5.1通路环绕声的虚拟重放系统

提出了一种改进的5.1通路环绕声虚拟重放系统及其信号处理方法。首先对5.1通路环绕声的虚拟重放声场进行了分析,指出现有的系统存在听音区域窄、声像位置畸变、重放音色改变等缺陷。在此基础上,通过理论分析提出将一对前方重放扬声器布置缩窄到士±15°、音色均衡的信号处理等措施,可较好地克服现有系统的缺陷,且信号处理也相对简单。心理声学实验验证了理论分析,证明系统可重放出整个前半平面(约±90°)的立体声像。因此所提出的系统及其扬声器布置是适合于电视和多媒体计算机的应用。

5.1通路环绕声的耳机虚拟重放

提出了一种改进的5.1通路环绕声的耳机虚拟重放信号处理方法。在对现有的信号处理方法进行分析,指出它会产生不自然主观听觉效果后,通过理论和心理声学实验证明,采用HRTF信号处理、环绕声信号去相关等方法,在克服普通耳机声重放的“头中定位”的缺点、虚拟出多环绕扬声器效果的同时,并未带来新的不自然听觉效果。因此信号处理方法可增加听觉上的包围感,从而改善耳机重放的主观听觉效果。

一种5.1通路环绕声的动态双耳重放方法

为改善5.1通路环绕声的双耳重放性能,提出一种基于低价头踪迹跟踪模块的动态双耳重放方法。头踪迹跟踪模块通过单片机采集磁传感器、加速度传感器的输出数据,计算出倾听者头部水平方向信息,并将其经USB接口传给计算机进行动态双耳声信号合成。心理声学实验表明,本文提出的方法可以消除虚拟声源前后混乱和头中定位现象,提升5.1通路环绕声双耳重放的虚拟声源定位性能。

改进的5.1通路环绕声三扬声器虚拟重发系统

提出一种改进的5．1通路环绕声的三扬声器虚拟重发系统。本文首先指出,现有的两扬声器虚拟重发存在听音区域窄、声像稳定性差等缺陷。通过理论分析和心理声实验证明,采用一对布置在前方±30°的全频带扬声器和一个前方0°的高频中置扬声器组成5．1通路环绕声虚拟重发系统,不但可提高重发声像的稳定性,且扬声器布置实际可行,信号处理相对简单。因此所提出的虚拟系统及其扬声器布置是适合于电视和多媒体计算机的应用。

环绕声重放中通路信号相关性与听觉空间印象

通过心理声学实验研究了5.1通路环绕声重放中前方左、右,以及左环绕、右环绕四个扬声器通路信号相关性与听觉空间印象之间的关系。结果表明,对前方左、右扬声器重放或左环绕、右环绕扬声器重放,都可以通过控制通路信号的相关系数在一定程度上改变前方或后方声像的宽度。对不同频率范围的信号,声像宽度与通路信号的相关系数之间的定量关系有所不同。但对一对侧向扬声器重放,基本上不能通过控制通路信号相关系数来改变声像的宽度,并且声像宽度很窄。对于前方和环绕两对扬声器同时重放,对粉红噪声和中心频率不大于1 kHz的倍频程信号,适当控制各扬声器对通路信号的相关系数可以获得较强的包围感;但是对中心频率为2 kHz和4 kHz的倍频程信号则无法获得包围感。进一步的理论计算和实验测量结果表明,重放声像宽度和双耳听觉互相关系数(IACC)并没有唯一对应的关系,这可能和IACC的计算方法有关。对于IACC的计算方法和适用性还需要进一步的实验验证。本文的结果将有助于实际的环绕声节目制作和评价。

多通路与虚拟环绕声的问题

在总结环绕声的基本原理和各种分类方法的基础上，着重论述多通路与虚拟环绕声技术近年来的发展，特别是从原理上分析了它们存在的问题。最后探讨了各种系统的发展与应用前景。

多通路HDTV声和通用环绕声系统的探讨

国际上在发展ＨＤＴＶ声系统的基础上，正致力于发展“通用的伴随或不伴随图像的多通路环绕声系统”。５．１通路环绕声系统很可能成为今后家用立体声系统的发展方向。本文综述环绕产技术的发展概况后，着重对５．１通路系统进行了分析，指出它并非完全发展成熟的系统，许多有关的问题值得进一步的研究和验证。文章最后建议在国内开展有关ＨＤＴＶ声系统和通用的多通路环绕声系统（特别是５．１通路系统）的研究。

6.1通路通用平面环绕声系统的研究

提出了一种新的６．１通路环绕声系统及系统的两种不同的信号馈给法。通过理论和实验证明了系统可重发水平面内３６０°的声像，特别是侧向和后方的声像效果较现有的５．１通路系统有明显的改善，因而适合作为通用的环绕声系统。文中同时证明了新系统与５．１通路系统完全兼容，利用现有的方法即可实现信号的兼容记录与重发。

头相关传输函数空间采样、插值与环绕声重放

从空间方向采样的角度对头相关传输函数(HRTF)空间插值、多通路环绕声重放进行了分析,证明了它们在数学上是完全等价的,不同的HRTF空间插值方法对应于不同的多通路环绕声信号馈给,并给出了多通路环绕声信号馈给以及立体声的正弦定理更严格的数学推导。分析指出企图用相邻线性插值的方法得到侧向的HRTF是错误的,并从保证声像定位的角度,对现有的HRTF相邻线性插值公式进行了修正。分析最后指出,HRTF以及虚拟声的许多分析方法可与多通路环绕声相互借鉴。

虚拟声技术及其应用(下)

4虚拟声的应用 4.1虚拟现实与多媒体 虚拟现实是一种逼真地模拟人在自然环境中的视觉、听觉、运动等行为的人机界面技术.利用虚拟声的方法可产生各种不同的声音空间听觉,包括对声源的定位和对环境的声学空间特性感觉,因而在虚拟声学环境中有重要应用[15].

一种简化的虚拟3D声方法

提出了一种简化的在耳机重发中虚拟出3D（三维空间）声像的方法。理论和实验结果表明，借鉴多通路声产生空间声像的原理，用HRTF卷积的方法在耳机重发中虚拟出空间8个不同方向的虚拟扬声器，通过调节馈给虚拟扬声器的信号，即可产生不同方位的空间声像。这种虚拟空间声像的方法在产生运动声像和需要同时虚拟空间不同方位的多个声像时较现有的方法要简单。