作为新一代信息技术融合创新的典型,虚拟现实技术取得巨大成功,不仅带给观众极大的视觉冲击,同时也让三维沉浸声场体验受到大众的期待。虚拟现实技术希望能通过耳机播放三维虚拟声,因此基于耳机播放的双耳三维虚拟声生成与定位研究受到学者的广泛关注。双耳三维虚拟声主要通过头相关传输函数（Head-Related Transfer Function,HRTF）来实现,利用已知空间位置处的HRTF与单声道音频信号进行卷积即可生成对应位置处的双耳三维虚拟声。然而经过实验测量得到的HRTF由于测量设备、时间成本等原因,其测量位置相对稀疏,生成的三维虚拟声会出现声像定位失真的问题。另一方面,HRTF是一组人体测量参数对声音的综合滤波,具有高度用户个性化的特点,使用非个性化的HRTF会使受试者出现头中定位或者声像前后混淆定位不准的问题。从空间分布相对稀疏且样本数量较少的HRTF数据库中通过插值和个性化方法生成双耳三维虚拟声是解决上述定位问题的有效途径,为此本文主要开展了以下工作:（1）基于三维虚拟声定位感知一致的双耳信号生成。针对传统方法在利用头相关传输函数（HRTF）构建三维虚拟声双耳信号中,因采集数据空间分辨率不足导致双耳三维虚拟声定位失真的问题,研究三维空间中任意位置处声源位置与已有HRTF数据合成三维虚拟声位置在双耳感知上的失真影响规律,提出一种基于双耳感知一致的头相关传输函数插值方法,在信号失真比（SDR）上提高了1.72d B,主观听音测试表明所提出的方法在生成的三维虚拟声双耳感知定位MOS评分上达到了3.89分;（2）基于HRTF的双耳三维虚拟声信号个性化生成。针对传统方法采用通用HRTF构建三维虚拟声时未考虑听者间双耳、头部、躯干等人体特征参数影响听者对三维虚拟声空间定位失真的问题,研究人体物理特征参数与合成三维虚拟声双耳信号间的映射规律,提出一种基于深度学习的头相关传输函数个性化方法,在均方根误差（RMSE）降低了1.13d B,且主观测试表明本文的方法生成的三维虚拟声前后混淆率降低了6.25%。（3）双耳三维虚拟声生成与定位系统。针对目前HRTF采集过程实验环境要求复杂,难以精确获得用户人体测量参数的问题,设计并实现了人体测量参数采集系统用于受试者人体测量参数的智能采集,并在此基础上实现了双耳三维虚拟声生成与定位系统。本文通过分析双耳三维虚拟声定位失真的相关机制和映射规律,对头相关传输函数通过插值以及个性化方法得到高空间分辨率且用户个性化的HRTF,并在此基础上设计实现了双耳三维虚拟声生成与定位系统,该系统使用个性化的HRTF和单声道音频信号渲染出声像定位更准确且沉浸感更强的双耳三维虚拟声,该系统可以广泛应用于新闻、科研、教育和娱乐等行业,有一定的应用价值。