空间声原理

目录
前言
第1章 声场、空间听觉与声重放 1
1.1 空间坐标系统 1
1.2 声场及其物理性质 3
1.2.1 自由场与简单的声源辐射 3
1.2.2 边界的反射 6
1.2.3 声源辐射的指向性 9
1.2.4 室内声场的统计声学分析 11
1.2.5 声波的接收 14
1.3 听觉系统与感知 18
1.3.1 听觉系统与功能 18
1.3.2 声音的听阈与响度感知 22
1.3.3 掩蔽效应 23
1.3.4 临界频带与听觉滤波器 25
1.4 人工头听觉仿真模型与双耳声信号 26
1.4.1 人工头听觉仿真模型 26
1.4.2 双耳声信号与头相关传输函数 28
1.5 空间听觉 30
1.6 单声源定位因素 32
1.6.1 双耳时间差 32
1.6.2 双耳声级差 36
1.6.3 混乱锥和动态因素 38
1.6.4 谱因素 40
1.6.5 HRTF与方向定位因素的讨论 43
1.6.6 距离定位因素 45
1.7 多声源的合成定位与空间听觉 47
1.7.1 两扬声器定位实验 47
1.7.2 优先效应 51
1.7.3 部分相关与非相关声源信号的合成空间听觉 53
1.7.4 听觉场景分析与空间听觉 56
1.7.5 鸡尾酒会效应 57
1.8 室内反射声与听觉空间印象 58
1.8.1 听觉空间印象 58
1.8.2 室内声学参数与听觉空间印象 59
1.8.3 双耳声学参数与听觉空间印象 61
1.9 空间声的原理、分类与发展 63
1.9.1 空间声的基本原理 63
1.9.2 空间声的分类 65
1.9.3 空间声的发展与应用 66
1.10 本章小结 71
第2章 两通路立体声的原理 73
2.1 两通路立体声的基本原理 73
2.1.1 通路声级差与虚拟源定位公式 73
2.1.2 信号频率的影响 78
2.1.3 通路相位差的影响 79
2.1.4 通路时间差与虚拟源定位 84
2.1.5 两通路立体声原理与局限性的讨论 85
2.2 两通路立体声信号的检拾与合成 88
2.2.1 XY检拾 89
2.2.2 MS变换与MS检拾 97
2.2.3 空间传声器对检拾 105
2.2.4 近重合传声器对检拾 108
2.2.5 多个点传声器和全景电位器技术 111
2.2.6 两通路立体声信号检拾与合成的讨论 114
2.3 两通路立体声与单通路声信号的转换 116
2.4 两通路立体声重放 117
2.4.1 两通路立体声的标准扬声器布置 117
2.4.2 倾听位置前后偏移对重放虚拟源的影响 118
2.4.3 倾听位置左右偏移的影响与补偿 120
2.5 本章小结 123
第3章 多通路环绕声的基本原理与分析 125
3.1 多通路环绕声的物理和心理声学原理 125
3.2 多通路平面环绕声的合成定位原理与分析方法 130
3.2.1 水平面多扬声器合成虚拟源定位公式 130
3.2.2 叠加声场的速度与能量定位矢量分析 133
3.2.3 有关水平面合成虚拟源定位公式的讨论 140
3.3 多扬声器重放部分相关与非相关信号 143
3.4 本章小结 144
第4章 均匀扬声器布置的多通路平面环绕声 146
4.1 分立四通路环绕声的分析 147
4.1.1 四通路环绕声概述 147
4.1.2 四通路环绕声的分立-对信号馈给 148
4.1.3 四通路环绕声的一阶声场信号馈给 152
4.1.4 分立四通路环绕声的讨论 156
4.2 其他均匀扬声器布置的水平面多通路声重放 157
4.2.1 六通路重放的分立-对信号馈给 157
4.2.2 一阶声场信号馈给与水平面M≥3通路重放 161
4.3 水平面声场信号变换与Ambisonics 163
4.3.1 水平面一阶声场信号变换分析 164
4.3.2 水平面一阶Ambisonics 168
4.3.3 水平面高阶Ambisonics 174
4.3.4 水平面Ambisonics的讨论与实施 182
4.4 本章小结 185
第5章 非均匀扬声器布置的分立多通路平面环绕声 186
5.1 伴随图像与通用声重放系统概述 186
5.2 5.1通路环绕声及其信号馈给分析 189
5.2.1 5.1通路环绕声概述 189
5.2.2 5.1通路环绕声的分立-对振幅信号馈给 190
5.2.3 5.1通路环绕声的全局Ambisonics类信号馈给 196
5.2.4 前方三扬声器信号的优化与局域Ambisonics信号馈给 203
5.2.5 通路时间差与5.1通路环绕声虚拟源定位 205
5.3 其他通用的分立多通路平面环绕声系统 206
5.4 低频效果通路 210
5.5 本章小结 211
第6章 多通路三维空间环绕声 212
6.1 多通路三维空间环绕声的虚拟源定位分析 212
6.1.1 三维空间多扬声器的合成虚拟源定位公式 212
6.1.2 三维声场的速度与能量定位矢量分析 216
6.1.3 有关三维空间合成虚拟源定位理论的讨论 218
6.1.4 与水平面合成定位公式的关系 219
6.2 中垂面和矢状面两扬声器合成定位 222
6.3 基于振幅矢量的信号馈给 228
6.4 三维空间Ambisonics信号馈给与重放 230
6.4.1 三维空间Ambisonics的基本原理 230
6.4.2 三维空间一阶Ambisonics重放的例子 235
6.4.3 水平面扬声器布置和Ambisonics信号重放上方声音信息 238
6.5 多通路三维空间环绕声的一些发展与问题 239
6.5.1 一些多通路三维空间环绕声系统 239
6.5.2 基于目标的空间环绕声 243
6.5.3 多通路三维空间环绕声的一些问题 246
6.6 本章小结 249
第7章 多通路环绕声信号的检拾与合成 250
7.1 多通路环绕声信号检拾与合成的基本考虑 250
7.2 5.1通路环绕声信号的传声器检拾技术 253
7.2.1 5.1通路环绕声检拾技术概述 253
7.2.2 5.1通路环绕声信号的主传声器检拾技术 253
7.2.3 前方三通路信号的传声器检拾技术 260
7.2.4 环境声信息的传声器检拾及其与定位信息的组合 265
7.2.5 附加中心通路信号的检拾 269
7.3 其他的多通路声传声器检拾技术 270
7.3.1 其他分立多通路声的传声器检拾技术 270
7.3.2 Ambisonics信号的检拾 275
7.4 多通路环绕声虚拟源定位信号的合成 276
7.4.1 虚拟源方向定位信号的合成方法 276
7.4.2 感知虚拟源距离与扩展的控制 278
7.4.3 运动虚拟源的合成 280
7.5 立体声和多通路环绕声中反射声信息的合成 282
7.5.1 合成分立反射声的延时算法 283
7.5.2 合成后期混响的无限脉冲响应滤波器算法 287
7.5.3 合成后期混响的有限脉冲响应与混合滤波器结构算法 293
7.5.4 信号的去相关处理方法 295
7.5.5 基于物理测量或计算的合成房间反射声方法 297
7.6 多通路声信号合成的方向声频编码方法 299
7.7 本章小结 303
第8章 矩阵环绕声与向下、向上混合 305
8.1 矩阵环绕声系统 305
8.1.1 方形排列的矩阵四通路环绕声系统 305
8.1.2 Dolby Surround系统 310
8.1.3 Dolby Pro-logic逻辑解码技术 312
8.1.4 矩阵环绕声与逻辑解码技术的一些发展 314
8.2 多通路环绕声信号的向下混合 319
8.3 环绕声信号的向上混合 323
8.3.1 向上混合的基本考虑 323
8.3.2 前方通路信号的简单向上混合 324
8.3.3 环境声信息的简单提取与增强 325
8.3.4 两通路立体声信号的模型与统计特性 326
8.3.5 标度掩蔽分解方法 329
8.3.6 主成分分析分解方法 332
8.3.7 最小均方误差分解方法 338
8.3.8 时域自适应最小均方误差分解方法 340
8.3.9 更多通路的信号分解与向上混合 342
8.4 本章小结 343
第9章 多通路声的物理声场检拾与重构分析 344
9.1 理想重放的逐级近似与Ambisonics 345
9.1.1 理想平面环绕声的逐级近似 345
9.1.2 理想空间环绕声的逐级近似 351
9.2 多通路声场重构及空间谱域分析方法 353
9.2.1 多通路声场重构的普遍表述 353
9.2.2 水平面圆周上次级声源阵列布置的空间谱域分析 356
9.2.3 球面次级声源阵列布置的空间谱域分析 361
9.3 Ambisonics重构声场和驱动信号的空间谱域分析 365
9.3.1 水平面Ambisonics的重构声场 365
9.3.2 空间Ambisonics的重构声场 371
9.3.3 混合阶远场Ambisonics 375
9.3.4 近场补偿高阶Ambisonics 376
9.3.5 复杂声源信息的Ambisonics编码 384
9.3.6 Ambisonics空间谱域分析的一些特殊应用 387
9.4 有关Ambisonics的一些问题 389
9.4.1 Ambisonics的次级声源布置与稳定性 389
9.4.2 Ambisonics声场的空间变换 394
9.5 Ambisonics重构声场的误差分析 398
9.5.1 Ambisonics重构声场的积分波阵面误差 398
9.5.2 Ambisonics次级声源阵列布置的空间谱混叠 402
9.6 多通路重构声场的空间域分析 404
9.6.1 空间域分析的基本方法 404
9.6.2 重构声场的误差与虚拟源合成定位公式 405
9.6.3 多通路重构声场的空间域多场点控制方法 408
9.7 多通路声重放中室内反射的消除 414
9.8 多通路环绕声信号的传声器阵列检拾 416
9.8.1 水平面Ambisonics信号的环形传声器阵列检拾 417
9.8.2 空间Ambisonics信号的球形传声器阵列检拾 419
9.8.3 有关传声器阵列检拾的讨论 422
9.9 本章小结 425
第10章 波场合成声重放系统 427
10.1 波场合成的基本原理与实现 427
10.1.1 基尔霍夫-亥姆霍兹积分与波场合成 427
10.1.2 次级声源类型的简化 430
10.1.3 水平面波场合成与直线形次级声源阵列布置 432
10.1.4 有限长次级声源阵列与空间截断效应 436
10.1.5 分立次级