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骨传导虚拟声源距离定位性能研究

骨传导虚拟声源距离定位性能研究

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作者：曾航广州大学

学位级别：硕士

随着虚拟现实、增强现实等技术的兴起以及骨传导耳机和骨传导助听器的普及,双侧骨传导声重放的空间感知性能日益受到关注。声源定位研究分为方向定位和声源距离定位。但是目前已有的骨传导虚拟声重放方式下的声源定位研究仅关注于声源... 详细信息

随着虚拟现实、增强现实等技术的兴起以及骨传导耳机和骨传导助听器的普及,双侧骨传导声重放的空间感知性能日益受到关注。声源定位研究分为方向定位和声源距离定位。但是目前已有的骨传导虚拟声重放方式下的声源定位研究仅关注于声源方向定位问题,而关于骨传导虚拟声重放方式下的声源距离定位的研究还较为缺乏。本文主要研究骨传导虚拟声重放下的声源距离感知及其影响因素,进行了两部分的工作。第一部分的主要工作是通过对比在骨传导虚拟声重放方式下和在气传导虚拟声重放方式下对虚拟声源的声源距离感知性能的差异,分析不同的虚拟声重放方式下影响声源距离感知性能的因素。为了排除骨传导换能器的辐射声泄露对于实验结果的影响,还进行了骨传导换能器的辐射声测量和为消除辐射声所带来的影响,采用泡沫耳塞堵塞耳道后所带来的堵耳效应的测量和分析。结果显示,当对刺激声进行归一化处理情况下,气传导的虚拟声重放方式下的声源距离感知性能明显优于骨传导,这反映了骨传导利用双耳因素和谱因素等其他除响度因素以外的声源距离线索进行声源距离定位的能力明显差于气传导,骨传导的经颅传输过程中所产生的串声干扰削弱了对受试者利用双耳因素进行相对距离估计的能力。而开放耳道和堵塞耳道两种骨传导条件下的声源距离估计的实验结果并未显示出显著性差异。第二部分的主要工作是模拟日常的骨传导耳机使用场景,探究不同的骨传导刺激位置对于骨传导虚拟声重放下的声源距离感知性能的影响。为了更加贴合实际的骨传导耳机使用场景,这部分的骨传导实验未进行堵耳,且刺激声也并未使用特定的归一化方法以消除包含响度因素这一重要的相对距离线索。进行了气传导和四个不同的刺激位置下的骨传导下的侧向声源距离估计实验,相对距离估计的实验结果表明不同刺激位置下的骨传导虚拟声重放都取得了与气传导类似的相对声源距离估计性能,骨传导换能器的刺激位置未对受试者的声源距离估计的实验结果产生影响。

关键词：骨传导堵耳效应声源距离感知空间听觉

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侧向单声源距离定位的影响因素分析与验证

侧向单声源距离定位的影响因素分析与验证

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作者：伍玉叶华南理工大学

学位级别：硕士

声源距离定位的物理分析和心理声学实验等各项研究相对复杂,使得有关声源距离定位的研究相对滞后,有些关于声源距离定位的科学问题仍然有待研究。而在虚拟重放技术中如果引入距离定位与感知效果,将使得虚拟听觉现实的效果更加逼真。因此... 详细信息

声源距离定位的物理分析和心理声学实验等各项研究相对复杂,使得有关声源距离定位的研究相对滞后,有些关于声源距离定位的科学问题仍然有待研究。而在虚拟重放技术中如果引入距离定位与感知效果,将使得虚拟听觉现实的效果更加逼真。因此,对声源距离定位的研究具有重要的科学意义和研究价值。影响声源距离定位因素有很多,包括主观响度、双耳因素、环境反射声和谱因素等。在自由场以及近场声源条件下,主要与双耳因素和主观响度有关。在远场时,双耳因素较弱,有研究表明反射声有利于增强距离感知。因此,本文将从近场以及远场两个方面来定量分析不同影响因素对声源距离定位的影响。由于近场真人HRTF数据测量非常困难,因此目前暂时还未见近场不同频段上个性化HRTF与非个性化HRTF的声源距离定位效果对比,特别是个性化因素在不同频段范围对距离定位的影响。因此,本文采用基于实验测量的个性化HRTF处理得到的双耳声信号开展心理声学距离定位实验,实验信号采用了0.05.75 kHz、2.77.84 kHz和00.0 kHz三个不同频段进行处理,其目的是为了分析低频和中高频个性化近场HRTF对距离定位的贡献。实验结果表明,水平面上方位角90°(正对右耳方向)的近场声源,个性化因素对声源距离感知影响不大,但响度因素的作用十分明显。并且实验结果表明当声源距离小于0.5 m时,包含低频信息的双耳因素对声源距离定位的作用尤为重要。现有的反射声研究,所包含反射声都非常复杂,通常是将房间内所有反射声都考虑进来。本文将对反射声进行简化,研究其是否能显著提高距离定位效果。在虚拟听觉重放等实际应用中,简化的反射声如果得以论证,相关的研究结果将作为滤波器简化的依据,具有很好的实际应用价值。为了定量分析反射声对距离定位的影响,本文采用相对简单的刚球头部+刚性墙面组合模型,通过声源距离定位实验(两个相邻声源距离的远近判断)进一步证实早期反射声对声源距离定位的影响。结果表明,侧向早期反射确实提高了声源相对远近判断的正确率,能从48%提高到大约78%,为反射声影响声源距离定位的相关研究提供了依据。

关键词：声源距离感知主观响度个性化双耳因素早期反射头相关传输函数

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