基于A-加权方差的几何声音传播优化方法技术

本发明专利技术公开了一套自适应的基于几何声学的声音传播仿真方法，该方法能够基于A‑加权方差指标动态调节所需的采样数，以减少冗余的运算量，提升运算效率，提高生成的声音传播仿真效果质量。该方法主要包括如下步骤：1)输入：获取需要进行传播的原始音频和虚拟场景；2)采样数估算：使用测试射线计算单个采样的A‑加权方差，并估算实际需要的采样数量；3)传播：使用上述估算的采样数进行虚拟场景的冲激响应计算；4)输出：得到人耳可听或可用于后续分析的，传播后的音频结果。本发明专利技术可以和普遍使用的各类几何声学声音传播仿真框架结合，运用在虚拟现实、建筑声学等领域中，适用于各种不同的声音传播场景、原始音频、采样方式，具有较高普适性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
基于A-加权方差的几何声音传播优化方法
本专利技术涉及计算机图形学中的仿真领域，尤其涉及一种使用基于几何声学进行虚拟环境内声音传播的方法。
技术介绍
虚拟场景的声音传播仿真，在建筑设计、虚拟现实、数字娱乐等领域都有广泛的需求。基于几何声学的声音传播仿真，由于其运算效率远高于其他方法，能够在短时间内生成高真实感的声音仿真结果，在上述领域得到大量应用。本专利技术背景的几何方法所使用的技术，主要为基于路径追踪的算法，从声源出发出射线以表示声音能量，经过场景的反射、折射、穿透后，在听众的位置被收集，得到声音传播后的结果；发出的射线数即采样数越高，声音传播的结果就越精确。然而目前还没有针对性的方法，来提升声音传播仿真的质量。在进行相应任务时，用户只能依靠个人经验和尝试来确定采样的数量，容易引起无用采样过多、无用开销过大、不同时间点上声音仿真质量上下波动等问题。因此，本专利技术通过使用A-加权方差指标，将声音传播的采样数这一参数，与最终生成的音频乃至听众的感知相联系，并在此基础上提出本专利技术的方法，以优化声音传播的质量。>
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一种基于A-加权方差的几何声音传播优化方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)获取需要进行传播的原始音频和虚拟场景；/n(2)使用测试射线计算单个采样的A-加权方差，并估算实际需要的采样数量；/n(3)使用步骤2估算的采样数来计算虚拟场景的冲激响应；/n(4)得到人耳可听或可用于后续分析的，传播后的音频结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于A-加权方差的几何声音传播优化方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)获取需要进行传播的原始音频和虚拟场景；
(2)使用测试射线计算单个采样的A-加权方差，并估算实际需要的采样数量；
(3)使用步骤2估算的采样数来计算虚拟场景的冲激响应；
(4)得到人耳可听或可用于后续分析的，传播后的音频结果。


2.根据权利要求1所述的基于A-加权方差的几何声音传播优化方法，其特征在于，所述步骤(1)包括如下子步骤：
(1.1)通过演奏设备、录音设备、计算机合成等方式，采集输入音频F；
(1.2)通过三维扫描、计算机建模等方式，构建虚拟场景M；
(1.3)在虚拟场景M中，根据用户需要指定声源位置S，和听众位置L。
(1.4)给定基于几何的路径追踪方法P，它可以是前向、后向或双向路径追踪方法。


3.根据权利要求1所述的基于A-加权方差的几何声音传播优化方法，其特征在于，所述步骤(2)包括如下子步骤：
(2.1)指定测试射线的采样数量Nt，该数量远小于实际进行仿真所需的采样数量。在声源S和听众L之间，使用路径追踪方法生成Nt条独立的射线，并以每条射线为单位，使用方法P生成对应的冲激响应IR1,IR2,……,IRNt。
(2.2)对步骤(2.1)中的IR进行傅里叶...

【专利技术属性】
技术研发人员：任重，周昆，周洪杨，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33