基于听者主观调节的虚拟声个性化定制

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自由场声波从声源传播到人耳的传递函数称为头相关传输函数(Head Related Transfer Function,HRTF)。HRTF是虚拟听觉重放的核心,高质量的虚拟听觉重放需要听者个性化的HRTF数据。然而,在实际的应用中,通过实验测量和数值计算的方式获取个性化HRTF是不切实际的,故需要研究个性化HRTF的近似获取方法,即HRTF的定制。本论文以四个真人数据库的个性化HRTF为数据基础,研究了基于听者主观调节的虚拟声个性化定制。首先,对HRTF数据进行重采样、空间插值和扩散场均衡预处理,并对四个方位传输函数(Directional Transfer Function,DTF)数据库进行联合;然后采用主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)对联合DTF数据库进行简化降维,提取DTF数据中个体差异和空间差异的部分(权重系数)进行个体差异的空间分布分析;接着分别选取4、13个权重系数为调节参数,让受试者在MATLAB GUI用户界面以中垂面上9个目标仰角方位为听觉向导分别进行主观听音调试,实现个性化HRTF的调试定制;最后,通过听觉定位实验对定制结果进行验证和评估,系统地分析个性化HRTF定制方案的有效性。本文采用多样本的联合HRTF数据库,提取了更具普遍性的HRTF空间信息(公共谱形状基函数);对联合数据库PCA降维,分析了个体差异的空间分布特征;设计了GUI用户界面进行听音调试,实现了基于受试者主观听音调试的个性化HRTF定制方法。
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