[发明专利]一种多声道系统中声源方向和距离重建的方法与装置

权利要求书

1.一种多声道系统中声源方向和距离重建的方法与装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：根据已知声源的时域信号s(t)，在原始声场中以听音点为原点建立笛卡尔直角坐标系后，计算与声源距离为r的听音点处接收到的声源的粒子速度pv₀和声压p₀；

步骤2：根据步骤1中计算的声源的粒子速度pv₀，选择包括该方向的4个扬声器L₁、L₂、L₃、L₄；

步骤3：由声源信号s(t)和步骤2中的扬声器L₁、L₂、L₃、L₄，将s(t)分别乘以4个权值因子w₁、w₂、w₃、w₄后分配到所选的四个扬声器上；

步骤4：在回放端，计算重建声场中扬声器L₁、L₂、L₃、L₄发出信号后听音点处所感知的声像的粒子速度pv和声压p；

步骤5：根据步骤1计算的原始声源的粒子速度pv₀和声压p₀、步骤4中计算的重建声场中声像的粒子速度pv和声压p，建立方向、距离等价模型；

步骤6：在步骤5的方向、距离等价模型，以步骤3中设置的权值因子w₁、w₂、w₃、w₄为未知量，求解方向、距离等价模型获得权值因子的值；

步骤7：利用步骤6中求解的权值因子w₁、w₂、w₃、w₄，进行扬声器的信号分配，使重建的声音方向和距离与原声源的方向和距离一致。

2.根据权利要求1所述的多声道系统中声源方向和距离重建的方法与装置，其特征在于：步骤1中所述的计算与声源距离为r的听音点处接收到的声源的粒子速度pv₀和声压p₀，其具体实现包括以下子步骤：

步骤1.1：利用傅立叶变换将声源的时域信号s(t)由时域转换到频域，得到频域信号s(ω)

s(ω)=∫-∞+∞s(t)e-iwtdt]]>

步骤1.2：由频域信号s(ω)及声源在声场中的位置向量ε=(ε_x,ε_y,ε_z)、听音点位置坐标r=r(r_x,r_y,r_z)，根据声学物理属性粒子速度的定义，计算听音点处接收到的粒子速度pv₀：

pv0(r,ω)=Ge-ik|r-ϵ||r-ϵ|(1+1ik|r-ϵ|)×1|r-ϵ|rx-ϵxry-ϵyrz-ϵzs(ω);]]>

计算听音点处接收到的声压p₀：

p0(T0,ω)=Ge-ik|r-ϵ||r-ϵ|s(ω);]]>

其中k表示波数，与声音信号的频率和声速有关，e为常数，i为虚数单位，ω为信号s(t)的角频率，|r-ε|表示声源与听音点之间的距离，G(ω)表示源强度。