基于头相关传输函数的三维音源技术研究

发布时间：2017-09-05 04:20

  本文关键词：基于头相关传输函数的三维音源技术研究

  更多相关文章： 头相关传输函数 高斯过程回归 个性化 稀疏 串音消除

【摘要】：随着三维电影的快速发展,三维音视频技术出现广阔的市场前景。然而,三维音源技术发展相对落后,制约其推广的主要因素是能否高效制作个性化三维音源、能否有效地消除扬声器重现中的串音。本文从三维音源制作和三维音源重现两个方面开展研究。首先,本文从三维音源制作方面进行研究,分析头相关传输函数(HRTF)的数据库组成,讨论三维音源的高效制作方法。首先,对CIPIC数据库组成进行介绍,根据CIPIC的脉冲响应数据,确定数据特征与位置的映射关系,建立高斯过程回归模型,预测音源位置,验证HRTF中包含丰富的位置信息,并在不同的特征和不同的样本数量下,分析音源位置的平均预测误差。然后,根据CIPIC的人体特征参数,利用K最邻近法,将HRTF分成大耳廓和小耳廓两类个性化HRTF数据。接着,对同一个体的不同方向的HRTF数据进行分析,提出HRTF的共振与反射模型,实现三维音源的高效制作。使用非负托普利兹矩阵分解算法,将HRTF分解成方向独立的共振响应和方向依赖的反射响应的卷积;对反射响应部分进行稀疏处理,降低反射响应中非零元素个数,提高三维音源的制作效率,并在L_1-NNLS和L_1-LS两种方法下,比较HRTF数据的稀疏情况。然后,本文在三维音源重现方面进行研究,分析三维音源中串音消除滤波器的工作原理,并对传统串音消除滤波器进行改进。由于离散时间傅里叶变换延迟,对整体系统引入非因果因素,本文在频域上,采用因果约束,只对串音消除滤波器的因果部分求解,消除系统中的非因果因素。由于正则化的引入,会在最终的双耳信号中,出现滞后振铃的现象。本文使用最小相位正则的方法,将滞后振铃改为提前振铃,将振铃的影响提前到的声音传输延时过程中,减少对延时后真正声音信号的影响。最后,设计一款三维音源制作软件,包括原始音源模块、静态三维音源模块、动态三维音源模块和参数选取模块,方便用户使用,辅助感知实验进行。本课题在真实传输环境和模拟传输环境下,对10个测试人员,10种参数情况下,进行感知实验,验证不同参数对三维音源位置信息的影响。
【关键词】：头相关传输函数 高斯过程回归 个性化 稀疏 串音消除
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN912.3
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 主要符号表10-12
• 第一章 绪论12-19
• 1.1 课题背景及研究意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-16
• 1.3 本论文研究内容16-18
• 1.3.1 三维音源制作和重现过程16-17
• 1.3.2 本论文研究内容17-18
• 1.4 本论文的结构安排18-19
• 第二章 头相关传输函数的数据库分析19-33
• 2.1 头相关传输函数的数据库介绍19-23
• 2.1.1 脉冲响应测试19-22
• 2.1.2 个体特征测量22-23
• 2.2 头相关传输函数与音源定位23-30
• 2.2.1 三维音源的高斯过程回归23-27
• 2.2.2 头相关传输函数中的音源定位与仿真27-30
• 2.3 个性化三维音源30-32
• 2.3.1 三维音源的K最邻近法31
• 2.3.2 三维音源个性化定制31-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第三章 三维音源的高效制作33-48
• 3.1 三维音源高效制作中的分解模型33-34
• 3.2 头相关传输函数的非负分解34-38
• 3.3 头相关传输函数中反射响应的稀疏处理38-40
• 3.4 头相关传输函数中分解和稀疏的仿真分析40-47
• 3.5 本章小结47-48
• 第四章 三维音源重现中的串音消除48-57
• 4.1 扬声器重发中的串音消除48-52
• 4.2 串音消除滤波器的设计改进52-54
• 4.2.1 串音消除滤波器的因果约束52-53
• 4.2.2 串音消除滤波器的最小相位正则53-54
• 4.3 改进串音消除滤波器的仿真分析54-56
• 4.4 本章小结56-57
• 第五章 软件设计与感知实验57-73
• 5.1 设计参数可控的三维音源制作软件57-63
• 5.1.1 软件功能模块分析与设计57-60
• 5.1.2 软件交互界面设计60-63
• 5.2 三维音源的感知实验与分析63-72
• 5.2.1 感知实验与数据收集63-68
• 5.2.2 数据分析68-72
• 5.3 本章小结72-73
• 第六章 总结与展望73-75
• 6.1 总结73-74
• 6.2 工作展望74-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-81
• 附录81-82

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4 ;《头相关传输函数与虚拟听觉》简介[J];电声技术;2008年05期

5 吴训威,陈偕雄,F.P.Prosser;基于传输函数理论的四值CMOS电路[J];中国科学(A辑 数学 物理学 天文学 技术科学);1989年05期

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7 吴训威,陈偕雄,F.Prosser;三值CMOS电路与传输函数理论[J];电子学报;1989年05期

8 钟小丽,谢菠荪;头相关传输函数的研究进展(二)[J];电声技术;2005年01期

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1 王帅;基于头相关传输函数的三维音源技术研究[D];电子科技大学;2016年

2 吴正强;多维传输函数技术研究及医学图像体视化系统设计与实现[D];浙江工业大学;2009年

3 谭国珍;体绘制传输函数的研究与实现[D];浙江工业大学;2009年

4 何娜娜;基于耳机到耳道传输函数测量的个性化头相关传输函数定制[D];华南理工大学;2014年

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本文编号：795779