空间听觉模型中的HRIR基向量提取方法研究(可复制论文).pdf

摘要虚拟现实技术利用计算机技术等高科技手段构造出一个虚拟环境,使得参与者获得与现实一样的感觉。虚拟听觉空问就是在虚拟环境中加入与视觉并行的三维虚拟声音,使收听者在模拟环境中收听到的声信号逼近在真实环境声场中收听到的声信号。听觉是人类仅次于视觉的第二传感通道。在人的听觉感受中,除了声强、音调和音色外,还有一种空间方位的感觉,这就是人耳的空间听觉能力。长期以来,人们从听觉生理学、听觉心理学和声学的角度对空间听觉进行了深入的研究并取得了一定的成果。研究表明,与头部相关联的冲激响应(HRIR)以及与头部相关联的传递函数(HRTF)是研究空间听觉的关键之一。本文利用信号与信息处理的方法来研究HRIR(HRTF)的特征,并在建立人耳空间听觉模型方面做了一些研究。论文的内容主要包括以下几部分:针对HRJR的特性利用小波变换的奇异性检测方法对HRIR测量数据进行消噪处理,在较好保留原信号奇异信息的同时有效地滤除了噪声;分析HRIR的预处理方法,并针对本文所采用的California大学Davis分校CIPIC接口实验室的测量数据,给出了最佳的预处理方法:利用主元素分析法提取HRIR的空间特征,实现了数据的压缩,并用线性插值算法建立了连续听觉空间上的人耳听觉模型;4利用遗传算法选择某些方位的HRIR作为基向量,然后与相应的权系数重构出测量空间上的HRIR,取得了较好的实验结果;5利用神经网络技术实现主元素分析法,实验结果表明神经网络的实现性能很好。关键词:虚拟听觉空间、空间听觉、HRIR、小波、主元素分析法、遗传算法、神经网络AbstractVirtualRealitytechnologybuildsavirtualenvironmentwithhigh—techinstrument,,’shearingfeelingsnotonlyincludetheLevel,toneandtimbre,butalsoincludethesenseofsoundlocation,·termresearcheshavebeenconductedinthefieldsofhearingphysiology,hearingpsychologyandacoustics,-RelatedImpulseResponse(HRIR)andHead-RelatedTransferFunction(HRTF),somemethodsofsignalandinformationprocessingareemployedtothestudyoftheBRIR’sfeaturesandsomeresearchesonspatialhearingmodelingThecontentofthispapermainlyincludesthefollowingparts:Approachanoise-;2Analyzethel-tRjR';ponentAnalysistoextractthespatialfeaturesofHRIRs,pression,andconstructthespatialhearingmodelollcontinuousspherespacewithlinearinterpolation;icAlgorithmtoselectthebasisve