對原立體聲文件重新進行空間化處理併合成的系統及方法與流程

2023-05-27 21:26:01

本發明涉及音頻信號空間化處理領域，尤其是涉及一種對原立體聲文件重新進行空間化處理併合成的系統及方法。

背景技術：

近年來，隨著VR、虛擬實境、電影、遊戲娛樂、多媒體展廳的崛起，空間化聲音處理逐步成為音樂或者聲音領域的關注重點。但是，目前的空間化處理都是使用單個音色作為音源進行空間化處理，無法將原有的立體聲音頻文件重新進行分聲部自定義的空間化定義及處理。因此，大批量的原立體聲音頻文件就無法應用在空間化要求較高的領域。

究其原因，主要有二大技術瓶頸：

空間化處理中聲部處理的難點。對原有立體聲音頻文件進行整體聲部的空間化處理，會產生音樂聲部層次不清、聲部間空間感不明顯、音樂整體混響過大等問題。目前的已知技術或系統無法解決此問題，因此也就無法達到良好的應用效果。

空間化處理中頻段處理的難點。對原有立體聲音頻文件進行全頻段統一的空間化處理，會產生空間化效果不明顯、頻段擁擠等問題。目前的已知技術或系統無法解決此問題。

技術實現要素：

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種對原立體聲文件重新進行空間化處理併合成的系統及方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種對原立體聲文件重新進行空間化處理併合成的系統，包括：

頻譜分析模塊，用於對原立體聲音頻文件進行頻譜分析；

聲部提取模塊，用於提取經頻譜分析後的音頻文件中的主要聲部和次要聲部；

空間化處理模塊，用於對提取的各聲部進行空間化處理，所述空間化處理包括空間化定位處理和空間化移動處理；

終混模塊，用於對經空間化處理後的所有聲部進行合成導出。

所述聲部提取模塊包括：

頻率範圍選擇單元，用於根據所述頻譜分析模塊的結果選擇需要提取或消除的主要聲部所在的頻率範圍；

次要聲部提取單元，用於對所選定的頻率範圍的波形進行相位反轉處理，消除主要聲部，獲得次要聲部；

主要聲部提取單元，用於對所提取的次要聲部的波形進行相位反轉處理，提取主要聲部；

量化處理單元，用於對提取的所述主要聲部和次要聲部分別進行EQ量化處理。

所述空間化處理模塊包括：

空間化關係處理單元，用於對聲部提取模塊提取的所述主要聲部和次要聲部進行空間化關係處理，所述空間化關係包括遠近關係和前後關係；

次要聲部複製單元，用於複製多個次要聲部音頻軌至空間中的不同方位；

空間感形成單元，用於對不同方位中的各頻段、各音色分別進行提升或削弱處理，形成不同空間感，所述空間感包括360度包圍感、半包圍感或上下空間感。

所述頻譜分析模塊、聲部提取模塊、空間化處理模塊和終混模塊在計算機上實現或在雲服務平臺上實現。

一種對原立體聲文件重新進行空間化處理併合成的方法，包括以下步驟：

1)對原立體聲音頻文件進行頻譜分析；

2)提取經頻譜分析後的音頻文件中的主要聲部和次要聲部；

3)對提取的各聲部進行空間化處理，所述空間化處理包括空間化定位處理和空間化移動處理；

4)對經空間化處理後的所有聲部進行合成導出。

所述步驟2)具體為：

21)根據所述頻譜分析模塊的結果選擇需要提取或消除的主要聲部所在的頻率範圍；

22)對所選定的頻率範圍的波形進行相位反轉處理，消除主要聲部，獲得次要聲部；

23)對所提取的次要聲部的波形進行相位反轉處理，提取主要聲部；

24)對提取的所述主要聲部和次要聲部分別進行EQ量化處理。

所述步驟3)具體為：

31)對聲部提取模塊提取的所述主要聲部和次要聲部進行空間化關係處理，所述空間化關係包括遠近關係和前後關係；

32)複製多個次要聲部音頻軌至空間中的不同方位；

33)對不同方位中的各頻段、各音色分別進行提升或削弱處理，形成不同空間感，所述空間感包括360度包圍感、半包圍感或上下空間感。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

(1)本發明通過聲部提取、EQ處理等技術手段，使原有立體聲音頻文件可以將不同聲部定位於在不同的空間中，因此能獲得聲部間清晰的空間感、聲部層次在空間中定位準確。

(2)本發明在空間化處理時採用分頻針對性處理，參考頻譜分析得出的結果，對原立體聲音頻文件中不同的頻率採用不同的處理，如對於高頻主要採用響度差定位，對於低頻主要採用時間差定位等技術手段，產生的空間化效果非常明顯。

(3)本發明可獨立對原有立體聲音頻文件的主要聲部做360度空間化移動處理，可靈活的應用於不同的需求。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明聲部提取的流程示意圖；

圖3為本發明空間化處理的流程示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。本實施例以本發明技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護範圍不限於下述的實施例。

如圖1所示，本實施例提供一種對原立體聲文件重新進行空間化處理併合成的系統，包括依次連接的頻譜分析模塊1、頻譜分析模塊2、空間化處理模塊3和終混模塊，各模塊進行空間化處理的過程是：頻譜分析模塊1對原立體聲音頻文件進行頻譜分析，以方便對原立體聲音頻文件中不同的頻率採用不同的處理，如對於高頻主要採用響度差定位，對於低頻主要採用時間差定位等技術手段，以加強空間化效果；聲部提取模塊2提取經頻譜分析後的音頻文件中的主要聲部和次要聲部；空間化處理模塊3對提取的各聲部進行空間化處理，所述空間化處理包括空間化定位處理和空間化移動處理；終混模塊4對經空間化處理後的所有聲部進行合成導出。上述頻譜分析模塊、聲部提取模塊、空間化處理模塊和終混模塊可在計算機上實現，也可在雲服務平臺上實現。

如圖2所示，聲部提取模塊2的具體流程包括：

步驟s11，根據所述頻譜分析模塊的結果選擇需要提取或消除的主要聲部所在的頻率範圍；

步驟s12，對所選定的頻率範圍的波形進行相位反轉處理，消除主要聲部，獲得次要聲部或伴奏聲部)；

步驟s13，對所提取的次要聲部(或伴奏聲部)的波形進行相位反轉處理，提取主要聲部(或歌曲中的主唱)；

步驟s14，對提取的所述主要聲部和次要聲部分別進行EQ量化處理。

如圖3所示，空間化處理模塊3的具體流程包括：

步驟s21，對聲部提取模塊提取的所述主要聲部和次要聲部進行空間化關係處理，所述空間化關係包括遠近關係和前後關係；

步驟s22，複製多個次要聲部音頻軌至空間中的不同方位；

步驟s23，對不同方位中的各頻段、各音色分別進行提升或削弱處理，形成不同空間感，所述空間感包括360度包圍感、半包圍感或上下空間感。