[发明专利]三维音频精简方法及系统

摘要

一种三维音频精简方法及系统，包括采集原始三维多声道音频系统中L个扬声器的空间位置信息和人头特征的空间位置信息，将L个扬声器的输入时域信号变换得到对应的频域信号；计算L个扬声器所播放的声音信号在左耳、右耳、人头中心处的声压和；从当前的待精简扬声器集合中，寻找一个使原始声场失真最小的扬声器将其精简剔除；对新的当前待精简扬声器集合继续进行精简，直到得到M通道系统的扬声器最优空间位置排布；将M通道系统的对应扬声器上的频域信号经过傅立叶逆变换转换为时域信号。该技术方案能够利用较少的扬声器重建人头区域的3D空间声场，使其应用于家庭等环境。

主权项

一种三维音频精简方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，设原始三维多声道音频系统有L个扬声器，分别采集原始三维多声道音频系统中L个扬声器的空间位置信息，初始化待精简扬声器集合为包括原始三维多声道音频系统中L个扬声器；空间位置信息采集实现方式如下，设L个扬声器排布在与听音区域中心点o之间距离为ρ的球面上，以听音区域中心点o为顶点构造三维空间直角坐标系XYZ，扬声器在平面XOY上的投影与X轴所成的角度记为θ，扬声器与Z轴的夹角记为则扬声器的空间位置简化标记为步骤2，采集人头特征的空间位置信息，实现方式如下，设人头被看作是半径为R的标准球，人头中心位于坐标原点处，人的两耳关于YOZ平面对称；则人的左耳所在的位置Left＝(R,0,0)，人的右耳所在的位置为Right＝(R,π,0)，人头中心所在的位置为o＝(0,0,0)；步骤3，将L个扬声器l1,…,lL的输入时域信号经傅里叶变换得到对应的频域信号步骤4，计算原始三维多声道音频系统的L个扬声器l1,…,lL所播放的声音信号在左耳处产生的声压和P(Left)、在右耳处产生的声压和P(Right)，以及在人头中心o处的声压和P(o)；步骤5，从当前的待精简扬声器集合中，寻找一个使原始声场失真最小的扬声器将其精简剔除，包括以下子步骤，步骤5.1，从当前的待精简扬声器集合的L个扬声器中选取一个扬声器，将其预删除，得到剩余的(L‑1)通道系统，剩余的(L‑1)个扬声器用表示；步骤5.2，计算预删除扬声器lJ后，剩余(L‑1)个扬声器所发出的声音在左、右耳处的声压与步骤5.3，计算预删除扬声器lJ后，剩余(L‑1)个扬声器所发出的声音在双耳处的声压与原L个扬声器所发出声音在双耳处声压的失真值εJ，并将失真值保存到失真数组ERROR中；步骤5.4，预删除扬声器lJ的选择条件判断，实现如下，将预删除的扬声器编号J的值加1，即J＝J+1；判断J>L是否成立，若判断条件不成立，则返回步骤5.1；若判断条件成立，则结束循环操作，执行步骤5.5；步骤5.5，精简剔除声场失真最小的扬声器，实现如下，从失真数组ERROR中找到最小的双耳处声压失真值εmin＝εj，其中εj表示删除扬声器lj后双耳声压失真值，将扬声器lj真正执行剔除操作；剩余(L‑1)个扬声器频域信号分别记为步骤5.6，精简剔除扬声器lj后，将剩余(L‑1)个扬声器的频域信号值赋给保留剩余(L‑1)个扬声器的空间位置信息和频域信号然后将L个扬声器数目减1，得到新的L个待精简的扬声器所构成的待精简扬声器集合l1,…,lL，进入步骤6；步骤6，进行精简迭代条件判断如下，判断当前待精简扬声器数L是否大于M，若是则返回步骤5，对新的当前待精简扬声器集合继续进行精简，否则结束迭代，取出当前剩余的扬声器空间位置信息，得到M通道系统的扬声器最优空间位置排布；步骤7，将M通道系统的对应扬声器上的频域信号经过傅立叶逆变换转换为时域信号。