[發明專利]一種面向不規則揚聲器擺放的Ambisonics匹配投影解碼方法

有效

• 申請號: 201710283323.X
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN107147975B
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 曲天書;吳璽宏;黃智超
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H04R5/04
• 分類號: H04R5/04;H04S7/00
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理事務所(普通合伙) 11200
• 代理人: 司立彬

本發明公開了一種面向不規則揚聲器擺放的Ambisonics匹配投影解碼方法。本方法為：1)根據聲源位置得到該聲源的球諧信號；根據揚聲器擺放位置得到揚聲器的球諧信號；2)將聲源的球諧信號和揚聲器的球諧信號匹配投影，得到各揚聲器的增益g。本發明解決了Ambisonics聲重放系統對揚聲器擺放位置固定的要求，重構聲場穩定。

技術領域

本發明屬于虛擬聲重放技術領域，本發明提出了一種新的Ambisonics解碼方法匹配投影法，解決了Ambisonics聲重放系統對揚聲器擺放位置固定的要求。

背景技術

3D多媒體的時代已經到來，3D音視頻系統也正迅速走向電影院，家庭影院，及手持終端設備，成為全球各大電子制造商的新焦點。環繞聲重放技術在3D音視頻系統占有重要的地位，目前主流的技術包括VBAP(Vector Base Amplitude Panning)、Ambisonics，WFS(WaveField Synthetize)。其中Ambisonics方法是1973年由牛津大學的Michael Gerzon提出的，主要是通過基于球諧函數對原始聲場的分解與重建來控制虛擬聲源的方位。

基于Ambisonics聲重放系統技術特點是編解碼分離，在編碼階段，根據虛擬聲源的方向得到各球諧基函數的投影值；在聲場重放階段，根據重發揚聲器的數量、方位和編碼環節得到的投影值，得到不同通道信號的輸出增益，把此增益輸送給對應的揚聲器重發，達到在揚聲器陣列中心位置處重建源聲場的目的。

盡管Ambisonics方法編解碼分離的方案給3D聲音錄音和重放帶來了很大的優勢，但在走向市場的道路中卻遇到困難，原因之一，Ambisonics階數確定，揚聲器數量和擺放位置不靈活。本發明提出一種應用于Ambisonics聲重放系統的解碼方法，解決揚聲器擺放相對固定的情況。

發明內容

針對現有技術中存在的技術問題，本發明的目的在于提供一種面向不規則揚聲器擺放的Ambisonics匹配投影解碼方法。

本發明的具體思想是根據聲源位置得出球諧函數分量即聲源的球諧信號，由揚聲器擺放位置得到球諧函數分量即揚聲器的球諧信號。將聲源的球諧信號和揚聲器的球諧信號相關得到各揚聲器的增益g_l。

本發明的技術方案為：

一種面向不規則揚聲器擺放的Ambisonics匹配投影解碼方法，其步驟為：

1)根據聲源位置得到該聲源的球諧信號；根據揚聲器擺放位置得到揚聲器的球諧信號；

2)將聲源的球諧信號和揚聲器的球諧信號匹配投影，得到各揚聲器的增益。

進一步的，根據各揚聲器球諧信號與聲源球諧信號的相關系數，選出最匹配的揚聲器；然后將聲源的球諧信號減去當前最匹配的揚聲器的球諧信號，解出殘差信號；然后將該殘差信號賦值給聲源的球諧信號；然后在剩余揚聲器中繼續挑選最匹配的揚聲器并求解其增益，直至所有揚聲器的增益均被匹配完畢，解碼完成。

進一步的，根據公式將聲源的球諧信號和揚聲器的球諧信號相關；其中，為聲源的球諧信號，聲源擺放位置為和振幅為s；為揚聲器的球諧信號，揚聲器擺放位置為n為求解所述球諧信號時所用Fourier-Bessel級數展開式的階數，m為求解所述球諧信號時所用Fourier-Bessel級數展開式的次數，l＝1....L，L為揚聲器個數。

進一步的，根據聲源位置得到該聲源的球諧信號的方法為：首先建立聲源傳播的振幅為s的平面波傳播到內部沒有聲源的有限空間的波動方程為其中，為聲源的球諧函數，為角波數，λ為波長，θ為所求點的水平角，為所求點的高度角，r為所求點離圓心距離，j_m(kr)為一類球貝塞爾函數；然后求解該波動方程得到聲源的球諧信號