体头部一侧相同的同侧端输出信号输出，该合成器中储存有反映人体头部两侧声音信号关联度的一特征关联函数，该合成器接收该同侧端输出信号并将该同侧端输出信号转化为与上述人体头部一侧相反的异侧端输出信号输出。

与现有技术相比，上述方法是先求出人体头部一侧的头部相关转移函数，然后通过反映人体头部两侧声音信号关联度的特征关联函数找出人体头部另一侧的头部相关转移函数，从而简单地得到同侧及异侧输出信号，其可减少运算量，无需太大的系统储存量，而且还可有效地重现声源定位的效果，在实际的应用效果上较为逼真，使聆听者具有身临其境的感觉。

附图说明

图1为本发明中人体头部同侧的头部相关转移函数的一较佳实施例的测量图。

图2为本发明产生立体音效的方法及装置的一较佳实施例。

图3为本发明产生立体音效的方法及装置的另一较佳实施例。