针对任意扬声器布局的音频对象的平移的制作方法_4

文档序号:9673301阅读:来源:国知局
为"群集质必"。
[0082] 原则上,可W使用各种平移算法来计算音频对象对于各群集的贡献。然而,对于静 态扬声器布局非常可用的一些平移算法可能对于确定音频对象性质对于群集的贡献而言 不是最佳的。一个原因是,不同于回放环境中的扬声器布局,群集质屯、位置常常是随时间变 化的并且可W是随时间显著变化的。
[0083] 图7A和图7B描绘了在两个不同的时间音频对象对于群集的贡献。在图7A和图7B 中,各楠圆形代表音频对象。各楠圆形的大小对应于对应音频对象的音频信号的幅度或"响 度"。尽管在图7A中只示出14个音频对象,但运些音频对象可W只是在图7A所表现的时间的 场景中所设及的音频对象的一部分。在此时刻,集群过程(诸如W上描述的)已确定图7A中 示出的14个音频对象将被分组成两个群集,运两个群集在图7A中被标记为Cl和C2。
[0084] 集群过程已选择音频对象710a和71化作为运两个集群最具代表性的音频对象。在 运个示例中,选择音频对象710a和71化是因为它们的对应音频数据相比于其他附近的音频 对象具有最高幅度。因此,如虚线箭头指示的,来自附近音频对象的音频数据(包括音频对 象705c的音频数据)将与音频对象710a和71化的音频数据相组合,W形成所得的群集Cl和 C2的音频信号。在运个示例中,对应于群集Cl的位置的群集质屯、710a被认为具有与音频对 象710a的位置相同的位置。对应于群集C2位置的群集质屯、71化被认为具有与音频对象71化 的位置相同的位置。
[0085] 然而,在图7B所表现的时间,包括音频对象7IOa和7IOc的若干音频对象的位置相 对于图7A中示出的配置已发生变化。在图7B所表现的时刻,集群过程已确定图7B中示出的 14个音频对象将被分组成=个群集。在给定音频对象710a和710c的新位置的情况下,音频 对象705c现在被认为是附近音频对象(包括音频对象705d、705e、705f和705g)中的最具代 表性的。因此,音频对象705d、705e、705f和705g的音频数据现在将对所得的群集C3的音频 信号有贡献。只有音频对象70化和705i持续对所得的群集Cl的音频信号有贡献。
[0086] -些平移算法需要基于扬声器位置产生几何机构。例如,基于矢量的幅度平移 (VBAP)算法需要由扬声器位置限定的凸包的S角剖分。因为与扬声器布局不同,群集位置 常常是随时间变化的,所W使用基于几何结构的平移算法来呈现对应于移动群集的音频数 据将需要W非常高的时间变化率重新计算几何结构(诸如供VBAP算法使用的=角形),运样 会需要大量的计算负担。因此,对于消费装置而言,使用运样的算法呈现对应于移动群集可 能不是最佳的。此外,即使计算成本不是问题,由于群集移动,使用基于几何结构的平移算 法呈现对应于移动群集的音频数据会造成结果不连续:随着群集移动,可能需要针对平移 算法选择不同的几何结构。结构的变化是离散的变化,即使群集的运动小,也会发生该变 化。
[0087] 对于呈现对应于移动群集的音频数据而言,甚至不需要几何结构的平移算法也可 能是不方便的。当扬声器的空间密度有大的变化时,诸如基于距离的幅度平移(DBAP)的一 些平移算法不是最佳的。在其中环绕听众的空间中的一些区域被扬声器密集覆盖而该空间 的其他区域包括稀疏扬声器分布的扬声器布局中,平移算法应该考虑运个事实。否则,音频 对象趋向于会被感知为位于被扬声器密集覆盖的区域中,运仅仅是由于能量中的最大部分 将被集中在那里。运个问题可能在呈现群集的情境下更具挑战性,因为群集常常在空间中 移动并且可造成空间密度的显著变化。
[0088] 此外,动态选择将参于呈现音频对象的群集子集的过程不总是产生连续结果,即 使当音频对象的元数据出现连续变化时也是如此。可能不连续的一个原因是选择过程是离 散的。如图7A和图7B中所示的,例如,即使一个或多个音频对象(诸如音频对象705a和705c) 的平滑移动仍可能导致其他音频对象的音频贡献将被"重新分派"给其他群集。
[0089] 本文中提供的一些实现包含用于针对扬声器或者群集的任意布局平移音频对象 的方法。一些运样的实现不需要使用基于几何结构的算法。本文中公开的方法可W在音频 对象的元数据连续改变时和/或群集位置连续改变时产生连续结果。根据一些运样的实现, 群集位置和/或音频对象位置的小改变将导致所计算出的增益的小改变。一些运样的方法 补偿扬声器密度或者群集密度的变化。尽管公开的方法可适于呈现对应于位置可W随时间 变化的群集的音频数据,但运些方法还可用于向具有任意布局的物理扬声器呈现音频数 据。
[0090] 根据本文中公开的一些实现,平移算法的增益计算是基于响度中屯、(CL)的构思, 其在概念上与质量中屯、的构思类似。根据一些运样的实现,平移算法将确定用于扬声器或 者群集的增益,W使得响度中屯、匹配(或基本上匹配)音频对象的位置。
[0091] 图8A和图8B示出确定对应于音频对象的增益的示例。尽管运些示例中的讨论主要 集中于确定扬声器的增益,但相同的总体构思可用于来确定群集的增益。图8A和图8B描绘 了音频对象705和扬声器805、810和815。在运个示例中,音频对象705设置在扬声器805和 810的中途。运里,参照原点820,音频对象705在3D空间中的位置被示出为1
[0092] 响度中屯、的位置可W被确定为:
[0093] ?袭表/ (式2) / i
[0094] 在式2中,代表响度中屯、的位置,^代表扬声器i的位置并且gi代表扬声器i的 增益。
[0095]在图8A和图8B中,扬声器805、810和815的位置被分别示出为^、运和戸3。因此, 在图8A和图8B中示出的示例中,响度中屯、的位置可W被确定为 [(装、4)牛冷:'4)夺('装.為)!/[歡+艇牛《.?],其中,邑1、邑2和邑3分别代表扬声器805、810和 815的增益。
[0096] 一些实现包含选择增益W使得告t匹配或基本上匹配^。例如,参照式2,一些方 法可W包含选择glW使得运样的方法具有正属性。例如,如果与扬声器位置 相符,则在一些运样的实现中,增益只被分派给该扬声器。如果^处于多个扬声器位置之 间的线上,则在一些运样的实现中,增益只沿着该线被分派给扬声器。
[0097] -些实现包括额外的有利规则。例如,一些实现包括消除非唯一解的规则。
[0098] -些运样的规则可W包含最小化其增益将被确定的扬声器(或者群集)的数量。再 次参照图8A,示出扬声器805、810和815中的每一个的增益的两个示例。因为音频对象705在 扬声器805和810的中途,所W在设置g3 = 0的同时将gi和g2设置成同一值将使得(6.7: =4 O 在运个示例中,gl和g2被设置成1。然而,存在还可W使得= 的各种其他增益组合。图 8A中还示出一个运样的示例:在运个图中示出的第二示例中,gi= .5、g2 = .3和g3 = . 1。
[0099] 因此,一些实现可W包含使向更远离音频对象的扬声器(或者群集)施加增益受到 惩罚的规则。在上述两个情景之中,例如,运些实现将偏好在设置g3 = 0的同时将gi和g2设置 成1而使得^ '一 <3
[0100] 运些规则可W消除一些但并非全部的非唯一解决方案。如图8B中所示的,例如,即 使应用使向更远离音频对象的扬声器(或者群集)施加增益受到惩罚的规则并且在设置g3 =0的同时将gl和g2设置成同一值,将使得^了.二户。的旨1和g2的值的数量也将仍然是无限多 的。因此,在一些实现中,为了在许多非唯一解决方案之中选择单个解决方案,向增益应用 缩放因子(scalingfactor)。
[0101] 在一些实现中,可W借助成本函数实现平移算法的W上规则(W及可能的其他规 则)。成本函数可W是基于音频对象的位置、扬声器(或者群集)位置和对应增益。平移算法 可W包含相对于增益使成本函数最小。根据一些示例,成本函数中的主项代表响度中屯、位 置和音频对象位置之间^和之间)的差异。成本函数可W包括从许多可能的解决方案 之中辨别出并且选择解决方案的"正贝!!(regularization)"项。例如,正则项可W使向相对 更远离音频对象的扬声器(或者群集)施加增益受到惩罚。
[0102] 图9是提供向扬声器位置呈现音频对象的一些方法的概况的流程图。方法900的操 作(如同本文中描述的其他方法一样)不一定按指示的次序执行。此外,运些方法可W包括 比示出和/或描述的框更多或更少的框。运些方法可W至少部分由逻辑系统(诸如图IOE和 图11示出的和W下描述的逻辑系统)实现。此逻辑系统可W是音频处理系统的组件。作为替 代地或者附加地,运些方法可W借助其上存储有软件的非暂态介质实现。该软件可W包括 用于控制一个或多个装置来至少部分执行本文中描述的方法的指令。
[0103] 在运个示例中,方法900先从框905开始,框905设及接收包括N个音频对象的音频 数据。例如,可W由音频处理系统接收音频数据。在运个示例中,音频对象包括音频信号和 相关联的元数据。元数据可W包括各种类型的元数据,诸如在本文中的别处描述的元数据, 但在运个示例中至少包括音频对象位置数据。
[0104] 运里,框910设及确定N个音频对象中的每个的音频对象信号对于M个扬声器中的 至少一个的增益贡献。在运个示例中,确定增益贡献包含确定作为扬声器位置和分派给各 扬声器的增益的函数的响度中屯、位置。运里,确定增益贡献包含确定成本函数的最小值。在 运个示例中,成本函数的第一项代表响度中屯、位置和音频对象位置之间的差异。
[0105] 根据一些实现,确定响度中屯、位置可W包含借助加权过程组合扬声器位置,在加 权过程中,赋予扬声器位置的权重对应于分派给扬声器位置的增益。在一些运样的实现中, 成本函数的第一项可W如下: 广 ~i2'
[0106] £"=定各,'化-之容式试則 -户 -
[0107] 在式3中,Ecl代表响度中屯、和音频对象位置之间的误差。因此,在一些实现中,确定 响度中屯、位置可W包含:确定各扬声器位置和分派给各对应扬声器的增益的乘积;计算乘 积之和;确定所有扬声器的增益之和;将乘积之和除W增益之和。
[0108] 如上所述,在一些实现中,成本函数的第二项代表对象位置和扬声器位置之间的 距离。根据一些运样的实现,成本函数的第二项与音频对象位置和扬声器位置之间距离的 平方成比例。因此,成本函数的第二项可W设及对于向相对远离源的扬声器施加增益的惩 罚。例如,该项可W允许成本函数在W上参照图8A所述的选项之间进行辨别。在一些运样的 实现中,成本函数的第二项可W如下:
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