一种立体声转多通道声音的虚拟环绕方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了立体声转多通道技术领域的一种立体声转多通道声音的虚拟环绕方法及系统，该方法包括以下步骤：S1：增加扬声器配置数量，根据播放空间的面积，适当增加扬声器的配置数量，通过更多的扬声器增加声道数量打造包围感、扩大频率范围实现高保真效果；S2：分析立体声音源，并将其转换为多声道模式；S3：根据区域安装对应的扬声器，将该播放空间区域分成若干个小区域，根据小区域的位置安装相对应的扬声器；S4：对空间内的每个座位进行标记并监测，获取每个区域中座位的情况，能够在三维空间有明显的环绕效果，能够根据播放空间区域中人员聚集的程度与位置开启相应的扬声器，使其聚集人群始终处于最佳听音区域，提高环绕效果。提高环绕效果。提高环绕效果。

【技术实现步骤摘要】
一种立体声转多通道声音的虚拟环绕方法及系统


[0001]本专利技术涉及立体声转多通道声音
，具体为一种立体声转多通道声音的虚拟环绕方法及系统。

技术介绍

[0002]自从数字通用磁盘(DVD)和超级音频CD的引入，多声道音频已经广泛应用在音响系统，特别是在汽车的高端音响系统。然而，它是可取的，以保持兼容性与现有的双通道立体声记录和/或广播。因此，近几十年来，双声道立体声到多声道格式的转换得到广泛的研究：
[0003]第一阶段：“单声道音频”，一般简称为“单声道”，仅使用一条音频通道记录声音，是最古老、最基础的声音重现方式。当扬声器回放音频信号时，大脑会根据左右耳接收到的信号差异来感知“宽度”，就像几何平面上的单个点一样，单声道音频只有一个声源。因此，当在立体声扬声器系统(如监听耳机或大多数扬声器对型配置)上回放单声道音频时，单声道信号会在立体声扬声器系统中呈两通道相同的状态呈现。没有信号差，也意味着听者不会产生心理声学定位，因此其声源不会表现出“宽度”。
[0004]第二阶段：大部分现代音乐都是以“双声道立体声”发行的，而且多数“数字音频工作站”的默认输出设置也是双声道立体声。但这到底是什么意思呢？顾名思义，“双声道立体声”指的是具有左右两个声道的声音。
[0005]这听起来像是与单声道没有太大区别，但这意味着采样双声道立体声的录音方式，可以让音频工程师具备，让音频充满“宽度”感的能力，也就是说，具有分别处理左右两个声道音频信息的能力，亦或创建两个不同的“面”的能力。在双声道立体声中，听者的大脑可以根据每个通道的振幅对音频进行“定位”；如果一个声音在左声道的音量大于右声道，则听者的大脑会将其“定位”在左边。双声道立体声音频技术也能支持我们测量一维空间内的音频信号，就像在测几何平面上某条直线一样。
[0006]第三阶段：“环绕立体声”(SurroundSound，以下简称“环绕声”)的协议允许音频工程师将更多的音频通道混合在一起。在标准的5.1环绕声设置中，混合六个声道，包括五个具有全带宽的声道，一个“低频效果声道/低音炮”。这些声道的信号被发送到环绕摆放于收听位置(包括收听者身后)的扬声器中。这样一来，当您看到恐怖电影中的反派蹑手蹑脚地走到主角身后时，您会仿佛真的听到自己身后走廊的地板正在吱吱作响。
[0007]如果我们将双声道立体声比作一条直线，那您可以将环绕声想象成一个正方形。双声道立体声的两条音频通道，可以让我们在立体声场的左右位置摆放声音的发声点；而环绕声的六条音频通道，则可以让我们将立体声场视为一个平面，而不是一条简单的直线：因为它相较于立体声来说拥有声音的“宽度”。尽管对于大多数音乐人来说，音乐作品环绕声版混音可能没什么必要，但环绕声在另一个音频领域中有着重大意义：电影，尤其是在安装全套专业音频设备的家庭影院环境下，环绕声可以给您带来绝佳的音视觉体验。
[0008]第四阶段：对于声音在空间位置的定位摆放效果呈现，“全景声”可以理解为上升
一个维度的环绕声，听者可以通过全景声技术，在三维立体空间内实现声音的定位，简而言之，可以想象成一个环绕在听音者的球形声场。因为单个点(单声道)没有“长度”，单条线(立体声)没有“宽度”，单个平面(环绕声)没有“高度”，而全景声则长、宽、高俱全。
[0009]全景声增加“高度”这个维度的空间音频信息，使听者可以分辨出，来自其上方或下方的声音。经典的“杜比全景声系统”就是通过在天花板上安装额外的扬声器，以实现全景声的回放需求。对于全景声音频来说，最酷的功能之一是，在没有安装全景声适配的扬声器系统进行回放时，它可以自动对音频文件进行“下行混音”的兼容处理。这意味着，在全景声条件下工作的音频工程师，根本不需要单独交付立体声格式及环绕声格式的音频文件。
[0010]现有的，虽然有较多的扬声器环绕，并不代表就能听到环绕声，如果播放声源为立体声，无论车内有多少个扬声器，人们听到的只有左声道和右声道，左前门扬声器的声音与左后门扬声器的声音是同样的，聆听者对于音源的感知局限在左右两个平面维度。
[0011]为此我们提出一种立体声转多通道声音的虚拟环绕方法及系统用于解决上述问题。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的在于提供一种立体声转多通道声音的虚拟环绕方法及系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0013]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种立体声转多通道声音的虚拟环绕方法，包括以下步骤：
[0014]S1：增加扬声器配置数量，根据播放空间的面积，适当增加扬声器的配置数量，通过更多的扬声器增加声道数量打造包围感、扩大频率范围实现高保真效果；
[0015]S2：分析立体声音源，并将其转换为多声道模式；
[0016]S3：根据区域安装对应的扬声器，将该播放空间区域分成若干个小区域，根据小区域的位置安装相对应的扬声器；
[0017]S4：对空间内的每个座位进行标记并监测，获取每个区域中座位的情况，判断人员聚集的位置并对其进行监测；
[0018]S5：根据人员聚集的位置，控制多声道声音信号对应的播放位置信息，播放位置信息用于反映扬声器所在的位置，能够根据人员聚集的区域选择相对应的扬声器，从而使得人员聚集处则为最佳听音区域。
[0019]优选的，所述立体声转换为多声道的过程如下：
[0020]S21：同时产生多个通道声音信号的转换；
[0021]S22：分别进行前后方声音信号的转换；
[0022]S23：生成后方两通道环绕声信号。
[0023]优选的，所述分别进行前后方声音信号的转换方法如下：
[0024]S221：生成前方三个通道声音信号，前方三个通道播放的声音信号用来进行声源定位，在转换过程中，提取并保存双通道立体声信号中的与声源位置相关的信息，再进行相应处理后把获取的声音信号反馈给相应的前方三个通道；并确保原来双通道立体声的声像定位效果不变，把双通道立体声转换成多通道环绕声后，保证听音者在中心位置所聆听到的声像位置基本不发生变化。
[0025]S222：生成后方两个环绕通道声音信号，提取原始双通道立体声信号中的能够体现环绕感、空间感的环境声学信息，再把提取到环境信息进行相应处理后生成两个具有很小相关性、甚至不相关的声音信号，再分别馈给后方左、右环绕通道声信号，在左、右环绕声信号的生成过程中，确保环绕声信号不会对前方三个通道信号的声像定位产生任何负影响。
[0026]S223：在多通道环绕声系统使用中间通道。
[0027]优选的，所述S223中，在立体声转换多通道环绕声时生成中间通道时，以正确的声音信号比例进行合成，确保生成的多通道声音信号在听音时不改变原始立体声声像的方向，馈给中间通道的任何声音信号均先衰减3dB，把重要的声音信号以适当的比例馈给中间通道与前方左、右通道；
[0028]优选的，所述生成中间通道过程如下：增加一个中置声道，用立体声的左、右声道相加乘以系数表示，即假设两个间隔很本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种立体声转多通道声音的虚拟环绕方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：增加扬声器配置数量，根据播放空间的面积，适当增加扬声器的配置数量，通过更多的扬声器增加声道数量打造包围感、扩大频率范围实现高保真效果；S2：分析立体声音源，并将其转换为多声道模式；S3：根据区域安装对应的扬声器，将该播放空间区域分成若干个小区域，根据小区域的位置安装相对应的扬声器；S4：对空间内的每个座位进行标记并监测，获取每个区域中座位的情况，判断人员聚集的位置并对其进行监测；S5：根据人员聚集的位置，控制多声道声音信号对应的播放位置信息，播放位置信息用于反映扬声器所在的位置，能够根据人员聚集的区域选择相对应的扬声器，从而使得人员聚集处则为最佳听音区域。2.根据权利要求1所述的一种立体声转多通道声音的虚拟环绕方法，其特征在于：所述立体声转换为多声道的过程如下：S21：同时产生多个通道声音信号的转换；S22：分别进行前后方声音信号的转换；S23：生成后方两通道环绕声信号。3.根据权利要求2所述的一种立体声转多通道声音的虚拟环绕方法，其特征在于：所述分别进行前后方声音信号的转换方法如下：S221：生成前方三个通道声音信号，前方三个通道播放的声音信号用来进行声源定位，在转换过程中，提取并保存双通道立体声信号中的与声源位置相关的信息，再进行相应处理后把获取的声音信号反馈给相应的前方三个通道；并确保原来双通道立体声的声像定位效果不变，把双通道立体声转换成多通道环绕声后，保证听音者在中心位置所聆听到的声像位置基本不发生变化。S222：生成后方两个环绕通道声音信号，提取原始双通道立体声信号中的能够体现环绕感、空间感的环境声学信息，再把提取到环境信息进行相应处理后生成两个具有很小相关性、甚至不相关的声音信号，再分别馈给后方左、右环绕通道声信号，在左、右环绕声信号的生成过程中，确保环绕声信号不会对前方三个通道信号的声像定位产生任何负影响。S223：在多通道环绕声系统使用中间通道。4.根据权利要求3所述的一种立体声转多通道声音的虚拟环绕方法，其特征在于：所述S223中，在立体声转换多通道环绕声时生成中间通道时，以正确的声音信号比例进行合成，确保生成的多通道声音信号在听音时不改变原始立体声声像的方向，馈给中间通道的任何声音信号均先衰减3dB，把重要的声音信号以适当的比例馈给中间通道与前方左、右通道。5.根据权利要求3所述的一种立体声转多通道声音的虚拟环绕方法，其特征在于：所述生成中间通道过程如下：增加一个中置声道，用立体声的左、右声道相加乘以系数表示，即假设两个间隔很大的麦克风录制的左、中、右声音，加入这个因子保证三个声道的总能量不变，产生前方中间通道声音信号时，采取PCA算法，产生两个向量，分别表示主导信号y和剩余信号q的方向，两个方向相互垂直，创建一个新的坐标系，并将这两个信号作为基信号在矩阵中进行解码；

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋勇凯，
申请(专利权)人：上海大嘴鸭电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：