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《电子科技大学》 2007年
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用HRTF实现3D声场报警系统的研究

张璐  
【摘要】: 近年来,随着计算机、信息处理等技术的发展,虚拟实现技术(VR, Virtual Reality)取得了长足的进步。 在人-机-环境的多维信息交互中,听觉信息作为视觉信息的重要补充,在很多虚拟情境下,能够起到很好的辅助作用。比如在虚拟战场仿真中,飞行员大都通过监视雷达和电视导航设备来获取信息,但如果他们能够“听”到目标的运动状态,则能够很好的缓解飞行员仅仅依靠视觉的压力。 人类仅仅依靠双耳就能判断空间当中音源的位置,并且具有令人惊讶的准确率。这种定位能力是如何产生的呢?事实上,人们能够听到的声音为波长在2厘米到20米范围之内的声波,这个尺寸和人体的尺寸接近,而高频部分的声波波长则和外耳的尺寸接近。所以,在声波的传播过程中,人体和外耳可以说充当了一个形状特别的“天线”,对最终到达耳膜的声波进行了与方向相关的“滤波”过程。这个滤波过程可以被看作一个频域响应的传递函数,称为头部关联传递函数(HRTF)。 本文的研究以战斗机驾驶员作为潜在的应用对象,尝试利用HRTF技术来构造一个虚拟的3D声场报警系统。但是,HRTF数据是因人而异的“个人HRTF",不同试验者的HRTF数据是具有极大差异的,如果将某个试验者的数据应用于其他试验者,HRTF定位效果将会下降,尤其是前后的定位容易出现混淆。针对这种情况,本文采用美国U.C. Davis CIPIC Interface Laboratory发布的HRTF数据库1.0版,在MATLAB平台上进行试验,研究并提出了一种基于SRS原理的加强前后定位效果的新加权算法。 本文设计并搭建了3D声场报警系统,该系统包含三个子系统,在VC++的平台上编程实现,具有实时处理音频流的能力,同时提供三种报警模式供使用者选择。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TP277;TN912.3

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 孙青;马青玉;;Audio-only游戏中虚拟声的HRTF匹配与压缩技术研究[J];南京师范大学学报(工程技术版);2011年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 孙青;Audio-only教育游戏中虚拟声定位的研究[D];南京师范大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 刘光明,刘汐,窦维蓓;对虚拟环绕声产生的研究与简单实现[J];电声技术;2003年04期
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3 何友;SRS音效增强技术简介[J];家用电器;2001年01期
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5 罗福元,王行仁,彭晓源;声音渲染技术及其在虚拟环境中的应用[J];系统仿真学报;1999年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前9条
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2 刘光明,刘汐,窦维蓓;对虚拟环绕声产生的研究与简单实现[J];电声技术;2003年04期
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4 刘永易;黄绍君;;声音仿真技术在飞行模拟器中的应用[J];电声技术;2008年02期
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6 郭龙;谭同德;赵红领;张伟;;基于osgAL的三维虚拟声音的设计与实现[J];微计算机信息;2009年04期
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中国重要会议论文全文数据库 前6条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 许嵩;三维虚拟声的头相关传递函数个性化方法[D];清华大学;2009年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙青;Audio-only教育游戏中虚拟声定位的研究[D];南京师范大学;2011年
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3 王正滨;面向铣削加工的虚拟机床技术的研究[D];大连理工大学;2003年
4 张顺广;机车仿真器中声音系统的研究与开发[D];西南交通大学;2003年
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6 杨小冬;三维运动声音在机载告警系统中的应用[D];电子科技大学;2006年
7 周蕙瑜;双通道立体声的虚拟重发技术研究[D];电子科技大学;2006年
8 王生九;虚拟听觉空间和虚拟环绕声技术的研究及其DSP实现[D];东南大学;2006年
9 李晓东;运用三维音效的多目标告警系统研究[D];电子科技大学;2007年
10 王理;基于三维空间的音频处理方法及其在Maya中的实现与应用[D];北京大学;2007年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马浩;吴镇扬;张杰;胡红梅;;与头相关传递函数的双耳特征提取与分类[J];电路与系统学报;2007年05期
2 张婷婷;谢菠荪;;HRTF的主成分分析与空间傅里叶重构[J];电声技术;2008年08期
3 王超;胡剑凌;;基于HRTF的虚拟三维空间环绕声耳机重放[J];信息技术;2009年01期
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5 谢菠荪;;头相关传输函数与虚拟听觉重放[J];中国科学(G辑:物理学 力学 天文学);2009年09期
6 张新红;;头相关函数时域建模仿真研究[J];丽水学院学报;2009年02期
7 张永皋;马青玉;孙青;;基于MFCC和CHMM技术的语音情感分析及其在教育中的应用研究[J];南京师范大学学报(工程技术版);2009年02期
8 赵自力,黄成伟,高宏,李庆祥;HRTF在虚拟3D立体声中的应用及实验[J];清华大学学报(自然科学版);2001年11期
9 王宇;K-maxmins聚类算法[J];计算机工程与设计;2004年11期
10 崔文迪;蔡佳佳;;基于K-means算法和FCM算法的聚类研究[J];现代计算机(专业版);2007年10期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 周蕙瑜;双通道立体声的虚拟重发技术研究[D];电子科技大学;2006年
2 王生九;虚拟听觉空间和虚拟环绕声技术的研究及其DSP实现[D];东南大学;2006年
3 陆静艳;虚拟3D声音技术研究和基于DSP技术的实时系统实现[D];华东师范大学;2007年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李轲;增强现实音频游戏设计与游戏体验研究[D];华中师范大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
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4 翁华滔,李力利,陈健;数字音频工作站的设计与实现[J];电声技术;1997年08期
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6 史小军,苏玉钰;3D环绕立体声技术的数字化[J];电子器件;1999年04期
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【相似文献】
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3 罗烈雷;虚拟现实技术在CAD/CAM中的应用[J];常德师范学院学报(自然科学版);1999年01期
4 周红燕;虚拟现实技术在概念设计中的应用[J];机械;2000年S1期
5 段学军;虚拟现实技术及其在地理学中的应用[J];地理科学;2002年05期
6 陈秀清;;虚拟现实技术与现代远程教育[J];福建广播电视大学学报;2002年02期
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10 余力凡;虚拟现实技术在航天控制领域的应用[J];航天控制;2004年03期
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2 王少俊;;造纸术的虚拟现实方案[A];全国首届数字(虚拟)科技馆技术与应用学术研讨会论文集[C];2007年
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4 宋学清;关正西;郭文普;;虚拟现实技术在导弹视景仿真中的应用[A];'2000系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2000年
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6 刘睿;卞鸿巍;;虚拟现实技术在导航装备训练中的应用研究[A];2008年船舶通信导航学术年会论文集[C];2008年
7 徐世同;庄严;梁爽;;运用虚拟现实技术创设虚拟学习情境应用研究[A];“高教强省”探索与实践——高教科研2008[C];2009年
8 徐兰君;;虚拟现实技术及其在排球教学中的应用展望[A];2006年全国体育仪器器材与体育系统仿真学术报告会论文集[C];2006年
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8 姚道海;船体舱室分段虚拟建模方法研究[D];大连理工大学;2006年
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