确定用于球面谐波系数的渲染器制造技术

一般来说，本发明专利技术描述用于确定用于渲染球面谐波系数的渲染器以产生一或多个扬声器信号的技术。一种包括一或多个处理器的装置可执行所述技术。所述一或多个处理器可经配置以确定用于表示声场的球面谐波系数的播放的一或多个扬声器的本地扬声器几何学，及配置所述装置以基于所述本地扬声器几何学进行操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】确定用于球面谐波系数的渲染器的方法和装置本申请案主张2013年5月31日申请的美国临时申请案第61/829,832号及2013年2月7日申请的美国临时申请案第61/762,302号的权利。
本专利技术涉及音频渲染，且更具体地说，涉及球面谐波系数的渲染。
技术介绍
高阶立体混响(HOA)信号(常常由多个球面谐波系数(SHC)或其它分层元素表示)为声场的三维表示。此HOA或SHC表示可以独立于用以播放从此SHC信号渲染的多信道音频信号的本地扬声器几何学的方式表示此声场。此SHC信号也可促进向后兼容性，这是因为可致使此SHC信号为众所周知且高度采用的多信道格式，诸如，5.1音频信道格式或7.1音频信道格式。SHC表示因此实现也适应向后兼容性的声场的较好表示。
技术实现思路
一般而言，描述用于确定适合特定本地扬声器几何学的音频渲染器的技术。虽然SHC可适应众所周知的多信道扬声器格式，但通常，终端用户并不按这些多信道格式所需要的方式恰当地放置或定位扬声器，从而引起不规则扬声器几何学。本专利技术中描述的技术可确定本地扬声器几何学，且接着基于此本地扬声器几何学确定用于渲染SHC信号的渲染器。渲染装置可从许多不同渲染器之中选择(例如)单声道渲染器、立体声渲染器、仅水平渲染器或三维渲染器，且基于本地扬声器几何学产生此渲染器。与经设计以用于规则扬声器几何学的规则渲染器相比，此渲染器可考量不规则扬声器几何学，且由此促进声场的较好重现，而不管不规则扬声器几何学如何。此外，所述技术可给予均匀的扬声器几何学(其可被称作虚拟扬声器几何学)，以便维持可逆性且恢复SHC。所述技术可接着执行各种操作以将这些虚拟扬声器投影到不同水平平面(其可在与虚拟扬声器原先所处的水平平面不同的高度)。所述技术可使装置能够产生将这些所投影的虚拟扬声器映射到按不规则扬声器几何学布置的不同物理扬声器的渲染器。以此方式投影这些虚拟扬声器可促进声场的较好重现。在一个实例中，一种方法包括确定用于表示声场的球面谐波系数的播放的一或多个扬声器的本地扬声器几何学，及基于所述本地扬声器几何学确定二维或三维渲染器。在另一实例中，一种装置包括一或多个处理器，其经配置以确定用于表示声场的球面谐波系数的播放的一或多个扬声器的本地扬声器几何学，及配置所述装置以基于所述所确定的本地扬声器几何学进行操作。在另一实例中，一种装置包括用于确定用于表示声场的球面谐波系数的播放的一或多个扬声器的本地扬声器几何学的装置，及用于基于所述本地扬声器几何学确定二维或三维渲染器的装置。在另一实例中，一种非暂时性计算机可读存储媒体具有存储于其上的指令，所述指令在执行时致使一或多个处理器确定用于表示声场的球面谐波系数的播放的一或多个扬声器的本地扬声器几何学，及基于所述本地扬声器几何学确定二维或三维渲染器。在另一实例中，一种方法包括确定多个物理扬声器中的一者与按一几何学布置的多个虚拟扬声器中的一者之间的位置差，及基于所述所确定的位置差且在将所述多个虚拟扬声器映射到所述多个物理扬声器之前调整所述多个虚拟扬声器中的所述一者在所述几何学内的位置。在另一实例中，一种装置包括一或多个处理器，其经配置以确定多个物理扬声器中的一者与按一几何学布置的多个虚拟扬声器中的一者之间的位置差，及基于所述所确定的位置差且在将所述多个虚拟扬声器映射到所述多个物理扬声器之前调整所述多个虚拟扬声器中的所述一者在所述几何学内的位置。在另一实例中，一种装置包括用于确定多个物理扬声器中的一者与按一几何学布置的多个虚拟扬声器中的一者之间的位置差的装置，及用于基于所述所确定的位置差且在将所述多个虚拟扬声器映射到所述多个物理扬声器之前调整所述多个虚拟扬声器中的所述一者在所述几何学内的位置的装置。在另一实例中，一种非暂时性计算机可读存储媒体具有存储于其上的指令，所述指令在执行时致使一或多个处理器确定多个物理扬声器中的一者与按一几何学布置的多个虚拟扬声器中的一者之间的位置差，及基于所述所确定的位置差且在将所述多个虚拟扬声器映射到所述多个物理扬声器之前调整所述多个虚拟扬声器中的所述一者在所述几何学内的位置。在附图及以下描述中阐明所述技术的一或多个方面的细节。从描述及图式且从权利要求书，所述技术的其它特征、目标及优势将显而易见。附图说明图1及2为说明各种阶及子阶的球面谐波基函数的图解。图3为说明可实施本专利技术中描述的技术的各种方面的系统的图解。图4为说明可实施本专利技术中描述的技术的各种方面的系统的图解。图5为说明在执行本专利技术中描述的技术的各种方面时的在图4的实例中展示的渲染器确定单元的示范性操作的流程图。图6为说明在图4的实例中展示的立体声渲染器产生单元的示范性操作的流程图。图7为说明在图4的实例中展示的水平渲染器产生单元的示范性操作的流程图。图8A及8B为说明在图4的实例中展示的3D渲染器产生单元的示范性操作的流程图。图9为说明在当确定不规则3D渲染器时执行下部半球处理及上部半球处理时的在图4的实例中展示的3D渲染器产生单元的示范性操作的流程图。图10为说明展示可根据本专利技术中阐明的技术产生立体声渲染器的方式的在单元空间中的曲线图299的图解。图11为说明展示可根据本专利技术中阐明的技术产生不规则水平渲染器的方式的在单元空间中的曲线图304的图解。图12A及12B为说明展示可根据本专利技术中阐明的技术产生不规则3D渲染器的方式的曲线图306A及306B的图解。图13A到13D说明根据本专利技术中描述的技术的各种方面形成的位流。图14A及14B展示可实施本专利技术中描述的技术的各种方面的3D渲染器确定单元。图15A及15B展示22.2扬声器几何学。图16A及16B各自展示根据本专利技术中描述的技术的各种方面的其上布置虚拟扬声器、由虚拟扬声器中的一或多者投影到的水平平面分段的虚拟球。图17展示根据本专利技术中描述的技术的各种方面的可应用于元素的分层集合的开窗函数。具体实施方式当今，环绕声的演进已使用于娱乐的许多输出格式可用。这些环绕声格式的实例包含流行的5.1格式(其包含以下六个信道：左前(FL)、右前(FR)、中心或中前、左后或左环绕、右后或右环绕及低频效果(LFE))、发展中的7.1格式及即将到来的22.2格式(例如，用于供超高清晰度电视标准使用)。另外实例包含用于球面谐波阵列的格式。到未来MPEG编码器(其可大体上响应于日期为2013年1月的名为“CallforProposalsfor3DAudio”且在瑞士日内瓦的大会上发布的ISO/IECJTC1/SC29/WG11/N13411文档而开发)的输入任选地为三个可能格式中的一者：(i)传统的基于信道的音频，其意指经由在预先指定位置处的扬声器播放；(ii)基于对象的音频，其涉及用于具有含有其位置坐标(在其它信息之中)的关联元数据的单一音频对象的离散脉码调制(PCM)数据；及(iii)基于场景的音频，其涉及使用球面谐波基函数的系数(也叫作“球面谐波系数”或SHC)表示声场。市场上存在各种“环绕声”格式。其范围是(例如)从5.1家庭剧院系统(就侵入起居室而言，除了立体声外，其已为最成功的)到由NHK(NipponHosoKyokai或JapanBroadcastingCorporation(日本广播公司))开发的22.2系统。内容创建者(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包括：确定用于表示声场的球面谐波系数的播放的一或多个扬声器的本地扬声器几何学；及基于所述本地扬声器几何学确定二维或三维渲染器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.02.07 US 61/762,302;2013.05.31 US 61/829,832;1.一种确定用于球面谐波系数的渲染器的方法，其包括：基于用于表示声场的球面谐波系数的播放的一或多个扬声器的本地扬声器几何学信息确定本地扬声器几何学类别；基于所确定的本地扬声器几何学类别选择二维或三维渲染器产生过程中的一者；基于所述本地扬声器几何学信息选择所述二维或三维渲染器产生过程中的选定一者的规则、几乎规则或不规则版本中的一者；及根据所述规则、几乎规则或不规则二维或三维渲染器产生过程中的所述选定一者产生渲染器。2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括使用所产生的渲染器渲染所述球面谐波系数以产生多信道音频数据。3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括当所确定的本地扬声器几何学类别与立体声扬声器几何学一致时选择二维立体声渲染器。4.根据权利要求1所述的方法，其中选择所述二维或三维渲染器产生过程包括当所确定的本地扬声器几何学类别与具有两个以上扬声器的水平多信道扬声器几何学一致时选择水平二维多信道渲染器产生过程。5.根据权利要求4所述的方法，其中选择所述二维或三维渲染器产生过程的所述规则、几乎规则或不规则版本中的一者包括当所述本地扬声器几何学信息指示不规则扬声器几何学时选择所述水平二维多信道渲染器产生过程的所述不规则版本。6.根据权利要求4所述的方法，其中选择所述二维或三维渲染器产生过程的所述规则、几乎规则或不规则版本中的一者包括当所述本地扬声器类别信息指示规则扬声器几何学时选择所述水平二维多信道渲染器产生过程的所述规则版本。7.根据权利要求1所述的方法，其中选择所述二维或三维渲染器产生过程包括当所确定的本地扬声器几何学类别与在一个以上水平平面上具有两个以上扬声器的三维多信道扬声器几何学一致时选择三维多信道渲染器产生过程。8.根据权利要求7所述的方法，其中选择所述二维或三维渲染器产生过程的所述规则、几乎规则或不规则版本中的一者包括当所述本地扬声器几何学信息指示不规则扬声器几何学时选择所述三维多信道渲染器产生过程的所述不规则版本。9.根据权利要求7所述的方法，其中选择所述二维或三维渲染器产生过程的所述规则、几乎规则或不规则版本中的一者包括当所述本地扬声器几何学信息指示几乎规则扬声器几何学时选择所述三维多信道渲染器产生过程的所述几乎规则版本。10.根据权利要求7所述的方法，其中选择所述二维或三维渲染器产生过程的所述规则、几乎规则或不规则版本中的一者包括当所述本地扬声器几何学信息指示规则扬声器几何学时选择所述三维多信道渲染器产生过程的所述规则版本。11.根据权利要求1所述的方法，其中产生所述渲染器包括：确定与所述球面谐波系数相关联的球面基函数的允许阶，所述允许阶识别在给出所确定的本地扬声器几何学类别的情况下在所述球面谐波系数中的需要渲染的那些球面谐波系数；及根据所述规则、几乎规则或不规则二维或三维渲染器产生过程中的所述选定一者且基于所确定的允许阶产生所述渲染器。12.根据权利要求11所述的方法，其中产生所述渲染器包括：确定与所述球面谐波系数相关联的球面基函数的允许阶，所述允许阶识别在给出所确定的本地扬声器几何学类别的情况下在所述球面谐波系数中的需要渲染的那些球面谐波系数；及根据所述规则、几乎规则或不规则二维或三维渲染器产生过程中的所述选定一者产生所述渲染器，且使得所述二维或三维渲染器仅渲染所述球面谐波系数中的与阶小于或等于所确定的允许阶的球面基函数相关联的那些球面谐波系数。13.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述一或多个扬声器的本地扬声器几何学信息包括从收听者接收描述所述本地扬声器几何学的输入。14.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括当所述本地扬声器几何学类别与单声道扬声器几何学一致时选择单声道渲染器。15.一种确定用于球面谐波系数的渲染器的装置，其包括：一或多个处理器，其经配置以基于用于表示声场的球面谐...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·J·莫雷尔，N·G·彼得斯，D·森，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US