基于姿态感知的三维音效感知系统设计

发布时间：2021-04-21 04:56

　　近年来,快速发展的虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术对高质量的三维音视频技术提出了迫切的要求,其中三维音效技术相对比较落后。三维虚拟音效感知系统通过对音源的三维定位、实时跟踪,可以使用户获得更好的沉浸感和交互感,对其的研究具有重要的理论意义和实用价值。本论文使用头相关传输函数（HRTF）完成了基于头部姿态检测的三维音效感知系统设计,从而实现当头部运动时,所感知到的声源方位信息保持不变的功能。该系统的核心模块包括姿态感知、HRTF插值和三维音效处理。姿态感知的实现是利用了以MPU9250为主芯片的姿态感知传感器,它能够感知的头部动作包括旋转和俯仰。本论文使用PKU&IOA HRTF数据库,为实现360°的音效感知,论文重点对HRTF的插值算法进行了研究和改进。在分析和比较双线性插值法与三角插值法的基础上,根据人耳听觉感知特性,提出了基于空间位置补偿的三角插值算法,根据空间位置信息对左右耳的HRTF插值引入不同的加权系数,降低了 HRTF插值算法的失真度。论文最后基于头戴式耳机实现了三维音效感知原型系统,在嵌入式处理器STM32F767上实现了 HRTF插值算法和三维音效感知的... 

【文章来源】：苏州大学江苏省

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 虚拟声学理论
        1.2.2 HRTF的应用与研究
        1.2.3 HRTF数据库
    1.4 本文主要工作及章节安排
第2章 基于HRTF的音效处理
    2.1 HRTF基本理论
        2.1.1 HRTF简介
        2.1.2 HRTF的时域特性
        2.1.3 HRTF与音源定位的关系
    2.2 PKU&IOA HRTF数据库
        2.2.1 HRTF测量方式
        2.2.2 数据库坐标系
        2.2.3 数据库采样点
    2.3 基于HRTF的音效制作
    2.4 本章小结
第3章 基于姿态感知的三维音效设计
    3.1 三维音效感知系统框架
    3.2 姿态感知
    3.3 HRTF插值算法设计
        3.3.1 双线性插值法
        3.3.2 三角插值法
        3.3.3 插值算法改进
    3.4 本章小结
第4章 三维音效感知系统的嵌入式平台实现
    4.1 系统总体设计
        4.1.1 系统结构框架设计
        4.1.2 系统硬件结构设计
    4.2 姿态感知模块
        4.2.1 MPU9250简介及角度读取
2C通信">        4.2.2 I²C通信
        4.2.3 姿态数据接收的软件实现
    4.3 音频输入输出模块
        4.3.1 WM8978简介
        4.3.2 音频数据的传输
        4.3.3 乒乓缓冲机制
        4.3.4 音频输入输出的软件实现
    4.4 音效处理模块
        4.4.1 STM32F767介绍
        4.4.2 音效处理模块的软件实现
    4.5 本章小结
第5章 三维音效感知实验与性能分析
    5.1 实验环境
    5.2 听感实验与结果分析
        5.2.1 实验内容
        5.2.2 测试结果与性能分析
    5.3 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 未来工作展望
参考文献
缩略语对照表
攻读学位期间研究成果
致谢



本文编号：3151102