CN102823277B - 解码用于音频回放的音频声场表示的方法和装置 - Google Patents

Abstract

声场信号诸如高保真度立体声响复制载有期望的声场表示。高保真度立体声响复制格式基于声场的球谐函数分解，高阶高保真度立体声响复制（HOA）使用至少2阶的球谐函数。然而，常用的扬声器设置是不规则的并会导致在解码器设计中出现问题。一种改善的解码用于音频回放的音频声场表示的方法，包括使用基于多个扬声器位置和多个源方向的几何方法计算（110）调节函数（W）、从扬声器位置计算（120）模式矩阵（Ξ）、计算（130）伪逆模式矩阵（Ξ⁺）以及解码（140）音频声场表示。解码基于从调节函数（W）和伪逆模式矩阵（Ξ⁺）获得的解码矩阵（D）。

Description

解码用于音频回放的音频声场表示的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于解码音频声场表示，尤其用于解码高保真度立体声响复制（Ambisonics）格式化音频表示以音频回放的方法和装置。

背景技术

这部分旨在向读者介绍本技术领域的各个方面，这可能与下面描述和/或要求保护的本发明的各个方面相关。这个讨论被认为有助于向读者提供背景信息以帮助其更好地理解本发明的各个方面。因此，应该从这个角度理解这些陈述，而不应该将它们理解为是对现有技术的承认，除非明确地提及来源。

精确定位对任何空间音频再现系统都是关键目标。这种再现系统非常适合用于会议系统、游戏或其它受益于3D声音的虚拟环境。3D的声音场景可以被合成或捕捉为自然声场。声场信号诸如例如高保真度立体声响复制载有期望的声场表示。高保真度立体声响复制格式的基础是声场的球谐函数分解（spherical harmonic decompostion）。虽然基本的高保真度立体声响复制格式或B格式（B-format）使用0阶或1阶的球谐函数，但是被称为高阶高保真度立体声响复制（HOA）还进一步地使用至少2阶的球谐函数。为了获得单个扬声器信号必须要进行解码处理。为了合成音频场景，必须使用称为空间扬声器设置的调节函数（panning function）以获得给定声源的空间定位。如果应该记录自然声场，那么需要传声器阵列来捕捉空间信息。已知的高保真度立体声响复制方法是实现该目标非常合适的工具。高保真度立体声响复制格式化的信号载有期望的声场表示。为了从这种高保真度立体声响复制格式化的信号获得单个扬声器信号，需要解码处理。由于在此情形下，调节函数可以从解码函数中推导出，因此调节函数是描述空间定位任务的关键问题。在此，扬声器的空间布置是指扬声器设置。

常用的扬声器设置是立体声设置，其使用2个扬声器，标准环绕声设置使用5个扬声器，扩展的环绕声设置使用5个以上的扬声器。这些设置都是熟知的。然而，它们被限制在二维（2D），例如没有再现高度信息。

用于三维（3D）回放的扬声器设置例如被描述在K.Hamasaki、T.Nishiguchi、R.Okumaura和Y.Nakayama的“Wide listening area with exceptionalspatial sound quality of a 22.2multichannel sound system”(Audio EngineeringSociety Preprints,维也纳,奥地利,2007年5月)中，这是为采用22.2格式的NHK超高清电视提出的解决方案，或者Dabringhaus 2+2+2的布置（mdg-musikproduktion dabringhaus und grimm，www.mdg.de），以及T.Holman的“Sound for film and Television”（在2nd ed.Boston:Focal Press,2002）中的10.2布置。几个称为空间回放和调节策略的已知系统之一是在此Pulkki在“Virtual sound source positioning using vector base amplitude panning”（Journalof Audio Engineering Society,vol.45,no.6,pp.456-466,1997年6月）中提到的矢量基幅度调节（Vector Base Amplitude Panning,VBAP）方法。Pulkki曾使用VBAP（矢量基幅度调节）在任意的扬声器设置下回放虚拟声源。为了在2D平面上放置虚拟声源，需要一对扬声器，而在3D情形中则需要若干个3个一组的扬声器。对每个虚拟声源，具有不同增益（取决于虚拟声源的位置）的单声道信号被馈入整体设置中选择的扬声器。然后，将所有虚拟声源的扬声器信号相加。VBAP应用几何方法计算扬声器信号的增益以在扬声器之间进行调节。

本文考虑的最新提出的示例性3D扬声器设置实例具有16个扬声器，定位如图2所示。定位选择出于实际考虑，4个柱状物中的每个都具有3个扬声器，并且在这些柱状物之间存在其它的扬声器。更具体地说，8个扬声器平均分布在环绕听者头部的圆形上，包围角度为45度。其它的4个扬声器被放置在顶部和底部，包围方位角度为90度。对高保真度立体声响复制来说，如H.Pomberger和F.Zotter在“An ambisonics format for flexible playbacklayouts”（Proceedings of the 1^st Ambisonics Symposium,格拉茨,奥地利,2009年7月）中所述，这样的设置是不规则的并会导致在解码器设计中出现问题。

如M.Poletti在论文“Three-dimensional surround sound system based onspherical harmonics”（J.Audio Eng.Soc.,vol.53,no.11,pp.1004-1025,2005年11月）中所述，常规的高保真度立体声响复制解码使用熟知的模式匹配处理（mode matching process）。模式由包含不同入射方向的球谐函数的值的模式矢量描述。多个单个扬声器给定的所有方向的组合导致扬声器设置的模式矩阵，这样该模式矩阵表示扬声器的位置。为了再现不同声源信号的模式，扬声器的模式被以如此方式被加权以使得多个单个扬声器的叠加模式相加至期望模式。为了获得必需的权重，需要计算扬声器模式矩阵的逆矩阵表示。在信号解码方面，权重形成扬声器的驱动信号，扬声器模式矩阵的逆矩阵被称作“解码矩阵”，该“解码矩阵”被用来解码高保真度立体声响复制格式化的信号表示。在特定情形下，对许多扬声器设置来说，例如图2所示的设置，很难获得模式矩阵的逆矩阵。

如上所述，常用的扬声器设置限制在2D，即不再现高度信息。使用常用的已知技术将声场表示解码给具有数学上不规则的空间分布的扬声器设置会导致定位和染色（coloration）问题。为了解码高保真度立体声响复制信号，使用解码矩阵（即解码系数矩阵）。在常规对高保真度立体声响复制信号，尤其是HOA信号进行解码中，至少会出现两个问题。第一，为了正确地解码，必须知道信号源方向以获得解码矩阵。第二，映射到存在的扬声器设置上会出现系统上的错误，这是由于以下数学上的问题：数学上正确的解码将不仅会得到正的，而且会得到一些负的扬声器幅值。但是，被错误地再现为正信号，因此导致上述问题。

发明内容

本发明描述了一种具有改善较多的定位和染色性质的为不规则空间分布解码声场表示的方法。它代表另外一种获得声场数据的解码矩阵的方法，例如在高保真度立体声响复制格式中，它使用以系统估计的方式进行的处理。考虑一组可能的入射方向，计算与期望的扬声器有关的调节函数。调节函数被作为高保真度立体声响复制解码过程的输出。需要的输入信号是所有考虑方向的模式矩阵。因此，如下面所示，可以通过将权重矩阵乘以输入信号的模式矩阵的逆版本获得解码矩阵。

对于上述第二个问题，发现从表示扬声器位置的被称作模式矩阵的逆矩阵和与位置相关的加权函数（“调节函数”）W获得解码矩阵也是可能的。本发明的一个方面在于，可以使用不同于常用方法的方法推导这些调节函数W。有利地，可以使用一种简单的几何方法。这种方法不需要有关于任何信号源的方向的知识，从而解决了上述第一个问题。已知的一种这样的方法是“基于矢量幅度调节”（VBAP）。根据本发明，VBAP被用来计算所需的调节函数，然后该调节函数被用来计算高保真度立体声响复制的解码矩阵。因为需要模式矩阵（表示扬声器设置）的逆矩阵，出现另一个问题。然而，精确的逆矩阵很难获得，这也会导致错误的音频再现。因此，附加方面是为了获得编码矩阵，计算伪逆模式矩阵，这更容易获得。

本发明使用两步法。第一步是推导出取决于用于回放的扬声器设置的调节函数。第二步是从这些调节函数计算出用于所有扬声器的高保真度立体声响复制的解码矩阵。

本发明的一个优点在于，不需要对声源进行参数描述；取而代之的是，可以使用声场描述，诸如使用高保真度立体声响复制。

根据本发明，解码音频声场表示以音频回放的方法包括下列步骤：使用基于扬声器位置和多个源方向的几何方法计算多个扬声器中的每一个的调节函数、从源方向计算模式矩阵、计算模式矩阵的伪逆模式矩阵以及解码音频声场表示，其中解码基于至少从调节函数和伪逆模式矩阵获得的解码矩阵。

根据本发明的另一方面，一种解码音频声场表示以音频回放的装置包括使用基于扬声器位置和多个源方向的几何方法计算多个扬声器中的每一个的调节函数的第一计算部件、从源方向计算模式矩阵的第二计算部件、计算模式矩阵的伪逆模式矩阵的第三计算部件以及解码声场表示的解码器部件，其中解码基于解码矩阵，并且解码器部件至少使用调节函数和伪逆模式矩阵以获得解码矩阵。第一、第二和第三计算部件可以是单个处理器或两个或更多分开的处理器。

根据本发明的另一方面，在计算机可读媒介上存储可执行指令以使得计算机执行解码音频声场表示以音频回放的方法，该方法包括下列步骤：使用基于扬声器位置和多个源方向的几何方法计算多个扬声器中的每一个的调节函数、从源方向计算模式矩阵、计算模式矩阵的伪逆模式矩阵以及解码音频声场表示，其中解码基于至少从调节函数和伪逆模式矩阵获得的解码矩阵。

从属权利要求、下面的描述和图公开了本发明的有利实施例。

附图说明

下面参照附图描述本发明示例性实施例，在附图中：

图1是方法的流程图；

图2是示例性的具有16个扬声器的3D设置；

图3是使用未正则化（non-regularize）的模式匹配解码产生的波束图案；

图4是使用正则化(regularize)的模式矩阵解码产生的波束图案；

图5是使用从VBAP推导出的解码矩阵解码产生的波束图案；

图6是听音测试的结果；以及

图7是装置的框图。

具体实施方式

如图1所示，解码音频声场表示SF_c以音频回放的方法包括下列步骤：使用基于扬声器位置102（L是扬声器数目）和多个源方向103（S是源方向数目）的几何方法计算110多个扬声器中的每一个的调节函数W、从源方向和给定的声场表示的阶数N计算120模式矩阵Ξ、计算130模式矩阵Ξ的伪逆模式矩阵Ξ⁺以及解码135、140音频声场表示SF_c，其中获得解码后的声音数据AU_dec。解码基于至少从调节函数W和伪逆模式矩阵Ξ⁺获得135的解码矩阵D。在一个实施例中，根据Ξ⁺＝Ξ^H[ΞΞ^H]^-1得到伪逆模式矩阵。声场表示的阶数N可以是预定义的，或者它也可以从输入信号SF_c中抽取105。

如图7所示，一种解码音频声场表示以音频回放的装置包括使用基于扬声器位置102和多个源方向103的几何方法计算多个扬声器中的每一个的调节函数W的第一计算部件210、从源方向计算模式矩阵Ξ的第二计算部件220、计算模式矩阵Ξ的伪逆模式矩阵Ξ⁺的第三计算部件230以及解码声场表示的解码器部件240。解码基于解码矩阵D，该解码矩阵D由解码矩阵计算部件235（例如，乘法器）使用至少调节函数W和伪逆模式矩阵Ξ⁺获得。解码部件240使用解码矩阵D以获得解码音频信号AU_dec。第一、第二和第三计算部件220、230和240可以是单个处理器或两个或更多分开的处理器。声场表示的阶数N可以是预定义的，或者它也可以通过用于从输入信号SF_c中抽取阶数的部件205获得。

一个特定的有用的3D扬声器设置具有16个扬声器。如图2所示，4个柱状物中的每个都具有3个扬声器，并且在这些柱状物之间存在其它的扬声器。更具体地说，8个扬声器平均分布在环绕听者头部的圆形上，包围角度为45度。其它的4个扬声器被放置在顶部和底部，包围方位角度为90度。对高保真度立体声响复制来说，这样的设置是不规则的并通常会导致在解码器设计中出现问题。

下面将详细描述矢量基幅度调节（VBAP）。在一个实施例中，使用VBAP在任意的扬声器设置下放置虚拟声源，在该任意的扬声器设置中，假定从听音位置到扬声器的距离相同。VBAP使用3个扬声器以在3D空间中放置虚拟源。对每一个虚拟源，具有不同增益的单声道信号被馈入待使用的扬声器。不同的扬声器的增益取决于虚拟源的位置。VBAP是一种计算扬声器信号增益以在扬声器之间进行调节的几何方法。在3D情形中，设置成三角形的3个扬声器构建矢量基。每个矢量基用扬声器序数k、m、n标识，并且笛卡尔坐标系中给定的扬声器位置矢量I_k、I_m、I_n被归一化为单位长度。扬声器k、m、n的矢量基被定义为：

L_kmn={l_k,l_m,l_n}            （1）

虚拟源的期望方向Ω＝(θ，φ)必须被给定为方位角φ和倾斜角θ。因此，笛卡尔坐标内虚拟源的单位长度位置矢量p(Ω)被定义为：

p(Ω)={cosφsinθ，sinφsinθ，cosθ}^T      （2）

虚拟源的位置可以用矢量基和增益因子g(Ω)=(~g_k,~g_m,~g_n)^T表示为：

p(Ω)=L_kmng(Ω)=~g_kl_k+~g_ml_m+~g_nl_n      （3）

通过对矢量基矩阵求逆，所需的增益因子可以计算为：

g(Ω)=L_kmn ^-1p(Ω)      （4）

将要使用的矢量基根据Pulkki的文献确定：首先根据Pulkki计算所有矢量基的增益。然后，对每个矢量基，使用~g_min=min{~g_k,~g_m,~g_n}评估最小的增益因子。最后，使用~g_min具有最大值的矢量基。由此获得的增益因子一定是非负。依据听音室音效效果，为了保持能量，可以对增益因子进行归一化。

下面将描述高保真度立体声响复制格式，这是一种示例性的声场格式。高保真度立体声响复制表示是一种使用数学近似某位置声场的声场描述方法。使用球坐标系统，空间中一点r＝(r,θ，φ)处的压力通过球傅里叶变换被描述为：

$p(r,k)=\underset{n=0}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m=-n}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{A}_n^m\left(k\right)j_n\left(\mathrm{kr}\right)Y_n^m(\mathrm{\θ},\mathrm{\φ})---\left(5\right)$

其中k是波数。通常n取值到有限阶数M。级数的系数描述声场（假设区域外的源有效）。j_n(kr)是第一类球贝塞尔函数，表示球谐函数。系数在此上下文中被视为是高保真度立体声响复制的系数。球谐函数仅取决于倾斜角和方位角，并在单位球上描述函数。

为了简化，常常假设声场再现为平面波。将平面波描述为方向Ω_s的声源的高保真度立体声响复制的系数为：

$A_{n,\mathrm{plane}}^m\left({\mathrm{\Ω}}_s\right)={4\mathrm{\πi}}^n{Y}_n^m{\left({\mathrm{\Ω}}_s\right)}^{*}---\left(6\right)$

在这种特定情形中，它们对波数k的依赖性减小为纯方向依赖性（puredirectional dependency）。对于有限阶数M，系数形成的矢量A的可以布置成：

$A\left({\mathrm{\Ω}}_s\right)={\left[\begin{array}{cccccc}{A}_0^0& A_1^{-1}& A_1^0& A_1^1& \·\·\·& A_M^M\end{array}\right]}^T---\left(7\right)$

保持O＝(M+1)²个元素。使用相同的布置，用于球谐函数的系数生成矢量 $Y{\left({\mathrm{\Ω}}_s\right)}^{*}={\left[\begin{array}{cccccc}{Y}_0^0& Y_1^{-1}& Y_1^0& Y_1^1& \·\·\·& A_M^M\end{array}\right]}^T.$ 其中，上标H表示复共轭转置。

为了从声场的高保真度立体声响复制表示计算出扬声器信号，常用的方法是模式匹配。基本思想是将给定的高保真度立体声响复制声场描述A(Ω_s)由扬声器声场描述A(Ω_l)的加权和表示：

$A\left({\mathrm{\Ω}}_s\right)=\underset{l=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{w}_{l}A\left({\mathrm{\Ω}}_l\right)---\left(8\right)$

其中Ω_l表示扬声器方向，w_l是权重，L是扬声器数目。为了从等式（8）中获得调节函数，我们假设入射角Ω_s的方向已知。如果源和扬声器声场都是平面波，那么因数4πiⁿ（参见等式（6））可以舍去，等式（8）仅依赖于球谐函数矢量的复共轭，也被称作“模式”。使用矩阵符号，写作：

Y(Ω_s)^*＝Ψw(Ω_s)         （9）

其中Ψ是扬声器设置的模式矩阵

Ψ=[Y(Ω₁)^*,Y(Ω₂)^*,...,Y(Ω_L)^*]         （10）

具有O×L个元素。为了获得期望的加权矢量w，已知多种可以达到此目标的策略。如果选择M=3，那么Ψ是方块矩阵并可能可逆。尽管由于不规则的扬声器设置导致矩阵被严重缩放。在此情形下，通常选择伪逆矩阵：

D=[Ψ^HΨ]^-1Ψ^H    （11）

得到L×O解码矩阵D。最后我们可以写出：

w(Ω_s)=DY(Ω_s)^*       （12）

其中权重w(Ω_s)是等式（9）的最小能量解。使用伪逆矩阵的结果会在下面描述。

下面描述调节函数和高保真度立体声响复制的解码矩阵之间的联系。以高保真度立体声响复制开始，可以使用等式（12）计算单个扬声器的调节函数。令

Ξ=[Y(Ω₁)^*,Y(Ω₂)^*,...,Y(Ω_s)^*]       （13）

为S输入信号方向（Ω_s）的模式矩阵，例如倾斜角度和方位角度分别从1°…180°和从1°…360°的一度步长的球形网格。模式矩阵具有O×S个元素。使用等式（12），得到的矩阵W具有L×S个元素，行L具有S个用于各个扬声器的调节权重：

W＝DΞ      （14）

作为代表性示例，单个扬声器2的调节函数被展示为如图3所示的波束图案。此例对应阶M=3的解码矩阵D。可以看到，调节函数值完全不指代扬声器的物理定位。这是由于扬声器的数学上不规则的定位造成的，这种定位在选择的阶数下不足够成为一个空间采样方案。因此，解码矩阵指代未正则化的模式矩阵。这个问题可以通过正则化等式（11）中的扬声器模式矩阵Ψ克服。该解决方案以解码矩阵的空间分辨率为代价，而解码矩阵可以反过来用高保真度立体声响复制的更低阶数表示。图4展示了使用正则化的模式矩阵解码得到的示例性波束图案，具体地使用正则化的模式矩阵特征值的平均值。与图3相比，现在可以清楚地识别出被处理的扬声器的方向。

如在引言中所提到的，当调节函数已知时，使用其它方法获得解码矩阵D以回放高保真度立体声响复制信号是可能的。调节函数W被视为是定义在一组虚拟源方向Ω上的期望信号，这些方向的模式矩阵Ξ用作输入信号。那么，可以使用下列等式计算解码矩阵：

D=WΞ^H[ΞΞ^H]^-1=WΞ⁺    （15）

其中Ξ^H[ΞΞ^H]^-1或简单的Ξ⁺是模式矩阵Ξ的伪逆矩阵。在新方法中，我们从VBAP获得调节函数W，并从中计算高保真度立体声响复制的解码矩阵。

W中的调节函数作为使用等式（4）计算的增益值g(Ω)，其中Ω根据等式（13）选择。使用等式（15）得到的解码矩阵是方便VBAP调节函数的高保真度立体声响复制的解码矩阵。图5描绘了一个实例，它展示了使用从VBAP推导出的解码矩阵解码得到的波束图案。有利地，旁瓣SL显著地小于图4中正则化模式匹配结果的旁瓣SL_reg。并且，由于VBAP调节函数依赖于被处理方向的矢量基，所以VBAP推导的单个扬声器的波束图案与扬声器设置的几何结构一致。因此，根据本发明的新方法在扬声器设置的所有方向上都会产生更好的结果。

源方向103可以自由定义。源方向S的数目的一种情况是它必须至少是(N+1)²。因此，给定声场信号SF_c的阶数N，根据S≥(N+1)²定义S，并使得源方向S在单位球上平均分布是可能的。如上所述，结果可以是具有以常量步长x（例如，x=1…5或x=10,20等）分别从1°到180°和1°到360°的倾斜角θ和方位角φ的球形网格，其中每个源方向Ω＝(θ，φ)可以由方位角φ和倾斜角θ给定。

听音测试证实了本发明的有利效果。在单个源定位评估中，虚拟源被用作参照与真实源对比。对真实源，使用在理想位置的扬声器。使用的回放方法是VBAP、高保真度立体声响复制模式匹配解码和新近提出的根据本发明的使用VBAP调节函数的高保真度立体声响复制解码。对后面两种方法来说，对每一个测试位置和每一个测试输入信号，都会生成3阶高保真度立体声响复制信号。然后使用对应的解码矩阵解码这个合成的高保真度立体声响复制信号。使用的测试信号是宽带粉红噪声和男声语音信号。测试的位置设置在前面的区域，方向为：

Ω1=(76.1°,-23.2°)，Ω2=(63.3°,-4.3°)     （16）

听音测试在平均混响时间约0.2秒的声室内进行。9个人参加了听音测试。测试对象被要求对比参照对所有回放方法的空间回放表现进行评分。单个评分值必须代表虚拟源的定位和音色变化。图6展示了听音测试结果。

如结果所示，未正则化的高保真度立体声响复制模式匹配解码比参加测试的其它方法在感知上评分更差。这个结果与图3对应。在该听音测试中，高保真度立体声响复制模式匹配方法被用作锚点。另外一个优点是VBAP的噪声信号置信区间比其它方法的更大。平均值示出对于使用VBAP调节函数的高保真度立体声响复制解码最高的值。因此，尽管由于使用的高保真度立体声响复制的阶数而导致空间分辨率降低，但是这个方法还是优于参数VBAP方法。与VBAP比较，使用鲁棒性和VBAP调节函数的高保真度立体声响复制解码都具有下列优势：不仅只有3个扬声器被用来呈现虚拟源。在VBAP中，如果虚拟源的位置靠近一个扬声器的物理位置，那么单个扬声器可能会处于主导地位。大多数对象都报告称高保真度立体声响复制驱动的VBAP具有比直接应用VBAP更少的音色变化。从Pulkki那里，已经对VBAP的音色变化问题已知。与VBAP形成对比的是，新近提出的方法使用超过3个的扬声器回放虚拟源，但是惊喜地产生更少的染色。

作为结论地，公开了一种新的从VBAP调节函数中获得高保真度立体声响复制的解码矩阵的方法。对于不同的扬声器设置，这种方法较之模式匹配方法的矩阵具有有利的优势。上面讨论了这些解码矩阵的性质和结果。总之，新近提出的使用VBAP调节函数的高保真度立体声响复制解码避免了广为人知的模式匹配方法的典型问题。听音测试表明从VBAP推导出的高保真度立体声响复制解码可以产生比直接使用VBAP产生的更好的空间回放质量。提出的方法仅需要声场描述，而VBAP需要待呈现的虚拟源的参数描述。

虽然已经使用优选实施例展示、描述并指出本发明的根本的创新特征所在，但是应该理解的是本领域技术人员在不偏离本发明精神的情况下可以对描述的设备和方法、公开的装置的形式和细节以及其操作做出各种省略、替换和更改。明确地说，以实质上相同的方式执行实质上相同的功能以获得相同结果的元素的所有组合都在本发明的范围内。将一个已描述的实施例的某些元素替换为另一些元素也完全可以预期和考虑。应该理解的是，可以在不偏离本发明范围的情况下对细节进行修改。描述、权利要求（如果合适）和附图公开的每个特征都可以被单独地或者以任何合适的组合提供。特征可以在合适的地方被实施为硬件、软件或两者的结合。权利要求中的出现的参考标号仅用作示例而对权利要求的范围不具有限制性影响。

Claims (11)

1.一种解码用于音频回放的音频声场表示的方法，包括：

-使用基于扬声器位置和多个源方向的几何方法计算(110)所述多个扬声器中的每一个的调节函数(W)，其中所述音频声场表示是高保真度立体声响复制音频信号，调节函数表示用于混合多个源方向的增益值；

-从所述源方向的球谐函数计算(120)模式矩阵(Ξ_N)；

-计算(130)所述模式矩阵(Ξ)的伪逆模式矩阵(Ξ⁺)；以及

-解码(140)所述音频声场表示，其中所述解码基于至少从所述调节函数(W)和所述伪逆模式矩阵(Ξ⁺)获得的解码矩阵(D)。

2.如权利要求1所述的方法，其中在所述计算调节函数的步骤中使用的所述几何方法是矢量基幅度调节(VBAP)。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述声场表示是至少2阶的高保真度立体声响复制格式。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述伪逆模式矩阵(Ξ⁺)根据Ξ^H[ΞΞ^H]^-1获得，其中Ξ是所述多个源方向的所述模式矩阵。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述解码矩阵(D)根据D＝WΞ^H[ΞΞ^H]^-1＝WΞ⁺获得(135)，其中W是每个扬声器的所述调节函数的集合。

6.一种解码用于音频回放的音频声场表示的装置，包括：

-使用基于扬声器位置和多个源方向的几何方法计算所述多个扬声器中的每一个的调节函数(W)的第一计算部件(210)，其中所述音频声场表示是高保真度立体声响复制音频信号，调节函数表示用于混合多个源方向的增益值；

-从所述源方向的球谐函数计算模式矩阵(Ξ)的第二计算部件(220)；

-计算所述模式矩阵(Ξ)的伪逆模式矩阵(Ξ⁺)的第三计算部件(230)；以及

-解码所述声场表示的解码器部件(240)，其中所述解码基于解码矩阵(D)，并且所述解码器部件至少使用所述调节函数(W)和所述伪逆模式矩阵(Ξ⁺)以获得所述解码矩阵(D)。

7.如权利要求6所述的装置，其中用于解码的所述装置进一步包括用于从所述调节函数(W)和所述伪逆模式矩阵(Ξ⁺)计算所述解码矩阵(D)的部件(235)。

8.如权利要求6所述的装置，其中在所述计算调节函数的步骤中使用的所述几何方法是矢量基幅度调节(VBAP)。

9.如权利要求6所述的装置，其中所述声场表示是至少2阶的高保真度立体声响复制格式。

10.如权利要求6所述的装置，其中所述伪逆模式矩阵Ξ⁺根据Ξ⁺＝Ξ^H[ΞΞ^H]^-1获得，其中Ξ是所述多个源方向的所述模式矩阵。

11.如权利要求10所述的装置，其中所述解码矩阵(D)在用于根据D＝WΞ^H[ΞΞ^H]^-1＝WΞ⁺计算解码矩阵的部件(245)中获得，其中W是每个扬声器的所述调节函数的集合。