环绕立体声实现方法及装置的制造方法_2

文档序号:9220290阅读:来源:国知局
根据预先保存的该扬声器对中的两扬声器的间距d、 听音者的头部半径a,以及位置跟踪模块最新发来的1和a,计算出扬声器n到听音者的左 耳的距离li、扬声器n到听音者的右耳的距离12、扬声器N-n+1到听音者的左耳的距离13、 扬声器N-n+1到听音者的右耳的距离14,然后计算出该扬声器对的传递函数矩阵C。
[0045]其中,
[0051] 其中,Pc为空气密度,k= 2Jif/C,C为声速,f为声音的频率,j表示实数的虚部。
[0052] 步骤406 :滤波器系数计算模块根据该扬声器对的传递函数矩阵C,计算出该扬声 器对的串扰消除滤波器系数矩阵H,将H实时发送给滤波模块。
[0053] 其中,H= (T1,( ?r1是取逆操作;
[0054] 或者,H= [CHC+f3irc,其中,I是单位矩阵,(?)H是共轭转置操作,彡0) 是规整参数,0值越大,鲁棒性越强但精度越低,具体取值可根据实际需要确定。
[0055] 步骤407 :滤波模块采用该扬声器对的最新串扰消除滤波器系数矩阵H,对输入的 音频信号进行过滤,将滤波后的音频信号输出到该扬声器对连接的播放器。
[0056] 输入的音频信号为由输入的左、右声道音频信号组成的1*2的矩阵,则滤波后的 音频信号也为由左、右声道音频信号组成的1*2的矩阵。将滤波后的左声道音频信号输出 给扬声器n,将滤波后的右声道音频信号输出给扬声器N-n+1。
[0057] 以图2所示的扬声器阵列为例,给出本申请又一实施例提供的在图3所示装置中 实现环绕立体声的方法流程,具体见图6,其具体步骤如下:
[0058] 步骤601 :双目/多目摄像头实时采集听音者的双/多视角图像数据,将采集的听 音者的双/多视角图像数据实时传输给位置跟踪模块。
[0059] 步骤602 :位置跟踪模块从听音者的双/多视角图像数据中实时检测出听音者的 头部。
[0060] 步骤603 :对于实时检测出的听音者的头部,针对每一扬声器对:扬声器 n(l<n<N)与扬声器N-n+1,位置跟踪模块计算出该扬声器对的中心点到听音者的头部 中心的距离1、该扬声器对的中心点与听音者的头部中心之间的连线与水平轴正向的夹角 a、以及该扬声器对中的扬声器n、N-n+1与听音者的左/右耳之间的连线与水平轴正向的 夹角yq(q= 1,2,3,4),将计算出的1、a和7\实时发送给滤波器计算模块。
[0061] 其中,在计算a、^5时,是以扬声器对的中心点为坐标原点,以两扬声器的连线为 水平轴,以水平右边轴为水平轴正向,以垂直下边轴为垂直轴正向。
[0062] 丫:为扬声器n与听音者的左耳之间的连线与水平轴正向的夹角,Y2为扬声器n 与听音者的右耳之间的连线与水平轴正向的夹角,丫3为扬声器N-n+1与听音者的左耳之间 的连线与水平轴正向的夹角,丫4为扬声器N-n+1与听音者的右耳之间的连线与水平轴正向 的夹角。
[0063] 步骤604 :滤波器系数计算模块接收并保存位置跟踪模块发来的1、a和yq,判断 是否满足:该1与位置跟踪模块上一次发来的1的差值的绝对值小于第一预设值,和/或, 该a与位置跟踪模块上一次发来的a的差值的绝对值小于第二预设值,若是,返回步骤 604 ;否则,执行步骤605。
[0064] 步骤605 :滤波系数计算模块根据预先保存的该扬声器对中的两扬声器的间距d、 听音者的头部半径a,以及位置跟踪模块最近发来的1、a和yq,计算出扬声器n到听音者 的左耳的距离h、扬声器n到听音者的右耳的距离12、扬声器N-n+1到听音者的左耳的距离 13、扬声器N-n+1到听音者的右耳的距离14,然后计算出该扬声器对的传递函数矩阵C。
[0065] 其中,

[0071] 其中,
q= 1,2,3,4,该公式是 以刚性球模型来模拟人头的散射。
[0072] 即,cjq= 1,2,3,4)分别代表Cpc2,c3,c4;
[0073] lq(q= 1,2,3,4)分别代表 1丨,12, 13, 14;
[0074] c为声速,P^为空气密度,u^为扬声器体积速度,a为听音者的头部半径,L为拉 格朗日多项式函数,Hm为球汉克尔函数,Hm'为扎的导数。
[0075] 步骤606 :滤波器系数计算模块根据该扬声器对的传递函数矩阵C,计算出该扬声 器对的串扰消除滤波器系数矩阵H。
[0076] 其中,H= (T1,( ?T1是取逆操作;
[0077] 或者,H= [CHC+f3I]%,其中,I是单位矩阵,(?)H是共轭转置操作,0 (0彡0) 是规整参数,0值越大,鲁棒性越强但精度越低,具体取值可根据实际需要确定。
[0078] 步骤607 :滤波模块采用该扬声器对的最新串扰消除滤波器系数矩阵H,对输入的 音频信号进行过滤,将滤波后的音频信号输出到该扬声器对连接的播放器。
[0079] 以图2所示的扬声器阵列为例,给出本申请又一实施例提供的在图3所示装置中 实现环绕立体声的方法流程,具体见图7,其具体步骤如下:
[0080] 步骤700 :预先设定亮区、暗区的划分方法,并设定亮区和暗区的离散化方法。
[0081] 图8为亮区、暗区的划分示意图,亮区、暗区的位置和大小可根据扬声器阵列的摆 放位置与人头的位置来确定,亮区为人头附近(包含人头)的部分区域,暗区为亮区左、右 附近的部分区域。
[0082] 亮区和暗区的离散化方法指的是,设定亮区和暗区中的单个点的大小,按照单个 点的大小,可以对亮区和暗区进行离散化处理。
[0083] 步骤701 ::双目/多目摄像头实时采集听音者的双/多视角图像数据,将采集的 听音者的双/多视角图像数据实时传输给位置跟踪模块。
[0084] 步骤702 :位置跟踪模块从听音者的双/多视角图像数据中实时检测出听音者的 头部。
[0085] 步骤703 :对于实时检测出的听音者的头部,针对每一扬声器对:扬声器 n(l<n<N)与扬声器N-n+1,位置跟踪模块计算出该扬声器对的中心点到听音者的头部 中心的距离1、该扬声器对的中心点与听音者的头部中心之间的连线与水平轴正向的夹角 a,将计算出的1和a实时发送给滤波器计算模块。
[0086] 其中,在计算a时,是以扬声器对的中心点为坐标原点,以两扬声器的连线为水 平轴,以水平右边轴为水平轴正向,以垂直下边轴为垂直轴正向。
[0087]步骤704:滤波器系数计算模块接收并保存位置跟踪模块发来的1和a,判断是否 满足:该1与位置跟踪模块上一次发来的1的差值的绝对值小于第一预设值,和/或,该a 与位置跟踪模块上一次发来的a的差值的绝对值小于第二预设值,若是,返回步骤704;否 贝1J,执行步骤705。
[0088] 步骤705 :滤波器系数计算模块根据预设的亮区、暗区划分方法,并根据位置跟踪 模块发来的1和a以及预先保存的该扬声器对中的两扬声器的间距d、听音者的头部半径 a,在听音者头部附近划定亮区和暗区,并按照预设的亮区和暗区的离散化方法,对亮区和 暗区进行离散化处理。
[0089] 步骤706 :滤波器系数计算模块计算亮区和暗区的平均声能量比值n:
[0090]
[0091] 其中,Nb为亮区中的点的数目,Nt为暗区中的点的数目,H为扬声器阵列的滤波器 系数矩阵,cb为扬声器阵列到亮区中的所有点的传递函数矩阵,ct为扬声器阵列到暗区中 的所有点的传递函数矩阵,
-表示暗区的平均能量;
[0092] 当n最大时,其值为(CfC;的最大特征值,相应的H为最大特征值对应的 特征向量。
[0093] 亮区或暗区中的任
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