FASTRAK在高密度头相关传输函数测量中的应用

高密度头相关传输函数测量对声源空间方位的精度有更高要求,因此要有精度较高的声源定位装置（系统）,并对定位系统的误差进行校准。使用FASTRAK电磁追踪器对测量高密度HRTF的定位系统进行误差校准。FASTRAK的空间分辨率为0.01°,静态精度为0.15°,经定位系统精度校准后,声源方位角误差可控制在0.1°±0.15°的范围内。文中测量高密度HRTF数据库的最小方位角间隔为2.5°,上述误差基本满足测量要求。     

近场头相关传输函数的多声源快速测量系统设计与验证

近场头相关传输函数(HRTF)是双耳听觉科学研究和虚拟听觉重放应用的重要基础数据。近场HRTF测量系统要求具有高的测量效率、精度和重复性,以至于目前未见文献解决真人受试者的近场HRTF测量困难。本文研究并实现了一种计算机控制的近场HRTF的高效测量系统,并提出系统的快速校准方法,首先实现了真人受试者的近场HRTF测量。通过声学、机械与电子硬件和软件的综合设计,提高了测量效率。通过准确校准声源、受试者和双耳传声器的位置,提高了测量精确度和重复性。系统可用于1.0 m范围内不同声源距离的真人受试者以及人工头的近场HRTF测量,单个声源距离的全空间近场HRTF测量时间减少至20 min以内。测量结果表明,系统测量精度满足实际需求,可用于科学研究和个性化近场HRTF测量及数据库建立。      

近场头相关传输函数及其应用

综述了近场头相关传输函数(HRTF)及其应用问题,讨论了近场HRTF的测量、理论计算及其物理特征。最后讨论了近场HRTF在双耳听觉和消费电子领域的应用。     

一种用于手持式播放装置的立体声扩展方法

手持式播放装置的一对立体声扬声器相对倾听者的张角窄、距离近,影响立体声重放效果。针对这类应用提出了一种立体声扩展方法,它采用远场和近场头相关传输函数(HRTF)设计听觉传输滤波器并将低频信号滤除。该方法适应了近距离扬声器重放并避免了窄张角扬声器布置带来的信号处理中过分的低频提升问题。该方法不但能改善重放性能,且对计算和存储量要求较低,适合于手持式播放装置的信号处理硬件配置。声像定位实验验证了该方法的效果。     

吸收边界条件下雪人模型近场头相关传输函数

采用扩散场人体平均吸声量导出人体表面法向声吸收系数,给出雪人模型球形头部和躯干的吸收边界,计算得到近场头相关传输函数（HRTF）。结果表明,在表面吸声条件下,HRTF的平均幅值和波动幅度较刚性条件时略有减少,但差别基本在1．0dB以内,因而采用通常的刚性表面边界条件进行计算不会带来大的误差。另一方面,增大球形躯干表面的吸声系数会使躯干与头部间多重散射的作用减少,从而HRTF幅度的波动减少,对应头相关脉冲响应（HRIR）的二次脉冲幅度也减小。     

Directivity of Spherical Polyhedron Sound Source Used in Near-Field HRTF Measurements

The omnidirectional character is one of important requirements for the sound source used in near-field head- related transfer function （HRTF） measurements. Based on the analysis on the radiation sound pressure and directivity character of various spherical polyhedron sound sources, a spherical dodecahedral sound source with radius of O. 035 m is proposed and manufactured. Theoretical and measured results indicate that the sound source is approximately omnidirectional below the frequency of 8 kHz. In addition, the sound source has reasonable magnitude response from 350Hz to 20 kHz and linear phase characteristics. Therefore, it is suitable for the near-field HRTF measurements.     

坐席低谷效应的时域有限差分多项模拟

介绍了交错网格下,以声压和质点振动速度为声场参量的室内声学时域有限差分递推格式,给出了在建筑边界截断计算区域的边界条件差分格式。在水平地面房间模型下,应用时域有限差分法模拟了坐席低谷效应对于空间和时间的多种特性;此外,模拟了地面起坡时的低谷效应。     

人工头近场头相关传输函数及其特性

采用球形正十二面体声源及其空间定位系统,测量并建立了KEMAR人工头的近场头相关传输函数(HRTF)数据库。基于数据库分析了近场HRTF在频域和时域随声源距离变化的规律;讨论了用近场HRTF算得的双耳声级差(TLD)和双耳时间差(ITD)所包含的声源距离定位信息。结果表明,测量系统和所得数据具有较好的重复性和准确性,保留了1 kHz以下的低频定位信息。并且,近场HRTF幅度谱和ILD随声源距离的变化明显;用相关法算得2 kHz以下频段的ITD随声源距离略有变化。本文数据库及其分析结果将为声源距离定位的应用提供基础。      

近场头相关传输函数的最小相位特性研究

通过分析近场HRTF原函数与最小相位近似函数之间的相关性和相位误差,研究生理结构影响近场HRTF最小相位特性的空间规律。结果表明,近场HRTF最小相位特性整体较好,较差的区域主要是在受声耳异侧与前方之间的区域;最小相位特性随声源距离的变化没有大的差异,只是在局部有所不同。最后,对HRTF最小相位近似进行了心理声学实验,发现最小相位近似引起的相位误差在听觉上是不可辨别的。     

头相关传输函数幅度谱的听觉空间分辨阈值的分析

提出一种分析头相关传输函数(head-related transfer function,HRTF)幅度谱的听觉空间分辨阈值模型。采用数值计算得到的高空间分辨率HRTF数据,计算了声源空间位置变化引起的HRTF幅度谱的变化,进一步利用Moore响度模型分析双耳响度级差、双耳响度级谱和总响度级等三个听觉感知量的变化。根据现有的3个听觉感知量最小可察觉差异,模型利用双耳响度级差和双耳响度级谱的变化得到的估计结果与心理声学实验一致,因此是一种有效预测听觉空间分辨阈值的方法,可用于为简化虚拟听觉信号处理和数据储存。