[發明專利]用于音頻信號呈現的方法和裝置

有效

• 申請號: 201810453098.4
• 申請日: 2014-10-20
• 公開（公告）號: CN108632736B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: F.基勒;J.貝姆
• 申請（專利權）人: 杜比國際公司
• 主分類號: H04S3/02
• 分類號: H04S3/02
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 宿小猛

本公開涉及用于音頻信號呈現的方法和裝置。對于解碼，需要特定于給定的揚聲器設置并且使用已知的揚聲器位置生成的解碼矩陣。針對已知位置處的L個揚聲器對聲場格式的經編碼的音頻信號進行解碼的改進方法包括以下步驟：將至少一個虛擬揚聲器的位置添加(10)到L個揚聲器的位置；生成(11)3D解碼矩陣(D’)，其中使用L個揚聲器的位置(公式I)和至少一個虛擬位置(公式II)；對3D解碼矩陣(D’)進行向下混合(12)；以及使用規?？s減的3D解碼矩陣(公式III)對經編碼的音頻信號(i14)進行解碼(14)。結果，獲得多個經解碼的揚聲器信號(q14)。

本申請是申請號為201480056122.0、申請日為2014年10月20日、發 明名稱為“使用2D設置對高保真度立體聲響復制音頻聲場表示進行解碼以 便音頻回放的方法和裝置”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及對音頻聲場表示進行解碼，特別是對經高保真度立體聲響復 制(Ambisonics)格式化的音頻表示，進行解碼以便使用2D或近2D設置進 行音頻回放的方法和裝置。

背景技術

準確定位是任何空間音頻再現系統的關鍵目標。這樣的再現系統非常適 用于會議系統、比賽或者受益于3D聲音的其他虛擬環境。3D中的聲音場景 能夠被合成或捕獲為自然聲場。諸如例如高保真度立體聲響復制這樣的聲場 信號攜帶所期望的聲場的表示。需要解碼處理以從聲場表示獲得個體揚聲器 信號。對經高保真度立體聲響復制格式化的信號進行解碼也被稱為“呈現”。 為了合成音頻場景，需要涉及空間揚聲器布置的平移功能(panning function) 以便獲得給定聲源的空間定位。為了記錄自然聲場，需要麥克風陣列以捕獲 空間信息。高保真度立體聲響復制方法是非常適合于實現這一點的工具?；?于聲場的球諧函數分解，經高保真度立體聲響復制格式化的信號攜帶所期望 的聲場的表示。雖然基本的高保真度立體聲響復制格式或B格式使用零階和 一階的球諧函數，但是所謂高階高保真度立體聲響復制(Higher Order Ambisonics，HOA)還使用至少二階的球諧函數。揚聲器的空間布置被稱為 揚聲器設置。對于解碼處理，需要解碼矩陣(也被稱為呈現矩陣)，其特定 于給定的揚聲器設置并且使用已知的揚聲器位置來生成。

常用的揚聲器設置是使用兩個揚聲器的立體聲設置、使用五個揚聲器的 標準環繞設置以及使用多于五個揚聲器的環繞設置的擴展。然而，這些熟知 的設置受限于二維(2D)，例如沒有再現高度信息。用于能夠再現高度信息 的已知揚聲器設置的呈現在聲音定位和著色方面具有缺點：或者空間垂直平 移以非常不均勻的響度被感知，或者揚聲器信號具有強的旁瓣，這對于偏離 中心的收聽位置特別不利。因此，在將HOA聲場描述呈現給揚聲器時，所 謂的能量保持(energy-preserving)的呈現設計是優選的。這意味著信號聲源 的呈現導致恒定能量的揚聲器信號，而與源的方向無關。換句話說，揚聲器 呈現器保持由高保真度立體聲響復制表示攜帶的輸入能量。來自發明人的國 際專利公開WO2014/012945A1[1]描述針對3D揚聲器設置具有良好的能量 保持和定位性質的HOA呈現器設計。然而，雖然該方法對覆蓋所有方向的 3D揚聲器設置工作得非常好，但是對于2D揚聲器設置(像例如5.1環繞這 樣的)，一些源方向衰減。這特別適用于沒有放置揚聲器的方向，例如來自 頂部。

在F.Zotter和M.Frank的“All-Round Ambisonic Panning and Decoding” [2]中，如果在由揚聲器建立的凸包中存在漏洞，則添加“想象的”揚聲器。 然而，對于在真實揚聲器上的回放，省略針對該想象的揚聲器所得到的信號。 這樣，來自該方向(亦即，未安置真實揚聲器的方向)的源信號仍然將衰減。 而且，那篇論文僅示出想象揚聲器的使用以便與VBAP(矢量基幅度平移) 一起使用。

發明內容

因此，仍然存在的問題是針對2D(2維)揚聲器設置設計能量保持的高 保真度立體聲響復制呈現器，其中，來自沒有放置揚聲器的方向的聲源較少 地衰減或者根本不衰減。2D揚聲器設置可以被分類為揚聲器的仰角在所定 義的小范圍內(例如，10°)使得它們接近于水平面的設置。