[发明专利]用于渲染音频声场表示以供音频回放的方法和设备

说明书

本发明公开了用于渲染音频声场表示以供音频回放的方法和设备。在针对任意的空间扩音器设置渲染音频声场表示的方法中，通过以下步骤获得用于渲染到目标扩音器的给定布置的解码矩阵(D)：获得目标扬声器的数目(L)、它们的位置(I)、球形建模网格的位置(II)以及HOA阶数(N)，根据建模网格的位置(II)和扬声器的位置(I)来生成(141)混合矩阵(G)，根据球形建模网格的位置(II)和HOA阶来生成(142)模式矩阵(III)，根据混合矩阵(G)和模式矩阵(III)计算(143)第一解码矩阵(IV)，以及使用平滑和缩放系数来平滑和缩放(144、145)第一解码矩阵(IV)。

本申请是申请号为201380037816.5、申请日为2013年7月16日、发明名称为“用于渲染音频声场表示以供音频回放的方法和设备”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于渲染(render)音频声场表示(具体地，涉及高保真度立体声响复制格式的音频表示)以供音频回放的方法和设备。

背景技术

精确定位是任何空间音频再现系统的关键目标。这种再现系统高度可应用于会议系统、游戏或受益于3D声音的其他虚拟环境。3D中的声音场景可被合成或捕获为自然声场。声场信号(例如，高保真度立体声响复制(Ambisonics))携带期望声场的表示。高保真度立体声响复制格式基于声场的球面谐波分解。虽然基本高保真度立体声响复制格式或B格式使用阶数0和1的球面谐波，所谓的高阶高保真度立体声响复制(HOA)还使用至少2阶的其他球面谐波。需要解码或渲染过程来从这种高保真度立体声响复制格式的信号中获得单独的扩音器信号。在本文中将扩音器的空间布置称为扩音器设置。然而，虽然已知的渲染方案仅适于常规的扩音器设置，任意的扩音器设置更加普遍。如果将这种渲染方案应用于任何扩音器设置，声音方向性受到损伤。

发明内容

本发明描述了一种用于渲染/解码针对于常规和非常规空间扩音器分布的音频声场表示的方法，其中，该渲染/解码提供了高度改进的定位特性并节省了能量。具体地，本发明提供了用于获得(例如HOA格式的)声场数据的解码矩阵的新方式。因为HOA格式描述了不直接涉及扩音器位置的声场，且因为要获得的扩音器信号必然处于基于通道的音频格式，HOA信号的解码与音频信号的渲染始终紧密相关。因此，本发明涉及解码和渲染声场相关的音频格式。

本发明的一个优点是实现节能解码以及非常好的定向特性。术语“节能”指的是在解码之后保留HOA定向信号中的能量，使得例如将以恒定的响度感知恒定幅度定向空间扫描。术语“好的定向特性”指的是通过定向的主波瓣和较小的副波瓣来表征的扬声器方向性，其中，与常规的渲染/解码相比，提高了方向性。

本发明公开了针对任意的扩音器设置渲染声场信号(例如，高阶高保真度立体声响复制(HOA))，其中，该渲染导致高度改进的定位特性，且是节能的。这是通过用于声场数据的新类型的解码矩阵以及用于获得解码矩阵的新方式来获得的。在针对任意的空间扩音器设置渲染音频声场表示的方法中，通过以下步骤获得针对目标扩音器的给定布置进行渲染的解码矩阵：获得目标扬声器的数目及它们的位置、球面建模网格的位置以及HOA阶数，根据建模网格的位置和扬声器的位置来生成混合矩阵，根据球面建模网格的位置和HOA阶数来生成模式矩阵，根据混合矩阵和模式矩阵计算第一解码矩阵，以及使用平滑和缩放系数来平滑和缩放第一解码矩阵，以获得节能的解码矩阵。

在一个实施例中，如权利要求1中所述，本发明涉及一种用于解码和/或渲染音频声场表示以供音频回放的方法。在另一实施例中，如权利要求9中所述，本发明涉及一种用于解码和/或渲染音频声场表示以供音频回放的设备。在又一实施例中，如权利要求15中所述，本发明涉及其上存储可执行指令的计算机可读介质，所述可执行指令使计算机执行一种用于解码和/或渲染音频声场表示以供音频回放的方法。