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人耳可以根据双耳接收的声信号准确地辨别声源方位。三维听觉显示(3DAudioDisplay)就是根据人类听觉特征,通过双声道播放系统再现声源空间信息的技术。三维听觉显示作为虚拟现实(VirtualReality)中信息表示的一种重要手段,提高了虚拟环境的逼真度、交互性和沉浸感。它的研究具有重要的意义和广阔的应用前景。实际上,到达人耳的声信号经过人的外耳(包括头和躯干)对声源信号的滤波处理,这些声学滤波效果可以用与头相关传递函数(HeadRelatedTransferFunctions,HRTF)表示。基于HRTF的三维听觉显示利用数字信号处理技术,通过HRTF滤波将声音定位在空间的不同方位,
本文主要研究了三维听觉显示的工程实现及其个人化。系统设计方面,硬件上主要叙述了基于IIS总线的嵌入式音频系统,给出了部分电路图以及PCB设计和硬件调试的关键技术;软件上从初始化程序、设备驱动到应用软件,逐层详细介绍了这个嵌入式音频系统的软件设计,包括Linux下的串口通信、音频设备的驱动分析、系统应用软件的算法和代码实现等。
系统软硬件调试通过后,主要研究了基于偏最小二乘回归的HRTF个人化方法,并将个人化后的HRTF应用于本系统,主观声音定位测试的结果表明:个人化HRTF定位准确率明显优于通用HRTF。