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一種針對雙耳重放的聲源仰角參數化控制方法
2019/08/16 | 作者:中科院语言声学与内容理解重点实验室 姚鼎鼎 | 【 【打印】【關閉】

  仰角感知在雙耳重放中起著重要的作用。人類聽覺系統對仰角的感知主要依靠雙耳接收信號的譜信息。近年來,譜信息對仰角感知的影響一直是科研人員關注的熱點,基于頭相關傳輸函數(Head Related Transfer Function, HRTF)的音效定位研究表明頻譜中的峰值點和谷點是決定聲源仰角感知的一個重要特征。但是,多數研究只定性討論譜信息對仰角感知的影響而缺乏定量描述,實際雙耳重放系統中的聲源仰角重放也沒有達到預期效果。

  爲了更好地實現重放聲源的仰角呈現,中科院語言聲學與內容理解重點實驗室博士生姚鼎鼎與其導師李軍鋒研究員等人以頻譜峰值點和谷點爲特征,建立了仰角與頻譜特征的參數化模型,提出了一種重放聲源的仰角感知控制方法。相關研究成果2019519日在線發表于國際學術期刊 Applied Acoustics

  該項研究以HRTF頻譜爲基礎,提取頻譜峰值點和谷點作爲仰角感知的特征,並利用低階IIRInfinite Impulse Response)濾波器對該特征進行建模,建立仰角與峰值點和谷點參數的映射關系,實現對譜信息的定量描述。

  研究人員將所提仰角參數化控制方法應用于雙耳房間沖擊響應(Binaural Room Impulse Response, BRIR),依據優先效應對水平面BRIR進行頻譜修改(圖1),並通過主觀測聽實驗驗證仰角定位效果。

  

  圖1 仰角參數化控制方法(圖/中科院聲學所)

  實驗結果(圖2)表明,響應沿對角線分布,表明響應方向與真實方向相一致,該研究方法能較好地實現重放聲源的仰角控制。

  

  圖2 主觀測聽實驗結果(圖/中科院聲學所)

  BRIR中包含的混響成分使其在用于音頻重放時與真實環境相符,因此受到廣泛應用。然而,受錄制設備及場所空間的限制,目前大多公開的BRIR數據庫只包含水平角而缺乏仰角信息,本研究中的仰角參數化控制方法可以解決此問題,並將在虛擬現實技術等應用場景中給用戶提供更加逼真的聽覺體驗。

  本研究得到國家重點研發計劃(No.2017YFB1002803)以及國家自然科學基金(Nos.11722437,11674352)資助。

 

  關鍵詞:

  頭相關傳輸函數;雙耳房間沖擊響應;仰角感知;譜因素

  參考文獻:

  YAO Dingding, LI Junfeng, XIA Risheng. A parametric elevation control approach for binaural reproduction. Applied Acoustics, 2019, 148: 360-365. DOI: 10.1016/j.apacoust.2018.12.036.

  論文鏈接:

  https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0003682X18305991

 
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