博碩士論文 995303009 詳細資訊




以作者查詢圖書館館藏 以作者查詢臺灣博碩士 以作者查詢全國書目 勘誤回報 、線上人數:32 、訪客IP:18.119.131.178
姓名 吳耀豐(Yau-feng Wu)  查詢紙本館藏   畢業系所 通訊工程學系在職專班
論文名稱 虛擬環繞架構於立體聲揚聲系統之設計與實現
(Design and Implementation of a Virtual Surround Architecture on Stereo Loudspeaker Systems)
相關論文
★ 基於區域權重之衛星影像超解析技術★ 延伸曝光曲線線性特性之調適性高動態範圍影像融合演算法
★ 實現於RISC架構之H.264視訊編碼複雜度控制★ 基於卷積遞迴神經網路之構音異常評估技術
★ 具有元學習分類權重轉移網路生成遮罩於少樣本圖像分割技術★ 具有注意力機制之隱式表示於影像重建 三維人體模型
★ 使用對抗式圖形神經網路之物件偵測張榮★ 基於弱監督式學習可變形模型之三維人臉重建
★ 以非監督式表徵分離學習之邊緣運算裝置低延遲樂曲中人聲轉換架構★ 基於序列至序列模型之 FMCW雷達估計人體姿勢
★ 基於多層次注意力機制之單目相機語意場景補全技術★ 基於時序卷積網路之單FMCW雷達應用於非接觸式即時生命特徵監控
★ 視訊隨選網路上的視訊訊務描述與管理★ 基於線性預測編碼及音框基頻週期同步之高品質語音變換技術
★ 基於藉語音再取樣萃取共振峰變化之聲調調整技術★ 即時細緻可調性視訊在無線區域網路下之傳輸效率最佳化研究
檔案 [Endnote RIS 格式]    [Bibtex 格式]    [相關文章]   [文章引用]   [完整記錄]   [館藏目錄]   [檢視]  [下載]
  1. 本電子論文使用權限為同意立即開放。
  2. 已達開放權限電子全文僅授權使用者為學術研究之目的,進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。
  3. 請遵守中華民國著作權法之相關規定,切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送,以免觸法。

摘要(中) 在這個3D虛擬實境多媒體應用普及的時代裡,雖然應用上大多以3D視訊為主,但若加入3D音訊能讓使用者有更豐富的環境體驗感以及更好得聆聽感受。傳統的立體聲系統大多是雙聲道的,只能保持聲音的部分空間分佈特性,為聆聽者提供二維的平面分辨能力,無法再現三維的空間音響效果。儘管多聲道環繞音效的出現有效地解決了這一問題,但是這種系統需要特製的音源,對重放設備和聆聽環境的要求嚴格,使它的應用受到了限制。有鑒於此,人們提出了虛擬環繞音效的理論,並圍繞它進行了多方面的研究。
對雙聲道虛擬環繞音效系統的研究是本論文的目的所在。在文中,我們首先介紹了基礎聲學與聲像定位理論,分析了優先效應、耳廓效應、ITD、IID、頭部相關轉移函數、反射與混響等因素對聽覺定位的影響,接著對用立體聲揚聲器虛擬音效的技術進行理論分析和推導,對揚聲器的串音消除技術做了比較深入的探討。為了確認本系統架構的可行性,我們通過電腦用MATLAB做了模擬實驗,得到了比較理想的聽覺效果。
我們由相位觀察經系統處理後的音訊變化及主觀音訊品質的評量其環繞效果,在兩種不同種類的音訊測驗中平均都會有加強環繞音場的效果,虛擬環繞音效系統通過對人的聽覺心理特性的模擬,利用一對揚聲器就能在普通音源的重放中實現三維環繞聲。這類系統的架構簡單,也能達到一定的聽覺效果,在居家較為狹小的家庭或是不宜採用多聲道系統的場合(如多媒體電腦)具有相當廣泛的應用前景。
摘要(英) Nowadays the multimedia applications of the 3D virtual reality are more and more popular. Although most application focus on 3D video, the combination of 3D video and audio processing can enrich the experience of users. Most of the traditional stereo systems, which can only maintain partial sound spatial distribution, provide listeners with the ability to distinguish the two-dimensional plane, not the performance of three-dimensional spatial acoustics. Multi-channel surround sound systems come about to solve this problem, but this kind of systems require the sound source to be treated specially, also it has severe restrictions to hardware and environment. All of these restrain its applications. In view of this situation, researchers developed the theory of virtual surround sound (VSS) and carry about many research studies.
The objective of this thesis is to explore and create a dual-channel virtual surround sound system. The thesis first introduces fundamentals of acoustics and human sound location theory, including the cues of precedence effect, Pinna effect, ITD, IID, head related transfer function (HRTF), reflection and reverberation. Then we propose a virtual sound source system using two loudspeakers, which can perform crosstalk cancellation. To confirm the feasibility of this method, we do experiments by computer simulations using MATLAB and obtain satisfactory effects.
We evaluate the system by observing the phase between two channels after the proposed processing and the subjective audio quality of the assessment on the surround effect. In three different types of audio tests, audio surround effect is significantly enhanced. Through simulation of humans spatial hearing characteristics, VSS system can reproduce normal sound source’s 3D surround effect using a pair of loudspeakers. This system has simple configuration and is able to produce lifelike sense. It has great potential to provide extensive applications in small room that is not suitable for multi-channel surround systems.
關鍵字(中) ★ 虛擬環繞
★ 立體聲揚聲
關鍵字(英)
論文目次 摘 要 ………………………………………………………………I
Abstract ……………………………………………………………III
誌 謝…………………………………………………………………V
目 錄………………………………………………………………VII
附圖索引……………………………………………………………X
附表索引…………………………………………………………XVI
第一章 緒論
1.1 研究背景……………………………………………………1
1.2 研究動機……………………………………………………1
1.3 相關研究討論………………………………………………3
1.4 論文架構……………………………………………………4
第二章 聲學原理與音源定位理論
2.1 基本聲學原理………………………………………………5
2.1.1 音壓之基本計算…………………………………………5
2.1.2 聽覺響度特性……………………………………………6
2.1.3 人耳主觀聽覺的變異……………………………………9
2.1.4 優先效應…………………………………………………11
2.2 耳廓效應(Pinna Effect)…………………………………14
2.3 雙耳間的時間差(ITD)和雙耳間的強度差(IID) ………14
2.4 頭部轉移函數(HRTF)……………………………………22
2.5 環繞音效發展簡介…………………………………………23
2.6 揚聲器播放環境與聲道配置………………………………24
2.7 李沙育圖形…………………………………………………26
第三章 使用雙聲道揚聲器實現虛擬環繞音效
3.1 FIR模型……………………………………………………28
3.2 頭部相關轉移函數………………………………………29
3.3 串音消除(crosstalk cancellation)…………………………33
3.4 單聲道音頻信號源的虛擬環繞音效的實現………………42
3.5 立體聲音源虛擬環繞音效的實現…………………………49
3.6 錄音技術……………………………………………………57
3.7 針對背景音音場的虛擬環繞音場架構……………………59
3.8 增加中央聲道的虛擬環繞系統……………………………66
3.9 避免第二次頭部繞射………………………………………75
3.10 雙聲道揚聲器虛擬環繞音效實驗裝置…………………77
3.10.1 雙聲道揚聲器系統……………………………………77
3.10.2 左右聲道分離式雙聲道揚聲器系統…………………78
第四章實驗數據與分析
4.1實驗內容……………………………………………………80
4.1.1環境設置概述……………………………………………80
4.1.2虛擬環繞音效與原始音源………………………………80
4.2主觀聽覺測試………………………………………………93
4.2.1主觀聽覺評分表…………………………………………94
4.2.2分數統計…………………………………………………95
第五章結論與未來展望……………………………………………98
參考資料…………………………………………………………100
參考文獻 [1] Douglas , Audio engineering explained-professional audio
recording , Focal Press, 2010.
[2] J. Eargle, Handbook of Recording Engineering 4th
Edition, Kluwer Academic Publishers. , 2003.
[3] D.M. Huber, R.E. Runstein, Modern Recording Techniques
5th Edition, Focal Press. , 2001.
[4] E. Zwicker, H. Fastl, Psychoacoustics Facts and Models
2nd Updated Edition, Springer., 1999
[5] R. O. Duda, “Modeling head related transfer functions,”
in Proc. Twenty-Seventh Annual Asilomar Conference on
Signals, Systems and Computer, Asilomar CA, November
1993.
[6] C. P. Brown and R. O. Duda, “An efficient HRTF model for
3-D sound,” IEEE ASSP Workshop on Application of Signal
Processing to Audio and Acoustics, 1997.
[7] H. Hasegawa, M. Kasuga, S. Matsumoto, and A. Koike,
“Binaural sound reproduction using head-related transfer
functions(HRTFs) approximation by IIR filter,” IEEE
TENCON, pp.150-153, 1999.
[8] V. Larcher and J. –M. Jot, “Techniques d’interpolation
de filters audio-numeriqes. Application a la
reproduction spatial des sons sur ecouteurs,” Proc. of
the 4th Congress of the French Soc. of Acoust, 1997.
[9] “Documentation for the UCD HRIR Files”, CIPIC interface
Laboratory University of California at Davis, Davis CA
95616, October 7, 1998
[10] 徐 翊 銘,“以四聲道耳機實現環繞音效”,國立中央大學通訊工程學系,碩
士論文,2010/7。
[11] KEMAR Figure from Home page of R. O. Duda :
http://www.engr.sjsu.edu/~duda/Duda.Research.frameset.html.
[12] 張淑君,“空間音效模式化與數位實現之研究”,國立成功大學電機工程學
系,碩士論文,2003/6。
[13] R. Irwan and R. M. Aarts, ”Two-to-five channel sound
processing,” J. Audio Eng. Soc., Vol. 50, pp. 914-926,
2002.
[14] ITU-R BS.775-1, ”Multi-channel stereophonic sound
system with or without accompanying picture,”
International Telecommunications Union, Geneva,
Switzerland, 1992-1994.
[15] Http://interface.cipic.ucdavis.edu/sound/hrtf.html
[16] B. Gardner and K. Martin, “HRTF measurements of KEMAR
dummy-head microphone,” MIT Media Lab, 1994,
http://sound.media.mit.edu/KEMAR.html
[17] C. I. Cheng and G. H. Wakefield, ”Introduction to head-
related transfer function(HRTFs) : Representations of
HRTFs in time, Frequency and Space,” J. Audio Eng.
Soc., Vol. 49,no. 4, pp. 231-249, Apr. 2001
[18] MIT Media Lab - HRTF Measurements of a KEMAR Dummy :
http://sound.media.mit.edu/resources/KEMAR.html.
[19] IRCAM HRTF database :
http://recherche.ircam.fr/equipes/salles/listen/.
[20] UC Davis the CIPIC interface laboratory - HRTF database
: http://interface.cipic.ucdavis.edu/ .
[21] 鍾永哲,“虛擬實境實現 -- 三度空間聲音系統實作” ,國立台灣大
學電信工程學研究所,碩士論文,1999/6。
[22] 詹志龍,“虛擬室內三度空間聲場的實現”, 國立台灣大學電信工程
學研究所,碩士論文,2000/6。
[23] 許朝銘,“在有迴響之房間內以揚聲器實現三度空間音效”,國立台
北科技大學電腦通訊與控制研究所,碩士論文,2002/6。
[24] 鄭凡寓,“音訊編碼空間定位評估系統”, 國立台北科技大學電腦通
訊與控制研究所,碩士論文,2008/6。
[25] L. Wang, F. Yin, and Z. Chen, “An “Out of Head” Sound
Field Enhancement System for Headphone,” IEEE Neural
Networks & Signal Processing, pp.517-521, June 2008.
[26] P. X. Zhang and W. M. Hartmann, “Lateralization of sine
tones–interaural time vs phase (L),” Acoustical Society
of America, Vol. 120, No. 6, pp. 3471–3474,December
2006.
指導教授 張寶基 審核日期 2013-7-25
推文 facebook   plurk   twitter   funp   google   live   udn   HD   myshare   reddit   netvibes   friend   youpush   delicious   baidu   
網路書籤 Google bookmarks   del.icio.us   hemidemi   myshare   

若有論文相關問題,請聯絡國立中央大學圖書館推廣服務組 TEL:(03)422-7151轉57407,或E-mail聯絡  - 隱私權政策聲明