[發明專利]對聲場的高階立體混響表示進行壓縮和解壓縮的方法和設備

在審

• 申請號: 201910024894.0
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN109410965A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 亞歷山大·克魯格;斯文·科登;約翰內斯·伯姆
• 申請（專利權）人: 杜比國際公司
• 主分類號: G10L19/008
• 分類號: G10L19/008;H04S3/00;H04S7/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 宿小猛

本公開涉及對聲場的高階立體混響表示進行壓縮和解壓縮的方法和設備。本發明改善HOA聲場表示壓縮。針對主導聲源的存在來對HOA表示進行分析，并且估計所述主導聲源的方向。然后，HOA表示分解為多個主導定向信號和殘余分量。該殘余分量變換到離散空間域，以便在均勻采樣方向獲得總的平面波函數，所述均勻采樣方向是根據主導定向信號中預測的。最后，預測誤差變換回HOA域，并且表示殘余環境HOA分量，針對所述殘余環境HOA分量來執行階的降低，隨后是主導定向信號和殘余分量的感知編碼。

本申請是申請號為201380064856.9、申請日為2013年12月4日、發明名稱為“對聲場的高階立體混響表示進行壓縮和解壓縮的方法和設備”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及對聲場的高階立體混響表示進行壓縮和解壓縮的方法和設備。

背景技術

高階立體混響(表示為HOA)提供了表示三維立體聲的一種方式。其它的技術是波場合成(WFS)或者像22.2的基于聲道的方法。相比于基于聲道的方法，HOA表示提供了獨立于特定揚聲器配置的優點。然而，這種靈活性是以犧牲解碼過程為代價的，對于在特定揚聲器配置上的HOA表示的回放，需要解碼過程。與需要的揚聲器數量通常很大的WFS方法相比，HOA也可以被提供給只包括較少揚聲器的配置。HOA的其它優點是，在沒有針對對耳機的雙耳呈現的任何修改的情況下，也可以采用相同的表示。

HOA是基于按照截短的球面諧波(SH)展開的、復雜諧波平面波振幅的空間密度的表示。每個展開系數是角頻率的函數，所述角頻率的函數可以通過時域函數來等價表示。因此，不失一般性地，實際上可以假設完整的HOA聲場表示由O個時域函數組成，其中O表示展開系數的數量。在下文中，這些時域函數將會等同地稱為HOA系數序列。

HOA表示的空間分辨率隨著展開的最大階N的增長而提高。不幸地，展開系數O的數量隨著階N二次方地增長，具體地是O＝(N+1)²。例如，典型的使用階N＝4的HOA表示需要O＝25的HOA(展開)系數。根據上述考慮，給定期望的單聲道采樣速率f_s以及每個樣本的比特數量N_b，針對HOA表示的傳輸的總比特率由O·f_s·N_b確定。使用每個樣本N_b＝16個比特、以樣本速率f_s＝48kHz傳輸階N＝4的HOA表示將會導致19.2MBits/s的比特率，這對于許多實際應用(例如流傳輸)來說非常的高。因此，非常需要HOA表示的壓縮。

發明內容

處理HOA表示(具有N>1)的壓縮的現有方法是很少的。由E.Hellerud,I.Burnett,ASolvang and U.P.Svensson,Encoding Higher Order Ambisonics with AAC,124thAES Convention,Amsterdam,2008提出的最直接的方法是使用高級音頻編碼(AAC)執行各個HOA系數序列的直接編碼，所述高級音頻編碼(AAC)是感知編碼算法。然而，該方法固有的問題是從未聽見的信號的感知編碼。重建的回放信號經常通過HOA系數序列的加權和來獲得，并且當解壓縮的HOA表示在特定的揚聲器配置上呈現時，有很大的可能會暴露感知編碼噪音。針對感知編碼噪音暴露的主要問題是各個HOA系數序列之間的高互相關性。由于各個HOA系數序列中的編碼噪音信號經常是相互之間不相關的，因此可能會出現感知編碼噪音的有益的疊加，同時無噪音HOA系數序列在疊加處消除。其它的問題是，這些互相關性導致感知編碼器效率下降。

為了使兩種效果的程度降到最低，在EP 2469742 A2中提出了在感知編碼之前，將HOA表示變換為離散空間域中的等價表示。從形式上看，該離散空間域是在一些離散方向處采樣的、復雜諧波平面波振幅的空間密度的時域等價物。因此離散空間域由O個傳統時域信號來表示，如果揚聲器恰好位于與針對空間域變換假設的方向相同的方向，則傳統時域信號可以解釋為從采樣方向沖擊的大體平面波，并且傳統時域信號將會與揚聲器信號相對應。