[发明专利]一种还原声场空间及姿态追踪的方法、装置和设备

权利要求书

1.一种还原声场空间及姿态追踪的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤一，判断输入音频格式，如果为Ambisonic格式音频则直接进行步骤二；如果为基于声道的音频，则对所述基于声道的音频进行空间声场渲染并转换为Ambisonic格式音频；如果为包含位置信息元数据的对象音频，则将所述对象音频转换为Ambisonic格式音频；

步骤二，实时获取用户的头部姿态参数，对所述Ambisonics格式音频进行声源方位还原渲染；

步骤三，对进行声源方位还原渲染后得到的Ambisonics信号进行双耳化处理，输出用于耳机播放的全景声音频信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一中所述的空间声场渲染是将实际测量的或模拟生成的相关参数代入镜像声源模型算法，生成空间响应函数并进行卷积渲染。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述相关参数具体包括：

影厅的长、宽、高；

影厅六面的反射系数；

每个声源的位置坐标；

拾音位置坐标。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一中所述转换为Ambisonic格式音频，具体包括：

利用公式将输入音频转换为W、X、Y、Z四个通道上的信号：

W为包含所有方位信息的音频信号，X为包含前后方位信息的音频信号，Y为包含左右方位信息的音频信号，Z为包含上下方位信息的音频信号，s_i为单声道音频信号或每个对象音频信号，k为音频的声道个数或对象个数，θ分别为音频每个声道或对象在空间中的水平角和垂直角；

若输入的音频是单声道音频，则声道位置是正前方，即水平角为0，代入上述公式(2)、(3)，并结合其他参数将所述单声道信号转换为Ambisonic格式音频；

若输入的音频是多声道音频，所述多声道音频由多个单声道音频信号组成，则将按照标准布局摆放的各个扬声器位置和对应单声道音频信号，代入上述公式(1)-(4)将所述多声道音频转换为Ambisonic格式音频；

若输入的音频是对象音频，则将每个对象位置信息元数据转换为水平角和垂直角θ，代入上述公式(2)-(4)，并将每个对象位置元数据信息中包含的关于音频对象大小的描述，映射为权重参数q，在计算所述对象音频W通道上的信号时，给每个对象音频信号乘以相应的权重参数q，也就是将上述公式(1)替换为

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，每个对象对应的权重参数q取值范围在0-1之间，并且所有对象的权重参数和为1。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实时获取用户的头部姿态参数是通过陀螺仪来获取的。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤二具体包括：

将实时获取到的用户头部的水平角和垂直角θ₁，代入上述公式(1)-(4)，实时对Ambisonic格式音频四个通道上的信号进行调整。

8.一种还原声场空间及姿态追踪的装置，其特征在于，所述装置包括：

音频格式判断模块，用于判断输入音频格式，如果为Ambisonic格式音频则直接将输入音频发送给声源方位还原渲染模块；如果为基于声道的音频，则对所述基于声道的音频进行空间声场渲染并转换为Ambisonic格式音频，将得到的Ambisonic格式音频发送给声源方位还原渲染模块；如果为包含位置信息元数据的对象音频，则将所述对象音频转换为Ambisonic格式音频，并发送给声源方位还原渲染模块；

声源方位还原渲染模块，用于实时获取用户的头部姿态参数，对所述Ambisonics格式音频进行声源方位还原渲染并发送给音频双耳化模块；

音频双耳化模块，用于对进行声源方位还原渲染后得到的Ambisonics信号进行双耳化处理，输出用于耳机播放的全景声音频信号。