[发明专利]一种基于压缩感知的声场参数获取方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于压缩感知的声场参数获取方法，属于数字信号处理技术领域。

背景技术

三维音频重现是产生能给听众带来真实、自然感受的声场，在通信、数字娱乐、人机交互等众多领域有着广泛的应用。此处说一下声场重现的含义与应用领域。Ambisonics方法是在物理意义上能重现三维音频声场的技术之一，其最初由Gerzon提出并用于二维声场复制。Ambisonics方法的基本思路是将声场表示成圆谐波的线性组合。近年来，随着技术的发展，多采用球谐波分解来表示声场，用于高阶声场的重现，如三维声场重现^[2]，即高阶Ambisonics方法。该方法将声场分布在无穷阶球谐波域中进行分解展开，这样只要采集到各球谐波域中的分量，理论上就可重现出声场。该方法不受声场重现系统的限制，可任意放置扬声器位置，但在声场数据采集时，其性能与麦克风数目以及麦克风指向性密切相关。

目前已有的采集方案中，采集N阶声场至少需要(N+1)²个传声器，随着声场阶数N增大，传声器数目也增大，大量传声器置于声场中易造成声场畸变。本发明提出使用压缩感知方法来解决该问题。

设在自由空间中，有一单极子声源位于S(1米,0米,0米)处，单极子声源作球的伸缩运动产生球面波，单极子声源引起的声压为

P=Ampexp(-ik|r-rS|)|r-rS|,---(1)]]>

式中，Amp为声源处声压幅度值，一般视为单位幅度值1；|r-r_s|为空间某点到声源S的距离；k=Ω/c=2πf/c为波数，c为声波在媒介中传播速度，Ω为角频率(单位弧度)，f为频率(单位Hz)。采集声场分布的区域为一半径为r，球心为空间坐标系原点的封闭球面A如说明书附图图1所示。

可用Fourier-Bessel级数将N阶声场声压分解展开为