4d裸耳全息立體聲實(shí)現(xiàn)方法
【專利說明】4D裸耳全息立體聲實(shí)現(xiàn)方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及音頻處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種4D裸耳全息立體聲實(shí)現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0003]立體聲，就是指具有立體感的聲音。自然界發(fā)出的聲音是立體聲，但如果我們把這些立體聲經(jīng)記錄、放大等處理后而重放時(shí)，所有的聲音都從一個(gè)揚(yáng)聲器放出來，這種重放聲(與原聲源相比)就不是立體的了。這時(shí)由于各種聲音都從同一個(gè)揚(yáng)聲器發(fā)出，原來的空間感(特別是聲群的空間分布感)也消失了。這種重放聲稱為單聲。如果從記錄到重放整個(gè)系統(tǒng)能夠在一定程度上恢復(fù)原發(fā)生的空間感(不可能完全恢復(fù))，那么，這種具有一定程度的方位層次感等空間分布特性的重放聲，稱為音響技術(shù)中的立體聲。
[0004]立體聲源于雙聲道的原理，立體聲不算和雙聲道一個(gè)概念，但是是因果關(guān)系。
[0005]人們聽聲音時(shí)，可以分辨出聲音是由哪個(gè)方向傳來的，從而大致確定聲源的位置。人們之所以能分辨聲音的方向，是由于人們有兩只耳朵的緣故。例如，在人們的右前方有一個(gè)聲源，那么，由于右耳離聲源較近，聲音就首先傳到右耳，然后才傳到左耳，并且右耳聽到的聲音比左耳聽到的聲音稍強(qiáng)些。如果聲源發(fā)出的聲音頻率很高，傳向左耳的聲音有一部分會(huì)被人頭反射回去，因而左耳就不容易聽到這個(gè)聲音。兩只耳朵對(duì)聲音的感覺的這種微小差別，傳到大腦神經(jīng)中，就使人們能夠判斷聲音是來自右前方。這就是通常所說的“雙耳效應(yīng)”。
[0006]如果錄音時(shí)能夠把不同聲源的空間位置反映出來，使人們?cè)诼犱浺魰r(shí)，就好像身臨其境直接聽到各方面的聲源發(fā)音一樣。這種放聲系統(tǒng)重放的具有立體感的聲音，就是立體聲。
[0007]“立體”的概念是采用多麥克風(fēng)定位錄音技術(shù)，將聲音分成兩個(gè)“相位”錄制，還原時(shí)使用左右兩個(gè)揚(yáng)聲器放音，這就是雙聲道。雙聲道營造了一個(gè)平面的聲場(主要是左右)，高保真的系統(tǒng)還能在一定程度上表現(xiàn)出“縱深”的效果，使我們?cè)诼牭臅r(shí)候能得到“現(xiàn)場感”，因此也就稱其為“立體聲”。
[0008]所以，立體聲最初出現(xiàn)的就是雙聲道。
[0009]隨著技術(shù)的發(fā)展，2.1,5.1、16、32聲道的音頻系統(tǒng)都已出現(xiàn)，“立體”的概念已失去其原特定的意義，現(xiàn)在追求的是“全方位”、“親臨感”?，F(xiàn)在對(duì)音頻系統(tǒng)的簡單表述就是“聲道”的構(gòu)成特點(diǎn)，如:2.1重低音系統(tǒng)、5.1杜比環(huán)繞立體聲系統(tǒng)、7.1THX立體環(huán)繞家庭影院系統(tǒng)等。
[0010]Dolby Pro Logic(杜比定向邏輯技術(shù))是一種矩陣解碼技術(shù)，它能夠?qū)HS錄影帶及TV節(jié)目中已編碼在立體聲音軌上的杜比環(huán)繞聲的節(jié)目解碼還原為四聲道輸出的環(huán)繞聲節(jié)目。而Dolby Pro Logic II (第二代杜比定向邏輯技術(shù))要更為先進(jìn)一些，它能從任何立體聲節(jié)目源分離出五個(gè)獨(dú)立聲道的環(huán)繞聲(左、中置、右，左環(huán)繞及右環(huán)繞)，即便原來的節(jié)目沒有經(jīng)過杜比環(huán)繞聲的編碼處理也能實(shí)現(xiàn)。對(duì)于經(jīng)過杜比環(huán)繞聲編碼的節(jié)目的回放，如電影音軌，其聲音效果可與Dolby Digital 5.1媲美；對(duì)于未編碼的立體聲節(jié)目，如立體聲CD唱片，節(jié)目回放的效果可營造出更寬廣的、更有包圍感的聲場環(huán)境。與第一代技術(shù)相比，第二代杜比定向邏輯的另一項(xiàng)改善之處在于它提供了全頻段的兩個(gè)獨(dú)立的環(huán)繞聲道，而第一代技術(shù)只有單一的、頻段有限的環(huán)繞聲道。
[0011]杜比對(duì)第一代全景聲的揚(yáng)聲器數(shù)量要求設(shè)定在64個(gè)音箱，其中包括了 3個(gè)低音聲道。這是影院級(jí)最高配置，擁有64個(gè)揚(yáng)聲器播放杜比全景聲。
[0012]Dolby Pro Logic II (第二代杜比定向邏輯技術(shù))在重放時(shí)，首先需要5.1的音源，并且需要配置5+1個(gè)音箱，缺一不可，因此對(duì)使用條件要比普通雙聲道立體聲苛刻且成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種4D裸耳全息立體聲實(shí)現(xiàn)方法，把2.0立體聲音計(jì)算成4D裸耳全息立體聲。即2.0音響系統(tǒng)中播放出杜比全景聲64個(gè)音箱的效果。
[0014]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
4D裸耳全息立體聲實(shí)現(xiàn)方法，所述方法包括:
將一個(gè)立體聲2.0音頻文件分析掃描后，取得原聲學(xué)空間；
將原聲學(xué)空間處理后建立空間模型，此處空間模型即為4D動(dòng)態(tài)聲場；
將立體聲2.0音頻去除原聲學(xué)空間后再進(jìn)行處理得到處理后音頻；
將處理后音頻與空間模型合成，生成4D裸耳全息立體聲音頻文件；
使用在具有至少兩個(gè)揚(yáng)聲器的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)中播放4D裸耳全息立體聲音頻文件。
[0015]進(jìn)一步的，處理后音頻通過以下步驟生成:
將立體聲2.0音頻去除原聲學(xué)空間，把音頻聲波通過數(shù)據(jù)變形，通過處理后建立的空間模型引導(dǎo)基頻強(qiáng)制拉伸到的各個(gè)基頻相對(duì)應(yīng)的相位，各個(gè)基頻是指空間模型的各個(gè)基頻處于原聲學(xué)空間的各個(gè)基頻所對(duì)應(yīng)的位置的拉伸映射位置，從空間函數(shù)逆進(jìn)推演檢測(cè)處理前與處理后的基頻變形，校正各個(gè)基頻在拉升過程中產(chǎn)生的直流偏移信息，生成處理后音頻。
[0016]優(yōu)選的，使用濾波器去除各個(gè)基頻在拉伸過程中產(chǎn)生的相位干涉信息。
[0017]優(yōu)選的，使用延遲器使中頻部分產(chǎn)生延遲，直到與高頻部分同步播出。
[0018]優(yōu)選的，使用延遲器使低頻部分產(chǎn)生延遲，直到與中高頻部分同步播出。
[0019]進(jìn)一步的，空間模型通過以下步驟生成:
從音頻聲波分析各基頻的振幅、空間殘響和相位信息，建立擬建空間模型；
從音頻聲波分析聲波復(fù)合基頻部分獲取復(fù)合音色信息函數(shù)，此函數(shù)即為原基頻函數(shù)，將原基頻函數(shù)處理后得到處理后基頻模型；
將處理后基頻模型和擬建空間模型合成空間模型。
[0020]進(jìn)一步的，處理后基頻模型通過以下步驟生成:
51、計(jì)算出單一基頻信息函數(shù)；
52、尋找出單一基頻信息函數(shù)中最具有代表特征的函數(shù)數(shù)據(jù)，包含描述振幅、頻率在絕對(duì)比例上的多次出現(xiàn)的數(shù)據(jù)部分，后生成最具有代表特征的音頻； 53、掃描最具有代表特征的音頻的諧波部分和泛音部分；
54、對(duì)單一基頻信息函數(shù)使用三分損益法建立模擬自然諧波部分和模擬自然泛音部分，生成擬建基頻模型；
55、用學(xué)習(xí)的方法掃描記錄步驟S3和步驟S4的差異，并把差異建立差異函數(shù)；
56、用差異函數(shù)對(duì)擬建基頻模型進(jìn)行校隊(duì)補(bǔ)償，得到處理后的基頻模型。
[0021]優(yōu)選的，空間模型和處理后音頻的頭文件通過逆進(jìn)算法，推演獲取文件中原系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)的開發(fā)語言和原文件波形生成時(shí)使用的軟件算法。
[0022]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明算法簡單，音質(zhì)效果好