空間聲原理

目錄
前言
第1章 聲場、空間聽覺與聲重放 1
1.1 空間坐標(biāo)系統(tǒng) 1
1.2 聲場及其物理性質(zhì) 3
1.2.1 自由場與簡單的聲源輻射 3
1.2.2 邊界的反射 6
1.2.3 聲源輻射的指向性 9
1.2.4 室內(nèi)聲場的統(tǒng)計(jì)聲學(xué)分析 11
1.2.5 聲波的接收 14
1.3 聽覺系統(tǒng)與感知 18
1.3.1 聽覺系統(tǒng)與功能 18
1.3.2 聲音的聽閾與響度感知 22
1.3.3 掩蔽效應(yīng) 23
1.3.4 臨界頻帶與聽覺濾波器 25
1.4 人工頭聽覺仿真模型與雙耳聲信號 26
1.4.1 人工頭聽覺仿真模型 26
1.4.2 雙耳聲信號與頭相關(guān)傳輸函數(shù) 28
1.5 空間聽覺 30
1.6 單聲源定位因素 32
1.6.1 雙耳時(shí)間差 32
1.6.2 雙耳聲級差 36
1.6.3 混亂錐和動(dòng)態(tài)因素 38
1.6.4 譜因素 40
1.6.5 HRTF與方向定位因素的討論 43
1.6.6 距離定位因素 45
1.7 多聲源的合成定位與空間聽覺 47
1.7.1 兩揚(yáng)聲器定位實(shí)驗(yàn) 47
1.7.2 優(yōu)先效應(yīng) 51
1.7.3 部分相關(guān)與非相關(guān)聲源信號的合成空間聽覺 53
1.7.4 聽覺場景分析與空間聽覺 56
1.7.5 雞尾酒會效應(yīng) 57
1.8 室內(nèi)反射聲與聽覺空間印象 58
1.8.1 聽覺空間印象 58
1.8.2 室內(nèi)聲學(xué)參數(shù)與聽覺空間印象 59
1.8.3 雙耳聲學(xué)參數(shù)與聽覺空間印象 61
1.9 空間聲的原理、分類與發(fā)展 63
1.9.1 空間聲的基本原理 63
1.9.2 空間聲的分類 65
1.9.3 空間聲的發(fā)展與應(yīng)用 66
1.10 本章小結(jié) 71
第2章 兩通路立體聲的原理 73
2.1 兩通路立體聲的基本原理 73
2.1.1 通路聲級差與虛擬源定位公式 73
2.1.2 信號頻率的影響 78
2.1.3 通路相位差的影響 79
2.1.4 通路時(shí)間差與虛擬源定位 84
2.1.5 兩通路立體聲原理與局限性的討論 85
2.2 兩通路立體聲信號的檢拾與合成 88
2.2.1 XY檢拾 89
2.2.2 MS變換與MS檢拾 97
2.2.3 空間傳聲器對檢拾 105
2.2.4 近重合傳聲器對檢拾 108
2.2.5 多個(gè)點(diǎn)傳聲器和全景電位器技術(shù) 111
2.2.6 兩通路立體聲信號檢拾與合成的討論 114
2.3 兩通路立體聲與單通路聲信號的轉(zhuǎn)換 116
2.4 兩通路立體聲重放 117
2.4.1 兩通路立體聲的標(biāo)準(zhǔn)揚(yáng)聲器布置 117
2.4.2 傾聽位置前后偏移對重放虛擬源的影響 118
2.4.3 傾聽位置左右偏移的影響與補(bǔ)償 120
2.5 本章小結(jié) 123
第3章 多通路環(huán)繞聲的基本原理與分析 125
3.1 多通路環(huán)繞聲的物理和心理聲學(xué)原理 125
3.2 多通路平面環(huán)繞聲的合成定位原理與分析方法 130
3.2.1 水平面多揚(yáng)聲器合成虛擬源定位公式 130
3.2.2 疊加聲場的速度與能量定位矢量分析 133
3.2.3 有關(guān)水平面合成虛擬源定位公式的討論 140
3.3 多揚(yáng)聲器重放部分相關(guān)與非相關(guān)信號 143
3.4 本章小結(jié) 144
第4章 均勻揚(yáng)聲器布置的多通路平面環(huán)繞聲 146
4.1 分立四通路環(huán)繞聲的分析 147
4.1.1 四通路環(huán)繞聲概述 147
4.1.2 四通路環(huán)繞聲的分立-對信號饋給 148
4.1.3 四通路環(huán)繞聲的一階聲場信號饋給 152
4.1.4 分立四通路環(huán)繞聲的討論 156
4.2 其他均勻揚(yáng)聲器布置的水平面多通路聲重放 157
4.2.1 六通路重放的分立-對信號饋給 157
4.2.2 一階聲場信號饋給與水平面M≥3通路重放 161
4.3 水平面聲場信號變換與Ambisonics 163
4.3.1 水平面一階聲場信號變換分析 164
4.3.2 水平面一階Ambisonics 168
4.3.3 水平面高階Ambisonics 174
4.3.4 水平面Ambisonics的討論與實(shí)施 182
4.4 本章小結(jié) 185
第5章 非均勻揚(yáng)聲器布置的分立多通路平面環(huán)繞聲 186
5.1 伴隨圖像與通用聲重放系統(tǒng)概述 186
5.2 5.1通路環(huán)繞聲及其信號饋給分析 189
5.2.1 5.1通路環(huán)繞聲概述 189
5.2.2 5.1通路環(huán)繞聲的分立-對振幅信號饋給 190
5.2.3 5.1通路環(huán)繞聲的全局Ambisonics類信號饋給 196
5.2.4 前方三揚(yáng)聲器信號的優(yōu)化與局域Ambisonics信號饋給 203
5.2.5 通路時(shí)間差與5.1通路環(huán)繞聲虛擬源定位 205
5.3 其他通用的分立多通路平面環(huán)繞聲系統(tǒng) 206
5.4 低頻效果通路 210
5.5 本章小結(jié) 211
第6章 多通路三維空間環(huán)繞聲 212
6.1 多通路三維空間環(huán)繞聲的虛擬源定位分析 212
6.1.1 三維空間多揚(yáng)聲器的合成虛擬源定位公式 212
6.1.2 三維聲場的速度與能量定位矢量分析 216
6.1.3 有關(guān)三維空間合成虛擬源定位理論的討論 218
6.1.4 與水平面合成定位公式的關(guān)系 219
6.2 中垂面和矢狀面兩揚(yáng)聲器合成定位 222
6.3 基于振幅矢量的信號饋給 228
6.4 三維空間Ambisonics信號饋給與重放 230
6.4.1 三維空間Ambisonics的基本原理 230
6.4.2 三維空間一階Ambisonics重放的例子 235
6.4.3 水平面揚(yáng)聲器布置和Ambisonics信號重放上方聲音信息 238
6.5 多通路三維空間環(huán)繞聲的一些發(fā)展與問題 239
6.5.1 一些多通路三維空間環(huán)繞聲系統(tǒng) 239
6.5.2 基于目標(biāo)的空間環(huán)繞聲 243
6.5.3 多通路三維空間環(huán)繞聲的一些問題 246
6.6 本章小結(jié) 249
第7章 多通路環(huán)繞聲信號的檢拾與合成 250
7.1 多通路環(huán)繞聲信號檢拾與合成的基本考慮 250
7.2 5.1通路環(huán)繞聲信號的傳聲器檢拾技術(shù) 253
7.2.1 5.1通路環(huán)繞聲檢拾技術(shù)概述 253
7.2.2 5.1通路環(huán)繞聲信號的主傳聲器檢拾技術(shù) 253
7.2.3 前方三通路信號的傳聲器檢拾技術(shù) 260
7.2.4 環(huán)境聲信息的傳聲器檢拾及其與定位信息的組合 265
7.2.5 附加中心通路信號的檢拾 269
7.3 其他的多通路聲傳聲器檢拾技術(shù) 270
7.3.1 其他分立多通路聲的傳聲器檢拾技術(shù) 270
7.3.2 Ambisonics信號的檢拾 275
7.4 多通路環(huán)繞聲虛擬源定位信號的合成 276
7.4.1 虛擬源方向定位信號的合成方法 276
7.4.2 感知虛擬源距離與擴(kuò)展的控制 278
7.4.3 運(yùn)動(dòng)虛擬源的合成 280
7.5 立體聲和多通路環(huán)繞聲中反射聲信息的合成 282
7.5.1 合成分立反射聲的延時(shí)算法 283
7.5.2 合成后期混響的無限脈沖響應(yīng)濾波器算法 287
7.5.3 合成后期混響的有限脈沖響應(yīng)與混合濾波器結(jié)構(gòu)算法 293
7.5.4 信號的去相關(guān)處理方法 295
7.5.5 基于物理測量或計(jì)算的合成房間反射聲方法 297
7.6 多通路聲信號合成的方向聲頻編碼方法 299
7.7 本章小結(jié) 303
第8章 矩陣環(huán)繞聲與向下、向上混合 305
8.1 矩陣環(huán)繞聲系統(tǒng) 305
8.1.1 方形排列的矩陣四通路環(huán)繞聲系統(tǒng) 305
8.1.2 Dolby Surround系統(tǒng) 310
8.1.3 Dolby Pro-logic邏輯解碼技術(shù) 312
8.1.4 矩陣環(huán)繞聲與邏輯解碼技術(shù)的一些發(fā)展 314
8.2 多通路環(huán)繞聲信號的向下混合 319
8.3 環(huán)繞聲信號的向上混合 323
8.3.1 向上混合的基本考慮 323
8.3.2 前方通路信號的簡單向上混合 324
8.3.3 環(huán)境聲信息的簡單提取與增強(qiáng) 325
8.3.4 兩通路立體聲信號的模型與統(tǒng)計(jì)特性 326
8.3.5 標(biāo)度掩蔽分解方法 329
8.3.6 主成分分析分解方法 332
8.3.7 最小均方誤差分解方法 338
8.3.8 時(shí)域自適應(yīng)最小均方誤差分解方法 340
8.3.9 更多通路的信號分解與向上混合 342
8.4 本章小結(jié) 343
第9章 多通路聲的物理聲場檢拾與重構(gòu)分析 344
9.1 理想重放的逐級近似與Ambisonics 345
9.1.1 理想平面環(huán)繞聲的逐級近似 345
9.1.2 理想空間環(huán)繞聲的逐級近似 351
9.2 多通路聲場重構(gòu)及空間譜域分析方法 353
9.2.1 多通路聲場重構(gòu)的普遍表述 353
9.2.2 水平面圓周上次級聲源陣列布置的空間譜域分析 356
9.2.3 球面次級聲源陣列布置的空間譜域分析 361
9.3 Ambisonics重構(gòu)聲場和驅(qū)動(dòng)信號的空間譜域分析 365
9.3.1 水平面Ambisonics的重構(gòu)聲場 365
9.3.2 空間Ambisonics的重構(gòu)聲場 371
9.3.3 混合階遠(yuǎn)場Ambisonics 375
9.3.4 近場補(bǔ)償高階Ambisonics 376
9.3.5 復(fù)雜聲源信息的Ambisonics編碼 384
9.3.6 Ambisonics空間譜域分析的一些特殊應(yīng)用 387
9.4 有關(guān)Ambisonics的一些問題 389
9.4.1 Ambisonics的次級聲源布置與穩(wěn)定性 389
9.4.2 Ambisonics聲場的空間變換 394
9.5 Ambisonics重構(gòu)聲場的誤差分析 398
9.5.1 Ambisonics重構(gòu)聲場的積分波陣面誤差 398
9.5.2 Ambisonics次級聲源陣列布置的空間譜混疊 402
9.6 多通路重構(gòu)聲場的空間域分析 404
9.6.1 空間域分析的基本方法 404
9.6.2 重構(gòu)聲場的誤差與虛擬源合成定位公式 405
9.6.3 多通路重構(gòu)聲場的空間域多場點(diǎn)控制方法 408
9.7 多通路聲重放中室內(nèi)反射的消除 414
9.8 多通路環(huán)繞聲信號的傳聲器陣列檢拾 416
9.8.1 水平面Ambisonics信號的環(huán)形傳聲器陣列檢拾 417
9.8.2 空間Ambisonics信號的球形傳聲器陣列檢拾 419
9.8.3 有關(guān)傳聲器陣列檢拾的討論 422
9.9 本章小結(jié) 425
第10章 波場合成聲重放系統(tǒng) 427
10.1 波場合成的基本原理與實(shí)現(xiàn) 427
10.1.1 基爾霍夫-亥姆霍茲積分與波場合成 427
10.1.2 次級聲源類型的簡化 430
10.1.3 水平面波場合成與直線形次級聲源陣列布置 432
10.1.4 有限長次級聲源陣列與空間截?cái)嘈?yīng) 436
10.1.5 分立次級