头相关传输函数的个性化频谱修正及其在虚拟听觉中的应用

《头相关传输函数的个性化频谱修正及其在虚拟听觉中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号TN912.3学校代码10590UDC621.39密级公开深圳大学硕士学位论文头相关传输函数的个性化频谱修正及其在虚拟听觉中的应用学位申请人姓名邱福英专业名称信息与通信工程学院(系、所)信息工程学院指导教师姓名郑能恒副教授深圳大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文头相关传输函数的个性化频谱修正及其在虚拟听觉中的应用是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

2、本声明的法律后果由本人承担。论文作者签名：日期：年月日头相关传输函数的个性化频谱修正及其在虚拟听觉中的应用摘要听觉是人类与外界联系的主要方式之一，空间听觉感知是人类听觉其中一个重要功能。随着音频技术的发展，利用电子技术手段在声音重放时再现其空间方位信息是音频信号处理的重要内容之一。虚拟听觉是根据人的心理听觉特征，将声源信号通过耳机或者扬声器播放使得听众通过听到的声音得到声源的整个空间印象，从而能够再现声场的空间信息。虚拟听觉是虚拟现实的关键内容之一。采用头相关传输函数(Head-RelatedTransferFunction,HRTF)对双耳声信号进行处

3、理，使其在重放时能够合成或者模拟出相应的声音空间听觉，这便是基于HRTF的虚拟听觉。HRTF是与人体的生理结构参数密切相关的函数，针对不同用户获得其个性化的HRTF是虚拟听觉重放的关键。本文主要研究个性化HRTF的计算和获取，主要工作如下：首先概述了虚拟听觉和基于个性化HRTF的虚拟重放的研究历史及最新进展，介绍了基于HRTF的虚拟听觉定位的基本原理与方法，并对影响虚拟听觉定位的相关因素、HRTF数据的获取和现有公开数据库、个性化HRTF的高频修正与低频修正等内容进行了较详细的介绍。针对基于耳廓生理参数匹配的HRTF高频修正算法，以Zotkin和时林伟所

4、提算法为基础，利用留一交叉验证法(Leave-One-OutCross-Validation,LOOCV)对这两种算法计算个性化HRTF的可靠性进行了详细的数据分析和虚拟听觉重放实验验证。实验结果表明，生理参数的匹配误差和HRTF的个性化近似，进而与个性化虚拟听觉效果有明显的相关性；因此，在实验条件不具备时，可以采用交叉验证法进行算法比较和选择。针对由扬声器低频下限限制引起的HRTF测量不准确问题，利用刚球模型求得HRTF并用其低频段对实验测量的HRTF进行低频修正。在此基础上，本研究利用经过高、低频修正的个性化HRTF进行虚拟听觉重放实验。结果表明，低

5、频修正算法在虚拟重放中的效果因人而异，不同角度的效果也是不一致的。本文对所得实验结果进行了较详细的分析，对其原因进行了初步的分析和讨论。I头相关传输函数的个性化频谱修正及其在虚拟听觉中的应用最后对本研究工作进行了总结并对后续研究提出建议和展望。关键词:头相关传输函数;虚拟听觉;个性化;频谱修正IIHRTFofPersonalizedSpectrumCorrectionanditsApplicationinVirtualAuditoryAbstractHearingplaysanimportantroleforhumantocontactwiththewo

6、rld.Spatialperceptionisoneoftheimportantfunctionsofhearing.Reconstructingthespatialaudiosceneryinsoundplaybackhasbeenanimportantresearchtopicinaudiosignalprocessing.Virtualauditoryreferstothetechnology,whichpresentsusersthevirtualspatialaudiovialimitednumberofspeakers(orviaaheadp

7、hone).Recently,usingtheHead-RelatedTransferFunction(HRTF)tosimulatethespatialhearinghasbeenahottopicofvirtualauditory.HRTFiscloselyassociatedwiththephysiologicalcharacteristicsoftheusersuchthatusingpersonalizedHRTFfordifferentusersisthekeypointinthespatialaudioreconstruction.This

8、thesisworksonthecalculationandapplicatio