阅读说明：本技术 用于分发头部相关传递函数滤波器的布置 (Arrangement for distributing head-related transfer function filters ) 是由 A·J·万涅 于 2019-08-12 设计创作，主要内容包括：本发明题为“用于分发头部相关传递函数滤波器的布置”。本公开涉及用于分发头部相关传递函数滤波器的布置。在该布置中，用户设备向正在使用的服务发送对头部相关传递函数滤波器的请求。该服务验证设备的用户在正在使用的服务中是否具有对头部相关传递函数滤波器的订阅，并检索滤波器作为对肯定验证结果的响应。该服务可过滤音频通道并进一步传输经过滤的音频。在一个另选的实施方案中，该服务将滤波器传输至用户设备以过滤音频。(The invention is entitled "arrangement for distributing head related transfer function filters". The present disclosure relates to an arrangement for distributing head-related transfer function filters. In this arrangement, the user equipment sends a request for a head-related transfer function filter to the service being used. The service verifies whether the user of the device has a subscription to the header-related transfer function filter in the service being used and retrieves the filter as a response to a positive verification result. The service may filter the audio channels and further transmit the filtered audio. In an alternative embodiment, the service transmits a filter to the user device to filter the audio.)

用于分发头部相关传递函数滤波器的布置

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2018年8月13日提交的芬兰专利申请No.20185678的优先权，该申请如同阐述的那样特别以引用的方式全文并入本文。

背景技术

具有多个音频通道的音频系统通常是公知的，并且被娱乐行业用于例如电影或电脑游戏。这些系统常常称为环绕音响系统或三维音响系统。最近已经引入了用于实现甚至更好的三维声音体验的布置。这些布置不仅具有多个音频通道，而且提供基于对象的音频以改善收听体验。

在常规方法中，将多个音频通道中的每一个音频通道提供给声音系统的用户。通常在放大器或类似设备处接收音频通道，该放大器或类似设备将音频通道分配到已连接到放大器的相应扬声器。放大器可修改所接收的音频通道，从而将回放调节到扬声器的数量和位置。

最近，开发了使用耳机提供类似体验的布置。通常在耳机收听中，这些布置基于使用所谓的头部相关传递函数滤波器对声道进行滤波。通过操纵耳机的两个音频通道中的声音使得它们类似于到达耳道的定向声音来产生三维体验。通过考虑耳廓、头部和躯干对进入耳道的声音的影响，可能实现三维声音体验。这些滤波器常常称为HRTF(头部相关传递函数)滤波器。这些滤波器用于提供类似于人类体验来自不同方向和距离的声音的效果。当已知人的身体部位(诸如耳朵、头部和躯干)的解剖结构时，可产生个人HRTF滤波器，使得通过耳机体验的声音尽可能逼真。

提供逼真音频系统的领域正在不断发展中。因此，需要改善音频质量和音频的有效分布两者。

发明内容

本文公开了用于分发头部相关传递函数滤波器的布置。在该布置中，用户设备向正在使用的服务发送对头部相关传递函数滤波器的请求。该服务验证设备的用户在正在使用的服务中是否具有对头部相关传递函数滤波器的订阅，并检索滤波器作为对肯定验证结果的响应。该服务可过滤音频通道并进一步传输经过滤的音频。在一个另选的实施方案中，该服务将滤波器传输至用户设备以过滤音频。

在一方面中，公开了一种用于分发头部相关传递函数滤波器的方法。在该方法中，首先从用户设备接收对服务的请求。然后，确定对所请求服务的HRTF滤波器的订阅的可用性。如果该服务可用，则该方法还包括向滤波器服务器发送对滤波器的请求。作为对所发送的请求的响应，接收来自滤波器服务器的滤波器。该滤波器是为用户设计，并且可能还为用户正在使用的设备、音频格式或收听设置而设计的头部相关传递函数滤波器。

在一个实施方案中，该方法还包括使用所接收的滤波器来过滤音频通道并且将经过滤的音频通道传输至请求用户设备。在另一个实施方案中，该方法还包括将所接收的滤波器传输到请求用户设备，以用于在请求设备处过滤音频通道。

在用户实际希望使用的服务器或服务中实现对滤波器的检索是有益的。这使得服务能够检查用户是否已在特定服务中启用头部相关传递函数滤波器，并且可基于服务信息来检索正确的滤波器。此外，当服务过滤音频通道时，不需要传输原始音频通道，因而可节省传输带宽。

在具体实施中，过滤包括将多个音频通道过滤为更小数量的音频通道。这是有益的，因为它降低了带宽。

在具体实施中，更小数量的音频通道是两个。尤其当用户使用仅具有两个通道的耳机时，这是有益的。这提供了使用带宽为两个通道的三维(可能具有多个声源)音频通道的可能性。

在具体实施中，对滤波器的请求包括以下项中的至少一者：用户标识、应用标识和用户设备标识。有益的是，可以通过使用对音频生成具有影响的所有参数来选择滤波器。

在具体实施中，用户设备包括耳机。有益的是，可按特定耳机模型生成滤波器，使得它们考虑到不同耳机模型之间的频率响应的差异。

在一方面中，公开了一种用于服务器的计算机程序。该计算机程序包括适用于使得执行上述方法的代码。

在另一个方面中，公开了一种装置。该装置包括至少一个处理器，该至少一个处理器被配置为执行计算机程序；至少一个存储器，该至少一个存储器被配置为存储计算机程序和相关数据；以及至少一个数据通信接口(113)，该至少一个数据通信接口被配置为与外部数据通信网络通信。该装置被配置为执行如上文所公开的方法。该方法可由如上文所公开的计算机程序执行。

附图说明

被包括以提供对用于分发头部相关传递函数滤波器的布置的进一步理解并且构成本说明书的一部分的附图示出了用于分发头部相关传递函数滤波器的布置的实施方案，并且连同说明书帮助解释该布置的原理。在附图中：

图1是用于分发头部相关传递函数滤波器的示例系统中的装置的示例，

图2是用于分发头部相关传递函数滤波器的方法的示例，以及

图3是用于分发头部相关传递函数滤波器的方法的另一示例。

具体实施方式

现在将详细地参考实施方案，这些实施方案的示例在附图中示出。

在图1至图3的以下示例中，描述了耳机收听的最常见应用。然而，类似的原理可用于过滤针对不同扬声器布置的声音。

在图1中，系统的示例包括被配置为分发头部相关传递函数滤波器的装置100、被配置为提供流服务的装置110和被配置为接收和重复流的最终用户装置120。

装置100通常由服务提供方操作，并且可以服务器、云计算资源、数据库的形式实现，或与用于检索预先存储的头部相关传递函数滤波器的请求类似的形式来实现。

装置100包括至少一个处理器101、至少一个存储器102和至少一个网络连接103。至少一个存储器可包括易失性存储器和非易失性存储器。通常，它包括至少一个非易失性存储器，以存储属于不同用户的头部相关传递函数滤波器。至少一个存储器102可包括数据库，并且其在同一个设备中并非物理必需的，但可采用形成一个逻辑服务或计算资源的若干不同计算单元的形式。

装置100被配置为通过网络连接103来接收请求。网络连接可以是任何通常已知的通往数据通信网络(诸如互联网)的接口。

通过网络连接103接收的请求由至少一个处理器101处理。请求被处理，以便从请求中提取头部相关传递函数滤波器的标识，并且使用至少一个网络连接103来检索对应的头部相关传递函数滤波器，并被作为对该请求的响应来提供。

标识头部相关传递函数滤波器的标识对于用户而言可以是唯一的，或者甚至对于已被分配给某些人的不同设备或设备模型是唯一的。因此，一个人可能存储了若干头部相关传递函数滤波器，并且除了该用户之外，该请求还标识该用户正在检索头部相关传递函数滤波器的设备。

装置110被配置为提供流服务，诸如音乐或电影服务或者包括提供具有或不具有其他信息的音频流的任何其他服务。装置110包括至少一个处理器111、至少一个存储器112和至少一个网络连接。至少一个存储器112可包括数据库，并且其在同一个设备中并非物理必需的，但可采用形成一个逻辑服务或计算资源的若干不同计算单元的形式。

装置110通过网络连接113接收服务请求，并使用至少一个处理器111来处理这些请求。基于该请求，装置110从服务请求中提取针对头部相关传递函数滤波器的标识并产生包括该标识的请求。然后将所产生的请求发送至装置110。作为对请求的响应，装置110从装置100接收头部相关传递函数滤波器(装置100将头部相关传递函数滤波器作为对请求的响应提供给装置110)。所接收的头部相关传递函数滤波器被存储在至少一个存储器112中。

在接收到头部相关传递函数滤波器之后，装置110向已请求流服务的最终用户装置120提供所请求的流服务。服务流修改自标准流，使得装置110使用至少一个处理器111处理音频流，该音频流可能与附加信息相关联。例如，音频流可以是与电影的视频流一起播放的电影声道。当处理音频流时，装置110被配置为使用所接收的头部相关传递函数滤波器来形成通常包括两个通道的经过滤的音频流。这样减少了对数据传输带宽的需要，并且还消除了对能够根据头部相关传递函数来修改音频流的最终用户设备的需要。此外，当在服务提供方一侧完成苛刻的计算时，减少了最终用户设备处对计算能力的需要。

最终用户装置120通常为计算机、平板设备诸如iPad或耳机125附接与其附接的移动电话。最终用户装置包括至少一个处理器121、至少一个存储器122、至少一个网络连接123和能够使用耳机125产生声音的至少一个音频设备124。最终用户向装置110发送对流服务的请求，并且作为响应，接收由装置120传输的流。至少一个处理器121处理通常需要解码的所接收的流。然后，将流的音频部分传输至音频设备124，该音频设备以适当格式向耳机125提供音频流。

在上述布置中，可在通常存储在装置110处的订阅信息中包括关于头部相关传递函数的可用性的信息。从最终用户设备接收的初始请求可具有关于接收到哪个头部相关传递函数滤波器(如果有的话)的进一步信息。这有利于例如在家庭内共享订阅的可能性。

在图2中示出了示例方法。以流服务或类似方式实现图2的方法。通常，这种流服务是使用计算资源来实现的，该计算资源包括若干服务器，这些服务器一起运行以将服务提供给大量客户端。在以下描述中，服务被称为一个服务器，但是，应该理解，对于客户端而言这可能是，并且在许多情况下是看起来像一个服务的虚拟服务器。

当服务器(诸如图1的装置110)从最终用户设备(诸如装置120)接收到对流服务的请求时，在服务器处发起该方法(步骤200)。发起可包括若干任务，诸如用户的认证、确定订阅的服务级别以及选择要流传输的流，诸如电影。此外，该请求可包括关于用户希望具有的服务级别的信息，诸如优选的分辨率或声音质量。

确定服务级别可涉及检查允许的同时流数、图像质量或音频质量。确定所使用的音频质量包括确定头部相关传递函数滤波器服务的订阅(步骤201)。该信息可存储到流服务处的用户信息中，或者可从提供实际头部相关传递函数滤波器的服务器请求，或者两者兼之。还可以实现用于检查可以使用订阅的可用性的替代方法。

如果用户已指示他希望使用具有使用头部相关传递函数滤波器增强的音频轨道的耳机，并且该人对该服务具有适当的订阅，则流服务器向头部相关传递函数滤波器服务(诸如图1的装置100)发送对头部相关传递函数滤波器的请求(步骤202)。该请求可包括例如对希望具有头部相关传递函数滤波器的人的标识以及对所使用的耳机的标识。除了标识使用的耳机之外，还使用类似标识来标识应用的类型、使用的音频格式和类似信息。应当指出的是，如果多个人希望在同一地点同时接收同一流，则该请求可包含针对若干人的请求。例如，当两个人在观看同一部影片时，会发生这种情况。

作为对请求的响应，接收到头部相关传递函数滤波器(步骤203)。滤波器或多个滤波器被存储到流服务以供稍后使用。然后，在处理流的音频轨道时使用滤波器(步骤204)。现代电影可能具有非常大量的音频通道或音频源。流服务使用所接收的头部相关传递函数将音频轨道处理成耳机的两个通道(步骤204)。这减少了传输音频轨道所需的带宽。应当指出的是，即使流服务为多个用户产生单个音频轨道，但仍可节省带宽，因为每个人仅需要两个通道，而不是现代电影中可用的通常大量的音频通道和音频源。

最后，流服务器将流传输给一个或多个用户(步骤205)。用户在其耳机上接收其定制的音频轨道。在耳机处产生的声音是真实的，并且提供音频场景的三维感觉。这通过促进体验所产生的音频而增强了用户体验，因为该音频是由大量扬声器产生或在现场体验到的。

图1和图2中所公开的示例提供了一种流服务，该流服务包括以一种方式修改所传输信号的内容，该方式使得发送给最终用户的物理信号不同于音频信号未被修改的布置。

在图3中，公开了可以在与图1的布置类似的布置中使用的方法的另一示例。通过接收对游戏会话的请求而发起该示例的方法(步骤300)。游戏会话不同于来自流服务的应用程序，因为其通常需要更快，优选实时的游戏事件和用户移动。

在步骤301处，可确定HRTF订阅的可用性，因为这是针对流服务确定的。基于可用性信息，生成对滤波器的请求(步骤302)。在该示例中，对滤波器的请求包括附加信息。该附加信息可以是例如游戏用户当前所处的空间的描述，使得滤波器将能够产生适合于该空间的音频。该请求可以是并且通常是根据请求应用程序而形成的，该请求应用程序在该上下文中是游戏。因此，该请求包括关于用户的信息，用于验证订阅，并且还用于检索在生成或选择所请求的滤波器时有用的身体量度。

然后将该请求发送至滤波器服务(步骤303)。滤波器服务可为用户选择更早产生的滤波器，或生成与请求具体匹配的滤波器。然后在请求设备处接收滤波器(步骤304)。然后，将滤波器进一步传输到用户正在使用的设备(步骤305)。该步骤可包括附加步骤，诸如将游戏的音频模式切换到将在用户终端处的滤波器考虑在内的特定模式。

最后，用户在用户设备处接收滤波器并开始将其应用于属于游戏的音频轨道(步骤306)。用户设备和滤波器现在以游戏服务器采用的如下方式产生音频体验：通过修改音频轨道，使得实际声音信号被修改并且因此在与无滤波器的音频轨道相比时是不同的。

上述示例侧重于使用耳机的单人或其他人没有受到干扰的空间。然而，对于其中一个或多个设备使用相同扬声器布置的一组人而言，可以使用扬声器布置来使用类似的原理。例如，在汽车中，可能对所有人播放音乐，但导航指令被过滤，使得可以在驾驶员座椅上听到音乐，但收听方式使得对音乐的收听不会对其他人造成干扰。在这种情况下，汽车是用户设备并且其通常连接到服务器，诸如汽车制造商的服务器，并且其可例如基于汽车的占用情况来请求一个或多个滤波器。

如上所述，示例性实施方案的部件可包括计算机可读介质或存储器，这些介质或存储器用于保存根据本发明的教导内容编程的指令，并用于保存本文所述的数据结构、表格、记录和/或其他数据。计算机可读介质可包括参与向处理器提供指令以供执行的任何合适的介质。常见形式的计算机可读介质可包括，例如，软盘、软性磁盘、硬盘、磁带、任何其他合适的磁性介质、CD ROM、CD±R、CD±RW、DVD、DVD-RAM、DVD±RW、DVD±R、HD DVD、HD DVD-R、HD DVD-RW、HD DVD-RAM、蓝光光盘、任何其他合适的光学介质、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EPROM、任何其他合适的存储器芯片或盒、或计算机可从其读取的任何其他合适的介质。

对于本领域技术人员显而易见的是，随着技术的进步，可以各种方式实现用于分发头部相关传递函数滤波器的布置的基本想法。用于分发头部相关传递函数滤波器的布置及其实施方案因此并不限于上述示例；相反，它们可以在权利要求的范围内变化。