[0045] 其中，，七/?)為剩余（L-I)個(gè)揚(yáng)聲器^.,I1的頻域信號(hào)。
[0046] 而且，步驟5. 2實(shí)現(xiàn)如下，
[0047] 計(jì)算當(dāng)預(yù)刪除揚(yáng)聲器1;后，剩余（L-I)個(gè)揚(yáng)聲器?,ζ,….,I1所發(fā)出聲音在左、 右耳處產(chǎn)生的聲壓和為A (Left)與I(Right)，
[0048]
[0049]
[0050] 其中，
分別表示某揚(yáng)聲器ζ到左、右耳的距離；的表 示揚(yáng)聲器h被預(yù)刪除后，剩余某揚(yáng)聲器ξ的頻域信號(hào)；
分別表 示揚(yáng)聲器h被預(yù)刪除后，剩余某揚(yáng)聲器ξ在左、右耳處產(chǎn)生的聲壓。
[0051] 而且，步驟5. 3實(shí)現(xiàn)如下，
[0052] 根據(jù)步驟4中左、右耳、人頭中心處聲壓和P(Left)、P(Right)、Ρ(〇)以及步驟5. 2 中預(yù)刪除揚(yáng)聲器1;后，左、右耳處聲壓和h(Left)、A(Right),則剩余（L-I)個(gè)揚(yáng)聲器所發(fā) 出聲音在雙耳處產(chǎn)生的聲壓失真￡ ;定義為，
[0053]
[0054] 根據(jù)以上聲壓失真公式，計(jì)算當(dāng)預(yù)刪除揚(yáng)聲器1;后，剩余（L-I)個(gè)揚(yáng)聲器所發(fā)出 聲音在雙耳處產(chǎn)生的聲壓失真 ε;，并將聲壓失真^保存到失真數(shù)組ERROR中相應(yīng)數(shù)組元 素 ERROR [J]中。
[0055] 本發(fā)明還相應(yīng)提供一種三維音頻精簡(jiǎn)系統(tǒng)，包括以下模塊，
[0056] 原始揚(yáng)聲器空間位置信息采集模塊，用于設(shè)原始三維多聲道音頻系統(tǒng)有L個(gè)揚(yáng)聲 器，分別采集原始三維多聲道音頻系統(tǒng)中L個(gè)揚(yáng)聲器的空間位置信息，初始化待精簡(jiǎn)揚(yáng)聲 器集合為包括原始三維多聲道音頻系統(tǒng)中L個(gè)揚(yáng)聲器；空間位置信息采集實(shí)現(xiàn)方式如下，
[0057] 設(shè)L個(gè)揚(yáng)聲器排布在與聽(tīng)音區(qū)域中心點(diǎn)〇之間距離為P的球面上，以聽(tīng)音區(qū)域中 心點(diǎn)〇為頂點(diǎn)構(gòu)造三維空間直角坐標(biāo)系XYZ，揚(yáng)聲器在平面XOY上的投影與X軸所成的角度 記為Θ，揚(yáng)聲器與Z軸的夾角記為#，則揚(yáng)聲器的空間位置（ Aft#)簡(jiǎn)化標(biāo)記為（久供）；
[0058] 人頭特征空間位置信息采集模塊，用于采集人頭特征的空間位置信息，實(shí)現(xiàn)方式 如下，設(shè)人頭被看作是半徑為R的標(biāo)準(zhǔn)球，人頭中心位于坐標(biāo)原點(diǎn)處，人的兩耳關(guān)于YOZ 平面對(duì)稱(chēng)；則人的左耳所在的位置Left = (R，0,0)，人的右耳所在的位置為Right = (R，π，〇)，人頭中心所在的位置為〇 = (〇, 〇, 〇);
[0059] 時(shí)頻變換模塊，用于將L個(gè)揚(yáng)聲器I1，…，L的輸入時(shí)域信號(hào)\ (0…(0經(jīng)傅里 葉變換得到對(duì)應(yīng)的頻域信號(hào)& 1 ;
[0060] 初始聲壓和采集模塊，用于計(jì)算原始三維多聲道音頻系統(tǒng)的L個(gè)揚(yáng)聲器I1，…，L 所播放的聲音信號(hào)在左耳處產(chǎn)生的聲壓和P(Left)、在右耳處產(chǎn)生的聲壓和P(Right)，以 及在人頭中心〇處的聲壓和Ρ(〇);
[0061] 單個(gè)揚(yáng)聲器精簡(jiǎn)模塊，用于從當(dāng)前的待精簡(jiǎn)揚(yáng)聲器集合中，尋找一個(gè)使原始聲場(chǎng) 失真最小的揚(yáng)聲器將其精簡(jiǎn)剔除，包括以下子模塊，
[0062] 預(yù)刪除子模塊，用于從當(dāng)前的待精簡(jiǎn)揚(yáng)聲器集合的L個(gè)揚(yáng)聲器中選取一個(gè)揚(yáng)聲 器，將其預(yù)刪除，得到剩余的（L-I)通道系統(tǒng)，剩余的（L-I)個(gè)揚(yáng)聲器用:表示；
[0063] 預(yù)刪除聲壓計(jì)算子模塊，用于計(jì)算預(yù)刪除揚(yáng)聲器1;后，剩余（L-I)個(gè)揚(yáng)聲器所發(fā) 出的聲音在左、右耳處的聲壓A (Left)與?>; (Right);
[0064] 預(yù)刪除失真估計(jì)子模塊，用于計(jì)算預(yù)刪除揚(yáng)聲器1;后，剩余（L-I)個(gè)揚(yáng)聲器 所發(fā)出的聲音在雙耳處的聲壓與原L個(gè)揚(yáng)聲器所發(fā)出聲音在雙耳處聲壓的失真值 ε 并將失真值保存到失真數(shù)組ERROR中；
[0065] 遍歷判斷子模塊，用于預(yù)刪除揚(yáng)聲器1;的選擇條件判斷，實(shí)現(xiàn)如下，
[0066] 將預(yù)刪除的揚(yáng)聲器編號(hào)J的值加1，即J = J+1 ;判斷J>L是否成立，若判斷條件不 成立，則命令預(yù)刪除子模塊工作；若判斷條件成立，則結(jié)束循環(huán)操作，命令精簡(jiǎn)剔除子模塊 工作；精簡(jiǎn)剔除子模塊，用于精簡(jiǎn)剔除聲場(chǎng)失真最小的揚(yáng)聲器，實(shí)現(xiàn)如下，
[0067] 從失真數(shù)組ERROR中找到最小的雙耳處聲壓失真值ε_(tái)= ε ,，其中ε]表示 刪除揚(yáng)聲器^后雙耳聲壓失真值，將揚(yáng)聲器I真正執(zhí)行剔除操作；剩余（L-I)個(gè)揚(yáng)聲器 1,...,1頻域信號(hào)分別記為%(?),…，& :
[0068] 單個(gè)揚(yáng)聲器精簡(jiǎn)結(jié)果子模塊，用于精簡(jiǎn)剔除揚(yáng)聲器1,后，將剩余（L-I)個(gè)揚(yáng)聲器 的頻域信號(hào)^(叫，…，矣值賦給保留剩余（L-I)個(gè)揚(yáng)聲 器1...忑_1的空間位置信息和頻域信號(hào)&1(?)5 -，\(?);然后將1^個(gè)揚(yáng)聲器數(shù)目減1，得到 新的L個(gè)待精簡(jiǎn)的揚(yáng)聲器所構(gòu)成的待精簡(jiǎn)揚(yáng)聲器集合I1，…，Iy進(jìn)入精簡(jiǎn)迭代判斷模塊； [0069] 精簡(jiǎn)迭代判斷模塊，用于進(jìn)行精簡(jiǎn)迭代條件判斷如下，
[0070] 判斷當(dāng)前待精簡(jiǎn)揚(yáng)聲器數(shù)L是否大于Μ，若是則命令單個(gè)揚(yáng)聲器精簡(jiǎn)模塊工作，對(duì) 新的當(dāng)前待精簡(jiǎn)揚(yáng)聲器集合繼續(xù)進(jìn)行精簡(jiǎn)，否則結(jié)束迭代，取出當(dāng)前剩余的揚(yáng)聲器空間位 置信息，得到M通道系統(tǒng)的揚(yáng)聲器最優(yōu)空間位置排布；
[0071] 逆時(shí)頻變換模塊，用于將M通道系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)揚(yáng)聲器上的頻域信號(hào)經(jīng)過(guò)傅立葉逆變 換轉(zhuǎn)換為時(shí)域信號(hào)。
[0072] 而且，初始聲壓和采集模塊實(shí)現(xiàn)方式如下，
[0073] 設(shè)第J個(gè)揚(yáng)聲器1:播放的聲音頻率為f，則聲音傳播的波數(shù)為
，〇為聲速； 揚(yáng)聲器I1播放的聲音在任意聽(tīng)音點(diǎn)X處產(chǎn)生的聲壓為Ux.，夂)，
其中|1;-χ|為揚(yáng)聲器1;到聽(tīng)音點(diǎn)X的距離，％(:的為揚(yáng)聲器1;的頻域信號(hào)，G為比例因 子；
[0074] 將聲音信號(hào)劃分為α個(gè)頻帶，設(shè)α個(gè)頻帶的中心頻率為&、…、fa，對(duì)應(yīng)的波數(shù) 分別為
[0075] 揚(yáng)聲器I1,…，L所播放的聲音信號(hào)在左耳、右耳和人頭中心處產(chǎn)生的聲壓的和 P (Left)、P (Right)與 P (〇)分別為
[0076] CN 105120406 A VL 丫/14 貝
[0077]
[0078]
[0079] 其中，Ic1表示第I個(gè)臨界頻帶的中心頻率對(duì)應(yīng)的波數(shù)，I = 1、…、α。
[0080] 而且，預(yù)刪除子模塊包括以下單元，
[0081] 權(quán)值矩陣計(jì)算單元，用于根據(jù)揚(yáng)聲器L...,7^和1;相應(yīng)空間位置，計(jì)算當(dāng)揚(yáng)聲器 Ij預(yù)刪除后，剩余（L-I)個(gè)揚(yáng)聲器f，…,I1上所分配到的權(quán)值矩陣~=[a;u) ... a;ai)]T 如下，
[0082] 首先，已知（L-I)個(gè)揚(yáng)聲器..·，1所擺放的空間位置辦，科)、…、以 及揚(yáng)聲器1 ;所擺放的空間位置//凡/，％./)，根據(jù)以下公式計(jì)算參數(shù)Γ和b，
[0083]

[0084] 其中，
[0085] 中間參數(shù) f."|表示不超過(guò)該數(shù)的最大的整數(shù)；
[0086] Γ:(λ)為連帶勒讓德多項(xiàng)式如下，
[0087]
[0088] 變量 n、m 滿(mǎn)足 η = 1，· · ·，N，-n < m < η ;
[0089] 然后，當(dāng)預(yù)刪除揚(yáng)聲器1;后，剩余（L-I)個(gè)揚(yáng)聲器I,,,,I1.上所分配到的權(quán)值矩 陣a】= [a】⑴…a】(L1)]τ根據(jù)公式a】=Γ 1I3計(jì)算得到；
[0090] 信號(hào)分配單元，當(dāng)揚(yáng)聲器被預(yù)刪除后，剩余（L-I)個(gè)揚(yáng)聲器?，…,ξ^的頻域信號(hào) 按照以下公式計(jì)算得到，
[0091]
[0092] 其中，今1:(6>)為剩余（L-I)個(gè)揚(yáng)聲器4的頻域信號(hào)。
[0093] 而且，預(yù)刪除聲壓計(jì)算子模塊實(shí)現(xiàn)如下，
[0094] 計(jì)算當(dāng)預(yù)刪除揚(yáng)聲器1;后，剩余（L-I)個(gè)揚(yáng)聲器躉,…,：ξ,…所發(fā)出聲音在左、 右耳處產(chǎn)生的聲壓和為A(Left)與b(Right)，
[0097] 其中，1? -Leftj、|/ζ -Eight|分別表示某揚(yáng)聲器|到左、右耳的距離；⑷)表
[0095]
[0096] 示揚(yáng)聲器1;被預(yù)刪除后，剩余某揚(yáng)聲器ξ的頻域信號(hào)；^^ 矣）分別 表示揚(yáng)聲器h被預(yù)刪除后，剩余某揚(yáng)聲器ξ在左、右耳處產(chǎn)生的聲壓。
[0098] 而且，預(yù)刪除失真估計(jì)子模塊實(shí)現(xiàn)如下，
[0099] 根據(jù)初始聲壓和采集模塊中左、右耳、人頭中心處聲壓和P(Left)、P(Right)、Ρ(〇) 以及預(yù)刪除聲壓計(jì)算子模塊中預(yù)刪除揚(yáng)聲器1 ;后，左、右耳處聲壓和['MLeft)、b(Right)， 則剩余（L-I)個(gè)揚(yáng)聲器所發(fā)出聲音在雙耳處產(chǎn)生的聲壓失真ε ;定義為，
[0100]
[0101] 根據(jù)以上聲壓失真公式，計(jì)算當(dāng)預(yù)刪除揚(yáng)聲器1;后，剩余（L-I)個(gè)揚(yáng)聲器所發(fā)出 聲音在雙耳處產(chǎn)生的聲壓失真 ε;，并將聲壓失真^保存到失真數(shù)組ERROR中相應(yīng)數(shù)組元 素 ERROR [J]中。
[0102] 本發(fā)明基于有限階數(shù)球諧函數(shù)級(jí)數(shù)展開(kāi)下聲場(chǎng)的近似重建提出了一種多通道音 頻系統(tǒng)精簡(jiǎn)技術(shù)方案，通過(guò)不斷迭代進(jìn)行一個(gè)通道的精簡(jiǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)多通道音頻系統(tǒng)由L通道 到M通道的精簡(jiǎn)。該技術(shù)方案能夠利用較少的揚(yáng)聲器重建人頭區(qū)域的3D空間聲場(chǎng)，使其應(yīng) 用于家庭等環(huán)境。
【附圖說(shuō)明】
[0103] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例的揚(yáng)聲器組精簡(jiǎn)方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0104] 本發(fā)明的技術(shù)方案為一種基于雙耳低失真的三維多聲道音頻系統(tǒng)揚(yáng)聲器精簡(jiǎn)方 法，用于將原始三維多聲道音頻系統(tǒng)中L個(gè)揚(yáng)聲器精