对虚拟环绕声产生的研究与简单实现

分析虚拟环绕声产生的原理，给出一种虚拟环绕声生成算法的简单实现方法，针对这种方法作了软件仿真，并讨论在DSP上的实时实现和进一步的应用。     

虚拟杜比环绕声耳机驱动器

<正> 虚拟环绕声技术的特点是仅用两个声道即可实现带环绕声的360度全方位空间放音。它用在家庭两声道立体声系统时,可以节省昂贵而又占地面积大的多声道放大器、音箱、接线等器材。因此,虚拟环绕声技术一经推出,立即受到工薪族以及喜好简化而又追求高素质音效的发烧友们的青睐。其实,还有一种更经济的、放音音质清纯自然的、临场感超过普通两声道音箱放音系统的发烧方式,这就是利用耳机,通过虚拟环绕声驱动器来欣赏音乐。 为什么用耳机欣赏音乐的效果会优于普通两声道音箱放音系统呢?这是因为耳机有以下优点: (1)声音指标优异。由于耳机的振膜及音圈非常轻盈,瞬态响应优于扬声器系统,对音乐细节有敏锐的再现能力。同时,用现代材料与工艺生产的耳机能轻易地做到宽阔的频响     

基于HRTF主成分分析的头模结构分析

采用主成分分析法对不同细节结构的头模HRTF幅度谱进行降维简化处理,分析头模上的不同细节结构对HRTF的方向平均值以及谱形状基矢量相应频段的影响。结果表明,鼻子的作用可以忽略,而头发主要作用在头模后方的声源高频处。头部尺寸的影响存在于整个频段中,并且对于位于耳朵异侧的声源影响最大。对简化声学头模与仿真头模HRTF进行主成分分析结果表明,两个头模在这些特性上的差异并不十分明显,在水平面上具有很好的一致性。     

前进着的HRTF技术

上世纪九十年代的一次民用消费电子展上，头相关传输函数HRTF实用技术上场了。当时展场外，排着长队等候进场试听。据报道效果令人惊呆：只用一付耳机，就能清晰地听到来自四面八方的声源，而且人头移动时，声源能留在原处不动，全然没有耳机的感觉。     

浅述非标准环绕声重放系统及环绕声发展展望

论述了虚拟环绕声的原理和分类,讨论了其优缺点及发展前景。在对比虚拟环绕声与多声道环绕声的特点的基础上,提出"全方位线性重放系统"的概念。最后对环绕声重放系统"两极化"(双声道虚拟和多声道环绕声)的发展提出建议。     

低音是环绕声重放的重点之一

家庭影 院的突出特 点是环绕音效, 但其中的低音重 放也是重点之一。强 有力的超低音系统和小 型超低音系统的差别主要 表现在低频的范围,力度,瞬 发力等方面。有无超低音,效果 迥异。而要真实演绎电影,特别是动作片,科幻片,超低音系统必不可少。     

HRTF的主成分分析与空间傅里叶重构

提出一种联合主成分分析与空间傅里叶重构的方法,在对头相关传输函数(HRTF)数据进行有效压缩的同时.可以从有限的离散空间方向数据重构空间方向上连续的HRTF函数.以KEMAR人工头的HRTF数据为例计算表明,实现水平方向上连续重构所需的数据量仅为原来的20%.     

基于FPGA的虚拟听觉系统设计

基于FPGA的虚拟听觉系统具有硬件要求低、设备体积小等优点,在虚拟现实、听觉心理学等领域得到了广泛的应用,但现有的基于FPGA的虚拟听觉系统存在乘法器资源消耗高、垂直方向正确率低等问题。为了解决这些问题,提出了一种基于输出声音响度来辨别垂直方向的方法,并构建了一个基于FPGA的虚拟听觉系统。该系统采用一种折叠型有限脉冲响应（Finite Impulse Response,FIR）滤波器作为核心数据处理单元,并能通过上位机软件来实时更改定位方向。FPGA上板验证结果表明,该系统很好地实现了虚拟听觉功能,并具有乘法器资源消耗小、平均正确率高的优点。     

了解平板电视的虚拟环绕声

时下，大家最热耳的一个名词，恐怕要数多声道环绕声了。虽然多声道数字环绕声系统有准确的声像定位，营造足够宏大的声场和逼真的空间感。使人如痴如醉，但是这不仅必须搭配多声道环绕功放、5只以上音箱等，而且对视听环境、音箱摆位有一定的要求。事实上，现在除了部分发烧友以外，绝大多数家庭都不可能花那么多钱去搭建一大套所谓正规的家庭影院。     

多通路与虚拟环绕声的问题

在总结环绕声的基本原理和各种分类方法的基础上,着重论述多通路与虚拟环绕声技术近年来的发展,特别是从原理上分析了它们存在的问题。最后探讨了各种系统的发展与应用前景。     

一种基于虚拟立体靶标的线阵相机标定方法

针对线阵相机标定的过程中特征点容易丢失的事 实,提出了一种线阵相机标定方 法。首先,利用设计的平面靶标 与相机多次曝光巧妙地构建了虚拟立体标定靶标,通过分析与数学建模得到靶标上标定特征 点空间位置与像点的对应关系; 其次,使用最小均方估计方法对特征像点中心进行亚像素估计,并使用基于最小二乘迭代方 法对多特征点超定方程进行求解, 讨论了标定过程中相机与靶标非平行时对标定结果的影响;最后,使用提出的方法对线 阵相机标定进行实验验证。理论分析 与实验结果表明,本文的线阵相机标定方法简单灵活,标定特征点个数不拘泥于靶标的制 作,相机与靶标的位置无需严格平行,平 均标定精度达0.26pixel,具有较好的实用价值。     

气液两相流三维测量中虚拟立体视觉传感器的优化设计与实验

针对高速动态的气液两相流动对象,基于双目体视原理,采用单台高速摄像机和反射镜组,对虚拟立体视觉传感器进行了优化设计;对气泡发生装置中竖直向上的气泡特征参数进行三维测量。建立虚拟立体视觉传感器三维测量模型,综合考虑实际视场、传感器结构和测量误差等因素,通过结构参数对3方面性能影响的仿真分析,最终确定传感器的结构参数。实验结果表明,传感器测量空间距离误差优于0.14 mm,相对误差优于0.49%,适于气液两相流动态测量,可以实现气泡运动的三维重建。     

头相关传递函数的个人化方法

对双耳空间听觉模拟中的核心数据即头相关传递函数的定义、获取方法和个人化处理方法的研究情况进行了概述,着重分析了几种现有的头相关传递函数个人化方法,并指出这方面的关键技术问题和发展方向。     

一种单镜头立体成像方法的研究

分析了当今主流商用立体摄像方法的原理和优缺点,特别针对双目立体摄像机标定难的缺点,提出了一种单镜头双孔立体成像方法。该方法只需一个镜头,通过在镜头前加装2个小孔,控制2个小孔分时开合,即可摄取场景的不同侧面,由此便得到了一幅双目立体图像对。实验结果表明,该立体成像方法可以在避免复杂的多摄像机标定的情况下取得较好的双目立体成像效果。该方法的创新点在于只需一台摄像机、一个镜头在固定位置就可以拍摄双目立体图像,避免了对多个摄像机进行标定,减轻了立体成像中摄像机标定的难度。     

用幅度矢量合成定位法改进HRTF的定位效果

为了改进虚拟3D立体声技术的定位准确性,依据头相关传递函数(HRTF)的原理,采用CIPIC实验室根据KEMAR假人头测得的HRTF数据,利用多媒体计算机合成了两通道虚拟3D立体声。通过对HRTF在声源前后定位的“混淆锥”问题的分析,提出了用幅度矢量合成定位(VBAP)方法改进定位效果。实验结果证明,使用VBAP改进后的HRTF能够显著提高声源前后定位的准确性,表明VBAP的声音加权能够对HRTF的混淆锥问题有较大改进。     

头相关传输函数相位特性及双耳时间差的意义

从头相关传输函数相位特性的角度,综述和讨论了双耳时间差的各种不同定义及它们的物理意义,指出对头相关传输函数相位特性的不同考虑对应不同的双耳时间差定义。以双耳时间差的一些实验数据和计算模型为例,讨论了几种双耳时间差的结果及它们的内在联系,并强调指出对双耳时间差进行比较时,只有计算方法和条件相同的情况下才有意义。     

基于双目会聚型立体摄像机的目标深度测量

目标物体的三维测量是双目立体视觉的一项重要任务。基于视差的平行摄像机模型是最常见的用于三维重建的双目摄像机模型。一般双目立体摄像机不是严格平行的,所以采用上述方式进行三维重建时需要进行极线校正。提出了一种新的用于三维测量的双目摄像机模型,该模型针对一般常见的非平行的会聚立体摄像机模型。采用该模型进行目标物体的三维测距时,根据摄像机标定得到的相对外参,即可快速得到目标物体的深度信息。同时,本文从分辨率的角度对提出的深度测量方法进行了精度分析。实验结果验证了提出方法的有效性和可靠性。     

一种基于图像分割的立体匹配算法

针对在立体匹配过程中的低纹理和视差不连续的问题,提出了一种基于图像分割的立体匹配算法。首先采用Mean-Shift算法对彩色图像进行图像分割,并认为分割区域块内的像素视差是平滑的,然后采用较大窗口匹配方法,提取左右彩色图像相似像素点作为种子点,根据区域内的平滑约束条件,利用小窗口匹配方法将种子点向周围区域扩散,最终得到稠密视差图。实验结果表明该算法相比传统的自适应匹配算法,视差不连续区域匹配误差降低10%左右。     

红外人脸隐蔽性三维测量

提出了一种利用近红外结构光对人脸进行隐蔽性三维测量的方法。将波长为850nm的红外结构光条纹投影到人脸表面,利用相位测量轮廓术获取人脸的三维数据。用频谱分析的方法讨论了皮肤对结构照明光场的影响,通过实验给出了系统等效的传递函数,并计算分析了皮肤对红外正弦条纹对比度的影响.由于皮肤的透射和散射等特性,在设计人脸三维测量系统时,必须使用较低空间频率和较高对比度的结构光。实验结果表明,文中提出的方法是可行的,满足人脸隐蔽性三维测量的要求,在医学美容、人脸识别等领域具有广阔的应用前景。     

共轴立体视觉深度测量

共轴立体视觉测距是一种深度恢复的新方法,利用光轴处于同一直线的两架相机,从单一角度获取图像信息,将三维空间的深度信息转换成二维空间的缩放视差,从而通过图像旋转与缩放、特征点提取、图像匹配、中心点估计等技术恢复深度信息。该技术具有测量系统体积小、实时性强等特点。介绍了该技术的深度恢复公式和算法,并设计了共轴立体摄影测距传感器,用实景实验和3DSMAX模拟实验对该技术进行了验证。试验结果表明,中长距离深度测量精度优于0．1％。