[發明專利]一種多聲道系統精簡方法

有效

• 申請號: 201510214877.5
• 申請日: 2015-04-30
• 公開（公告）號: CN104936089B
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 胡瑞敏;王松;王曉晨;方博偉;李詩晴;楊乘;武庭照;張靈鯤;楊玉紅;涂衛平
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: H04R3/00
• 分類號: H04R3/00
• 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

一種多聲道系統精簡方法，設待替換揚聲器組和替換揚聲器組位于同一個球面上，球面的球心為聽音點，獲取所有揚聲器的位置信息，計算替換揚聲器組替換單個待替換的揚聲器的初始分配系數，得到替換揚聲器組的信號并刪除待替換的揚聲器，通過求和的方法得到替換揚聲器組中各個揚聲器的最終信號。傳統方法使用三個揚聲器替換一個待替換揚聲器，可以將22.2多聲道系統精簡到10聲道、8聲道系統，但是未能完全保持聽音點處重建聲音的物理性質，本發明使用替換揚聲器組中的全部揚聲器參與替換，更充分保持聽音點處聲音的物理性質，可以獲得多個揚聲器替換一個揚聲器的最優分配系數，有利于多聲道系統精簡之后重建聲場效果的提升。

技術領域

本發明屬于聲學領域，尤其涉及一種多聲道系統精簡方法。

背景技術

隨著三維電視和三維電影技術的發展，三維音頻技術成為了多媒體領域的一個研究熱點。三維平移是一種在三維聲場中使用若干揚聲器制造虛擬聲源的技術。在三維平移方法中，基于向量的幅度平移技術(vector based amplitude panning簡記為VBAP)被廣泛認可。在三維VBAP中，虛擬聲源用三個揚聲器合成，起點在聽音點，終點在虛擬聲源所在位置的單位向量可以用另外三個向量線性表示(每個向量起點在聽音點，終點在每個向量所對應揚聲器所在位置，長度為1)。三個向量表示的系數經過歸一化之后，作為權重系數使得虛擬聲源的信號分配到表示向量所對應的三個揚聲器。如果表示虛擬聲源使用的揚聲器數目多于三個，VBAP技術將整個重建揚聲器空間按三個揚聲器一組分為若干個子空間，在每個子空間中按照VBAP進行信號分配。

5.1多聲道系統曾經是非常流行的家庭影院聲音系統。但是隨著3D視頻技術的發展，對音頻技術提出了更高的要求，現在多聲道音頻研究專注于更加先進的帶有更多聲道的系統，可以為人們提供更好的沉浸感。例如，日本廣播協會實驗室的22.2多聲道系統已經被用于超高清電視轉播。這一先進的多聲道系統要求按照自己獨特的揚聲器擺放方法放置揚聲器才能產生最好的聲音效果。盡管24個揚聲器可以按照最優的方法擺放在劇院，但是在家庭應用時擺放麻煩。“下混”是多聲道系統中很好的減少揚聲器聲道的方法。從5.1下混到兩聲道立體聲或單聲道已經被ITU-R Recommendation標準化，并被用于一些電視接收器。盡管這一下混方法十分高效，但是它并不適用于任意數量的揚聲器配置。為了使得多個系統之間的下混變得可行，人們迫切需要一種新的聲場重建或轉化技術。

2011年日本廣播協會實驗室的Akio Ando提出了一種新的下混方法，此方法利用在同一球面上的三個揚聲器替換此三個揚聲器構成的球面三角形包圍的一個揚聲器(此四個揚聲器位于同一球面上，球面中心為聽音點)，保證替換前后聽音點位置處的聲壓大小和質子速度方向不變，該方法為VBAP技術提供了物理基礎理論，反復利用該方法可以逐漸把22.2多聲道系統精簡到10聲道或8聲道系統(兩個低頻聲道不作處理)，聽音效果優于傳統的下混方法。聲音的物理性質可以由聲壓和質子速度共同表示，聲壓為標量，只有大小，質子速度為向量，具有大小和方向。因此Akio Ando的方法只保證了精簡前后聲壓大小和質子速度的方向，忽略了質子速度的大小，將會給22.2多聲道系統重建帶來誤差。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種多聲道系統精簡方法。

本發明技術方案提供一種多聲道系統精簡方法，包括以下步驟，

步驟1，設替換揚聲器組和待替換揚聲器組均位于同一球面上，待替換揚聲器組包括m個揚聲器Spv1、Spv2、…、Spvm，揚聲器Spv1、Spv2、…、Spvm的原始信號均為S，替換揚聲器組包括n個揚聲器Sp1、Sp2、…、Spn，n<m，球面的球心位置為聽音點；獲得n個揚聲器Sp1、Sp2、…、Spn替換單個待替換揚聲器Spvh所分配得到的信號，h＝1，2，…，m，包括以下子步驟，

步驟101，獲得m個揚聲器Spv1、Spv2、…、Spvm分別的位置信息，n個揚聲器Sp1、Sp2、…、Spn分別的位置信息；