在人们对视频的回放追求逼真的效果、强调临场感的同时，对音频回放效果的要求也越来越高，提出了强调临场感、包围感、力量感等诸多要求。空间听觉的概念也因此而提出来，传统的空间听觉主要强调双耳时间差与双耳声级差，效果有限，其实现方式主要局限于昂贵的多声道重放系统。随着数字信号处理技术的不断发展，头相关传递函数（HRTF）的理论被提了出来，早期对HRTF的研究主要用于分析多声道重放系统的各声道信号的改善，许多著名的研究机构测量并建立了HRTF数据库。数字信号处理器（DSPs）的出现，给研究人员提供了一个重新利用HRTF的硬件平台，于是虚拟空间听觉的概念被引入到这一研究领域，从上世纪末开始，不断有人实现并应用HRTF实现了虚拟听觉重放系统。虚拟听觉利用头相关传递函数进行音频信号处理，在人耳处模拟出真实声源所产生的对应位置的声压，由此带给听者逼真的空间声像效果。利用这样的方式产生的空间声效，具有硬件结构简单稳定、获得声像效果真实自然的特点，具有很广泛的应用空间。近几年，不管是在硬件还是算法上，新的数字信号处理技术不断被提出，FPGA的流行，给数字信号处理提供了一个新的发展的硬件平台，IP核（Intellectual Property core，即知识产权核）的概念也随着现今许多商业化公司的崛起而为人们所熟知。FPGA信号处理平台同样给虚拟空间听觉带来了新的发挥空间。本文在FPGA平台上，开发了一款关于HRTF的IP核。文中首先回顾了音频信号处理的发展历程，然后介绍了传统空间听觉的相关理论，接着引入了头相关传递函数的相关理论以及虚拟重放的原理，以此为基础，采用prony法设计了一款IIR滤波器，并将其应用于虚拟多声道的重放中，最终实现了这一IP核。本IP核的核心部分采用IIR的直接II型结构的滤波器，效率较高。在以滤波器为中心的基础上，我们采用常用的5.1声道音频回放模型进行推导，得出了5.1声道音频流到双声道回放的数学模型，最终得到了一个比较完整的数字信号处理的模型。在此基础之上，我们借助Verilog HDL语言进行实现，从而获得了一个比较完整的IP核。由于FPGA在信号处理方面的高速特性，我们采用FPGA搭建了测试系统对本IP核进行了测试，测试表明，本IP核具有处理效率高、回放时的空间效果较好的特点。经过实验室的测试，本IP核基本达到了预期的效果。而在FPGA上的实现，则为进一步实现商业化和实际的应用，特别是在空间有限的手持终端设备上的应用，提供了一个很好的思路。