基于角度的声场重建方法、音频设备、存储介质及装置与流程

文档序号:16202817发布日期:2018-12-08 06:46阅读:125来源:国知局
基于角度的声场重建方法、音频设备、存储介质及装置与流程

本发明涉及三维音频技术领领域,尤其涉及基于角度的声场重建方法、音频设备、存储介质及装置。

背景技术

随着虚拟现实(virtualreality,vr)技术的不断发展与逐渐应用,三维音频技术作为一种可以带给使用者更好的听觉沉浸感的技术也慢慢地成为了研究热点。

三维音频技术主要是指从三维层面上进行声音还原以给使用者带来更为真实的听觉效果的技术,但是,当前的三维音频技术还存在一定的技术缺陷。

具体而言,为了在三维层面上进行声音还原,多将基于声音的物理性质实现虚拟感知的声场重建,可是,当前的三维音频技术在进行声场重建时未考虑到使用者在听音过程中可能进行的行为变化。比如,使用者在听音过程中并不一定会一直保持着一个固定的身体状态,若使用者转动了头部则会导致听音点的空间位置发生了变化,此时的听音点即为人的耳部,可是,听音点的空间位置对于声场的重建而言是一项较为重要的参考量,如果听音点的空间位置发生了变化会导致重建后的声场的听觉效果变差。其中,听音点就是听到声音的位置点。

所以,可认为,现有的三维音频技术在重建声场的过程中存在着未考虑听音点发生变化的技术问题。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案,并不代表承认上述内容是现有技术。



技术实现要素:

本发明的主要目的在于提供基于角度的声场重建方法、音频设备、存储介质及装置,旨在解决现有的三维音频技术在重建声场的过程中存在着的未考虑听音点发生变化的技术问题。

为实现上述目的,本发明提供一种基于角度的声场重建方法,所述基于角度的声场重建方法包括以下步骤:

在识别出待测量对象时,从所述待测量对象所处的位置区域内提取出多个测量点,并确定与多个测量点对应的中心点;

对所述待测量对象的旋转操作进行监测;

在监测到所述旋转操作时,从所述旋转操作中提取出围绕着所述中心点进行旋转的目标旋转角度;

在预设声场重建模型中根据所述目标旋转角度生成与多声道扬声器对应的目标分配权重;

根据所述目标分配权重调整所述多声道扬声器输出的重建声信号,以完成声场的重建。

优选地,所述在识别出待测量对象时,从所述待测量对象所处的位置区域内提取出多个测量点,并确定与多个测量点对应的中心点之后,所述基于角度的声场重建方法还包括:

获取多个测量点的点位置信息;

获取多声道扬声器的扬声器位置信息;

所述在预设声场重建模型中根据所述目标旋转角度生成与多声道扬声器对应的目标分配权重,包括:

在预设声场重建模型中根据所述点位置信息、所述扬声器位置信息以及所述目标旋转角度确定与所述多声道扬声器对应的目标分配权重。

优选地,所述在识别出待测量对象时,从所述待测量对象所处的位置区域内提取出多个测量点,并确定与多个测量点对应的中心点之后,所述基于角度的声场重建方法还包括:

获取所述测量点处的第一单声道声压值;

所述在预设声场重建模型中根据所述点位置信息、所述扬声器位置信息以及所述目标旋转角度确定与所述多声道扬声器对应的目标分配权重之后,所述基于角度的声场重建方法还包括:

遍历所述目标分配权重,根据遍历到的目标分配权重确定所述多声道扬声器的待输出声信号;

确定所述待输出声信号在所述测量点处的目标声压值;

通过预设声压求差公式计算所述第一单声道声压值与所述目标声压值的当前声音差值;

通过预设角度公式生成与所述目标旋转角度对应的目标声压差值;

在所述当前声音差值与所述目标声压差值相等时,执行所述根据所述目标分配权重调整所述多声道扬声器输出的重建声信号,以完成声场的重建的步骤。

优选地,所述通过预设角度公式生成与所述目标旋转角度对应的目标声压差值之后,所述基于角度的声场重建方法还包括:

在所述当前声音差值与所述目标声压差值不相等时,返回执行所述遍历所述目标分配权重,根据遍历到的目标分配权重确定所述多声道扬声器的待输出声信号的步骤,直至所述当前声音差值与所述目标声压差值相等时,执行所述根据所述目标分配权重调整所述多声道扬声器输出的重建声信号,以完成声场的重建的步骤。

优选地,所述预设声场重建模型为预设声场重建方程组,所述预设声场重建方程组中包括预设声压值公式;

所述在识别出待测量对象时,从所述待测量对象所处的位置区域内提取出多个测量点,并确定与多个测量点对应的中心点之后,所述基于角度的声场重建方法还包括:

获取所述测量点处的第二单声道声压值;

所述在预设声场重建模型中根据所述点位置信息、所述扬声器位置信息以及所述目标旋转角度确定与所述多声道扬声器对应的目标分配权重,包括:

根据所述第二单声道声压值、所述点位置信息、所述扬声器位置信息以及所述目标旋转角度通过所述预设声压值公式确定与所述多声道扬声器对应的目标分配权重。

优选地,所述预设声场重建方程组中还包括预设粒子速度公式;

所述获取所述测量点处的第二单声道声压值,包括:

获取所述测量点处的第二单声道声压值和预设单声道粒子速度;

所述根据所述第二单声道声压值、所述点位置信息、所述扬声器位置信息以及所述目标旋转角度通过所述预设声压值公式确定与所述多声道扬声器对应的目标分配权重之后,所述声场重建方法还包括:

根据所述预设单声道粒子速度、所述点位置信息、所述扬声器位置信息以及所述目标旋转角度通过所述预设粒子速度公式确定与所述多声道扬声器对应的待使用分配权重;

在所述目标分配权重与所述待使用分配权重相同时,执行所述根据所述目标分配权重调整所述多声道扬声器输出的重建声信号,以完成声场的重建的步骤。

优选地,所述测量点的数量为2。

此外,为实现上述目的,本发明还提出一种音频设备,所述音频设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于角度的声场重建程序,所述基于角度的声场重建程序配置为实现如上文所述的基于角度的声场重建方法的步骤。

此外,为实现上述目的,本发明还提出一种存储介质,所述存储介质上存储有基于角度的声场重建程序,所述基于角度的声场重建程序被处理器执行时实现如上文所述的基于角度的声场重建方法的步骤。

此外,为实现上述目的,本发明还提出一种基于角度的声场重建装置,所述基于角度的声场重建装置包括:中心点确定模块、旋转操作确定模块、角度提取模块、权重确定模块以及声场重建模块;

所述中心点确定模块,用于在识别出待测量对象时,从所述待测量对象所处的位置区域内提取出多个测量点,并确定与多个测量点对应的中心点;

所述旋转操作确定模块,用于对所述待测量对象的旋转操作进行监测;

所述角度提取模块,用于在监测到所述旋转操作时,从所述旋转操作中提取出围绕着所述中心点进行旋转的目标旋转角度;

所述权重确定模块,用于在预设声场重建模型中根据所述目标旋转角度生成与多声道扬声器对应的目标分配权重;

所述声场重建模块,用于根据所述目标分配权重调整所述多声道扬声器输出的重建声信号,以完成声场的重建。

在本发明中将通过预设声场重建模型来根据目标旋转角度确定与多声道扬声器对应的分配权重,并基于分配权重来完成声场的重建,明显地,本发明考虑到了待测量对象可能存在的旋转操作,并基于该旋转操作中的目标旋转角度来完成声场的重建,这使得重建出的声场对于旋转后的待测量对象而言具有较好的听觉效果,从而解决了现有的三维音频技术在重建声场的过程中存在着的未考虑听音点发生变化的技术问题。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的音频设备结构示意图;

图2为本发明基于角度的声场重建方法第一实施例的流程示意图;

图3为本发明基于角度的声场重建方法第二实施例的流程示意图;

图4为测量点与扬声器的相对位置示意图;

图5为多声道扬声器的摆放结构示意图;

图6为本发明基于角度的声场重建方法第三实施例的流程示意图;

图7为本发明基于角度的声场重建装置第一实施例的结构框图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

参照图1,图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的音频设备结构示意图。

如图1所示,该音频设备可以包括:处理器1001,例如cpu,通信总线1002、用户接口1003,网络接口1004,存储器1005。其中,通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(display),可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口,对于用户接口1003的有线接口在本发明中可为usb接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如wi-fi接口)。存储器1005可以是高速ram存储器,也可以是稳定的存储器(non-volatilememory),例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解,图1中示出的结构并不构成对音频设备的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。

如图1所示,作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及基于角度的声场重建程序。

在图1所示的音频设备中,网络接口1004主要用于连接后台服务器,与所述后台服务器进行数据通信;用户接口1003主要用于连接外设;所述音频设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的基于角度的声场重建程序,并执行本发明实施例提供的基于角度的声场重建方法。

基于上述硬件结构,提出本发明基于角度的声场重建方法的实施例。

参照图2,图2为本发明基于角度的声场重建方法第一实施例的流程示意图。

在第一实施例中,所述基于角度的声场重建方法包括以下步骤:

步骤s10:在识别出待测量对象时,从所述待测量对象所处的位置区域内提取出多个测量点,并确定与多个测量点对应的中心点;

可以理解的是,在确定了听音点的当前位置后,可借助多声道扬声器并基于该听音点的当前位置来完成声场的建立。明显地,在建立声场的过程中,会预先获悉听音点的位置,并以该位置为基础来完成声场的建立,如此,可以保证人耳在该位置处获得的听觉体验将较好。但是,若人的头部发生了旋转,这会导致听音点的位置也随之变化,若依旧使用变化前的听音点位置,这既与现实环境下的听音点真实位置不符,基于变化前的听音点位置构建出的声场的听觉体验也不会很好,因为并未针对变化后的听音点位置。

应当理解的是,正是为了解决因为听音点位置变化导致的重建出的声场的听觉体验较差,本实施例中在重建声场的过程中将对待测量对象进行旋转操作的监测,当监测到旋转操作后,可将旋转角度作为参考量来确定最终的分配权重,以使得重建出的声场将已考虑到了待测量对象可能进行旋转的情形,并使得重建出的声场对于旋转后的待测量对象而言具有较好的听觉效果。

在具体实现中,待测量对象可为人的头部。至于识别出待测量对象的识别方式,可通过红外线检测的方式来识别用户的头部,当然,也可通过用户在头部带有可穿戴式设备的方式来识别出用户的头部。由于,本实施例的执行主体可为音频设备,所以,在使用时可穿戴式设备可与音频设备进行信息传输。

需要说明的是,本实施例的执行主体可包括有多声道扬声器;也可不包括多声道扬声器,当在使用时与多声道扬声器进行信息传输。而多声道扬声器将由多个扬声器构成,并由各个扬声道提供独立的声信号,比如,多声道扬声器可为三声道扬声器,即包括三个独立的扬声器。

应当理解的是,在识别出用户的头部后,可从用户的头部上确定人耳的位置,人耳的位置即为测量点,测量点也就是听音点。由于人存在着左耳与右耳,所以,实质上人体在进行听音活动时会存在着两个听音点,并非一个听音点。

可以理解的是,为了便于识别出旋转角度θ,可预先确定多个测量点的中心点。其中,若测量点的数量为2,中心点是指两个测量点的中心位置的位置点,也就是用户的头部的中心点。

步骤s20:对所述待测量对象的旋转操作进行监测;

步骤s30:在监测到所述旋转操作时,从所述旋转操作中提取出围绕着所述中心点进行旋转的目标旋转角度;

应当理解的是,头部在发生旋转后,用户的双耳也会发生旋转,也就可根据旋转前的测量点、旋转后的测量点以及中心点来确定双耳旋转过程中的旋转角度θ,其中,0°≤θ≤360°。

步骤s40:在预设声场重建模型中根据所述目标旋转角度生成与多声道扬声器对应的目标分配权重;

可以理解的是,若多声道扬声器为三声道扬声器,而测量点的数量为2,则可将本实施例的听觉场景描述为“通过三声道扬声器为两个听音点来建立声场”,为了更好地保证人耳处声场的听觉效果,可在预设声场重建模型中预先设置原始声场,并将原始声场作为重建声场的评估依据,以评估重建出的声场的听觉体验。其中,重建声场是指本实施例最终实现的“通过三声道扬声器为两个听音点来建立的声场”,而将原始声场作为重建声场的评估依据则意指,希望重建声场的声音物理性质与原始声场的声音物理性质相同,也就实现了通过本实施例的听觉场景来设置出原始声场的听觉效果。

在具体实现中,本实施例将基于原始声场在预设声场重建模型中根据所述目标旋转角度生成与所述多声道扬声器对应的目标分配权重,具体而言,预设声场重建模型将基于声音物理性质相同的原则来根据原始声场确定对应的重建声场,而重建声场中的重要参数就包括多声道扬声器的分配权重。

可以理解的是,分配权重用于确定三个扬声器输出的声信号的信号参数,比如,声信号的音量大小等。

步骤s50:根据所述目标分配权重调整所述多声道扬声器输出的重建声信号,以完成声场的重建。

应当理解的是,在确定了三个扬声器各自的分配权重后,将以分配权重为依据来调整三个扬声器各自输出的重建声信号,比如,若分配权重的总和为1,则各个扬声器的分配权重可为0.2、0.5以及0.3,则再根据这三个分配权重的数值来决定扬声器输出的重建声信号的信号参数,最终由三个扬声器共同输出的信号搭建起来的重建声场将具有较高的听觉体验。这是因为,如此搭建声场既考虑到了多个听音点的实际听音场景,也保证了重建声场的声音物理性质在一定的水平上,而且,由于最终计算出的分配权重还是基于目标旋转角度θ生成的,所以,还考虑了变化后的听音点位置,使得重建出的声场对于旋转后的待测量对象而言具有较好的听觉效果。

在本实施例中将通过预设声场重建模型来根据目标旋转角度确定与多声道扬声器对应的分配权重,并基于分配权重来完成声场的重建,明显地,本实施例考虑到了待测量对象可能存在的旋转操作,并基于该旋转操作中的目标旋转角度来完成声场的重建,这使得重建出的声场对于旋转后的待测量对象而言具有较好的听觉效果,从而解决了现有的三维音频技术在重建声场的过程中存在着的未考虑听音点发生变化的技术问题。

参照图3,图3为本发明基于角度的声场重建方法第二实施例的流程示意图,基于上述图2所示的第一实施例,提出本发明基于角度的声场重建方法的第二实施例。

第二实施例中,所述步骤s10之后,所述基于角度的声场重建方法还包括:

步骤s101:获取多个测量点的点位置信息;

可以理解的是,对于预设声场重建模型而言,为了实现本实施例的听觉场景即“通过三声道扬声器为两个听音点来建立声场”,可预先获取多个测量点的点位置信息与多声道扬声器的扬声器位置信息。

在具体实现中,比如,若测量点的数量为2,2个测量点分别代表左耳的听音点ol与右耳的听音点or,参见图4,图4为测量点与扬声器的相对位置示意图,其中,三声道扬声器的三个扬声器分别为η(1)、η(2)以及η(3),而o点表示与两个听音点对应的中心点。

步骤s102:获取多声道扬声器的扬声器位置信息;

应当理解的是,对于多声道扬声器的摆放结构可进行预先规定,比如,可参见图5,图5为多声道扬声器的摆放结构示意图,如图可将三声道扬声器中的三个扬声器均摆放在同一个球体的球面之上,三个扬声器分别为η(1)、η(2)以及η(3),并且所有扬声器到球心距离为1.6米,而该球体的球心即为第一测量点ol与第二测量点or之间的中心点o。

应当理解的是,其中,预设距离即为1.6米,而三声道扬声器中的三个扬声器的扬声器位置信息可用球坐标表示,分别包括,代表η(1)的(1.6,90°,-30°)、代表η(2)的(1.6,75°,0°)以及代表η(3)的(1.6,90°,-30°)。

所述步骤s40,包括:

步骤s401:在预设声场重建模型中根据所述点位置信息、所述扬声器位置信息以及所述目标旋转角度确定与所述多声道扬声器对应的目标分配权重。

应当理解的是,在获取到点位置信息、扬声器位置信息以及目标旋转角度后,可在预设声场重建模型中同时结合进这三种类型的参考量,以在体现听觉场景“通过三声道扬声器为两个听音点来建立声场”的同时,也参考进用户头部的旋转导致的听音点变化。

需要说明的是,同时在预设声场重建模型中结合点位置信息以及目标旋转角度,实际上是重新定义了点位置信息,之前单独的点位置信息为以及代表听音点ol在所处空间中的位置,代表听音点or在所处空间中的位置;而在同时结合点位置信息以及目标旋转角度θ后,就变成了变成了

进一步地,所述步骤s10之后,所述基于角度的声场重建方法还包括:

步骤s103:获取所述测量点处的第一单声道声压值;

可以理解的是,根据预设声场重建模型确定的目标分配权重可能存在多个解,若以在多个目标分配权重中找出重建出的与原始声场最为接近的重建声场为依据,则可对获取到的多个解进行进一步的权重筛选。

应当理解的是,权重筛选的方式可为,以声场在听音点处的声压值为评判依据,筛选出重建出的声场的声压值最接近于原始声场的声压值的情况,并将重建出该声场的分配权重作为最终实际构建声场时的权重值。

在具体实现中,比如,可先分别获取听音点ol处的第一单声道声压值bl0以及听音点or处的第一单声道声压值br0。其中,第一单声道声压值是指在原始声场的环境下听音点处听到的声音的声压值。

所述步骤s401之后,所述基于角度的声场重建方法还包括:

步骤s4021:遍历所述目标分配权重,根据遍历到的目标分配权重确定所述多声道扬声器的待输出声信号;

步骤s4022:确定所述待输出声信号在所述测量点处的目标声压值;

在具体实现中,对于权重筛选的方式具体为,由于将计算出多个目标分配权重,而不同的分配权重重建出的声场将具有不同的声音物理性质,故而,可先确定构建了各个声场的声信号,并读取出当前声场在听音点ol处的声压值以及在听音点or处的声压值

步骤s4023:通过预设声压求差公式计算所述第一单声道声压值与所述目标声压值的当前声音差值;

在具体实现中,预设声压求差公式如下,

其中,gf表示声压差值。具体而言,基于上述的预设声压求差公式可计算出第一单声道声压值与目标声压值之间的实际差值gf。

步骤s4024:通过预设角度公式生成与所述目标旋转角度对应的目标声压差值;

在具体实现中,预设角度公式如下,

θ=fminbnd(gf,0°,360°);

其中,预设角度公式由于应用了fminbnd函数,将计算出gf函数的函数值为最小时的θ值。当然,也可将预设角度公式理解为,用于确定与θ值对应的gf函数的最小函数值,而gf函数的最小函数值则表示了原始声场与重建声场在声压方面上的表现较为相似,误差较小。

在所述当前声音差值与所述目标声压差值相等时,执行步骤s50。

在具体实现中,所以,在当前声音差值为gf函数的最小函数值时,则表示,当前遍历到的分配权重构建出的重建声场在声压方面上与原始声场最为接近。

进一步地,所述通过预设角度公式生成与所述目标旋转角度对应的目标声压差值之后,所述基于角度的声场重建方法还包括:

在所述当前声音差值与所述目标声压差值不相等时,返回执行所述遍历所述目标分配权重,根据遍历到的目标分配权重确定所述多声道扬声器的待输出声信号的步骤,直至所述当前声音差值与所述目标声压差值相等时,执行所述根据所述目标分配权重调整所述多声道扬声器输出的重建声信号,以完成声场的重建的步骤。

应当理解的是,上文描述的情况为,遍历到的分配权重确定的目标声压值计算出的当前声音差值正好等于gf函数的最小函数值,但是,也可能遍历到的分配权重不等于该最小函数值,则将重新遍历目标分配权重,直至满足计算出的当前声音差值等于gf函数的最小函数值的条件,就可根据最终确定的目标分配权重来重建声场。

在本实施例中通过结合预设声压求差公式与预设角度公式,可以查找出在声压方面最接近于原始声场的重建声场,从而使得最终重建出的声场误差较小,具有更好的听觉效果。

参照图6,图6为本发明基于角度的声场重建方法第三实施例的流程示意图,基于上述图3所示的第二实施例,提出本发明基于角度的声场重建方法的第三实施例。

第三实施例中,所述预设声场重建模型为预设声场重建方程组,所述预设声场重建方程组中包括预设声压值公式;

所述步骤s10之后,所述声场重建方法还包括:

步骤s104:获取所述测量点处的第二单声道声压值;

可以理解的是,在本发明基于角度的声场重建方法第一实施例中将以原始声场作为重建声场的评估依据从而实现了通过本实施例的听觉场景来设置出原始声场的听觉效果。其中,原始声场可为“通过单声道扬声器为两个听音点来建立的声场”,所以,最终将保证重建声场与“通过单声道扬声器为两个听音点来建立的声场”的声音物理性质相近。

在具体实现中,比如,存在代表左耳的听音点ol与代表右耳的听音点or,并分别获取听音点ol处的第二单声道声压值bl0'以及听音点or处的第二单声道声压值br0'。其中,第二单声道声压值是指在原始声场的环境下听音点处听到的声音的声压值。

所述步骤s401,包括:

步骤s402:根据所述第二单声道声压值、所述点位置信息、所述扬声器位置信息以及所述目标旋转角度通过所述预设声压值公式确定与所述多声道扬声器对应的目标分配权重。

在具体实现中,由于预设声场重建方程组将基于声音物理性质相同的原则来根据原始声场确定对应的重建声场,所以,预设声压值公式也将体现原始声场的声压值与重建声场的声压值相同的特性。具体而言,其中,表示左耳的听音点ol处重建声场合成的声压值,表示右耳的听音点or处重建声场合成的声压值。

可以理解的是,预设声压值公式如下,

其中,bl0'代表听音点ol处的单声道声压值,g是音频信号在空气中传播的声学常量,e为常数,i为虚部单位,代表听音点ol在所处空间中的位置,表示三声道扬声器中第γ个扬声器的位置信息,其中γ=1、2或3,而ωγ代表三声道系统中第γ个扬声器信号的分配权重,γ=1、2或3,而为三声道系统中第γ个扬声器中的信号,γ=1、2或3,而k为波数,k=2πf/c,f为频率,c为声音在空气中传播的速度;br0'代表听音点or处的单声道声压值,代表听音点or在所处空间中的位置。

应当理解的是,预设声压值公式的左侧为原始声场在听音点处的声压值,而预设声压值公式的右侧为重建声场在听音点处的声压值,通过预设声压值公式可以保证两种声场下的声压值相同或相近。

进一步地,所述预设声场重建方程组中还包括预设粒子速度公式;

所述获取所述测量点处的第二单声道声压值,包括:

获取所述测量点处的第二单声道声压值和预设单声道粒子速度;

所述根据所述第二单声道声压值、所述点位置信息、所述扬声器位置信息以及所述目标旋转角度通过所述预设声压值公式确定与所述多声道扬声器对应的目标分配权重之后,所述声场重建方法还包括:

根据所述预设单声道粒子速度、所述点位置信息、所述扬声器位置信息以及所述目标旋转角度通过所述预设粒子速度公式确定与所述多声道扬声器对应的待使用分配权重;

在所述目标分配权重与所述待使用分配权重相同时,执行所述根据所述目标分配权重调整所述多声道扬声器输出的重建声信号,以完成声场的重建的步骤。

可以理解的是,上文描述的预设声压值公式主要是基于原始声场的声压值与重建声场的声压值相同的特性,而声音物理性质除了声压值外,还包括粒子速度等,所以,可结合进粒子速度以重建出与原始声场的声音物理性质更为相近的重建声场。

在具体实现中,比如,将分别获取听音点ol处的预设单声道粒子速度νl0以及听音点or处的预设单声道粒子速度νr0。其中,预设单声道粒子速度是指在原始声场的环境下听音点处听到的声音的粒子速度。

在具体实现中,由于预设声场重建方程组将基于声音物理性质相同的原则来根据原始声场确定对应的重建声场,所以,预设粒子速度公式也将体现原始声场的粒子速度与重建声场的声压值相同的特性。具体而言,其中,表示左耳的听音点ol处重建声场合成的粒子速度,表示右耳的听音点or处重建声场合成的粒子速度。

可以理解的是,预设粒子速度公式如下,

其中,νl0代表听音点ol处的预设单声道粒子速度,g是音频信号在空气中传播的声学常量,e为常数,i为虚部单位,代表听音点ol在所处空间中的位置,表示三声道扬声器中第γ个扬声器的位置信息,其中γ=1、2或3;xl代表在左耳听点处的x平面上坐标,xr代表在右耳听点处的x平面上坐标,yl代表在左耳听点处的y平面上坐标,yr代表在右耳听点处的y平面上坐标,zl代表在左耳听点处的z平面上坐标,zr代表在右耳听点处的z平面上坐标;代表3声道系统中第γ个扬声器所在的空间直角坐标系x平面上的坐标位置,代表3声道系统中第γ个扬声器所在的空间直角坐标系y平面上的坐标位置,代表3声道系统中第γ个扬声器所在的空间直角坐标系z平面上的坐标位置,γ=1、2或3;而ωγ代表三声道系统中第γ个扬声器信号的分配权重,γ=1、2或3,而为三声道系统中第γ个扬声器中的信号,γ=1、2或3,而k为波数,k=2πf/c,f为频率,c为声音在空气中传播的速度;νr0代表听音点or处的预设单声道粒子速度值,代表听音点or在所处空间中的位置。

应当理解的是,预设粒子速度公式的左侧为原始声场在听音点处的粒子速度,而预设粒子速度公式的右侧为重建声场在听音点处的粒子速度,通过预设粒子速度公式可以保证两种声场下的粒子速度相同或相近。

可以理解的是,为了使得原始声场与重建声场的声音物理性质相近或相等,可同时联合使用预设声压值公式与预设粒子速度公式,以保证最终计算出的分配权重可以使重建出的声场具有与原始声场较为相近的声音物理性质。所以,在目标分配权重与待使用分配权重相同时,再基于目标分配权重调整多声道扬声器输出的重建声信号,实质上就是将预设声压值公式与预设粒子速度公式作为一个整体进行预设声场重建方程组的求解。

所以,预设声场重建方程组实质上如下,

在本实施例中为了使得原始声场与重建声场的声音物理性质相近或相等,可同时联合使用预设声压值公式与预设粒子速度公式,以保证最终计算出的分配权重可以使重建出的声场具有与原始声场较为相近的声音物理性质。

此外,本发明实施例还提出一种存储介质,所述存储介质上存储有基于角度的声场重建程序,所述基于角度的声场重建程序被处理器执行时实现如上文所述的基于角度的声场重建方法的步骤。

此外,参照图7,本发明实施例还提出一种基于角度的声场重建装置,所述基于角度的声场重建装置包括:中心点确定模块10、旋转操作确定模块20、角度提取模块30、权重确定模块40以及声场重建模块50;

所述中心点确定模块10,用于在识别出待测量对象时,从所述待测量对象所处的位置区域内提取出多个测量点,并确定与多个测量点对应的中心点;

所述旋转操作确定模块20,用于对所述待测量对象的旋转操作进行监测;

所述角度提取模块30,用于在监测到所述旋转操作时,从所述旋转操作中提取出围绕着所述中心点进行旋转的目标旋转角度;

所述权重确定模块40,用于在预设声场重建模型中根据所述目标旋转角度生成与多声道扬声器对应的目标分配权重;

所述声场重建模块50,用于根据所述目标分配权重调整所述多声道扬声器输出的重建声信号,以完成声场的重建。

在本实施例中将通过预设声场重建模型来根据目标旋转角度确定与多声道扬声器对应的分配权重,并基于分配权重来完成声场的重建,明显地,本实施例考虑到了待测量对象可能存在的旋转操作,并基于该旋转操作中的目标旋转角度来完成声场的重建,这使得重建出的声场对于旋转后的待测量对象而言具有较好的听觉效果,从而解决了现有的三维音频技术在重建声场的过程中存在着的未考虑听音点发生变化的技术问题。

需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。在列举了若干装置的单元权利要求中,这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。词语第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序,可将这些词语解释为名称。

通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机,计算机,服务器,空调器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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