一种基于球谐展开的多声道转换方法

摘要

本发明提出一种基于球谐展开的多声道转换方法，主要适用于将L₁路多声道扬声器系统转换为L₂路多声道扬声器系统。基于声场的线性叠加理论，根据声道数的不同采用相应阶数的球谐函数分别计算转换前后扬声器系统的声场，在保证转换前后扬声器系统在一定阶数下球谐展开声场相同的情况下，计算出转换后系统各个扬声器的增益系数。本发明实时运算复杂度低，能够在转换后系统上恢复出听音区域内原始重放系统的声场，可用于多声道三维音频系统的精简压缩及上混合技术，可以有效地兼容各种扬声器重放系统及减少传输带宽。

主权项

一种基于球谐展开的多声道转换方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，分别获取转换前后扬声器系统各个扬声器的空间分布位置信息，记为采用逆时针球坐标系统，在三维坐标系XYZ中，转换前系统空间分布位置记为扬声器与原点之间的距离记为r，扬声器分布所形成的各个方向矢量在XY平面上的投影线沿逆时针方向与正X轴的夹角为水平方位角θ∈[0°,360°)，方向矢量与水平面的夹角为仰角正下方、水平面、正上方的仰角分别表示为0°和90°；转换后系统空间分布位置记为获取位置信息方法与转换前系统一致；步骤2，计算转换前后扬声器系统所需的声场球谐展开阶数，对转换前后扬声器系统声压进行球谐函数展开处理；步骤3，建立多声道转换模型及声压匹配模型，保证转换前后扬声器系统在所需阶数下声场球谐展开的形式相同；步骤4，根据声压匹配模型的矩阵形式，采用矩阵求逆法计算转换后扬声器系统各个扬声器对应于原始每一路信号所分配的增益系数w_vl,即转换矩阵W；步骤5，采用shelf滤波器对原始L₁路信号的低频信号进行增益调整，调整倍数为对转换前后扬声器系统的距离差异进行补偿；步骤6，滤波后的L₁路信号组成的信号矩阵s_f(t)与步骤4求解的转换矩阵W相乘，求得转换后重放信号矩阵q(t)，从而获得转换后系统各个扬声器所对应的重放信号q(t)。