汤永清, 方 勇, 黄青华

(1.上海大学通信与信息工程学院,上海 200072;2.丽水学院计算机与信息工程学院,浙江丽水 323000)

一种局部线性嵌入的空间听觉重建方法

汤永清1,2, 方 勇1, 黄青华1

(1.上海大学通信与信息工程学院,上海 200072;2.丽水学院计算机与信息工程学院,浙江丽水 323000)

空间听觉重建中,头相关传输函数 (head-related transfer function,HRTF)庞大的数据量是影响虚拟声源合成效率的主要因素之一.为了减少 HRTF的数据存储,提出一种局部线性嵌入 (locally linear embedding,LLE)空间听觉重建方法.通过LLE对高维 HRTF数据进行降维,在低维数据空间提取与方位感知相关的特征,然后利用聚类算法进行分类,得到特征 HRTF,而其余非特征 HRTF则可以利用特征 HRTF通过改进插值算法进行重构.与现有的主成分分析法 (principal component analysis,PCA)相比,利用LLE降维后的数据保留了更多的感知信息,利用 HRTF数据间的内在关系,对插值后的数据进行修正,可减少重建误差.仿真结果表明,该方法能够有效地减少 HRTF的存储数据量,有利于提高虚拟声源的合成效率.

头相关传输函数;局部线性嵌入;流形;空间听觉重建

空间听觉研究的目标是建立与声源方位相关的听觉环境.已有研究表明,人耳对声源位置的判断取决于声音到达双耳时的耳间时间差、耳间能量差、频谱形状、听觉经验以及环境等因素[1-3].声波经过媒质传输到达双耳时,会受到人的躯干、肩膀、头部,尤其是耳廓的衍射和滤波,整个过程相当于一个声学滤波器.通常将该滤波器建模成头相关传输函数(head-related transfer function,HRTF)或头相关冲激响应……