基于最长序列的虚拟3D音效的实现.docx

基于最长序列的虚拟3D音效的实现摘要：为了在多媒体移动终端里实现3D音效一个头部相关的传递函数首先被获取然而一般的头相关传递函数的计算是把头当作一种球体来建立一个数学模型这种模型的数学的计算复杂不适合在嵌入式终端的实现.本文提出一种基于最长序列的测量系统脉冲响应的方法该方法基于互相关技术具有很高的抵抗噪声干扰能力得到结果精度高可重复性强计算复杂度低便于在嵌入式终端的实现。关键词：最长序列；头部相关传递函数；三维音效中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044（2015）02-0187-05Abstract：Toimplementvirtual3Dauditoryinmobilemulti-mediaterminationahead-relatedtransferfunction（HRTF）needbecalculatedbutinconventionalstudiesthecalculationsareperformedapproximatelybasedonthemathematicalmodelbyregardingtheheadasthesphereshape.Thismathematicalmodelcomputationiscomplexnotvalidtoapplicationfortheembeddedtermination.Thispaperhasproposedthewaywhichcalculatesystemimpulseresponsebymaximumlengthsequence（MLS）itisbasedonthecross-correlationtechniqueandthushighlyimmunetoextraneousnoiseofallkindsandmeasurestheimpulseresponsewithgreatamountofaccuracyandrepeatability.Foritssimplycomputationitisconvenienttoimplement3Dauditoryeffectintheembeddedtermination.Keywords：maximumlengthsequence（MLS）；head-relatedtransferfunction（HRTF）3Dauditory在移动多媒体终端中因为只有一组喇叭或者是耳机为了让用户体验到逼真的3D音效需要定位出环绕使用者身边不同位置的音源。这种音源追踪的能力就叫做定位音效它使用当时的HRTF[[1]]的功能来达到这种神奇的效果。HRTF的全名是Head-RelatedTransferFunction（头部相关传递函数）就是在三度立体空间中人耳是如何监测和分辨出声音来源的方法。简单地说就是声波会以几百万分之一秒的差距先后传到你的耳朵里面而我们的大脑可以分辨出那些细微的差别利用这些差别来分辨声波的形态然后在换算成声音在空间里的位置来源。在目前多数的虚拟3D音效的技术中都是使用HRTF的换算法来转换游戏里的声音效果误导你的大脑听到声音是来自不同地方的。支持声源定位的耳机将声音与游戏的物件、人物或是其他的声音的来源结合在一起当这些声音与你在游戏中的位置改变时耳机或喇叭就将依据相对位置来调整声波讯号的发送。1MLS介绍最长序列[2]就是一串伪随机2进制序列作为系统的响应源[x（k）]根据信号处理的理论输入信号[x（k）]与线性系统的输出[y（k）]之间的互相关输入信号[x（k）]的自相关与系统的脉冲响应卷积得到[3]：2HRIR的测量与3D声效实现利用MLS测量头相关脉冲响应（HRIR）[7]它的数据的采用空间坐标如图1所示。声源的空间方向由坐标（[θ][φ]）所决定。仰角[-90°≤φ≤90°]为方向矢量与水平面的夹角[φ]=[-90°]、[0°]和[+90°]分别表示正下方、水平面与正上方。方位角[0°≤θ虚拟3D信号的产生是通过原始语音与HRIR之间的卷积产生[10]如果声源信号与HRIR卷积的结果在双耳之间精确地产生听者就能感知声源的方向这就是所谓的虚拟的3D的声效。2.1HRIR数据2.2DSP上实现TMS320C6201是TI公司的TMS