本发明专利技术公开了一种多声道环绕声生成方法、装置和可存储介质，其中生成方法包括将左声道格式音频信号和右声道格式音频信号转换为中声道格式音频信号和侧声道格式音频信号，并在缓存区内进行预设时长的存储；通过中声道格式音频信号和侧声道格式音频信号计算声像角度系数和声场均匀系数；根据扬声器的位置，计算每个扬声器的位置权重和扬声器的角度；根据声像角度系数和声场均匀系数结合每个扬声器的位置权重和角度，计算每个扬声器的混合系数，并根据混合系数为每个扬声器生产不同的输出音频信号。将常规的左右双声道音频信号实时转换为分离度较高的多声道音频信号，实现较好的声音流动性与环绕性，提升多声道扬声器系统的听音效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及座舱声音处理，尤其涉及一种多声道环绕声生成方法、装置和可存储介质。
技术介绍
1、随着汽车行业的不断发展，人们对汽车的品质也提出了更高的要求，车载音效是汽车品质的一个基准。现在的汽车，为了其座舱内不同位置的听音效果，在座舱的不同位置均设置了扬声器，形成多通道的汽车座舱的扬声器系统。
2、但常规立体声音频只包含左右双声道音频内容，在汽车上播放时，通常基于扬声器位置分别播放左、右声道的音频内容，即位于车辆前进方向左侧的扬声器播放左声道内容，右侧的扬声器播放右声道内容。由于同侧声道播放的声音内容相同，导致音乐声像位置只能产生左、右方向变化，不能在前、后方向变化，声像位置变化范围较小，声音效果的流动感较差，多通道扬声器系统只是作为多声道的立体声扬声器系统使用，无法做到真正意义上的立体环绕。同时，由于不同位置的扬声器播放相同声道的声音会产生声波干渉现象，影响整体听音效果，因此往往降低座舱后排扬声器音量或者对后排扬声器的输出声音进行滤波处理，但降低后排扬声器对座舱整体声场造成影响，导致座舱声音后方环绕效果较弱。
技术实现思路
1、为克服上述缺点，本专利技术的目的在于提供一种多声道环绕声生成方法、装置和可存储介质，将常规的左右双声道音频信号实时转换为分离度较高的多声道音频信号，实现较好的声音流动性与环绕性，提升多声道扬声器系统的听音效果。
2、为了达到以上目的，本专利技术采用的技术方案是：一种多声道环绕声生成方法，用于生成座舱内扬声器的输出音频信号，包括：</p>3、格式转换，将左声道格式音频信号和右声道格式音频信号转换为中声道格式音频信号和侧声道格式音频信号，并在缓存区内进行预设时长的存储；
4、通过所述中声道格式音频信号和侧声道格式音频信号计算声像角度系数和声场均匀系数；
5、根据所述扬声器的位置，计算每个所述扬声器的位置权重和扬声器的角度；
6、根据所述声像角度系数和声场均匀系数结合每个扬声器的位置权重和角度，计算每个扬声器的混合系数，并根据混合系数为每个扬声器生产不同的输出音频信号。
7、本专利技术的有益效果在于：通过对双声道立体声格式音频进行格式转换和实时分析，得到影响声音的声像角度系数和声场均匀系数，结合扬声器位置映射生成的位置权重，得到综合考虑音频内容与扬声器位置的混音系数。对格式转换后的音频进行二次混音，针对不同位置的扬声器生成不同的输出音频信号，实现原始双声道音频上混为多声道音频，从而提高各声道间的音频分离度与整体的声像位置感，增强声音流动性与声场环绕感，提升座舱音乐的听音体验。
8、进一步来说，所述通过所述中声道格式音频信号和侧声道格式音频信号计算声像角度系数和声场均匀系数具体包括：
9、根据所述中声道格式音频信号和侧声道格式音频信号进行相关性分析；
10、根据所述相关性分析结果计算声像持续时间；
11、根据所述声像持续时间，将所述缓存区声像持续时间内的中声道格式音频信号和侧声道格式音频信号进行声道能量比和声道相关系数的计算；
12、将所述声道能量比和声道相关系数分别映射为声像角度系数和声场均匀系数。
13、通过上述方法，考虑中声道格式音频信号和侧声道格式音频信号的相关性，调整声像持续时间，最终计算得到声像角度系数和声场均匀系数。
14、进一步来说，根据所述中声道格式音频信号和侧声道格式音频信号进行相关性分析具体包括：
15、选取缓存区的预设时长的所有中声道格式音频信号和侧声道格式音频信号进行平均相关计算，得到当前时刻的声道间相关性系数ρbuffer(t)，其中：
16、
17、pmid(t)为t时刻转换得到的中声道格式音频信号，pside(t)为t时刻转换得到的侧声道格式音频信号；
18、将当前时刻的声道间相关性系数ρbuffer(t)与前一时刻的声道间相关性系数ρbuffer(t-1)进行比较，得到相关性变化系数rδ(t)，其中：
19、
20、ε为预设的防溢出系数。
21、进一步来说，所述声像持续时间采用以下公式进行计算：
22、
23、其中limage(t)为声像持续时间。
24、声像持续时间limage(t)根据经验在0.05s～0.2s范围内变化，因此根据相关性变化系数rδ(t)进行声像持续时间limage(t)的调节。如果相关性变化系数rδ(t)较大，代表声像内容发生变化，则减小声像持续时间limage(t)，实现声像位置变化快速响应。如果相关性变化系数rδ(t)较小，则增加声像持续时间limage(t)，实现声像位置准确计算。
25、进一步来说，所述声道能量比为renergy(t)，声道相关系数为ρimage(t)，其中：
26、
27、
28、其中pside-image(t)为第t时刻开始向前声像持续时间的内侧声道格式音频信号，pmid-image(t)为第t时刻开始向前声像持续时间内的中声道格式音频信号。
29、通过声像持续时间过滤后的内侧声道格式音频信号和中声道格式音频信号更加精准，充分考虑了声像内容的变化问题，因此采用过滤后的信号数据进行声道能量比renergy(t)和声道相关系数ρimage(t)的计算，更加合理和精准。
30、进一步来说，所述声像角度系数为wi(t)，声场均匀系数为wu(t)，其中：
31、
32、
33、声像角度系数wi(t)在0-90之间，根据声道能量比renergy(t)调节声像角度系数wi(t)，当声道能量比renergy(t)较小时，声像角度系数wi(t)也小，当声道能量比renergy(t)较大时，声像角度系数wi(t)也大。声场均匀系数wu(t)在0-1之间，根据声道相关系数ρimage(t)调节声场均匀系数wu(t)，声道相关系数ρimage(t)越大，声场均匀系数wu(t)越小。
34、进一步来说，所述根据扬声器的位置，计算每个扬声器的位置权重和扬声器的角度具体包括：
35、建立声场坐标系，声场坐标系为相互垂直的x轴和y轴；
36、得到每个所述扬声器在声场坐标系中坐标值(xm,ym)与角度θm,m表示第m个扬声器，m为正整数；
37、根据坐标值(xm,ym)计算各个扬声器在x和y方向的权重(wxm,wym)，wxm为第m个扬声器在x方向上的权重，wym为第m个扬声器在y方向上的权重，其中：
38、
39、
40、其中，其中n为扬声器的数量，
41、角度θm在-180°-180°之间，位置权重的计算，使各扬声器在x方向的声压级随着x坐标的减小而衰减，在y方向声压随着远离x轴而增大，实现x方向的声场方向感与y方向的声场扩散感。
42、进一步来说，所述混合系数包本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种多声道环绕声生成方法，用于生成座舱内扬声器的输出音频信号，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的多声道环绕声生成方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的多声道环绕声生成方法，其特征在于：根据所述中声道格式音频信号和侧声道格式音频信号进行相关性分析具体包括：
4.根据权利要求3所述的多声道环绕声生成方法，其特征在于：所述声像持续时间采用以下公式进行计算：
5.根据权利要求2所述的多声道环绕声生成方法，其特征在于：所述声道能量比为renergy(t)，声道相关系数为ρimage(t)，其中：
6.根据要求5所述的多声道环绕声生成方法，其特征在于：所述声像角度系数为wi(t)，声场均匀系数为wu(t)，其中：
7.根据要求5所述的多声道环绕声生成方法，其特征在于：所述根据扬声器的位置，计算每个扬声器的位置权重和扬声器的角度具体包括：
8.根据权利要求7所述多声道环绕声生成方法，其特征在于：所述混合系数包括中声道混音系数wmid-m(t)和侧声道混音系数wside-m(t),其中：>
9.一种多声道环绕声生成装置，其特征在于：包括控制器，所述控制器采用权利要求1-8任一所述的多声道环绕声生成方法为座舱内的每个扬声器生成输出音频信号。
10.一种计算机可存储介质，其特征在于：所述计算机可存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-8任一所述的多声道环绕声生成方法。
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【技术特征摘要】
1.一种多声道环绕声生成方法，用于生成座舱内扬声器的输出音频信号，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的多声道环绕声生成方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的多声道环绕声生成方法，其特征在于：根据所述中声道格式音频信号和侧声道格式音频信号进行相关性分析具体包括：
4.根据权利要求3所述的多声道环绕声生成方法，其特征在于：所述声像持续时间采用以下公式进行计算：
5.根据权利要求2所述的多声道环绕声生成方法，其特征在于：所述声道能量比为renergy(t)，声道相关系数为ρimage(t)，其中：
6.根据要求5所述的多声道环绕声生成方法，其特征在于：所述声像角度系数为wi(t)，声场均匀...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏航，陈敏，邵文超，韩强，郑鹏，
申请(专利权)人：华研慧声苏州电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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