基于kinect的动态虚拟听觉重放

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1、Ｓｏｕｆ：ｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｙｇｙ硕ｄ：学位论文基于Ｋｉｎｅｃｔ的动态虛拟听觉重放国家自然科学基金（１１４７４１０３）广州市科技计划项目２０１４Ｙ２－０００２１）（作者姓名陈嘉衍学科专业５＾指导教师谢蒲称教授所在学院物理与光电学院论文提交日期２０１６年６月DynamicVirtualAuditoryDisplayBasedonKinectADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCa

2、ndidate：ChenJiayanSupervisor：Pro.XieBosunSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TN912学校代号：10561学号：201320121431华南理工大学硕士学位论文（基于Kinect的动态虚拟听觉重放）作者姓名：陈嘉衍指导教师姓名、职称：谢菠荪教授申请学位级别：理学硕士学科专业名称：声学研究方向：电声学与虚拟听觉论文提交日期：2016年06月10日论文答辩日期：2016年6月7日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：

3、年月日答辩委员会成员：主席：王杰委员：卢义刚谢菠荪谢志文余光正华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中巧别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体邑鋒发表或鏡写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人巧集体，均己在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果曲本人承担。作者签名：日期：＾化年６月／〇日ｆ学位论文版极使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在

4、校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部口或化构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被塞巧（除在保密期内的保密论文外）；学校可Ｗ公布学位论文的全部或部分内容，可允许采用影印、缩印或其它复削手段保存、汇編学位论文一。本人电子文档的内容和纸质论文的致內容相。本学位论文属于：□保密，在年解密后适用本授权书。巧味保密，同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏觉！同意将本人学位论文提交中圃学术期刊（光盘版）电子杂志化全文出版和编入ＣＮＫＩ

5、《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。＂＂（请在Ｗ上相应方框内巧Ｖ）作者签名：巧義日期：、巧指导教师签名：ｆ莊日期司作者联联系电话：电子邮箱：系地址（含邮编）：摘要动态虚拟听觉重放是一种新的空间声重放技术。它头部跟踪器能实时监测倾听者的头部运动，而后根据空间信息的变化，实时调整信号处理，合成双耳信号及其随头部运动的动态变化，从而在耳机重放中产生相应的动态空间听觉事件。相比于传统的稳态虚拟听觉重放，动态重放包含了声源定位的动态因素，能够为倾听者带来更真实的听觉感知。动态虚拟听觉

6、重放在双耳听觉的科学研究、虚拟现实、多媒体个人计算机与手持播放设备的文化娱乐方面有重要的应用价值。目前国内外已有不同的课题组发展了此类系统。这些系统很多是为科学研究和工程应用而发展，虽然其重放性能与精度可达到较高的要求，但其总体成本较高且使用操作较为复杂，并不适合一般个人计算机应用。另外，动态虚拟听觉重放需要用超高分辨率的头相关传输函数（HRTF）进行信号处理，受测量技术和测量工作量的限制，目前测量得到的HRTF数据的空间分辨率不能满足动态虚拟听觉重放的要求。为了解决这些问题，本文展开了以下相关工作：首先，研究了改善边界

7、元计算HRTF稳定性的方法，并用该方法数值计算得到了KEMAR人工头模型的远场空间高密度HRTF数据，其空间分辨率达1°，频率上限达到18000Hz。然后，提出和建立了适用于多媒体个人计算机文化娱乐的动态虚拟听觉重放系统。系统的硬件系统包括Kinect体感摄像头作为头部跟踪器、个人计算机作为信号处理与控制系统，具有低延时特性的ASIO声卡作为声频信号输出。系统软件采用C++语言开发，包括三个功能模块，分别实现了人机交互、信号处理和输出、头跟踪三个功能。其中信号处理模块使用了基于主成分分析法的动态处理方法，提高信号处理效率

8、同时避免了动态切换HRTF带来的噪声。跟踪模块使用了Kinect体感摄像头和微软的开发工具包，不但降低了成本，且使用操作简便。对所建立系统的动态性能客观参数进行了测量。测量的参数包括系统场景刷新率以及系统滞后延时。测试结果表明该系统能够满足动态重放的基本需求。最后基于本文所建立的动态重放系统，提出并实现了5.1通路环