高阶Ambisonic音频的编解码方法及芯片技术

本发明专利技术提供一种高阶Ambisonic音频的编解码方法及芯片，其中，该芯片包括：高阶Ambisonic音频的编码芯片和高阶Ambisonic音频的解码芯片，高阶Ambisonic音频的编码芯片中包含三角函数运算器、勒让德函数运算器、积分器，对输入的音频信号进行三角函数、勒让德函数、积分操作，再进行复空间变换后得到球谐分解的输出B。高阶Ambisonic音频的解码芯片通过加法与乘法器实现高阶立体音频解码的过程。本发明专利技术芯片将球谐分解及其逆变换进行硬件实现，以加速HOA信号的编码与解码过程，并以此扩展HOA音频之使用范围，使其适用于流媒体播放等实时性要求较高的场合。

【技术实现步骤摘要】
高阶Ambisonic音频的编解码方法及芯片
本专利技术涉及高阶立体音频的编解码
，特别涉及一种高阶Ambisonic音频的编解码方法及芯片。
技术介绍
高阶立体音频技术(HigherOrderAmbisonic，HOA)是一阶立体音频技术(FirstOrderAmbisonic，FOA)的扩展，该技术通过重建空间中声场分布来拟合声场。高阶立体音频技术主要基于以下两个原理：(1)声场可以被视为多个球谐函数的叠加；(2)可以用多个球谐函数来逼近声波函数。下面阐述球谐函数分解的原理。单位球上的任意函数p(θ,λ)均可表示为以下形式：其中，anm和bnm是球谐系数，θ和λ是球坐标的角度，n和m是正则化的阶数和次数，Rnm和Snm是正则化后的球谐函数，Rnm(θ,λ)＝Pnm(cosθ)cosmλ，Snm(θ,λ)＝Pnm(cosθ)sinmλ，Pnm是完全正则化的关联勒让德函数。目前，HOA音频的编码过程即是将原始音频信号进行球谐分解得到HOA信号的过程，其解码过程为使用逆变换求得球谐波在扬声器上的驱动信号的过程。HOA本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高阶Ambisonic音频编码方法，其特征在于，包括：/n将沿λ方向均匀采样的角度和原始声波函数作为第一运算算法的输入，利用第一运算算法计算沿λ方向均匀采样的角度的三角函数结果，将所述沿λ方向均匀采样的角度的三角函数结果和原始声波函数相乘的结果进行积分，获得第一结果；/n将沿θ方向均匀采样的角度和第一结果作为第二运算算法的输入，利用第一运算算法计算沿θ方向均匀采样的角度的三角函数结果、沿θ方向均匀采样的角度的三角函数结果的勒让德函数结果，将所述沿θ方向均匀采样的角度的三角函数结果、沿θ方向均匀采样的角度的三角函数结果的勒让德函数结果、第一结果相乘的结果进行积分，获得第二结果；/n将球谐...

【技术特征摘要】
1.一种高阶Ambisonic音频编码方法，其特征在于，包括：
将沿λ方向均匀采样的角度和原始声波函数作为第一运算算法的输入，利用第一运算算法计算沿λ方向均匀采样的角度的三角函数结果，将所述沿λ方向均匀采样的角度的三角函数结果和原始声波函数相乘的结果进行积分，获得第一结果；
将沿θ方向均匀采样的角度和第一结果作为第二运算算法的输入，利用第一运算算法计算沿θ方向均匀采样的角度的三角函数结果、沿θ方向均匀采样的角度的三角函数结果的勒让德函数结果，将所述沿θ方向均匀采样的角度的三角函数结果、沿θ方向均匀采样的角度的三角函数结果的勒让德函数结果、第一结果相乘的结果进行积分，获得第二结果；
将球谐函数分解的阶数n、沿θ方向的特定角度、第二结果作为第三运算算法的输入，利用第三运算算法计算沿θ方向的特定角度的三角函数结果，利用第三运算算法计算沿θ方向的特定角度的三角函数结果的勒让德函数结果，将沿θ方向的特定角度的三角函数结果的勒让德函数结果和第二结果相乘的结果进行积分，获得第三结果；
将球谐函数分解的次数m、沿λ方向的特定角度、第三结果作为第四运算算法的输入，利用第四运算算法计算球谐函数分解的次数m和沿λ方向的特定角度的三角函数结果，将球谐函数分解的次数m和沿λ方向的特定角度的三角函数结果与第三结果相乘的结果进行积分，获得第四结果；
其中，第一运算算法、第二运算算法、第三运算算法和第四运算算法是对球谐函数进行分解后获得；第四结果映射到复空间下的系数矩阵为原始声波函数的HOA编码信号。


2.如权利要求1所述的高阶Ambisonic音频编码方法，其特征在于，所述第一运算算法中包括三角函数运算、乘法运算和加法运算；
利用第一运算算法计算沿λ方向均匀采样的角度的三角函数结果，将所述沿λ方向均匀采样的角度的三角函数结果和原始声波函数相乘的结果进行积分，获得第一结果，包括：
利用三角函数运算计算沿λ方向均匀采样的角度的正弦函数结果和余弦函数结果，利用乘法运算和加法运算将所述沿λ方向均匀采样的角度的正弦函数结果、余弦函数结果分别和原始声波函数相乘后再相加，获得第一结果。


3.如权利要求2所述的高阶Ambisonic音频编码方法，其特征在于，所述第二运算算法中包括三角函数运算、勒让德函数运算、乘法运算和加法运算；
利用第一运算算法计算沿θ方向均匀采样的角度的三角函数结果、沿θ方向均匀采样的角度的三角函数结果的勒让德函数结果，将所述沿θ方向均匀采样的角度的三角函数结果、沿θ方向均匀采样的角度的三角函数结果的勒让德函数结果、第一结果相乘的结果进行积分，获得第二结果，包括：
利用三角函数运算计算沿θ方向均匀采样的角度的正弦函数结果和余弦函数结果，利用勒让德函数运算计算沿θ方向均匀采样的角度的余弦函数结果的勒让德函数结果，利用乘法运算和加法运算将所述沿θ方向均匀采样的角度的正弦函数结果、沿θ方向均匀采样的角度的余弦函数结果的勒让德函数结果、第一结果相乘后再相加，获得第二结果。


4.如权利要求3所述的高阶Ambisonic音频编码方法，其特征在于，所述第三运算算法中包括三角函数运算、勒让德函数运算、乘法运算和加法运算；
利用第三运算算法计算沿θ方向的特定角度的三角函数结果，利用第三运算算法计算沿θ方向的特定角度的三角函数结果的勒让德函数结果，将沿θ方向的特定角度的三角函数结果的勒让德函数结果和第二结果相乘的结果进行积分，获得第三结果，包括：
利用三角函数运算计算沿θ方向的特定角度的余弦函数结果，利用勒让德函数运算计算沿θ方向的特定角度的余弦函数结果的勒让德函数结果，利用乘法运算和加法运算将沿θ方向的特定角度的余弦函数结果的勒让德函数结果、第二结果相...

【专利技术属性】
技术研发人员：马士超，姜珊珊，
申请(专利权)人：雷欧尼斯北京信息技术有限公司，北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11