第1章 空间听觉及虚拟听觉 1
1.1 空间坐标系统 1
1.2 听觉系统与听觉滤波器 3
1.2.1 听觉系统与功能 3
1.2.2 临界频带与听觉滤波器 5
1.3 空间听觉 6
1.4 单声源定位因素 7
1.4.1 双耳时间差 7
1.4.2 双耳声级差 9
1.4.3 混乱锥和头部转动 10
1.4.4 谱因素 12
1.4.5 方向定位因素的讨论 13
1.4.6 距离定位因素 15
1.5 头相关传输函数 16
1.6 多声源的合成定位与空间听觉 18
1.6.1 双扬声器实验与立体声正弦定理 19
1.6.2 多声源合成声像定位的普遍情况 21
1.6.3 声源信号的时间差与优先效应 22
1.6.4 鸡尾酒会效应 23
1.7 室内声学与空间听觉 23
1.7.1 室内声场 23
1.7.2 室内空间听觉 25
1.8 双耳声信号捡拾与虚拟听觉 26
1.8.1 人工头听觉仿真模型 26
1.8.2 双耳捡拾和重放系统 28
1.8.3 虚拟听觉重放系统 29
1.8.4 与多通路（环绕）声系统比较 31
1.9 本章小结 33
第2章 HRTF的测量 35
2.1 线性时不变系统传输函数及其测量原理 35
2.1.1 连续时间线性时不变系统 35
2.1.2 离散时间线性时不变系统 37
2.1.3 常用测量信号 40
2.2 HRTF测量的原理与设计 43
2.2.1 测量原理概述 43
2.2.2 HRTF的测量对象 44
2.2.3 双耳声压的测量位置与传声器 44
2.2.4 测量环境与机械装置 45
2.2.5 扬声器与放大器 46
2.2.6 信号的产生与处理 47
2.2.7 HRTF的均衡处理 48
2.2.8 HRTF测量设计示例 49
2.2.9 HRTF测量的质量与误差分析 50
2.3 HRTF数据库 51
2.4 一些特殊的HRTF测量方法 54
2.5 本章小结 55
第3章 HRTF的基本特性分析 57
3.1 HRTF的时域和频域特性 57
3.1.1 HRTF的时域基本特性 57
3.1.2 HRTF的频域基本特性 59
3.1.3 HRTF的最小相位特性 61
3.2 双耳时间差的分析 63
3.2.1 双耳时间差的计算方法 63
3.2.2 双耳时间差的计算结果 67
3.3 双耳声级差的分析 71
3.4 HRTF谱特征的分析 73
3.4.1 耳廓谷的分析 73
3.4.2 躯干反射引起的谱因素分析 75
3.5 HRTF的对称性分析 76
3.5.1 HRTF的前后对称性 77
3.5.2 HRTF的左右对称性 78
3.5.3 双耳时间差的对称性 80
3.6 近场HRTF与距离定位因素 81
3.7 HRTF与其他双耳听觉问题 83
3.8 本章小结 84
第4章 HRTF的理论计算 86
4.1 HRTF计算的刚球模型 86
4.1.1 远场HRTF的刚球模型及其基本特性 86
4.1.2 声源定位因素分析 88
4.1.3 双耳位置的影响 89
4.1.4 声源距离的影响 90
4.1.5 刚球模型的适用范围 92
4.2 HRTF计算的雪人模型 93
4.2.1 雪人模型的基本概念 93
4.2.2 雪人模型的计算结果 94
4.3 HRTF的数值近似计算方法 95
4.3.1 边界元法求解波动方程的基本原理 95
4.3.2 边界元计算HRTF的基本方法 97
4.3.3 边界元计算HRTF的一些结果 100
4.3.4 头部形状的简化 101
4.3.5 HRTF的其他数值近似计算方法 104
4.4 本章小结 104
第5章 HRTF的滤波器系统模型及其实现方法 105
5.1 HRTF近似的误差分析 105
5.2 HRTF的滤波器模型及设计考虑 108
5.2.1 离散时间线性时不变系统的滤波器模型 108
5.2.2 HRTF滤波器设计的基本思路和模型选择 109
5.2.3 HRIR脉冲响应的长度及其简化 110
5.2.4 HRTF滤波器设计中听觉因素的考虑 111
5.3 HRTF滤波器的设计方法 113
5.3.1 HRTF的FIR滤波器设计方法 113
5.3.2 HRTF的IIR滤波器简单设计方法 114
5.3.3 HRTF的IIR滤波器设计的BMT法 117
5.3.4 采用对数误差的HRTF滤波器设计 119
5.3.5 HRTF的CAPZ模型 120
5.3.6 HRTF滤波器设计的结果比较 123
5.4 HRTF滤波器的结构与实施 125
5.5 HRTF的频率规整滤波器 127
5.5.1 频率规整变换 127
5.5.2 频率规整的HRTF滤波器 128
5.6 本章小结 130
第6章 HRTF的空间插值和分解 132
6.1 HRTF的空间插值 132
6.1.1 HRTF空间插值的基本概念 132
6.1.2 几种常用的HRTF空间插值方法 133
6.1.3 HRTF空间插值效果的分析 135
6.1.4 HRTF空间插值的一些问题与改进 136
6.2 HRTF的空间基函数线性分解与空间采样定理 138
6.2.1 HRTF线性分解的基本概念 138
6.2.2 HRTF的空间傅里叶分析与空间采样定理 139
6.2.3 HRTF测量的空间分辨率分析 141
6.2.4 HRTF的球谐函数分解 145
6.3 HRTF谱形状基函数线性分解与主成分分析 149
6.3.1 谱形状基函数分解的基本概念 149
6.3.2 HRTF主成分分析的基本方法 151
6.3.3 HRTF主成分分析的一些结果 154
6.3.4 谱形状基函数线性分解下的空间插值 156
6.4 HRTF的空间子集分解 156
6.5 HRTF空间插值与多通路环绕声信号馈给 159
6.5.1 多通路环绕声的信号馈给 159
6.5.2 分立—对信号馈给 159
6.5.3 声场信号馈给 161
6.5.4 多通路环绕声信号馈给的进一步讨论 162
6.6 虚拟声像信号处理的简化 162
6.6.1 虚拟扬声器方法 163
6.6.2 基函数线性分解方法 165
6.7 本章小结 167
第7章 个性化HRTF的近似 169
7.1 生理参数的测量及与定位因素的相关性 169
7.1.1 受试者生理参数的测量及其结果 169
7.1.2 生理参数之间及其与定位因素的相关性 175
7.2 个性化双耳时间差模型 177
7.2.1 ITD的球形头部模型的推广 177
7.2.2 基于空间傅里叶分析的ITD模型 178
7.3 个性化HRTF近似的生理参数匹配法 181
7.4 个性化HRTF近似的频率标度变换法 182
7.5 个性化HRTF的生理参数线性回归近似 186
7.6 HRTF的结构模型 187
7.6.1 HRTF结构模型的基本思路与组成 187
7.6.2 HRTF结构模型的讨论与改进 190
7.7 个性化HRTF近似的其他方法 191
7.8 本章小结 192
第8章 双耳声信号的耳机重放 194
8.1 耳机—外耳传输特性均衡 194
8.1.1 耳机—外耳传输特性均衡的基本原理 194
8.1.2 自由场均衡与扩散场均衡 197
8.2 耳机到耳道传输特性的测量重复性与个性化问题 199
8.2.1 耳机到耳道传输特性的测量及重复性 199
8.2.2 个性化耳机到耳道传输函数问题 202
8.3 耳机重放双耳声信号的声像方向畸变 203
8.4 耳机重放头外声像与距离控制 206
8.4.1 耳机重放的头中定位与头外声像 206
8.4.2 耳机重放声像距离的控制 207
8.5 本章小结 208
第9章 双耳声信号的扬声器重放 210
9.1 扬声器重放双耳声信号的基本原理 210
9.1.1 双耳声信号的两扬声器重放 210
9.1.2 双耳声信号扬声器重放的普遍理论 213
9.2 头部转动与扬声器重放 216
9.2.1 两扬声器重放的声像范围 216
9.2.2 虚拟声像信号的四扬声器重放 216
9.2.3 头部转动和扬声器重放的动态定位因素分析 218
9.2.4 头部转动与重放声像的稳定性 220
9.3 头部移动与扬声器重放声像的稳定性 222
9.3.1 头部移动与声像稳定性的初步分析 222
9.3.2 立体声偶极 223
9.3.3 头部移动与声像稳定性进一步分析 224
9.3.4 串声消除稳定性分析的一般理论 226
9.4 不匹配的HRTF对扬声器重放声像的影响 228
9.5 扬声器重放的音色改变与均衡处理 229
9.5.1 音色改变与均衡处理方法 229
9.5.2 音色均衡信号处理的分析 230
9.6 扬声器重放的信号处理设计 233
9.6.1 信号处理的因果性与稳定性 234
9.6.2 扬声器重放信号处理的滤波器直接实现 235
9.6.3 扬声器重放信号处理的结构分解实现 236
9.6.4 串声消除信号处理的带限实施 238
9.7 求解串声消除矩阵的一些近似方法 240
9.7.1 求解串声消除矩阵的代价函数方法 240
9.7.2 求解串声消除矩阵的自适应逆滤波方法 241
9.8 本章小结 243
第10章 立体声和多通路环绕声的虚拟重放 244
10.1 立体声和多通路环绕声的耳机虚拟重放 244
10.1.1 双通路立体声信号的耳机虚拟重放 244
10.1.2 5.1通路环绕声的耳机虚拟重放原理 246
10.1.3 5.1通路环绕声耳机虚拟重放的改进 249
10.1.4 有关耳机虚拟重放的讨论 251
10.2 非标准立体声扬声器布置的虚拟校正 252
10.3 立体声效果增强系统 254
10.4 5.1通路环绕声的扬声器虚拟重放 255
10.4.1 5.1通路环绕声两扬声器虚拟重放的原理 255
10.4.2 5.1通路环绕声两扬声器虚拟重放的改进 256
10.4.3 5.1通路环绕声的多扬声器虚拟重放 259
10.4.4 有关“虚拟环绕声”的讨论与误区 260
10.5 本章小结 261
第11章 室内反射声的虚拟 263
11.1 室内声场和双耳房间脉冲响应的物理模拟 263
11.1.1 双耳房间脉冲响应的物理模拟 263
11.1.2 室内声场模拟的虚声源法 264
11.1.3 室内声场模拟的声线跟踪法 266
11.1.4 其他的室内声场模拟方法 267
11.1.5 声源指向性和空气吸收的影响 268
11.1.6 双耳房间脉冲响应的计算 269
11.2 人工延时和混响算法 270
11.2.1 延时算法结构和分立反射声的模拟 270
11.2.2 混响声的模拟与简单混响算法结构 272
11.2.3 混响算法结构的改进 273
11.2.4 延时和混响算法在虚拟听觉中的应用 275
11.3 本章小结 277
第12章 虚拟听觉环境实时绘制 278
12.1 虚拟听觉环境实时绘制系统的基本结构 278
12.2 动态听觉环境信息的虚拟 279
12.2.1 头踪迹跟踪和动态听觉信息的虚拟 279
12.2.2 自由场声源与动态听觉信息 281
12.2.3 环境反射声与动态听觉信息 282
12.2.4 实时绘制系统的动态特性 285
12.2.5 扬声器重放的动态串声消除 287
12.3 运动声源的虚拟 288
12.4 虚拟听觉环境实时绘制系统的例子 290
12.5 本章小结 291
第13章 虚拟听觉重放的心理声学评价与验证 292
13.1 评价虚拟听觉重放的心理声学实验条件 292
13.2 主观对比与选择实验评价 294
13.2.1 主观对比与选择实验及其分析方法 294
13.2.2 主观对比与选择实验的一些结果 296
13.3 声像定位实验评价 297
13.3.1 声像定位实验的基本方法 297
13.3.2 声像定位实验结果的初步分析 298
13.3.3 声像定位实验的一些结果 300
13.4 主观感知属性的定量评价实验方法 304
13.5 心理声学实验数据的进一步数理统计分析 306
13.5.1 进一步数理统计分析的方法 306
13.5.2 采用进一步数理统计分析的一些结果 307
13.6 双耳听觉模型与虚拟听觉重放的客观分析 308
13.7 本章小结 312
第14章 虚拟听觉的应用 313
14.1 双耳听觉科学实验的应用 313
14.2 双耳可听化的应用 314
14.2.1 双耳可听化在室内声学的应用 314
14.2.2 室内声学双耳可听化存在的问题 317
14.2.3 双耳可听化的其他应用 318
14.3 声重放和声音节目制作的应用 318
14.4 虚拟现实、通信和多媒体的应用 320
14.4.1 虚拟现实的应用 320
14.4.2 通信与信息系统的应用 320
14.4.3 多媒体与移动产品的应用 322
14.5 听觉的医学诊断应用 324
14.6 本章小结 324
附录A 球谐函数 325
附录B 雪人模型HRTF的球谐函数多极展开求解 327
参考文献 330