[发明专利]环境立体声的定向增强

说明书

渲染高阶环境立体声(HOA)的技术涉及基于方向增强函数的球谐(SH)扩展的权重来调节声场的SH扩展的权重，该方向增强函数乘以单极密度，单极密度当其与格林函数的乘积积分在单位球面上时，产生声场。改进的技术的优点在于能够以计算方式更好地再现给定声场的方向性，而不论声场是时间函数还是时频函数。

相关申请的交叉引用

本申请是2018年2月9日提交的题为“DIRECTIONAL EMPHASIS IN AMBISONICS(环境立体声的定向增强)”的美国非临时专利申请No.15/893,138的继续，并要求其优先权，其公开内容通过引用完整合并于此。

技术领域

本说明书涉及声场在虚拟现实(VR)和类似环境中的渲染，并且特别地涉及环境立体声的定向增强。

背景技术

环境立体声提供了一种全球面环绕声技术。除了在水平面提供环绕声外，环境立体声还覆盖了收听者上方和下方的声源。与其他多声道环绕声格式不同，环境立体声传输通道不携带扬声器信号，而是包含与扬声器无关的声场表示，其称为B格式，然后将其解码为收听者的扬声器设置。这个额外的步骤允许生成者根据源方向而不是扬声器的位置来设计音频，并为收听者提供关于用于回放的扬声器的布局和数量上的极大的灵活性。

在环境立体声中，围绕收听者的虚拟扬声器阵列可以通过对从各向同性记录的声源生成的B格式声音文件进行解码来生成声场。在示例实现中，可以在虚拟现实(VR)系统中通过耳机扬声器的音频的传递中使用这种解码。双耳渲染的高阶环境立体声(HOA)是指创建许多(例如，至少16个)虚拟扬声器，这些扬声器组合在一起以向左声道和右声道扬声器提供一对信号。

发明内容

在一个总体方面，一种方法可以包括：通过被配置为向收听者渲染定向声场的声音渲染计算机的控制电路，接收由在麦克风处检测到的声场产生的声音数据，所述声场被表示为球谐(SH)函数的第一扩展，并且包括所述第一扩展的系数的向量。该方法还可以包括：通过所述控制电路获得SH函数中的方向增强场的第二扩展的系数的向量，所述方向增强场在与单极密度场相乘时产生方向增强的单极密度场。该方法可以进一步包括：通过所述控制电路，基于所述第二扩展的所述系数的向量对所述第一扩展的所述系数的向量执行方向增强操作，以生成第三扩展的系数的向量到SH函数中，所述第三扩展表示方向增强的声场，所述方向增强的声场再现具有感知方向性和音色的定向声场。

在随附的附图和以下描述中阐述一种或多种实现的细节。根据说明书和附图以及根据权利要求书，其他特征将显而易见。

附图说明

图1是示出用于实施本文描述的改进技术的示例电子环境的图。

图2是示出根据本文描述的改进技术的示例观察者位置和沿其相对于麦克风分布单极源的参考球面的图。

图3是示出在图1所示的电子环境内执行改进技术的示例方法的流程图。

图4示出了可以用于这里描述的电路的计算机设备和移动计算机设备的示例。

具体实施方式

渲染HOA声场可以涉及对来自每个HOA声道和每个源方向的分量的加权序列求和。当以球坐标表示时，每个分量本身可以具有时间、角度和径向项。角度项可以表示为球谐函数，而径向因数可以表示为球贝塞尔函数。截断分量的序列会导致在一定半径(足够保真度或SF的区域)内以及某个频率以下的声场的准确描述。对于某些应用，SF可以达到人头大小的数量级。

然而，由于SF的大小与频率成反比，因此对于给定截断长度，低频将具有更大的覆盖范围，并且因此信号音色通常会随着远离原点的移动而发生变化。增加分量的数量是提高性能的一种无效方法，因为对于特定频率，SF的大小大约与分量的数量的平方根成正比。在某些情况下，此大小可能小于人头。