一种多声道音频同步录制及播出方法以及相应的系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多声道音频同步录制及播出方法及系统，特别是基于DMS动声系统的多声道录制及播出方案。每路音频信号在录制及播出两个阶段中都使用相同的系统参考时钟，通过比较录制与播出环节音频采样数据的时间信息，完成对多声道音频数据的同步处理。在对多声道音源进行录制时，保证各个音轨同时开始/停止记录音频信号，每路音轨存储对应于同一时间基准，由此所获得的多路音频数据具有相同的时间长度，便于进行各种后期处理；播出时，将所记录的各个音频数据送入扬声器，保证每个扬声器按照同一时间基准播放输入的信号，并且在整个播放过程中各个音轨随时处于同步状态。

【技术实现步骤摘要】
一种多声道音频同步录制及播出方法以及相应的系统
本专利技术提出一种多声道音频数据同步录制方法及对应的播出方法以及相应的系统，尤其是基于DMS的多声道音频同步录制方法及播出方法及相应的系统。主要涉及音频信号处理、数字信号处理领域。
技术介绍
多声道声场系统，经历了从单声道到双声道到五声道的发展历程。目前人们所使用的各种声场技术规范非常多，最常见环绕声格式有Dolby(杜比)、HTX、DTS、SACD和DVDAudio。其中，SACD与DVDAudio都是高解析度的唱片格式，电影并不使用这两种格式，电影的环绕格式主要采用DTSES6.1与DolbyDigitalEX6.1。从解码声道的数量来说，DolbyProLogic为4声道，DolbyDigital、DTSDigitalSurround、DolbySurroundProLogicII(杜比定向逻辑II)等为5.1声道，DolbyDigitalSurroundEX、DTSES、THXSurroundEX等为6.1声道，DVDAudio与SACD为5.1声道。以杜比系统为代表的5声道环绕声场系统，由于需要把大量的声场信息压缩混合，导致各种音源信息失真，声场相位失真，声源交调干扰，动态范围压缩，在向更先进的多声道声场系统的发展上遇到了前所未有的技术复杂度和理论挑战。Berkhout于1988和1997年分别提出波场综合(WaveFieldSynthesis，WFS)技术和波场分析(WaveFieldAnalysis，WFA)理论。此后，研究人员围绕这一理论展开了利用麦克风阵进行声场分析和声场记录的研究，Henderson、Shen等学者对扬声器阵列进行声场还原效果进行了研亢。以上的研究，都是基于惠更斯原理(Huygens’Principle)对声场进行分解和综合，导致了系统极为复杂，技术与工程上都不大可行，至今难以推广。中国专利公开号为CNl01527874A公开了一种DMS(DynamicMatrixSound)动声技术，DMS动声技术所创造的动态三维立体声音效果是多声道环绕声领域的最新突破。DMS提出一个基于有限音源多声道的系统用来完美重现音乐会现场声场。在录音时，需要记录的是音源而不是声场，利用适合的相控麦克风阵列，通过控制麦克风阵列的成形波束，记录每个音源(一个或一组乐器，比如小提琴声部)的声音信号，每个音源作为一路音轨单独存储。重放时，因为所用的音源信号就是音乐厅演奏时的音源信号，只要通过对音乐厅和重现环境声场的时间和空间特性准确分析，利用扬声器阵列精确的人工合成重现所需要的各种反射声音信号和混响，就能在一个新的环境中完全重现音乐厅的听音感受。同步问题对于多声道录制及播出两个阶段来讲至关重要，DMS动声系统也不例外。录制时，如果不同的音轨没有同时开始/停止记录音频信号，存储时也没有基于同一时间基准；将所记录的各个音频数据送入扬声器进行播出时，每个扬声器没有按照同一时间基准播放输入的信号，并且在整个播放过程中各个音轨无法随时处于同步状态的话，还音效果就会因为不同音轨之间播放时间、播放速度的差异而大打折扣。另外，节目录制和播出时存在暂停、节目调换、节目跳转、音量调整等问题，为保证这些控制操作及时有效，控制器的同步处理延时不能太长，否则会产生明显的控制延后感，不利于现场实时控制。
技术实现思路
为了克服上述不足，本专利技术提出一种基于音源的多声道录制及播出方案，特别是基于DMS动声系统的多声道录制及播出方案。本专利技术将多声道音频信号同步处理流程分为录制和播出两个阶段，每路音频信号在两个阶段中都使用相同的系统参考时钟，通过比较录制与播出环节音频采样数据的时间信息，完成对多声道音频数据的同步处理。在对多声道音源进行录制时，我们保证了各个音轨同时开始/停止记录音频信号，每路音轨存储对应于同一时间基准，由此所获得的多路音频数据具有相同的时间长度，便于进行各种后期处理；播出时，将所记录的各个音频数据送入扬声器，保证每个扬声器按照同一时间基准播放输入的信号，并且在整个播放过程中各个音轨随时处于同步状态。根据本专利技术的一个方面，提供了一种多声道音频同步录制方法，其中对多路音源信号进行记录时使用同步时钟进行控制。根据本专利技术的一个方面，提供了一种多声道音频同步录制方法，其中同步时钟控制采用主从方式，多声道同步录制主控制器产生并发送同步基准信号和同步时钟信号，通过系统参考时钟分配单元分配至多个多声道同步录制从控制器；多声道同步录制主控制器、多个多声道同步录制从控制器音频处理主频锁定相同的同步时钟信号，通过同步基准信号对音频流的延时进行调整，形成统一的时间信息码流，为每个声道的每一帧音频数据标记时间信息标识；每个多声道同步录制从控制器作为一个音频采集处理矩阵，对采集到的每一组音频样点附加上当前时刻的时间信息，由该多声道同步录制从控制器录制的多路音频数据以采样点为单位封装，每路音频数据携带各自声道对应的声道标识；将封装后的多路音频数据打上相应时刻的时间信息，整体形成每个从控制器输出的音频数据包，将从控制器输出的音频数据包通过网络传输至服务器；解析所有接收到的包，在服务器的缓存区比较各采样点的时间信息，按时间信息的大小对音频数据排序，根据各个音频数据的声道标识，将相同声道对应的音频数据按照时间信息的大小顺序存储。根据本专利技术的一个方面，提供了一种多声道音频同步播出方法，其中对多路音源信号进行再现播出时使用同步时钟进行控制。根据本专利技术的一个方面，提供了一种多声道音频同步播出方法，其中同步时钟控制采用主从方式，多声道同步播出主控制器产生并发送同步基准信号和同步时钟信号，通过系统参考时钟分配单元分配至多声道同步播出从控制器；多声道同步播出主控制器、多声道同步播出从控制器音频处理主频锁定相同的同步时钟信号，通过同步基准信号对音频流的延时进行调整，形成统一的时间信息码流；播出从控制器解析通过网络传输的音频数据包，恢复出音频数据、控制信息及时间信息，该时间信息为同步录制端的时间信息标识t1，也即每一个音频采样点的计数值；多声道同步播出从控制器按照同步录制的时间信息标识t1顺序输出音频数据。根据本专利技术的一个方面，提供了一种多声道音频同步播出方法，其中多声道音频数据播出时，播出从控制器的时钟同时开始计数，当将要播出的音频采样点到达时，该时钟的计数值记为t2，把不同播出从控制器的音频播出时间延时即t2一t1，记为Δt；当需要多个从控制器的输出声道进行播出时，将Δt与各播出从控制器设定的延时缺省值进行比较，进而对各播出从控制器进行延时调整，使得所有播出从控制器都遵循同一个延时缺省值，实现各控制器音频的同步播出。根据本专利技术的一个方面，提供了一种多声道音频同步录制系统，其中包括多组音源收集装置，每组包括多个音源收集装置，一个音源收集装置分别对应于一个音源，并分别收集相对应的一路音频信号；一多声道同步录制主控制器，产生并发送同步时钟信号及同步基准信号；一系统参考时钟分配单元，接收多声道同步录制主控制器产生的同步时钟信号及同步基准信号，分配至多个多声道同步录制从控制器；多个多声道同步录制从控制器，其中一个多声道同步录制从控制器控制一组音源收集装置，根据系统参考时钟分配单元分配的同步时钟信号及同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多声道音频同步录制方法，其特征在于，对多路音源信号进行记录时使用同步时钟进行控制。

【技术特征摘要】
2013.07.18 CN 201310301532.41.一种多声道音频同步录制方法，其特征在于，对多路音源信号进行记录时使用同步时钟进行控制；其中，同步时钟控制采用主从方式，多声道同步录制主控制器产生并发送同步基准信号和同步时钟信号，通过系统参考时钟分配单元分配至多个多声道同步录制从控制器；多声道同步录制主控制器、多个多声道同步录制从控制器音频处理主频锁定相同的同步时钟信号，通过同步基准信号对音频流的延时进行调整，形成统一的时间信息码流，为每个声道的每一帧音频数据标记时间信息标识；每个多声道同步录制从控制器作为一个音频采集处理矩阵，对采集到的每一组音频样点附加上当前时刻的时间信息，由该多声道同步录制从控制器录制的多路音频数据以采样点为单位封装，每路音频数据携带各自声道对应的声道标识；将封装后的多路音频数据打上相应时刻的时间信息，整体形成每个从控制器输出的音频数据包，将从控制器输出的音频数据包通过网络传输至服务器；解析所有接收到的包，在服务器的缓存区比较各采样点的时间信息，按时间信息的大小对音频数据排序，根据各个音频数据的声道标识，将相同声道对应的音频数据按照时间信息的大小顺序存储。2.一种多声道音频同步播出方法，其特征在于，对多路音源信号进行再现播出时使用同步时钟进行控制；其中，同步时钟控制采用主从方式，多声道同步播出主控制器产生并发送同步基准信号和同步时钟信号，通过系统参考时钟分配单元分配至多声道同步播出从控制器；多声道同步播出主控制器、多声道同步播出从控制器音频处理主频锁定相同的同步时钟信号，通过同步基准信号对音频流的延时进行调整，形成统一的时间信息码流；播出从控制器解析通过网络传输的音频数据包，恢复出音频数据、控制信息及时间信息，该时间信息为同步录制端的时间信息标识t1，也即每一个音频采样点的计数值；多声道同步播出从控制器按照同步录制的时间信息标识t1顺序输出音频数据。3.如权利要求2所述的多声道音频同步播出方法，其特征在于，多声道音频数据播出时，播出从控制器的时钟同时开始计数，当将要播出的音频采样点到达时，该时钟的计数值记为t2，把不同播出从控制器的音频播出时间延时即t2-t1，记为Δt；当需要多个从控制器的输出声道进行播出时，将Δt与各播出从控制器设定的延时缺省值进行比较，进而对各播出从控制器进行延时调整，使得所有播出从控制器都遵循同一个延时缺省值，实现各控制器音频的同步播出。4.一种多声道音频同步录制系统，对多个音源产生的音频信号进行同步记录，其特征在于，包括：多组音源收集装置，每组包括多个音源收集装置，一个音源收集装置分别对应于一个音源，并分别收集相对应的一路音频信号；一多声道同步录制主控制器，产生并发送同...

【专利技术属性】
技术研发人员：马赛，胥文彬，张勤，
申请(专利权)人：中国传媒大学，
类型：发明
国别省市：北京;11