[发明专利]一种声场重建方法及系统

摘要

一种声场重建方法及系统，获取所有扬声器的位置信息和原始多声道系统中扬声器的原始信号，设中心听音点和非中心听音点，计算重建多声道系统中扬声器组替换原始多声道系统中单个扬声器的初始分配权重，计算重建多声道系统中扬声器组的初始分配信号并删除原始多声道系统中被替换的单个扬声器，计算得到重建多声道系统中全部扬声器的最终信号。本发明充分考虑听音点所在位置和声场物理性对非中心听音点处声场的影响，构建非中心听音点声场重建模型并求解，可以使得听音者在非中心听音点处可以获得和中心听音点处同样的听音体验，提升了现有多声道系统声音回放的灵活性，具有重要的市场价值。

主权项

一种声场重建方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤1，获得原始多声道系统中m个待替换的扬声器speko1、speko2、…、spekom分别的位置信息原始信号κ1(ω)、κ2(ω)、…、κm(ω)，重建多声道系统中n个替换扬声器spekr1、spekr2、…、spekrn分别的位置信息设中心听音点为O，三维直角坐标为非中心听音点为L，三维直角坐标为设待替换扬声器组speko1、speko2、…、spekom的扬声器原始信号分别为κ1(ω)、κ2(ω)、…、κm(ω)，替换扬声器组扬声器spekr1、spekr2、…、spekrn的信号为要求解的信号，记为λ1(ω)、λ2(ω)、…、λn(ω)；步骤2，计算确定重建系统中n个扬声器spekr1、spekr2、…、spekrn替换原始系统中m个扬声器speko1、speko2、…、spekom的初始分配权重，令j＝1,2,…,n，h＝1,2,…,m，计算公式如下，min12||HI‾Wh-HI||22]]>s.t.AWh＝B其中，A表示替换扬声器在听音点L处产生的质子速度方向衍生变量和声压中间变量构成的矩阵；B表示待替换扬声器在听音点O处产生的质子速度方向衍生变量和声压中间变量构成的矩阵；Wh＝(wh1 wh2 … whn)T，是信号分配权重系数whj构成的向量；whj表示待替换扬声器spekoh分配给替换扬声器spekr j的信号分配权重系数，将相应计算结果作为初始分配权重；表示质子速度中间变量构成的矩阵；H1表示质子速度中间变量构成的向量；矩阵A和B建立方式如下，A=t1,1t1,2...t1,nt2,1t2,2...t2,nt3,1t3,2...t3,nt4,1t4,2...t4,nt5,1t5,2...t5,ncos(k|l→-η1→|)|l→-η1→|cos(k|l→-η2→|)|l→-η2→|...cos(k|l→-ηn→|)|l→-ηn→|sin(k|l→-η1→|)|l→-η1→|sin(k|l→-η2→|)|l→-η2→|...sin(k|l→-ηn→|)|l→-ηn→|;]]>其中，k为波数；矩阵和向量H1建立方式如下，H1‾=cos(k|l→-η1→|)(lx-η1x)|l→-η1→|2...cos(k|l→-ηn→|)(lx-ηnx)|l→-ηn→|2cos(k|l→-η1→|)(ly-η1y)|l→-η1→|2...cos(k|l→-ηn→|)(ly-ηny)|l→-ηn→|2cos(k|l→-η1→|)(lz-η1z)|l→-η1→|2...cos(k|l→-ηn→|)(lz-ηnz)|l→-ηn→|2sin(k|l→-η1→|)(lx-η1x)|l→-η1→|2...sin(k|l→-ηn→|)(lx-ηnx)|l→-ηn→|2sin(k|l→-η1→|)(ly-η1y)|l→-η1→|2...sin(k|l→-ηn→|)(ly-ηny)|l→-ηn→|2sin(k|l→-η1→|)(lz-η1z)|l→-η1→|2...sin(k|l→-ηn→|)(lz-ηnz)|l→-ηn→|2;]]>其中，k为波数；步骤3，将单个待替换扬声器spekoh的信号分别乘以步骤2所得初始分配系数后分配到相应扬声器spekr1、spekr2、…、spekrn中，删除待替换扬声器spekoh，计算公式如下，λh1(ω)=κh(ω)wh1λh2(ω)=κh(ω)wh2...λhn(ω)=κh(ω)whn]]>其中，λh1(ω)、λh2(ω)、…、λhn(ω)为待替换扬声器spekoh分配给替换扬声器spekr1、spekr2、…、spekrn的初始分配信号；κh(ω)为待替换扬声器spekoh的信号；wh1,wh2,…,whm为待替换扬声器spekoh分配给替换扬声器spekr1、spekr2、…、spekrn的信号分配权重系数；步骤4，计算得到重建多声道系统中扬声器spekr1、spekr2、…、spekrn分别的最终信号，实现方式为将步骤3中所得扬声器spekr1、spekr2、…、spekrn初始分配信号求和，扬声器spekr1、spekr2、…、spekrn的最终分配信号λ1(ω)、λ2(ω)、…、λn(ω)的计算公式为，λj(ω)=Σh=Imλhj(ω)=Σh=Imκh(ω)whj]]>其中，j＝1，2，…，n。