聽(tīng)覺(jué)定位中HRTF的研究.pdf

1、聽(tīng)覺(jué)定位主要研究人類(lèi)聽(tīng)覺(jué)定位功能的原理,是近年來(lái)重新研究較多的領(lǐng)域之一,在人工聽(tīng)覺(jué)、機(jī)器人科學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)等研究中都有著重要的應(yīng)用.基于生理科學(xué)以及物理科學(xué)的研究都表明,聽(tīng)覺(jué)定位中的全部線(xiàn)索形成于聲波從聲源到鼓膜之間的傳遞過(guò)程之中.主要的定位線(xiàn)索是聲波到達(dá)雙耳時(shí)的時(shí)間差(ITD),強(qiáng)度差(ILD)以及聲波中包含的頻率成分.這些要素可以統(tǒng)一用稱(chēng)之為頭部相關(guān)傳遞函數(shù)(HRTF)的特征函數(shù)來(lái)描述,HRTF=A(f)e<'-jb(f)>.HRTF

2、是基于人體解剖學(xué)結(jié)構(gòu)和聲學(xué)性質(zhì)的描述量,是采用現(xiàn)代成熟的線(xiàn)性系統(tǒng)理論來(lái)研究聽(tīng)覺(jué)定位的研究方法.目前為止,大多數(shù)的HRTF都通過(guò)實(shí)驗(yàn)室測(cè)量得到,理想的測(cè)量結(jié)果受到了實(shí)驗(yàn)室條件和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的限制.其實(shí)在人類(lèi)聽(tīng)覺(jué)范圍內(nèi)的聲波動(dòng)都能夠很好的近似為小幅振動(dòng)波.如果能夠?qū)υ撨^(guò)程中的所有影響因素在計(jì)算機(jī)內(nèi)建模,那么就能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真的方法得到HRTF.這種方式得出HRTF與實(shí)際測(cè)量相比具有不受實(shí)際實(shí)驗(yàn)條件限制、隨意改變實(shí)驗(yàn)對(duì)象等優(yōu)點(diǎn).首先我們建立單點(diǎn)

3、源情況下描述HRTF的聲學(xué)方程,并利用邊界單元法求解該方程來(lái)得出HRTF的算法.然后從三維建模軟件的模型庫(kù)中提取出頭部模型用于計(jì)算.計(jì)算程序在60dB SPL下每間隔100Hz計(jì)算一個(gè)頻率,計(jì)算出了頻率范圍處于300Hz~2000Hz內(nèi)時(shí)三個(gè)坐標(biāo)平面上的HRTF.同實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)比的結(jié)果證明了這種計(jì)算方法的有效性和計(jì)算程序的正確性.采用該方法,如果能夠?qū)?shù)目較多人體模型在全聽(tīng)覺(jué)頻域內(nèi)進(jìn)行計(jì)算,則有望揭示出人體對(duì)HRTF編碼的機(jī)理.從而有