阅读说明：本技术 音效输出装置、运算装置及其音效控制方法 (Sound effect output device, arithmetic device and sound effect control method thereof ) 是由 杜博仁 张嘉仁 曾凱盟 于 2018-07-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种音效输出装置、运算装置及其音效控制方法。音效控制方法包括以下步骤。接收一左声道原始信号及一右声道原始信号。转换该左声道原始信号及该右声道原始信号为一虚拟声源的一左声道虚拟信号及一右声道虚拟信号。检测该使用者的一转动角度。依据该转动角度,转换该左声道虚拟信号及该右声道虚拟信号为一左声道更新信号及一右声道更新信号。(The invention discloses sound effect output devices, arithmetic devices and a sound effect control method thereof, wherein the sound effect control method comprises the following steps of receiving left channel original signals and right channel original signals, converting the left channel original signals and the right channel original signals into left channel virtual signals and right channel virtual signals of a virtual sound source, detecting rotation angle of a user, and converting the left channel virtual signals and the right channel virtual signals into left channel update signals and right channel update signals according to the rotation angle.)

音效输出装置、运算装置及其音效控制方法

技术领域

本发明是有关于一种音效输出装置、运算装置及其音效控制方法，且特别是有关于一种双声道的音效输出装置、运算装置及其音效控制方法。

背景技术

随着互动显示技术的发展，各式互动显示装置不断推陈出新。以头戴式显示器(head-mounted display,HMD)为例，使用者戴着头戴式显示器，让虚拟实境(virtualreality,VR)的画面显示于眼前。随着使用者的移动或转动，头戴式显示器可以呈现对应的画面，让使用者感觉置身于某一虚拟场景中。

然而，在目前的应用中，画面虽可随着使用者的转动而变化，但声音信号仍保持不变，使得使用者的临场感大打折扣。

发明内容

本发明有关于一种音效输出装置、运算装置及其音效控制方法，其根据使用者的转动转换声音信号，以提升使用者的临场感。

根据本发明的第一方面，提出一种音效控制方法。音效控制方法包括以下步骤。接收一左声道原始信号及一右声道原始信号。转换该左声道原始信号及该右声道原始信号为一虚拟声源的一左声道虚拟信号及一右声道虚拟信号。检测该使用者的一转动角度。依据该转动角度，转换该左声道虚拟信号及该右声道虚拟信号为一左声道更新信号及一右声道更新信号。

根据本发明的第二方面，提出一种音效输出装置。音效输出装置包括一接收单元、一第一转换单元、一检测单元、一第二转换单元、一左声道输出单元及一右声道输出单元。该接收单元用以接收一左声道原始信号及一右声道原始信号。该第一转换单元用以转换该左声道原始信号及该右声道原始信号为一虚拟声源的一左声道虚拟信号及一右声道虚拟信号。该检测单元用以检测该使用者的一转动角度。该第二转换单元用以依据该转动角度，转换该左声道虚拟信号及该右声道虚拟信号为一左声道更新信号及一右声道更新信号。该左声道输出单元用以输出该左声道更新信号。该右声道输出单元用以输出该右声道更新信号。

根据本发明的第三方面，提出一种运算装置。该运算装置连接于一音效输出装置。该运算装置包括一接收单元、一第一转换单元、一检测单元及一第二转换单元。该接收单元用以接收一左声道原始信号及一右声道原始信号。该第一转换单元用以转换该左声道原始信号及该右声道原始信号为一虚拟声源的一左声道虚拟信号及一右声道虚拟信号。该检测单元用以检测该使用者的一转动角度。该第二转换单元用以依据该转动角度，转换该左声道虚拟信号及该右声道虚拟信号为一左声道更新信号及一右声道更新信号，该左声道更新信号及该右声道更新信号传送至该音效输出装置。

为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附图式详细说明如下。

附图说明

图1绘示根据一实施的一音效输出装置、一头戴式显示器及一运算装置的示意图。

图2绘示音效输出装置的方块图。

图3绘示根据一实施例的音效控制方法的流程图。

图4绘示虚拟声源的示意图。

图5说明使用者的转动情况。

图6绘示根据另一实施的一音效输出装置、一头戴式显示器及一运算装置的示意图。

其中，附图标记：

100、100’：音效输出装置

110：接收单元

120：第一转换单元

121：虚拟位置计算器

122：函数计算器

123：虚拟信号计算器

130：检测单元

140：第二转换单元

141：更新位置计算器

142：更新信号计算器

150：左声道输出单元

160：右声道输出单元

200、200’：头戴式显示器

300、300’：运算装置

eL：左声道原始信号

eR：右声道原始信号

H0、H1、H2、H3：特性函数

S：虚拟声源

S110、S120、S121、S122、S123、S130、S140、S141、S142：步骤

S1：第一虚拟喇叭

S2：第二虚拟喇叭

SL：左声道虚拟信号

SR：右声道虚拟信号

V2：显示内容

ZL：左声道更新信号

ZR：右声道更新信号

θ：转动角度

θL：第一相对角度

θR：第二相对角度

θL’：第一相对更新角度

θR’：第二相对更新角度

具体实施方式

请参照图1，其绘示根据一实施的一音效输出装置100、一头戴式显示器200及一运算装置300的示意图。音效输出装置100可以搭配头戴式显示器200让使用者进行虚拟实境(virtual reality,VR)游戏、或参观虚拟商店。头戴式显示器200的显示内容V2及音效输出装置100的一左声道原始信号eL及一右声道原始信号eR由运算装置300提供。随着使用者的转动，显示内容V2会随之变化。在本实施例中，依据使用者的转动，原始的左声道原始信号eL及右声道原始信号eR可转换为一左声道更新信号ZL及一右声道更新信号ZR，以提升使用者的临场感。

请参照图2，其绘示音效输出装置100的方块图。音效输出装置100包括一接收单元110、一第一转换单元120、一检测单元130、一第二转换单元140、一左声道输出单元150及一右声道输出单元160。接收单元110用以接收信号，例如是一无线通讯模块、或一有线网络模块。第一转换单元120及第二转换单元140例如是一电路、一晶片、一电路板或储存数组程序码的储存装置。检测单元130用以检测使用者的转动，例如是一陀螺仪、一加速度计或一红外线检测器。左声道输出单元150及右声道输出单元160例如是一耳机。以下更搭配依流程图详细说明各项元件的运作。

请参照图3，其绘示根据一实施例的音效控制方法的流程图。在步骤S110中，接收单元110接收左声道原始信号eL及右声道原始信号eR。左声道原始信号eL及右声道原始信号eR传统上会直接分别传送至左声道输出单元150及右声道输出单元160进行输出。但在本实施例中，通过第一转换单元120及第二转换单元140将左声道原始信号eL及右声道原始信号eR转换为左声道更新信号ZL及右声道更新信号ZR，以提升使用者的临场感。

在步骤S120中，第一转换单元120转换左声道原始信号eL及右声道原始信号eR为一虚拟声源S的一左声道虚拟信号SL及一右声道虚拟信号SR。请参照图4，其绘示虚拟声源S的示意图。若已知虚拟声源S发出的左声道虚拟信号SL及右声道虚拟信号SR，经过头部相关传输函数(Head Related Transfer Functions,HRTF)技术的计算可以推得左声道原始信号eL及右声道原始信号eR。本实施例在未知虚拟声源S的情况下，步骤S120所进行的动作即是利用左声道原始信号eL及右声道原始信号eR反推出左声道虚拟信号SL及右声道虚拟信号SR。

更详细来说，步骤S120包括步骤S121～S123。在步骤S121中，第一转换单元120的一虚拟位置计算器121获得虚拟声源S相对于使用者的虚拟声源位置。虚拟声源S包括一第一虚拟喇叭S1及一第二虚拟喇叭S2。虚拟声源位置包括第一虚拟喇叭S1相对于使用者的一第一相对角度θL及第二虚拟喇叭S2相对于使用者的一第二相对角度θR。

在步骤S122中，第一转换单元120的一函数计算器121依据虚拟声源位置(即第一相对角度θL及第二相对角度θR)，获得虚拟声源S对应于一左耳及一右耳的特性函数H0、H1、H2、H3。

在步骤S123中，第一转换单元120的一虚拟信号计算器123依据左声道原始信号eL、右声道原始信号eR、特性函数H0、H1、H2、H3，获得左声道虚拟信号SL及右声道虚拟信号SR。举例来说，虚拟信号计算器123例如是依据下式(1)反推出左声道虚拟信号SL及右声道虚拟信号SR。

接着，在步骤S130中，检测单元130检测使用者的一转动角度θ。在本实施例中，检测单元130所检测的转动角度θ包含方向值，例如以逆时针转动作为正方向。请参照图5，其说明使用者的转动情况。图5的使用者逆时针转动了90度，检测单元130可检测出转动角度θ为+90度。

然后，在步骤S140中，第二转换单元140依据转动角度θ，转换左声道虚拟信号SL、右声道虚拟信号SR为左声道更新信号ZL及右声道更新信号ZR。本实施例在未知虚拟声源S的情况下，利用所推得的左声道虚拟信号SL及右声道虚拟信号SR，再推出根据使用者的转动推出右声道虚拟信号SR为左声道更新信号ZL及右声道更新信号ZR。

更详细来说，步骤S140包括步骤S141～S142。在步骤S141中，第二转换单元140的一更新位置计算器141依据转动角度θ，获得虚拟声源S相对使用者的一虚拟声源更新位置。虚拟声源更新位置包括第一虚拟喇叭S1相对于使用者的一第一相对更新角度θL’及第二虚拟喇叭S2相对于使用者的一第二相对更新角度θR’。举例来说，更新位置计算器141例如是依据下式(2)、(3)获得第一相对更新角度θL’及第二相对更新角度θR’。

θL'＝θL-θ……………………………………….(2)

θR'＝θR-θ……………………………………….(3)

在步骤S142中，第二转换单元140的一更新信号计算器142依据左声道虚拟信号SL、右声道虚拟信号SR及虚拟声源更新位置(即第一相对更新角度θL’及第二相对更新角度θR’)，获得左声道更新信号ZL及右声道更新信号ZR。

然后，在步骤S150中，左声道输出单元150输出左声道更新信号ZL。在步骤S160中，右声道输出单元160输出右声道更新信号ZR。

如此一来，依据使用者的转动，原始的左声道原始信号eL及右声道原始信号eR可转换为左声道更新信号ZL及右声道更新信号ZR，以提升使用者的临场感。

值得说明的是，本实施例并非仅仅是如何进行信号转换，而是通过上述步骤及元件的实施，让一般的声音信号能够被拦截，而转换成对应于使用者转动的声音信号。

尤其是，本实施例所要解决的问题之一是如何在于未知虚拟声源的情况下，还能够转换出对应于使用者转动的声音信号。根据上述的说明，本实施例提出一种特定的反推技术，来获得虚拟声源，进而能够转换出对应于使用者转动的声音信号。

请参照图6，其绘示根据另一实施的一音效输出装置100’、一头戴式显示器200’及一运算装置300’的示意图。在此实例中，上述的接收单元110、第一转换单元120及第二转换单元140可以设置于运算装置300’中。经由运算装置300’的运算将左声道原始信号eL及右声道原始信号eR转换为左声道更新信号ZL及右声道更新信号ZR后，再输出左声道更新信号ZL及右声道更新信号ZR至音效输出装置100’。

在此实施例中，当上述的检测单元130设置于音效输出装置100’时，则可将转动角度θ由音效输出装置100’回传至运算装置300’，以进行运算。或者，在另一实施例中，上述的检测单元130设置于运算装置300’(例如是利用红外线感测器)时，则无须将转动角度θ传送至音效输出装置100’，可直接于运算装置300’进行运算。

综上所述，虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。