[发明专利]用于对压缩的HOA信号进行解码的方法、装置和存储介质

说明书

本发明涉及用于对压缩的HOA信号进行解码的方法、装置和存储介质。一种用于压缩HOA信号的方法，HOA信号是具有HOA系数序列的输入时间帧(C(k))的输入HOA表示，该方法包括输入时间帧的空间HOA编码以及后续的感知编码和源编码。每个输入时间帧被分解(802)成主导声音信号(Xsubgt;PS/subgt;(k‑1))的帧和周围环境HOA分量的帧。在分层模式中，周围环境HOA分量包括输入HOA表示的在较低位置的第一HOA系数序列(csubgt;n/subgt;(k‑1))和在其余较高位置的第二HOA系数序列(csubgt;AMB,n/subgt;(k‑1))。第二HOA系数序列是输入HOA表示与主导声音信号的HOA表示之间的残差的HOA表示的部分。

本申请是申请号为201580015027.0、申请日为2015年3月20日、发明名称为“用于对高阶Ambisonics(HOA)信号进行压缩的方法、用于对经压缩的HOA信号进行解压的方法、用于对HOA信号进行压缩的装置、以及用于对经压缩的HOA信号进行解压的装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于对高阶Ambisonics(Higher Order Ambisonics，HOA)信号进行压缩的方法、用于对经压缩的HOA信号进行解压的方法、用于对HOA信号进行解压的装置、以及用于对经压缩的HOA信号进行解压的装置。

背景技术

高阶Ambisonics(HOA)提供了表示三维声音的可能性。其它已知的技术是波场合成(WFS)或基于声道的方法，如22.2。然而，与基于声道的方法相比，HOA表示提供了独立于特定扩音器设置的优点。然而，这种灵活性以在特定扩音器设置上回放HOA表示所需的解码过程为代价。与其中所需的扩音器的数量通常非常大的WFS方法相比，HOA也可以被渲染至由仅很少个扩音器组成的设置。HOA的另一个优点在于也可以采用相同的表示而无需为了对头戴式耳机的双耳渲染而进行任何修改。

HOA基于通过截短的球谐函数(SH)扩展对复谐波平面波振幅的所谓空间密度的表示。每个扩展系数是角频率的函数，角频率的函数可以由时域函数等效地表示。因此，不失一般性地，完整的HOA声场表示实际上可以被假设为由O个时域函数组成，其中O表示扩展系数的数量。在下面，这些时域函数将被等效地称为HOA系数序列或HOA声道。通常，球面坐标系被使用，其中x轴指向前面位置，y轴指向左侧，z轴指向上方。空间中的位置x＝(r,θ,φ)^T由半径r0(即，到坐标原点的距离)、从极轴z测量的倾斜角θ∈[0,π]和在x-y平面从x轴逆时针测量的方位角θ∈[0,π]表示。另外，(·)^T表示转置。

在下面提供HOA编码的更详细描述。

由表示的声压相对于时间的傅立叶变换，即，(其中ω表示角频率，而i指示虚数单位)，可以根据被扩展成球面谐波的序列。

在这里，c_s表示声音的速度并且k表示角波数，角波数通过与角频率ω相关。另外，j_n(·)表示第一类球面贝塞尔函数并且表示n阶和m度的实值球谐函数。扩展系数只取决于角波数k。注意，已经隐含地假设声压是空间频带受限的。因此，该序列相对于上限为N的阶索引n被截断，N被称为HOA表示的阶数。如果声场由不同角频率ω的无限数量的谐波平面波的叠加表示并且来自由角元组(θ,φ)指定的所有可能方向，则相应的平面波复振幅函数C(ω,θ,φ)可以由以下球谐函数扩展表示：

其中扩展系数通过与扩展系数相关。

假设各个系数是角频率ω的函数，则逆傅立叶变换(由表示)的应用提供了对于每个阶n和度m的时域函数

其可以通过收集在单个向量c(t)中。向量c(t)内的时域函数的位置索引由n(n+1)+1+m给出。向量c(t)中元素的总数由O＝(N+1)²给出。