[发明专利]一种基于头相位的3D音效产生算法

说明书

技术领域

本发明涉及电声技术领域，具体的说是一种基于头相位的3D音效产生算法。

背景技术

3D音效，这种看上去如魔术般的效果，实际上是另外一种环绕声的表现，不是真正的3D音频效果表现。从本质上来说，这种技术利用的不过是一些简单的时延电路和滤波器。此外，它将左右声道混频。因此，人的大脑会感受到音场变的更开阔的效果。这使得人们非常方便的使用先进和专业的水平来编辑和编译CD音乐。不过，这种技术有其缺点，处理电路混合了从左声道和右声道传来的音源。标准的环绕声技术无法展示从上和下方传来的音源，也无法依靠软体在虚拟环境中随意定位声源，或者实时计算和比较3D游戏的声音关系。以严格的感受来评判，这种技术不能被称作3D音效，最多只能算作2.5D，因为它仅相对改进了聆听扬声器的方位的局限。除了眼睛以外，使耳朵也能分辨物体的3维定位，并且降低声音传播延时问题，使定位更加精准更加贴合实际。在日常生活中，视听相互弥补，该技术使听觉来弥补视觉定位物体的缺陷。而基于头相位的3D音效产生算法可以应用到虚拟现实中，通过预测未来游戏者头部所在位置的角度提前预算出声音的方向，以此来减少声音传播和接收的延时问题，让用户聆听到的声音更有方位感，给用户更真实的游戏体验。

而传统HRTF算法在在本应用场景中，由于头部转动过快，是无法忍受计算3D音延迟。传统3D声音仅仅使用HRTF解决了3D声音问题，然而不能及时的计算出3D声音，延迟较大。于是提出本算法减少3D音播放的延时，提供给用户即时的3D声音体验。

发明内容

为了解决上述现有基于头相位的3D音效产生算法存在的技术问题，本发明提供一种基于头相位的3D音效产生算法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于头相位的3D音效产生算法，它主要步骤包括：

1)收到远端声音数据，即从流媒体服务器发来的正在收听的其他用户声音数据，这些数据是经过压缩并加入一些网络状态(比如当前流量bps大小)的RTP包数据；

2)将远端声音数据传入Neteq模块中，通过Neteq模块解RTP包数据，处理网络抖动，处理语音包丢失，补偿因网络抖动造成的数据的丢失，平滑生成PCM声音数据；

3)通过3D音效处理模块接收到PCM声音数据，生成3D音效；

4)生成3D音效的声音数据发送到硬件播放。

进一步地，所述步骤3)中，所述3D音效处理模块包括3D音效预处理模块和HRTF算法模块，所述3D音效预处理模块中，根据公式

θ＝ω₀t+βt²/2，

其中，θ为头部转动角度，ω₀为头部转动的角速度，β为头部转动的角加速度，t为听到的声音的时间，10ms～60ms之间是接受方缓存的声音数据长度，根据当前网络抖动的情况，通过硬件会得到一个具体的t值(10ms～60ms)，60ms以上会明显感觉有声音延迟，用户体验不好，所以计算10ms～60ms的头部转动角度θ，将头部转动角度θ传入HRTF算法模块中，HRTF算法模块使用现有的算法库，生成3D音效。

本发明的有益效果是：本发明通过对HRTF算法模块功能进行深化改进，加入3D音效预处理模块，人物头部转动时，根据头部转动的角加速度来预测声源的传播起点，提前计算出未来10ms～60ms的时间内3D声音，在很大程度上降低了3D音延时，提供给了用户即时的3D声音体验。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明流程结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。

如图1所示，本发明所述的一种基于头相位的3D音效产生算法，，它主要步骤包括：

1)收到远端声音数据，即从流媒体服务器发来的正在收听的其他用户声音数据，这些数据是经过压缩并加入一些网络状态(比如当前流量bps大小)的RTP包数据；

2)将远端声音数据传入Neteq模块中，通过Neteq模块解RTP包数据，处理网络抖动，处理语音包丢失，补偿因网络抖动造成的数据的丢失，平滑生成PCM声音数据；

3)通过3D音效处理模块接收到PCM声音数据，生成3D音效；

4)生成3D音效的声音数据发送到硬件播放。