【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电声，具体是指一种非均匀扬声器布置的多通路声信号均衡方法。
技术介绍
1、多通路声是一种空间声重放技术,它利用水平面或空间多个扬声器布置和适当的信号馈给,在一定的听音区域内给倾听者产生期望的空间声效果。多通路声的重放效果是由其扬声器数目与布置、扬声器的信号馈给所共同决定的。为了适应伴随图像声重放的应用，目前的多通路声一般采用左、右对称但非均匀的扬声器布置方式，即前方伴随图像的范围布置相对多的扬声器，而侧向和后方则布置相对少的扬声器。国际电信联盟(itu-bs.775-3)所推荐的5.1通路和7.1通路扬声器布置就是水平面非均匀扬声器布置的例子。而扬声器的信号馈给相对灵活，有多种不同的选择方式。特别是面向目标的系统结构已成为目前多通路声的发展主流，允许在重放阶段根据实际需要灵活地选择扬声器布置和信号馈给。
2、声场信号馈给，习惯上称为ambisonics,是常用的多通路声信号馈给方法。它是一种性能逐级改善、但结构逐级复杂的信号馈给方式。它以声场方位角谐波作为独立信号组传输，水平面的q阶声场信号馈给需要(2q+1)个声场方位角谐波作为独立信号，最后将(2q+1)个独立信号用线性译码的方法转换为n个扬声器信号，馈给n≥(2q+1)个扬声器重放。线性译码系数与重放的阶数、扬声器数目与布置、最优化声场条件等因素有关。传统上线性译码方法是根据重放产生的声场与目标声场的匹配条件对重放矩阵方程求伪逆的方法求出。
3、另一方面，在重放中为了保证不同方向的声音具有相同的感知响度，同时减少普通听音环境(非消声室)
4、一种可听声全频带的功率均衡方法(zl02134416.7)可有效改善重放声场的高频音色失真。一种扬声器虚拟声重放的分频带音色均衡方法(zl 202010310956.7)在分频点以上的高频段进行功率均衡，同时保持低频段幅度谱形状不变。该方法在不改变虚拟源空间位置的前提下弥补重放低频不足，进一步提高了扬声器虚拟声重放的音色质量。但该两种方法是针对两扬声器虚拟声重放的，并不适合非均匀扬声器布置的多通路声重放。
技术实现思路
1、本专利技术是在现有技术的基础上，进一步提供一种非均匀扬声器布置的多通路声信号均衡方法。该方法在水平面非均匀扬声器布置的线性译码方法中，引入包括近似功率均衡的系数译码，转换为多通路声信号，然后馈给非均匀布置在水平面的一组环绕倾听者的扬声器重放。在产生稳定虚拟源的情况下，进一步减少了重放时感知声音强度随虚拟源方向变化及高频的音色改变。
2、本专利技术至少通过如下技术方案之一实现。
3、一种非均匀扬声器布置的多通路声信号均衡方法，包括如下步骤：
4、第一步、输入q阶声场重放原始的2q+1个声场方位角谐波信号m，d1，d2…dq，s1，s2…sq；
5、第二步、将2q+1个声场方位角谐波信号用包含近似功率均衡的系数译码转换为n≥(2q+1)通路的重放信号e1,e2…en；
6、第三步、将n通路重放信号馈给非对称布置在水平面的n个扬声器重放。
7、进一步地，用包括近似功率均衡的系数译码转换为n通路的重放信号，是根据以下公式用译码方法产生2q+1个声场方位角谐波信号的n个线性组合：
8、
9、其中，m为零阶方位角信号，dq为q阶余弦方位角谐波信号，sq为q阶正弦方位角谐波信号，q为对方位角信号的截断阶数，n为扬声器个数，θs是目标虚声音方向，e0是与声音总强度有关的常数，an0、anq、bnq、q＝1,2...q是(2q+1)n个包含近似功率均衡的译码系数，n＝1,2...n。
10、进一步地，(2q+1)n个包含近似功率均衡的译码系数为：
11、
12、
13、
14、其中，a'n0,a'nq′,b'nq′,q′＝1,2...q′是伪逆方法得到的译码系数，n＝1,2...n,q′是传统译码的阶数变量，q′是传统译码的截断阶数，p是功率均衡因子f′(θs)的傅里叶展开阶数变量，p是功率均衡因子的傅里叶展开截断阶数，δq′,p、δq,q′+p、δq,q′-p是克罗内克尔符号，g0,g1,g2...gp,h1,h2...hp是功率均衡因子前p阶傅里叶展开系数。
15、进一步地，功率均衡因子按正比于传统方法得到所有扬声器信号均方根值的倒数选取：
16、
17、其中，是传统译码得到的n个扬声器信号的功率。
18、进一步地，功率均衡因子f′(θs)前p阶傅里叶展开为：
19、f(θs)＝g0+g1 cosθs+g2 cos 2θs+.....gp cos pθs+h1 sinθs+h2 sin 2θs+...hpsin pθs
20、进一步地，傅里叶展开截断阶数按均衡后各扬声器信号总功率的涨落误差少于3db的条件选取。
21、进一步地，伪逆方法得到的译码系数是通过各扬声器方位角的余弦与正弦函数组成的扬声器布置矩阵的伪逆求得。
22、进一步地，扬声器的空间位置可根据实际应用需求灵活布置，一般情况下扬声器的空间位置以左右对称布置为宜。
23、进一步地，扬声器距离倾听者头中心应该大于1.0m，即为远场距离。
24、进一步地，当近似均衡后各扬声器信号总功率的涨落误差同为3db之内时，应选择传统译码截断阶数q′小于功率均衡因子傅里叶展开截断阶数p的阶数组合。
25、本专利技术的原理是：在多通路声重放中,虚拟源位置是由通路信号间的相对振幅和相对相位决定。对各扬声器信号同时乘以一个公共功率均衡因子不会影响虚拟源定位，但可以保证各扬声器的信号总功率是恒量。对公共的功率均衡因子作方位角谐波的傅里叶展开并截断后，就可以得到包括近似功率均衡的译码系数。以这些系数进行译码，就可以使非均匀扬声器布置和声场信号馈给的条件下，各扬声器信号的总功率近似为常数，减少感知声音强度随虚拟源方向变化及高频的音色改变，进一步改善重放效果。
26、本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
27、1.本专利技术可减少水平面非均匀扬声器布置声场信号馈给重放中感知声音强度随虚拟源方向变化及高频的音色的改变。
28、2.本专利技术可用于各种家用的多通路(如5.1通路，7.1通路)环绕声重放，也可用于计算机声音重放与游戏重放。
29、3.本专利技术可采用通用dsp硬件电路或专用的集成电路实现，也可采用算法语言(如vc++)编制的软件在多媒体计算机上实现。
30、4.本专利技术可设计成专用硬件或通用软件本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种非均匀扬声器布置的多通路声信号均衡方法，其特征是，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种非均匀扬声器布置的多通路声信号均衡方法，其特征是，用包括近似功率均衡的系数译码转换为N通路的重放信号，是根据以下公式用译码方法产生2Q+1个声场方位角谐波信号的N个线性组合：
3.根据权利要求2所述的一种非均匀扬声器布置的多通路声信号均衡方法，其特征是，(2Q+1)N个包含近似功率均衡的译码系数为：
4.根据权利要求3所述的一种非均匀扬声器布置的多通路声信号均衡方法，其特征是，功率均衡因子按正比于传统方法得到所有扬声器信号均方根值的倒数选取：
5.根据权利要求3所述的一种非均匀扬声器布置的多通路声信号均衡方法，其特征是，功率均衡因子F′(θS)前P阶傅里叶展开为：
6.根据权利要求3所述的一种非均匀扬声器布置的多通路声信号均衡方法，其特征是，傅里叶展开截断阶数按均衡后各扬声器信号总功率的涨落误差少于3dB的条件选取。
7.根据权利要求3所述的一种非均匀扬声器布置的多通路声信号均衡方法，其特征是，伪逆方法得到的
8.根据权利要求1所述的一种非均匀扬声器布置的多通路声信号均衡方法，其特征是，扬声器的空间位置应左右对称布置。
9.根据权利要求1所述的一种非均匀扬声器布置的多通路声信号均衡方法，其特征是，扬声器距离倾听者头中心应大于1.0m，即为远场距离。
10.根据权利要求1所述的一种非均匀扬声器布置的多通路声信号均衡方法，其特征是，当近似均衡后各扬声器信号总功率的涨落误差同为3dB之内时，应选择传统译码截断阶数Q′小于功率均衡因子傅里叶展开截断阶数P的阶数组合。
...【技术特征摘要】
1.一种非均匀扬声器布置的多通路声信号均衡方法，其特征是，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种非均匀扬声器布置的多通路声信号均衡方法，其特征是，用包括近似功率均衡的系数译码转换为n通路的重放信号，是根据以下公式用译码方法产生2q+1个声场方位角谐波信号的n个线性组合：
3.根据权利要求2所述的一种非均匀扬声器布置的多通路声信号均衡方法，其特征是，(2q+1)n个包含近似功率均衡的译码系数为：
4.根据权利要求3所述的一种非均匀扬声器布置的多通路声信号均衡方法，其特征是，功率均衡因子按正比于传统方法得到所有扬声器信号均方根值的倒数选取：
5.根据权利要求3所述的一种非均匀扬声器布置的多通路声信号均衡方法，其特征是，功率均衡因子f′(θs)前p阶傅里叶展开为：
6.根据权利要求3所述的一种非均匀扬声器布置的多...
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