[发明专利]一种方向自适应的空间音频处理方法及系统

说明书

本发明涉及一种方向自适应的空间音频处理方法及系统，该方法是将三维声场麦克风采集的信号中具有方向性的信号分离出来；根据传感器采集的平滑后的转动角度信号，计算三维声场麦克风相对于原参考方向的转动水平角及竖直角；根据所述转动水平角及竖直角与对应的水平参考角及竖直参考角的偏差值，利用旋转矩阵对具有方向性的信号进行旋转修正。本发明可以使三维声场麦克风在移动或运动状态下采集的空间音频信号修正成在原参考方向下采集的空间音频信号，从而保证了三维声场麦克风采集空间音频信号时，始终能形成在原参考方向下采集空间音频信号的效果。

技术领域

本发明属于空间音频采集处理技术领域，具体涉及一种方向自适应的空间音频处理方法及系统。

背景技术

传统空间音频信号采集时，二维或三维声场麦克风一般为固定位置。将声场麦克风放置在屋子中央进行声场采集。在放置声场麦克风时，需要明确参考方向。在二维情况下，参考的正方向可为某一个麦克风的方向，故使用麦克风阵列采集的声场方位可知。在三维声场采集中，所使用的声场麦克风的参考正方向可以为logo的方向。在虚拟现实等应用中，全景音频采集设备逐渐向采集设备小型化，可移动化发展。在户外等应用场景中，音视频采集设备往往会被放置在采集者头盔，自行车等处。由于采集者与设备不一定总在同一方向，采集设备标定假设参考正方向将不再是实际意义上的正方向。采集设备的可移动化也使得在手持等场景下麦克风不可能总为设定的参考正方向。

发明内容

本发明的目的在于解决上述的技术问题而提供一种方向自适应的空间音频处理方法及系统，旨在进行声场录音时，使得有方向性的声场元素可以有选择地的进行针对某一方向的自适应调整。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种方向自适应的空间音频处理方法，包括以下步骤：

将三维声场麦克风采集的信号中具有方向性的信号分离出来；

根据传感器采集的平滑后的转动角度信号，计算三维声场麦克风相对于原参考方向的转动水平角及竖直角；

根据所述转动水平角及竖直角与对应的水平参考角及竖直参考角的偏差值，利用旋转矩阵对具有方向性的信号进行旋转修正。

使用基于PCA的方法将三维声场麦克风采集的信号中具有方向性的信号分离出来。

所述传感器为重力及陀螺仪传感器。

本发明的目的还在于提供一种方向自适应的空间音频处理系统，包括：

分离模块，用于将三维声场麦克风采集的信号中具有方向性的信号分离出来；

角度计算模块，用于根据传感器采集的平滑后的转动角度信号，计算三维声场麦克风相对于原参考方向的转动水平角及竖直角；

转换修正模块，用于根据所述转动水平角及竖直角与对应的水平参考角及竖直参考角的偏差值，利用旋转矩阵对具有方向性的信号进行旋转修正。

所述分离模块包括PCA处理单元，用于基于PCA的方法将三维声场麦克风采集的信号中具有方向性的信号分离出来。

所述旋转矩阵包括用于对具有方向性的信号进行水平转换修正的水平旋转矩阵及用于对具有方向性的信号进行垂直转换修正的竖直旋转矩阵。

本发明方法及系统使得三维声场麦克风在移动的情况下，总能使采集到的空间音频始终保持是在正确参考方向采集的目的。

附图说明

图1是本发明方向自适应的空间音频处理方法的流程图；

图2是三维声场麦克风移动情况下采集信号的修正示意图。

具体实施方式