雙耳環(huán)型陣列空間聽覺研究.pdf

1、空間聽覺是指通過物理和心理的方法再現(xiàn)聲學(xué)事件，使處于重現(xiàn)聲場中的聽眾有身臨其境的聽覺感知。雙耳聲信號重放技術(shù)是空間聽覺重放技術(shù)中的一種，它通過重現(xiàn)雙耳處的聲壓信號使聽者獲得和原始聲學(xué)場景相同的心理感受。本文采用陣列的方法，通過位于雙耳四周的環(huán)型麥克風(fēng)陣列和微型揚(yáng)聲器陣列來研究空間聽覺。
　　參考傳統(tǒng)雙耳聲信號重現(xiàn)的建模方法，本文對佩戴環(huán)型陣列的人頭進(jìn)行模型仿真。不考慮耳廓的情況下，將頭部看作實(shí)體球，雙耳四周的陣元看作球上的點(diǎn)。在自

2、由場中，剛性實(shí)體球表面的聲場分布因?yàn)榍蝮w對聲波的散射、陰影而發(fā)生變化。在和聲源同側(cè)的球面上，聲壓較強(qiáng)，異側(cè)的球面上較弱，并且其聲壓差隨入射聲波頻率的增大而增大。對室內(nèi)聲源到雙耳處的環(huán)型陣列進(jìn)行仿真分析，計(jì)算聲源到陣元的傳輸函數(shù)。分析結(jié)果表明由于頭部的作用，和聲源同側(cè)的陣元處聲場強(qiáng)度要明顯高于異側(cè)的陣元處聲場強(qiáng)度，差值最大可以達(dá)到20dB以上。通過借鑒國內(nèi)外HRTF數(shù)據(jù)庫的測試方法，設(shè)計(jì)了一套頭相關(guān)傳輸函數(shù)陣列測試平臺進(jìn)行實(shí)際傳輸函數(shù)的測

3、量，并對實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果進(jìn)行了分析。結(jié)果表明聽音環(huán)陣列的頭相關(guān)傳輸函數(shù)和傳統(tǒng)HRTF有許多相似的地方，但也有一些不同之處。不同之處在于中頻段因耳道共振而產(chǎn)生的峰值的Q值減小，說明受到耳道共振的效果減弱。高頻段峰值點(diǎn)和谷值點(diǎn)減少，說明受到耳廓的作用也有所減弱。對于房間內(nèi)的聲源，采用鏡像聲源法對房間的聲波反射特性進(jìn)行建模分析，由于該方法隨著反射階數(shù)的增加，計(jì)算量快速增加，所以不宜選擇過高的反射階數(shù)。在房間反射階數(shù)的仿真中，針對8米、長6米、寬3