基于流形學(xué)習(xí)算法的頭相關(guān)傳輸函數(shù)結(jié)構(gòu)分析及插值方法研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，虛擬聽覺開始應(yīng)用到生活與科研的方方面面。生活方面例如3D電影、3D游戲等?？蒲蟹矫胬畿娛碌哪M訓(xùn)練與視覺輔助系統(tǒng)的研究等。尤其是在視覺輔助系統(tǒng)中，虛擬聽覺技術(shù)的應(yīng)用有望使視障人群不再需要花費(fèi)很多時間和精力通過訓(xùn)練來適應(yīng)視覺輔助系統(tǒng)，而是可以通過虛擬3D聲音信號直接感知障礙物的3D位置信息。頭相關(guān)傳輸函數(shù)(Head Related TransferFunctions，HRTF)作為實(shí)現(xiàn)虛擬聽覺的重要方法，也越來越多的受到

2、研究人員的重視。
　　然而想要獲取精確的虛擬聽覺信號需要高分辨率的個性化HRTF，目前獲取個性化HRTF的主要方法是實(shí)驗(yàn)測量，但實(shí)驗(yàn)測量獲取HRTF對實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)環(huán)境以及實(shí)驗(yàn)個體的要求都非常的苛刻，因此獲取高分辨率的個性化HRTF有一定的困難。如果可以通過研究獲取HRTF的結(jié)構(gòu)特性，那么就可以依據(jù)其結(jié)構(gòu)特性對個性化的HRTF進(jìn)行計(jì)算和更有效的插值。因此分析HRTF的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和對HRTF進(jìn)行準(zhǔn)確的插值就顯得尤為重要。
　　本

3、文主要有以下三個方面的貢獻(xiàn):
　　1.利用流形學(xué)習(xí)算法對HRTF數(shù)據(jù)的低維結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。首先選取了三種流形學(xué)習(xí)算法，并分析和驗(yàn)證了這三種算法的降維特點(diǎn)。然后利用利用這三種算法分別對HRTF數(shù)據(jù)中沿仰角方向數(shù)據(jù)和沿水平角方向數(shù)據(jù)的低維結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)HRTF數(shù)據(jù)中沿仰角方向數(shù)據(jù)的低維結(jié)構(gòu)為一維流形，沿水平角方向數(shù)據(jù)的低維結(jié)構(gòu)沒有明顯特征，得出HRTF數(shù)據(jù)中沿仰角方向數(shù)據(jù)和沿水平角方向數(shù)據(jù)在低維結(jié)構(gòu)上存在差異的結(jié)論。

4、　　2.根據(jù)HRTF數(shù)據(jù)低維結(jié)構(gòu)的分析結(jié)果，提出沿仰角方向插值效果好于沿水平角方向插值的假設(shè)，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)比較了線性插值中的仰角插值和水平角插值對HRTF數(shù)據(jù)的插值效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了所提假設(shè)的合理性。
　　3.基于支持向量回歸的HRTF插值。第一步，利用流形學(xué)習(xí)算法將HRTF數(shù)據(jù)降到低維;第二步，通過支持向量回歸算法，建立低維與高維的映射模型;第三步，將低維數(shù)據(jù)擬合成曲線并插值;第四步，將低維插值數(shù)據(jù)映射到高維數(shù)據(jù)中，