用于虛擬聲源產(chǎn)生設備空間角度分辨率測量精度補償及方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及虛擬聽覺空間角度分辨率測量領域，特別涉及到用于虛擬聲源產(chǎn)生設 備空間角度分辨率測量精度補償裝置及方法。
【背景技術】
[0002] 人類的聽覺系統(tǒng)可以通過聲音的傳播對聲音的聲源進行定位，判斷出其空間方 位。目前虛擬聲源產(chǎn)生設備利用聽覺系統(tǒng)的這種定位能力重放出近似于真實聲的虛擬聲 源，使得通過頭戴式耳機播放出的虛擬聲源具有空間信息，從而達到"聽音辨位"的效果，但 是如何評價虛擬聲源產(chǎn)生設備的模擬出的虛擬聲源的空間角度分辨率一直是該領域的難 題。測量過程中，方位傳感器通常采用電磁式傳感器，電磁式傳感器由于其精度高的優(yōu)點， 且可以進行六自由度測量而被廣泛采用，但是其受環(huán)境影響較大。由于目前采用金屬網(wǎng)格 結(jié)構固定揚聲器設備，會使周圍的電磁場發(fā)生變化，影響電磁傳感器的測量精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術中的方位傳感器測量精度較差問題，提供新型的用 于虛擬聲源產(chǎn)生設備空間角度分辨率測量精度補償裝置及方法。
[0004] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：用于虛擬聲源產(chǎn)生設備空 間角度分辨率測量精度補償裝置，包含有，
[0005] 虛擬聲源產(chǎn)生裝置，其定義有約定球坐標系（θ，φ)，其中，方位角〇° <θ<360°，仰 角-90° < Φ < 90° ;
[0006] 轉(zhuǎn)椅機構，其處于所述虛擬聲源產(chǎn)生裝置內(nèi)，所述轉(zhuǎn)椅機構具有升降裝置，藉由調(diào) 整所述升降裝置，使得坐在所述轉(zhuǎn)椅機構上的聽音者的頭部中心能夠調(diào)整至約定球坐標系 的坐標原點，優(yōu)選地，所述坐標原點距地面高度1.28m;以及，
[0007] 校準刻度桿，其豎立于地面，所述校準刻度桿處于約定球坐標系中的方位角0°方 向上，所述校準刻度桿上有裸眼明顯可識別的N個刻度標記，N取大于1的正整數(shù)，所述校準 刻度桿上有基準零點且所述基準零點在約定球坐標系內(nèi)的坐標為(〇°，〇° )，優(yōu)選地，所述校 準刻度桿與所述坐標原點的水平距離為〇 . 8m，所述校準刻度桿的高度為2.2m，從IOcm-210cm間每IOcm有一刻度標記，N共21個。
[0008] 作為用于虛擬聲源產(chǎn)生設備空間角度分辨率測量精度補償裝置的優(yōu)選方案，還包 含有，方位指示裝置，其具有激光指示單元、方位傳感單元及確定按鈕。
[0009] 作為用于虛擬聲源產(chǎn)生設備空間角度分辨率測量精度補償裝置的優(yōu)選方案，所述 虛擬聲源產(chǎn)生裝置，包含有，
[0010] 固定網(wǎng)格支架，其用以確定揚聲器的位置，所述固定網(wǎng)格支架具有半球形部與圓 柱形部，所述半球部的底周緣與所述圓柱形部的頂周緣相結(jié)合，所述圓柱形部的底周緣與 地面相結(jié)合，使得所述固定網(wǎng)格支架不可移動，又，所述半球形部的球心位置系約定球坐標 系的坐標原點；
[0011]方位調(diào)節(jié)機構，其用以微調(diào)揚聲器的位置，所述方位調(diào)節(jié)機構具有桿部、分別設置 于所述桿部兩端的第一結(jié)合部及第二結(jié)合部，其中，所述第一結(jié)合部與所述固定網(wǎng)格支架 相結(jié)合，所述第二結(jié)合部與揚聲器相結(jié)合，優(yōu)選地，所述桿部的兩端分別與所述第一結(jié)合部 及所述第二結(jié)合部的連接方式系轉(zhuǎn)動連接;以及，
[0012]揚聲器。
[0013] 本發(fā)明還提供了用于虛擬聲源產(chǎn)生設備空間角度分辨率測量精度補償方法，
[0014] 步驟A，提供權利要求1或3所述的精度補償裝置；
[0015] 步驟B，提供聽音者，令聽音者坐在轉(zhuǎn)椅機構上，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)椅機構的升降裝置，使 聽音者的頭部中心能夠處于約定球坐標系的的坐標原點，優(yōu)選地，聽音者系聽力正常的青 年人，且具有大量的虛擬聲源方位判定經(jīng)驗；
[0016] 步驟C，令聽音者手持方位指示裝置，保持兩臂伸直狀態(tài)且方位指示裝置指向校準 刻度桿上的基準零點，同時聽音者雙眼正視該基準零點，在此狀態(tài)下扣動方位指示裝置的 確定按鈕，以對和方位指示裝置對應的跟蹤儀進行定零；
[0017] 步驟D，令聽音者手持方位指示裝置，保持兩臂伸直狀態(tài)且方位指示裝置指向校準 刻度桿上的其中一刻度標記，同時聽音者雙眼正視該刻度標記，在此狀態(tài)下扣動方位指示 裝置的確定按鈕，獲取此時的指示方位數(shù)據(jù)。
[0018] 步驟E，重復步驟D，采集一定數(shù)量或全部的刻度標記對應的指示方位數(shù)據(jù)。
[0019]步驟F，補償。
[0020]所述補償提出等效aH參數(shù)概念，其計算公式為：
[0023] 其中，aH( i)為在測量第i個刻度標記時的等效肩中心與實際肩中心的水平距離，A (i)為在測量第i個刻度標記時的等效肩中心與第i個刻度標記的連線與水平線所形成的夾 角，即方位指示裝置采集的指示方位數(shù)據(jù)，L(i)為在測量第i個刻度標記時的第i個刻度標 記距離地面的高度，aH為N個刻度標記的等效肩中心與實際肩中心的水平距離的平均值。根 據(jù)aH的值確定B(i)，B(i)為實際肩中心與第i個刻度標記的連線和水平線所形成的夾角。
[0024] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點至少在于:可實現(xiàn)采用電磁式方位傳感器在特定 環(huán)境下精度補償工作，減少由于環(huán)境影響傳感器精度的因素帶來的不確定誤差，通過補償 能夠滿足試驗和機載工程化應用需求。
【附圖說明】
[0025] 圖1是本發(fā)明約定的坐標系參考圖。
[0026] 圖2是本發(fā)明裝置的結(jié)構示意圖。
[0027] 圖3是本發(fā)明裝置的操作流程示意圖。
[0028] 圖4是本發(fā)明裝置的補償公式的解釋示意圖。
【具體實施方式】
[0029] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細說明。
[0030] 如圖2所示，一種用于3D語音定位測量精度補償?shù)难b置，包括:一測量方位發(fā)射器 固定裝置1，一轉(zhuǎn)椅機構2，一校準刻度桿3，一方位指示裝置4，一聽音者5組成。每個聽音者5 在正式測量前需要利用本發(fā)明裝置進行測量精度補償工作。將校準刻度桿3固定在距離整 體中心水平投影80cm位置處(0°，0°)位置方向上，聽音者5坐在轉(zhuǎn)椅機構2上，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)椅機構 2的升級裝置，使聽音者5頭中心距離地面1.28m，同時需記錄聽音者5肩部到地面距離(每個 聽音者有差異）。聽音者5手持方位指示裝置4,兩臂伸直，槍口對著校準刻度桿3上的基準點 (零點位置)的方位角和俯仰角為〇的固定點，同時雙眼也正視該參考點，扣動方位指示裝置 4的確定按鈕，以對和手持方位指示裝置4上的跟蹤儀進行定零。
[0031] 以圖3為參考介紹測量過程，測量開始系統(tǒng)初始化，計算機按照程序設定測量順序 (1號測量位置為IOcm處，2號測量位置為20cm處...依次類推到21號測量位置210cm處），本 例中以測量21個校準刻度桿3上的位置第20號位置為例進行介紹，播放提示音'請定零'，聽 音者5手持方位指示裝置4,兩臂伸直，方位指示裝置上的紅色激光指示點對準校準刻度桿3 方位角和俯仰角為〇的參考點（128cm位置），同時雙眼也正視該參考點，扣動確定按鈕完成 定零操作，然后系統(tǒng)自動播放測量用聲音' 20號位置