基于双耳时间差的客观指标对Ambisonics回放系统的性能分析

摘要

在基于扬声器阵列的声回放技术中,相比于波场合成(Wave field synthesis,WFS)和矢量基幅度平移技术,以球谐分解为理论基础的Ambisonics回放系统拥有编解码相互独立以及可扩展等优势.基本的Ambisonics系统通过采集和回放一阶声场方位信息:全指向性(W)和双指向性(X,Y,Z)成分,即所谓的B-format重构声场.HOA(Higher order Ambisonics)基于声场球谐函数分解将B-format以更高空间分辨率进行了扩展.已有很多学者关注HOA的回放精度和使用限制,但综合考虑人头散射效应和人耳听觉特性效应的研究还十分缺乏.从低频人耳定位的重要因素——双耳时间差(Interaural time difference,ITD)的角度评价了不同阶数Ambisonis系统的最佳听音区域.将水平面各方向入射平面波编码为HOA分量,在此基础上计算了模拟人头(刚性球)在环形阵列内部移动时二维水平面的ITD波动,并通过ITD阈值确定最佳听音区域边界.仿真结果表明基于ITD的客观评价指标可以较好地体现不同阶数Ambisonics系统的声场回放性能:4阶Ambisoics系统能够使最佳听音区域达到20cm×14cm,而1,2阶系统在中心区域尚不能实现精确回放.因此,高阶Ambisoics系统拥有更好的声源定位性能.