[发明专利]听声辨位的方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于声音处理与人机交互技术领域，尤其涉及一种听声辨位的方法及装置。

背景技术

人类的听觉系统非常神奇，在大脑的作用下，人们可以很好的分辨出声源产生的方向。当人们闭上眼睛，聚精会神聆听的时候，这种听声辨位的能力会更加强大，因此如果能够对这种能力不断的进行练习，那么这将有助于充分发挥人类大脑在空间信息感受方面的潜能。

目前，各种手机游戏和电脑游戏充斥于人们的生活之中，而且几乎所有的游戏都同时具有视觉和听觉的因素，但是游戏开发者往往只注重视觉上的体验和交互性，听觉只是作为渲染游戏气氛的辅助手段。如果能够充分发挥人类听觉系统的空间感知能力，使得听觉可以作为代替视觉的游戏操控手段，那么这将有助于游戏开发者开发出更多具有创新性和趣味性的游戏作品。

为此，我们需要开发一种基于人类听觉的方法来对人类在听觉方面的潜力进行挖掘，同时也为游戏开发者提供一种利用人类听觉来开发游戏的手段。

发明内容

本发明的目的是要提供一种能够对人类听觉能力进行锻炼并且帮助游戏开发者开发听觉游戏的方法及装置。

为了达到上述目的，提出一种听声辨位的方法，包括如下步骤：

步骤1，系统根据用户头部当前方位建立一个极坐标系；

步骤2，系统在该坐标系中选择任意一个角度作为用户需要辨别的目标角度；

步骤3，系统根据目标角度与用户头部正前方向在极坐标系中的角度之差调整耳机中播放的声音；

步骤4，用户根据耳机中的声音来判断声源相对于自己的方位角并将头部转向声源方向，系统的角速度传感器实时采集用户头部的角速度数据，系统对该数据进行积分运算得到用户头部正前方向当前在极坐标系中的角度；

步骤5，检测用户是否按下确定键或者停止键，如果都没按下则返回步骤3，如果按下确定键则计算出目标角度与用户头部正前方向当前在极坐标系中的角度之差，根据该角度之差计算出用户此次判断方位的准确度得分，显示该得分并且将准确度得分进行累加，返回步骤1，如果按下停止键则计算出目标角度与用户头部正前方向当前在极坐标系中的角度之差，根据该角度之差计算出用户此次判断方位的准确度得分，将准确度得分累加后求平均值，显示平均得分，操作结束。

优选的，所述步骤1中，系统以用户头部当前位置为极点，以用户当前头部正前方向为极轴建立极坐标系，每次执行该步骤建立极坐标系时将角速度数据积分的初始角度设置为0度。

优选的，所述步骤2中，目标角度的范围为负180度到正180度。

优选的，所述步骤3中，耳机声音的调整方法为：

(1)按照如下公式计算角度之差：α_delt＝α_target-α_user；

(2)分别计算耳机左右两个声道声音信号的电压幅值，计算公式如下：

如果α_target>＝0，则：

如果α_target<0，则：

其中，α_target为目标角度，α_user为用户头部正前方向在极坐标系中的角度，α_delt为角度之差，U_L为耳机左声道声音信号的电压幅值，U_R为耳机右声道声音信号的电压幅值，U_ref为左右声道声音信号电压幅值的参考电压，参考电压U_ref的峰峰值为0.01-1.5伏。

优选的，其特征在于，所述步骤3中，耳机中播放的声音需要事先录制获取，录制方法为：将一个立体声麦克风固定在同一个位置，以立体声麦克风所在位置为圆心，以半径R建立一个圆，以立体声麦克风正前方向为0度，在圆周上0度到180度以及0度到负180度的角度范围内，将声源每隔1度角度移动一次，使用立体声麦克风录制不同位置时的声源音频信号，其中，R为半径，半径R为0.5-10米；

耳机声音的调整方法为：

(1)按照如下公式计算角度之差：α_delt＝α_target-α_user，其中，α_target为目标角度，α_user为用户头部正前方向在极坐标系中的角度，α_delt为角度之差；