[發明專利]一種3D空間中音源聲像體的提取方法及裝置

有效

• 申請號: 201310580928.7
• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN103618986A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 江游;黃莉蘋;王恒
• 申請（專利權）人: 深圳市新一代信息技術研究院有限公司
• 主分類號: H04R27/00
• 分類號: H04R27/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 嚴彥

1.一種3D空間中音源聲像體的提取方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，確定音源聲像的空間位置，實現方式如下，

將各個聲道的信號進行時頻變換，對每個聲道進行相同的子帶劃分；以聽音者為球面坐標系原點，對位于水平角μ_i和高度角η_i的揚聲器，設矢量p_i(k,n)代表相應信號的時頻表示，

pi(k,n)=gi(k,n)cosμi·cosηisinμi·cosηisinηi]]>

其中，i是揚聲器的索引值，k為頻帶索引，n為時域幀數索引，g_i(k,n)是頻域點的強度信息；

音源聲像的水平角μ和高度角η采用以下公式計算，

tanμ(k,n)=Σi=1Ngi(k,n)·cosμi·cosηiΣi=1Ngi(k,n)·sinμi·cosηi]]>

tanη(k,n)=[Σu=1Ngi(k,n)·cosμi·cosηi]2+[Σi=1Ngi(k,n)·sinμi·cosηi]2Σi=1Ngi(k,n)·sinηi]]>

其中，N是揚聲器的總數，i的取值為1,2…N，μ(k,n)、η(k,n)即第n幀第k頻帶音源聲像的水平角μ和高度角η；

音源聲像到球面坐標系原點的距離ρ取所有揚聲器到聽音者的平均距離；

步驟2，根據步驟1所得音源聲像的空間位置（ρ，μ，η），確定音源聲像所在空間位置附近的揚聲器；

步驟3，計算步驟2所選取揚聲器在水平和垂直方向上各聲道信號的相關性，實現方式如下，

將所選揚聲器按照聲像所在位置分為左右兩部分，以音源聲像和聽音者所在的中垂面為投影平面，分別計算左右兩邊信號與該投影平面垂直的分量之和，記為P_L和P_R，計算左右兩邊信號的相關性IC_H如下，

ICH=cov(PL,PR)cov(PL,PL)·cov(PR,PR)]]>

將所選揚聲器按照聲像所在位置分為上下兩部分，以音源聲像和聽音者所在的平面為投影平面，分別計算上下兩邊信號與該投影平面垂直的分量之和，記為P_U和P_D，計算上下兩邊信號的相關性IC_V如下，

ICV=cov(PU,PD)cov(PU,PU)·cov(PD,PD)]]>

步驟4，獲得聲像體的參數集{IC_H，IC_v，Min{IC_H，IC_v}}并保存，其中Min{IC_H，IC_v}為IC_H和IC_v中的較小值。

2.一種3D空間中音源聲像體的提取裝置，其特征在于，包括以下單元：

空間位置提取單元，用于確定音源聲像的空間位置，實現方式如下，

將各個聲道的信號進行時頻變換，對每個聲道進行相同的子帶劃分；以聽音者為球面坐標系原點，對位于水平角μ_i和高度角η_i的揚聲器，設矢量p_i(k,n)代表相應信號的時頻表示，

pi(k,n)=gi(k,n)cosμi·cosηisinμi·cosηisinηi]]>

其中，i是揚聲器的索引值，k為頻帶索引，n為時域幀數索引，g_i(k,n)是頻域點的強度信息；

音源聲像的水平角μ和高度角η采用以下公式計算，

tanμ(k,n)=Σi=1Ngi(k,n)·cosμi·cosηiΣi=1Ngi(k,n)·sinμi·cosηi]]>

tanη(k,n)=[Σu=1Ngi(k,n)·cosμi·cosηi]2+[Σi=1Ngi(k,n)·sinμi·cosηi]2Σi=1Ngi(k,n)·sinηi]]>

其中，N是揚聲器的總數，i的取值為1,2…N，μ(k,n)、η(k,n)即第n幀第k頻帶音源聲像的水平角μ和高度角η；

音源聲像到球面坐標系原點的距離ρ取所有揚聲器到聽音者的平均距離；

揚聲器選取單元，用于根據空間位置提取單元所得音源聲像的空間位置（ρ，μ，η），確定音源聲像所在空間位置附近的揚聲器；

相關性提取單元，用于計算揚聲器選取單元所選取揚聲器在水平和垂直方向上各聲道信號的相關性，實現方式如下，

將所選揚聲器按照聲像所在位置分為左右兩部分，以音源聲像和聽音者所在的中垂面為投影平面，分別計算左右兩邊信號與該投影平面垂直的分量之和，記為P_L和P_R，計算左右兩邊信號的相關性IC_H如下，

ICH=cov(PL,PR)cov(PL,PL)·cov(PR,PR)]]>

將所選揚聲器按照聲像所在位置分為上下兩部分，以音源聲像和聽音者所在的平面為投影平面，分別計算上下兩邊信號與該投影平面垂直的分量之和，記為P_U和P_D，計算上下兩邊信號的相關性IC_V如下，

ICV=cov(PU,PD)cov(PU,PU)·cov(PD,PD)]]>

聲像體特性保存單元，用于獲得聲像體的參數集{IC_H，IC_v，Min{IC_H，IC_v}}并保存，其中Min{IC_H，IC_v}為IC_H和IC_v中的較小值。