近场头相关传输函数的距离插值方法

摘要

近来,虚拟听觉成为研究的热点问题,除了应用在三维游戏和家庭影院外,虚拟听觉还被广泛地应用到生理、心理声学研究以及复杂的虚拟现实模拟器中。通过对原始单声道信号与倾听者在某个方位的双耳头相关传输函数进行滤波,研究者可以实现对声音运动方向的控制。头相关传输函数(HRTF)描述了声波从声源到双耳的传输过程,它是人的生理结构,如头、耳廓和躯干等对声波进行滤波的结果。实际上,头相关传输函数(HRTF)只能在某些特定的方位角与距离上直接测量得到,若要模拟声音在任意空间连续运动的情况,则需要对已经测量得到的头相关传输函数进行插值计算,得到特定方位角和距离上的头相关传输函数。现在常用的HRTF插值方法是在远场的情况下,在同一距离面上选取不同方位角的HRTF,通过特定的函数关系,插值得到该距离面上特定方位角的HRTF,而忽略了近场的情况以及不同距离上的插值关系。 本文的第一项工作是提出了在近场情况下,不同距离之间的插值关系,利用该插值关系,可以通过不同距离的HRTF数据,在较小计算复杂度的情况下,获得近场特定距离上的HRTF数据；第二项工作是针对各种空间插值方法进行误差分析,并分析了误差产生的原因；第三项工作是分别采用距离插值方法和样条插值方法对不同距离的HRTF进行插值计算,比较两种插值方法的优劣。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1听觉定位理论

1.2头相关传输函数的研究现状

1.2.1头相关传输函数的定义及获取

1.2.2远场与近场头相关传输函数数据库

1.2.3头相关传输函数的应用

1.3本文的主要工作及创新之处

第二章常用的HRTF插值方法

2.1插值的定义

2.2常用的远场HRTF插值方法

2.3近场HRTF插值方法

2.4本章小结

第三章近场HRTF距离比例插值及误差分析

3.1近场HRTF与距离的关系

3.2近场HRTF距离比例插值

3.3插值结果与误差分析

3.3.1单纯角度插值误差分析

3.3.2距离比例插值误差分析

3.3.3混合空间插值误差分析

3.4本章小结

第四章样条插值与距离比例插值的比较

4.1样条插值

4.2三次样条插值在近场HRTF的应用

4.3本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致 谢