虚拟扬声器集合确定方法和装置制造方法及图纸

本申请提供一种虚拟扬声器集合确定方法和装置。虚拟扬声器集合确定方法，包括：根据待处理的音频信号从预设的F个虚拟扬声器中确定目标虚拟扬声器，所述F个虚拟扬声器中的每个虚拟扬声器各自对应S个虚拟扬声器，F为正整数，S为大于1的正整数；从预设的虚拟扬声器分布表中获取与所述目标虚拟扬声器对应的S个虚拟扬声器各自的位置信息，所述虚拟扬声器分布表包括K个虚拟扬声器的位置信息，所述位置信息包括俯仰角索引和水平角索引，K为大于1的正整数，F≤K，F

【技术实现步骤摘要】
虚拟扬声器集合确定方法和装置


[0001]本申请涉及音频
，特别涉及虚拟扬声器集合确定方法和装置。

技术介绍

[0002]三维音频技术是通过计算机、信号处理等方式对真实世界中声音事件和三维声场信息进行获取、处理，传输和渲染回放的音频技术。三维音频技术使声音具有强烈的空间感、包围感及沉浸感，给人以“声临其境”的听觉体验。目前主流的三维音频技术是高阶立体混响(higher order ambisonics，HOA)技术，HOA技术因其在录制和编码中与回放阶段的扬声器布局无关的性质，以及HOA格式数据的可旋转特性，使得HOA技术在三维音频回放时具有更高的灵活性，因而也得到了更为广泛的关注和研究。
[0003]HOA技术可以将HOA信号转为虚拟扬声器信号再映射为双耳信号进行回放。在上述过程中，虚拟扬声器均匀分布可以达到最好的采样效果，例如将虚拟扬声器分布于正四面体的顶点上。但由于三维空间中正多面体的数量只有五种，即正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体和正二十面体，因此可以设置的虚拟扬声器的数量有限，不能适用于更多数量的虚拟扬声器的分布。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种虚拟扬声器集合确定方法和装置，以提升音频信号的回放效果。
[0005]第一方面，本申请提供一种虚拟扬声器集合确定方法，包括：根据待处理的音频信号从预设的F个虚拟扬声器中确定目标虚拟扬声器，所述F个虚拟扬声器中的每个虚拟扬声器各自对应S个虚拟扬声器，F为正整数，S为大于1的正整数；从预设的虚拟扬声器分布表中获取与所述目标虚拟扬声器对应的S个虚拟扬声器各自的位置信息，所述虚拟扬声器分布表包括K个虚拟扬声器的位置信息，所述位置信息包括俯仰角索引和水平角索引，K为大于1的正整数，F≤K，F
×
S≥K。
[0006]本申请通过预先设定虚拟扬声器分布表，使得按照该分布表部署虚拟扬声器可以获得较高的HOA重建信号的信噪比(SNR)平均值，进而在基于这种分布的情况下选取与待处理的音频信号HOA系数相关性最高的S个虚拟扬声器，可以达到最优的采样效果，进而提升音频信号的回放效果。
[0007]在一种可能的实现方式中，所述根据待处理的音频信号从预设的F个虚拟扬声器中确定目标虚拟扬声器，包括：获取所述音频信号的高阶立体混响HOA系数；获取所述F个虚拟扬声器对应的F组HOA系数，所述F个虚拟扬声器与所述F组HOA系数一一对应；将所述F组HOA系数中与所述音频信号的HOA系数相关性最大的一组HOA系数对应的虚拟扬声器确定为所述目标虚拟扬声器。
[0008]对待处理的音频信号进行编码分析，例如分析待处理的音频信号的声场分布，包括音频信号的声源个数、方向性、弥散度等特征，得到该音频信号的HOA系数，作为决定如何选择目标虚拟扬声器的判断条件之一。根据待处理的音频信号的HOA系数和候选的虚拟扬
声器(即上述F个虚拟扬声器)的HOA系数，可以选择出与待处理的音频信号匹配的虚拟扬声器，本申请中将该虚拟扬声器称作目标虚拟扬声器。可以将F个虚拟扬声器各自的HOA系数分别与音频信号的HOA系数做内积，选取内积绝对值最大的虚拟扬声器为目标虚拟扬声器。需要说明的是，还可以采用其他方法确定目标虚拟扬声器，本申请对此不做具体限定。
[0009]在一种可能的实现方式中，所述与所述目标虚拟扬声器对应的S个虚拟扬声器满足如下条件：所述S个虚拟扬声器包括所述目标虚拟扬声器，以及位于所述目标虚拟扬声器周围的S
‑
1个虚拟扬声器，所述S
‑
1个虚拟扬声器与所述目标虚拟扬声器的S
‑
1个相关性中的任意一个相关性大于所述K个虚拟扬声器中除所述S个虚拟扬声器外的其它K
‑
S个虚拟扬声器与所述目标虚拟扬声器的K
‑
S个相关性中的所有相关性。
[0010]在确定目标虚拟扬声器时，该目标虚拟扬声器是与待处理的音频信号HOA系数相关性最高的中心虚拟扬声器。而每个中心虚拟扬声器对应的S个虚拟扬声器是与该中心虚拟扬声器HOA系数相关性最高的S个虚拟扬声器，而因此与目标虚拟扬声器对应的S个虚拟扬声器也是与待处理的音频信号HOA系数相关性最高的S个虚拟扬声器。
[0011]在一种可能的实现方式中，所述K个虚拟扬声器满足如下条件：所述K个虚拟扬声器分布于预设球面上；所述预设球面包含L个纬度区域，L＞1；其中，所述L个纬度区域中第m个纬度区域包含T
m
个纬线圈，所述K个虚拟扬声器中分布于第m
i
个纬线圈上的相邻虚拟扬声器之间的水平角度差为α
m
，1≤m≤L，T
m
为正整数，1≤m
i
≤Tm；其中，当T
m
＞1时，所述第m个纬度区域中的任意两个相邻纬线圈之间的俯仰角度差为α
m
。
[0012]在一种可能的实现方式中，所述L个纬度区域中第n个纬度区域包含T
n
个纬线圈，所述K个虚拟扬声器中分布于第n
i
个纬线圈上的相邻虚拟扬声器之间的水平角度差为α
n
，1≤n≤L，T
n
为正整数，1≤n
i
≤T
n
；其中，当T
n
＞1时，所述第n个纬度区域中的任意两个相邻纬线圈之间的俯仰角度差为α
n
；其中，α
n
＝α
m
或者α
n
≠α
m
，n≠m。
[0013]在一种可能的实现方式中，所述L个纬度区域中第c个纬度区域包含T
c
个纬线圈，所述T
c
个纬线圈的其中之一为赤道纬线圈，所述K个虚拟扬声器中分布于第c
i
个纬线圈上的相邻虚拟扬声器之间的水平角度差为α
c
，1≤c≤L，T
c
为正整数，1≤c
i
≤T
c
；其中，当T
c
＞1时，所述第c个纬度区域中的任意两个相邻纬线圈之间的俯仰角度差为α
c
；其中，α
c
＜α
m
，c≠m。
[0014]在一种可能的实现方式中，所述F个虚拟扬声器满足如下条件：所述F个虚拟扬声器中分布于所述第m
i
个纬线圈上的相邻虚拟扬声器之间的水平角度差α
mi
大于α
m
。
[0015]在一种可能的实现方式中，α
mi
＝q
×
α
m
，其中，q为大于1的正整数。
[0016]在一种可能的实现方式中，所述K个虚拟扬声器中的第k个虚拟扬声器与所述目标虚拟扬声器的相关性R
fk
满足如下公式：
[0017][0018]其中，θ表示所述目标虚拟扬声器的水平角度，表示所述目标虚拟扬声器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种虚拟扬声器集合确定方法，其特征在于，包括：根据待处理的音频信号从预设的F个虚拟扬声器中确定目标虚拟扬声器，所述F个虚拟扬声器中的每个虚拟扬声器各自对应S个虚拟扬声器，F为正整数，S为大于1的正整数；从预设的虚拟扬声器分布表中，获取与所述目标虚拟扬声器对应的S个虚拟扬声器各自的位置信息，所述虚拟扬声器分布表包括K个虚拟扬声器的位置信息，所述位置信息包括俯仰角索引和水平角索引，K为大于1的正整数，F≤K，F
×
S≥K。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据待处理的音频信号从预设的F个虚拟扬声器中确定目标虚拟扬声器，包括：获取所述音频信号的高阶立体混响HOA系数；获取所述F个虚拟扬声器对应的F组HOA系数，所述F个虚拟扬声器与所述F组HOA系数一一对应；将所述F组HOA系数中与所述音频信号的HOA系数相关性最大的一组HOA系数对应的虚拟扬声器确定为所述目标虚拟扬声器。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述与所述目标虚拟扬声器对应的S个虚拟扬声器满足如下条件：所述S个虚拟扬声器包括所述目标虚拟扬声器，以及位于所述目标虚拟扬声器周围的S
‑
1个虚拟扬声器，所述S
‑
1个虚拟扬声器与所述目标虚拟扬声器的S
‑
1个相关性中的任意一个相关性大于所述K个虚拟扬声器中除所述S个虚拟扬声器外的其它K
‑
S个虚拟扬声器与所述目标虚拟扬声器的K
‑
S个相关性中的所有相关性。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的方法，其特征在于，所述K个虚拟扬声器满足如下条件：所述K个虚拟扬声器分布于预设球面上；所述预设球面包含L个纬度区域，L＞1；其中，所述L个纬度区域中第m个纬度区域包含T
m
个纬线圈，所述K个虚拟扬声器中分布于第m
i
个纬线圈上的相邻虚拟扬声器之间的水平角度差为α
m
，1≤m≤L，T
m
为正整数，1≤m
i
≤Tm；其中，当T
m
＞1时，所述第m个纬度区域中的任意两个相邻纬线圈之间的俯仰角度差为α
m
。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述L个纬度区域中第n个纬度区域包含T
n
个纬线圈，所述K个虚拟扬声器中分布于第n
i
个纬线圈上的相邻虚拟扬声器之间的水平角度差为α
n
，1≤n≤L，T
n
为正整数，1≤n
i
≤T
n
；其中，当T
n
＞1时，所述第n个纬度区域中的任意两个相邻纬线圈之间的俯仰角度差为α
n
；其中，α
n
＝α
m
或者α
n
≠α
m
，n≠m。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述L个纬度区域中第c个纬度区域包含T
c
个纬线圈，所述T
c
个纬线圈的其中之一为赤道纬线圈，所述K个虚拟扬声器中分布于第c
i
个纬线圈上的相邻虚拟扬声器之间的水平角度差为α
c
，1≤c≤L，T
c
为正整数，1≤c
i
≤T
c
；其中，当T
c
＞1时，所述第c个纬度区域中的任意两个相邻纬线圈之间的俯仰角度差为α
c
；其中，α
c
＜α
m
，c≠m。
7.根据权利要求4
‑
6中任一项所述的方法，其特征在于，所述F个虚拟扬声器满足如下条件：所述F个虚拟扬声器中分布于所述第m
i
个纬线圈上的相邻虚拟扬声器之间的水平角度差α
mi
大于α
m
。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，α
mi
＝q
×
α
m
，其中，q为大于1的正整数。9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述K个虚拟扬声器中的第k个虚拟扬声器与所述目标虚拟扬声器的相关性R
fk
满足如下公式：其中，θ表示所述目标虚拟扬声器的水平角度，表示所述目标虚拟扬声器的俯仰角度，表示所述目标虚拟扬声器的HOA系数，表示所述第k个虚拟扬声器的HOA系数。10.一种虚拟扬声器集合确定装置，其特征在于，包括：确定模块，用于根据待处理的音频信号从预设的F个虚拟扬声器中确定目标虚拟扬声器，所述F个虚拟扬声器中的每个虚拟扬声器各自对应S个虚拟扬声器，F为正整数，S为大于1的正...

【专利技术属性】
技术研发人员：高原，刘帅，王宾，王喆，曲天书，徐佳浩，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：