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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點，為把我國建設(shè)成為世界科技強國作出新的更大的貢獻。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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聲學(xué)所提出一種針對雙耳重放的聲源仰角參數(shù)化控制方法

2019-08-19 聲學(xué)研究所

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語音播報

　　為了更好地實現(xiàn)重放聲源的仰角呈現(xiàn)，中國科學(xué)院聲學(xué)研究所語言聲學(xué)與內(nèi)容理解重點實驗室博士生姚鼎鼎與其導(dǎo)師李軍鋒等人以頻譜峰值點和谷點為特征，建立了仰角與頻譜特征的參數(shù)化模型，提出了一種重放聲源的仰角感知控制方法。相關(guān)研究成果5月19日在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊Applied Acoustics。

　　該項研究以HRTF頻譜為基礎(chǔ)，提取頻譜峰值點和谷點作為仰角感知的特征，并利用低階IIR（Infinite Impulse Response）濾波器對該特征進行建模，建立仰角與峰值點和谷點參數(shù)的映射關(guān)系，實現(xiàn)對譜信息的定量描述。

　　研究人員將所提仰角參數(shù)化控制方法應(yīng)用于雙耳房間沖擊響應(yīng)（Binaural Room Impulse Response, BRIR），依據(jù)優(yōu)先效應(yīng)對水平面BRIR進行頻譜修改（圖1），并通過主觀測聽實驗驗證仰角定位效果。

　　實驗結(jié)果（圖2）表明，響應(yīng)沿對角線分布，表明響應(yīng)方向與真實方向相一致，該研究方法能較好地實現(xiàn)重放聲源的仰角控制。

　　BRIR中包含的混響成分使其在用于音頻重放時與真實環(huán)境相符，因此受到廣泛應(yīng)用。然而，受錄制設(shè)備及場所空間的限制，目前大多公開的BRIR數(shù)據(jù)庫只包含水平角而缺乏仰角信息，該研究中的仰角參數(shù)化控制方法可以解決此問題，并將在虛擬現(xiàn)實技術(shù)等應(yīng)用場景中給用戶提供更加逼真的聽覺體驗。

　　該研究得到國家重點研發(fā)計劃（No.2017YFB1002803）以及國家自然科學(xué)基金（Nos.11722437,11674352）資助。

　　論文鏈接

圖1 仰角參數(shù)化控制方法（圖/中科院聲學(xué)所）

圖2 主觀測聽實驗結(jié)果（圖/中科院聲學(xué)所）

　　仰角感知在雙耳重放中起著重要的作用。人類聽覺系統(tǒng)對仰角的感知主要依靠雙耳接收信號的譜信息。近年來，譜信息對仰角感知的影響一直是科研人員關(guān)注的熱點，基于頭相關(guān)傳輸函數(shù)（Head Related Transfer Function, HRTF）的音效定位研究表明頻譜中的峰值點和谷點是決定聲源仰角感知的一個重要特征。但是，多數(shù)研究只定性討論譜信息對仰角感知的影響而缺乏定量描述，實際雙耳重放系統(tǒng)中的聲源仰角重放也沒有達到預(yù)期效果。
　　為了更好地實現(xiàn)重放聲源的仰角呈現(xiàn)，中國科學(xué)院聲學(xué)研究所語言聲學(xué)與內(nèi)容理解重點實驗室博士生姚鼎鼎與其導(dǎo)師李軍鋒等人以頻譜峰值點和谷點為特征，建立了仰角與頻譜特征的參數(shù)化模型，提出了一種重放聲源的仰角感知控制方法。相關(guān)研究成果5月19日在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊Applied Acoustics。
　　該項研究以HRTF頻譜為基礎(chǔ)，提取頻譜峰值點和谷點作為仰角感知的特征，并利用低階IIR（Infinite Impulse Response）濾波器對該特征進行建模，建立仰角與峰值點和谷點參數(shù)的映射關(guān)系，實現(xiàn)對譜信息的定量描述。
　　研究人員將所提仰角參數(shù)化控制方法應(yīng)用于雙耳房間沖擊響應(yīng)（Binaural Room Impulse Response, BRIR），依據(jù)優(yōu)先效應(yīng)對水平面BRIR進行頻譜修改（圖1），并通過主觀測聽實驗驗證仰角定位效果。
　　實驗結(jié)果（圖2）表明，響應(yīng)沿對角線分布，表明響應(yīng)方向與真實方向相一致，該研究方法能較好地實現(xiàn)重放聲源的仰角控制。
　　BRIR中包含的混響成分使其在用于音頻重放時與真實環(huán)境相符，因此受到廣泛應(yīng)用。然而，受錄制設(shè)備及場所空間的限制，目前大多公開的BRIR數(shù)據(jù)庫只包含水平角而缺乏仰角信息，該研究中的仰角參數(shù)化控制方法可以解決此問題，并將在虛擬現(xiàn)實技術(shù)等應(yīng)用場景中給用戶提供更加逼真的聽覺體驗。
　　該研究得到國家重點研發(fā)計劃（No.2017YFB1002803）以及國家自然科學(xué)基金（Nos.11722437,11674352）資助。
　　論文鏈接
　　
　　圖1 仰角參數(shù)化控制方法（圖/中科院聲學(xué)所）
　　
　　圖2 主觀測聽實驗結(jié)果（圖/中科院聲學(xué)所）

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