[发明专利]用于生成声场描述的装置、方法或计算机程序

说明书

一种用于生成具有声场分量的表示的声场描述的装置，包括：方向确定器(102)，用于针对多个麦克风信号的多个时间‑频率瓦片中的每个时间‑频率瓦片确定一个或多个声音方向；空间基函数评估器(103)，用于针对多个时间‑频率瓦片中的每个时间‑频率瓦片使用一个或多个声音方向评估一个或多个空间基函数；以及声场分量计算器(201)，用于针对多个时间‑频率瓦片中的每个时间‑频率瓦片计算与使用一个或多个声音方向评估的一个或多个空间基函数和用于对应时间‑频率瓦片的参考信号对应的一个或多个声场分量，参考信号是从多个麦克风信号中的一个或多个麦克风信号中得出的。

技术领域

本发明涉及用于生成声场描述的装置、方法或计算机程序，并且还涉及使用声音方向信息在时间-频率域中对(高阶)高保真度立体声响复制信号(Ambisonics signal)的合成。

背景技术

本发明属于空间声音记录和再现领域。空间声音记录旨在利用多个麦克风来捕获声场，使得在再现侧，听众感知到声音图像就像其在记录位置处一样。用于空间声音记录的标准方法通常使用间隔开的全向麦克风(例如，在AB立体声中)或一致的定向麦克风(例如，在强度立体声中)。所记录的信号可以从标准立体声扬声器设置中再现，以实现立体声图像。对于环绕声再现，例如，使用5.1扬声器设置，可以使用类似的记录技术，例如，指向扬声器位置的五个心形麦克风[ArrayDesign]。最近，已经出现了3D声音再现系统，例如7.1+4扬声器设置，其中使用4个高度扬声器来再现提升的声音。用于这种扬声器设置的信号可以例如用非常明确间隔开的3D麦克风设置[MicSetup3D]来记录。所有这些记录技术的共同之处在于它们是为特定的扬声器设置而设计的，这限制了实际的应用性，例如，当所记录的声音应当在不同的扬声器配置上再现时。

当不直接记录用于特定扬声器设置的信号，而是记录中间格式的信号、然后可以在再现侧从中生成任意扬声器设置的信号时，实现更大的灵活性。这种在实践中已得到很好建立的中间格式由(高阶)高保真度立体声响复制[Ambisonics]来表示。从高保真度立体声响复制信号中，可以生成包括双耳信号的每种期望扬声器设置的信号，以用于耳机再现。这需要应用于高保真度立体声响复制信号的特定渲染器，诸如经典高保真度立体声响复制渲染器[Ambisonics]、定向音频编码(DirAC)[DirAC]或HARPEX[HARPEX]。

高保真度立体声响复制信号表示多声道信号，其中每个声道(称为高保真度立体声响复制分量)等同于所谓的空间基函数的系数。利用这些空间基函数的加权和(其中权重对应于系数)，可以在记录位置中重新创建原始声场[FourierAcoust]。因此，空间基函数系数(即，高保真度立体声响复制分量)表示记录位置中的声场的紧凑描述。存在不同类型的空间基函数，例如球面谐波(SH)[FourierAcoust]或柱面谐波(CH)[FourierAcoust]。当描述2D空间中的声场(例如用于2D声音再现)时可以使用CH，而SH可以用于描述2D和3D空间中的声场(例如用于2D和3D声音再现)。

对于不同的阶数l存在空间基函数，并且在3D空间基函数(诸如SH)的情况下存在状态(mode)m。在后一种情况下，对于每个阶数l，存在m＝2l+1个状态，其中m和l是在l≥0并且-l≤m≤l范围内的整数。图1a中示出了空间基函数的对应示例，其示出了针对不同阶数l和状态m的球面谐波函数。要注意的是，阶数l有时被称为级，状态m也可以被称为度。如从图1a中可以看出的，零阶(第零级)l＝0的球面谐波表示记录位置中的全向声压，而第一阶(第一级)l＝1的球面谐波表示沿着笛卡尔坐标系的三个维度的偶极子分量。这意味着，特定阶数(级)的空间基函数描述阶数l的麦克风的方向性。换句话说，空间基函数的系数与阶数(级)l和状态m的麦克风的信号对应。要注意的是，不同阶数和状态的空间基函数是相互正交的。这意味着例如在纯漫射声场中，所有空间基函数的系数是互不相关的。