一种多通路三维空间环绕声的虚拟重放方法与流程

本发明涉及电声技术领域，具体是指一种多通路三维空间环绕声的虚拟重放方法。

背景技术：

目前多通路环绕声技术已经由传统的水平面环绕声发展到三维空间环绕声，并应用到电影、家用声视频重放等领域。传统的水平面环绕声是采用水平面扬声器布置的。例如国际电信联盟推荐的家用5.1通路环绕声是采用水平面前方左l、中c、右r，侧后方左环绕ls、右环绕rs共五个全频带扬声器布置，加上可选择的次低频扬声器。三维空间环绕声的重放效果较水平面环绕声有明显的提高，但更为复杂，需要更多的重放扬声器，通常是采用分层布置的形式。例如在家用重放中，最简单的9.1通路空间环绕声包括9个全频带扬声器，加上1个可选择的次低频扬声器。采用包括水平层和上(高)层的两层扬声器布置，其中水平层5个全频带扬声器布置和国际电信联盟推荐的5.1通路环绕声的布置一致；上层的4个全频带扬声器布置在水平层左、右、左环绕和右环绕扬声器的上方。

而对于电视等应用，以及由于室内条件的限制，有时并不一定适合布置空间环绕声的多个扬声器。因而可以采用虚拟重放的方法，减少重放扬声器。其基本原理是，将多通路环绕声信号经过头相关传输函数(hrtf)进行信号处理和混合后，变成较少通路信号，再利用较少数量的真实扬声器进行重放，从而得到类似于多通路环绕声的效果,达到简化多通路环绕声的目的。

对水平面的5.1通路环绕声重放，国外已发展了采用前方两真实扬声器虚拟重放的专利技术和产品(如srs、qsurround,dolby等)，但普遍存在一定的缺陷，特别是听音区域较窄、重放音色改变等。在国家发明专利授权(zl02134416.7，zl200610037495.0)中，克服了过去技术听音区域窄、重放音色改变等问题，并对头相关传输函数滤波器进行了简化。该两个专利技术可用于电视机的水平面环绕声重放，并用一对布置在电视机两侧的左、右扬声器，或者一个布置布置在电视上(或下)方且集成左、右通路的条形扬声器系统(称为“声霸”或“soundbar”)实现。

国外也发展了采用前方两真实扬声器虚拟重放空间环绕声的技术。虽然这类技术结构较为简单，但由于两真实扬声器重放本身的物理原理限制，这类技术只能产生前半水平面的声音空间效果，不能产生稳定垂直方向的空间环绕声效果。

技术实现要素：

本发明是在现有技术的基础上，进一步提供一种多通路三维空间环绕声的虚拟重放方法。该方法采用hrtf(headrelatedtransferfunction，头相关传输函数)信号处理，将多通路空间环绕声信号转换为四通路信号，并用布置在左前、右前、左前上、右前上四个扬声器重放。实际中可用一对分别布置在电视机上方和下方的条形扬声器系统(即双声霸系统)，或者一对分别在电视机左、右两侧的竖布置扬声器条形扬声器系统(每系统包含上、下两扬声器)、或者一对分别布置在电视机左、右两侧的扬声器和一个布置在电视机上方的条形扬声器系统实现重放。

本发明所述的一种多通路三维空间环绕声的虚拟重放方法,包括如下步骤和处理条件：

第一步：将四个扬声器分别布置在水平的左前、右前，30°±15°仰角面的左前上、右前上位置。

第二步：输入原始的空间环绕声水平层通路的m(偶数)个非前、非后方向通路的信号e1,e2…..em,以及可能的前方向通路信号em+1和后方向通路信号em+2。将m个通路的信号按奇数编号代表左半空间通路、偶数编号代表对称的右半空间通路排序，其中m＝1,2…m；

第三步：输入原始的空间环绕声上层通路的m'(偶数)个非前、非后方向通路的信号e'1,e'2…..e'm',以及可能的前方向通路信号e'm'+1和后方向通路信号e'm'+2。将m’个通路的信号按奇数编号代表左半空间通路、偶数编号代表对称的右半空间通路排序，其中m'＝1,2…m'；

第四步：在水平层的m个通路信号中，将每个左半空间通路信号与对称的右半空间通路信号进行加减(和差)运算，得到水平层的m/2个和信号(e1+e2),(e3+e4)….(em-1+em)，以及水平层的m/2个差信号(e1-e2),(e3-e4)….(em-1-em)。

第五步：在上层的m'个通路信号中，将每个左半空间通路信号与对称的右半空间通路信号进行加减(和差)运算，得到上层的m'/2个和信号(e'1+e'2),(e'3+e'4)….(e'm'-1+e'm'+1)，以及上层的m'/2个差信号(e'1-e'2),(e'3-e'4)….(e'm'-1-e'm')。

第六步：将水平层的m/2个和信号分别用m/2个虚拟重放信号处理函数σ1,2，σ3,4…σm-1,m进行滤波后求和，再加上可能的水平层前、后方向通路信号em+1,em+2，得到水平层的总和信号esum＝σ1,2(e1+e2)+σ3,4(e3+e4)….+σm-1,m(em+em+1)+em+1+em+2。

第七步：将水平层的m/2个差信号分别用m/2个虚拟重放信号处理函数δ1,2，δ3,4…δm-1,m进行滤波后求和，得到水平层的总差信号edif＝δ1,2(e1-e2)+δ3,4(e3-e4)….+δm-1,m(em-1-em))。

第八步：将上层的m'/2个和信号分别用m'/2个虚拟重放信号处理函数σ'1,2，σ'3,4…σ'm'-1,m'进行滤波后求和，再加上可能的上层前、后方向通路信号e'm'+1,e'm'+2，得到上层的总和信号e'sum＝σ'1,2(e'1+e'2)+σ'3,4(e'3+e'4)….+σ'm'-1,m'(e'm'+e'm'+1)+e'm'+1+e'm'+2。

第九步：将上层的m'/2个差信号分别用m'/2个虚拟重放信号处理函数δ'1,2，δ'3,4…δ'm-1,m进行滤波处理后求和，得到上层的总差信号e'dif＝δ'1,2(e'1-e'2)+δ'3,4(e'3-e'4)….+δ'm'-1,m'(e'm'-e'm'+1)。

第十步：对水平层的总和信号esum、总差信号edif进行加和差运算，并衰减分别得到水平面左前、右前真实扬声器的重放信号，并将信号馈给相应的真实扬声器重放；

第十一步：对上层的总和信号e'sum、总差信号e'dif进行和差运算，并衰减分别得到左前上、右前上真实扬声器的重放信号，并将信号馈给相应的真实扬声器重放。

进一步的，第十步中：对水平层的总和信号esum、总差信号edif进行加和差运算，并衰减-3db即乘以0.7后，分别得到水平面左前、右前真实扬声器的重放信号el1＝0.7(esum+edif)、er1＝0.7(esum-edif)，并将信号馈给相应的真实扬声器重放。

进一步的，第十一步中：对上层的总和信号e'sum、总差信号e'dif进行和差运算，并衰减-3db即乘以0.7后，分别得到左前上、右前上真实扬声器的重放信号el2＝0.7(e'sum+e'dif)、er2＝0.7(e'sum–e'dif)，并将信号馈给相应的真实扬声器重放。

进一步的，第六步中用m/2个虚拟重放信号处理函数σ1,2，σ3,4…σm-1,m进行滤波，以及第七步中用m/2个虚拟重放信号处理函数δ1,2，δ3,4…δm-1,m进行滤波，就是根据以下公式得到的虚拟重放信号处理函数进行滤波：

σm,m+1＝0.707[a1(θm,ω)+a1(θm+1,ω)]

δm,m+1＝0.707[a1(θm,ω)-a1(θm+1,ω)]

hl(θm,f)、hr(θm,f)分别为水平面θm方向的虚拟扬声器到左和右耳的头相关传输函数(hrtf)，f为频率；α1＝α1(f)和β1＝β1(f)分别为布置在水平面的左前或者右前真实扬声器到同侧和异侧耳的频域传输函数。

进一步的，第八步中用m'/2个虚拟重放信号处理函数σ'1,2，σ'3,4…σ'm'-1,m'进行滤波，以及第九步中用m'/2个虚拟重放信号处理函数δ'1,2，δ'3,4…δ'm'-1,m'进行滤波，就是根据以下公式得到的虚拟重放信号处理函数进行滤波：

σ'm',m'+1＝0.707[a2(θ'm',f)+a2(θ'm'+1,f)]

δ'm',m'+1＝0.707[a2(θ'm',f)-a1(θ'm'+1,f)]

hl(θ'm',f)、hr(θ'm',f)分别为上层θ'm'方向的虚拟扬声器到左和右耳的头相关传输函数(hrtf)；α2＝α2(f)和β2＝β2(f)分别为左前上或者右前上真实扬声器到同侧和异侧耳的频域传输函数。

本发明的原理是：根据虚拟听觉重放的基本理论，布置在某一仰角面的左前、右前真实扬声器可以在该前半仰角面产生多个虚拟扬声器。采用四个真实扬声器进行虚拟重放，其中两个扬声器分别布置在水平面左前、右前的位置，另外两个扬声器分别布置在高仰角面左前上、右前上的位置。虚拟听觉重放信号处理可以产生多通路空间环绕声的水平层和上层的前半平面虚拟扬声器，从而产生三维空间环声的效果，包括垂直方向的效果。实际应用中，一对分别布置在电视机上方和下方的条形扬声器系统，或者一对分别在电视机左、右两侧的竖布置条形扬声器系统，或者一对分别布置在电视机左、右的扬声器和一个布置在电视机上方的条形扬声器系统，都等价于水平面的一对左前、右前真实扬声器与高仰角面的一对左前上、右前上真实扬声器的组合，因而可实现本发明。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1.本发明对多通路空间环绕声的独立原始信号进行虚拟处理后，用布置在水平面左前、右前的位置，以及高仰角面左前上、右前上位置的四个扬声器重放，其硬件结构较原先的多通路空间环绕声扬声器布置简单，同时可产生三维空间环声的效果，包括垂直方向的效果。

2.本发明的扬声器布置适合电视和其他视频重放的应用。

3.本发明可兼容实现传统的5.1通路环绕声的两扬声器虚拟重放。

4.本发明可设计成专用硬件或通用软件而用在数字电视、家庭影院等方面的声音重放，也可作为硬件或软件用在多媒体计算机的声音重放。

附图说明

图1是采用一对分别布置在电视机上方和下方的条形扬声器系统实现本发明的示意图。

图2是采用一对分别在电视机左、右两侧的竖布置条形扬声器系统实现本发明的示意图。

图3是一对分别布置在电视机左、右两侧的扬声器和一个布置在电视机上方的条形扬声器系统实现本发明的示意图。

图4是水平面左前、右前扬声器，以及高仰角左前上、有前上扬声器布置的示意图。

图5是本发明信号处理的方框图。

图6a是9.1通路空间环绕声扬声器水平层布置的示意图。

图6b是9.1通路空间环绕声扬声器上层布置的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明做进一步的详细说明，但本发明的实施和保护范围不限于此。

本实例的一种多通路三维空间环绕声的虚拟重放方法，先布置扬声器，坐标选取为仰角-90°≤φ≤90°，方位角-180°<θ≤180°。其中φ＝-90°,0°和90°分别表示正下方、水平面和正上方；在水平面，θ＝0°,90°和180°分别表示正前、正左和正后方。

如图1、图2和图3所示，为一对分别布置在电视机四周的扬声器系统，无论哪种方式实现本发明，重放效果都为图4所示的左前l1、右前r1，左前上l2、右前上r2四个扬声器的放置效果。左前、右前扬声器布置在水平面(当然也可能是略低的位置)，其仰角为：

φl1＝φr1＝0°(1)

对电视机的实际应用，左前、右前真实扬声器之间的张角较标准的立体声扬声器布置的60°小，通常在20°到30°之间。因而左前、右前真实扬声器的方位角为：

θl1＝10°～15°θr1＝-10°～-15°(2)

左前上、右前上真实扬声器布置在比水平面高的位置，其仰角为

φl2＝φr2＝30°±15°(3)

而左前上、右前上扬声器的方位角为：

θl2＝10°～15°θr2＝-10°～-15°(4)

多通路空间环绕声有多种不同的制式，一般包含如图5所示的两层(水平层和上层)通路的信号和扬声器布置。假设水平层有m+2个扬声器,其通路信号为e1,e2…..em+2,仰角为φm＝0°，m＝1,2…(m+2),其中m个非正前或非正后方的扬声器的方位角分别为θm，m＝1,2….m,而正前和正后方扬声器的(如果存在)的方位角分别为θm+1＝0°和θm+2＝180°。上层有m’+2个扬声器,其通路信号为e'1,e'2…..e'm'+2，仰角为φ'm'＝φh，m'＝1,2…(m'+2),其中m'个非前或非后方的扬声器的方位角分别为θ'm’，m'＝1,2….m'，而前和后方扬声器(如果存在)的方位角分别为θ'm'+1＝0°和θ'm'+2＝180°。

将多通路空间环绕声水平层的非正前和非正后方的m个通路信号用虚拟重放信号处理函数处理并进行和差运算，得到水平层的总和信号esum＝σ1,2(e1+e2)+σ3,4(e3+e4)….+σm-1,m(em+em+1)+em+1+em+2和水平层的总差信号edif＝δ1,2(e1-e2)+δ3,4(e3-e4)….+δm-1,m(em-1-em)；并与水平层正前和正后方信号(如果存在)衰减-3db(乘以系数0.7)后混合，再馈给左前、右前真实扬声器。根据虚拟重放与真实重放双耳声压相等、再加上重放信号功率谱不变的条件，左前、右前的一对真实扬声器重放的信号为：

其中,虚拟重放信号处理函数由下式给出:

hl(θm,f)、hr(θm,f)分别为水平面θm方向的虚拟扬声器到左和右耳的头相关传输函数(hrtf)，f为频率。假设水平面左、右真实扬声器相对于倾听者是左、右对称的，α1＝α1(f)和β1＝β1(f)分别为布置在水平面的左前(右前)真实扬声器到同侧和异侧耳的频域传输函数(同侧和异侧hrtf)。

将多通路空间环绕声上层的非前和非后方m’个通路信号用虚拟重放信号处理函数处理并进行加减运算，得到上层的总和信号e'sum＝σ'1,2(e'1+e'2)+σ'3,4(e'3+e'4)….+σ'm'-1,m'(e'm'+e'm'+1)+e'm'+1+e'm'+2和上层的总差信号e'dif＝δ'1,2(e'1-e'2)+δ'3,4(e'3-e'4)….+δ'm'1,m’(e'm'-e'm'+1)；并与上层前和后方信号(如果存在)衰减-3db(乘以系数0.7)后混合，再馈给左前上、右前上真实扬声器。根据虚拟重放与真实重放双耳声压相等、再加上重放信号功率谱不变的条件，左前上、右前上的一对真实扬声器重放的信号为：

其中,虚拟重放信号处理函数由下式给出:

hl(θ'm',f)、hr(θ'm',f)分别为上层θ'm'方向的虚拟扬声器到左和右耳的头相关传输函数(hrtf)。假设左前上、右前上真实扬声器相对于倾听者是左、右对称的，α2＝α2(f)和β2＝β2(f)分别为左前上(右前上)真实扬声器到同侧和异侧耳的频域传输函数(同侧和异侧hrtf)。

一般情况下，多通路空间环绕声的扬声器布置是左、右对称的。利用对称性可简化信号处理。将水层m个非正前、非正后通路的信号按奇数编号代表左半空间通路、偶数编号代表对称的右半空间通路排序，则(6)式的虚拟信号处理函数有以下的对称关系：

则(5)式的信号处理与下面(10)式是等价的：

上式是对m为奇数求和，而:

将上层m'个非正前、非正后通路的信号按奇数编号代表左半空间通路、偶数编号代表对称的右半空间通路排序，则(8)式的虚拟信号函数处理有以下的对称关系：

则(7)式的信号处理与下面(13)式是等价的：

上式是对m'为奇数求和，而:

σ'm',m'+1＝0.707[a2(θ'm',f)+a2(θ'm'+1,f)]

δ'm',m'+1＝0.707[a2(θ'm',f)-a1(θ'm'+1,f)](14)

(10)式和(13)式的虚拟信号处理共包括(m+m')个滤波器，是原先(5)和(7)式2(m+m’)个滤波器的一半，因而提高了信号处理的效率。图5是根据(10)和(13)式得到的本发明水平层和上层输入信号处理的框图。在实际实施中，可利用逆傅立叶变换，将(10)式和(13)式的频域信号处理转换为相应的时域信号处理。

实施例一蓝光光盘播放机与电视的应用

将蓝光光盘播放机解码输出或从数字传输媒体得到的多通路空间环绕声(数字)信号按图5的方法进行虚拟处理后，得到四通路信号el1、er1、el2和er2，然后馈给一对分别布置在电视机(显示器)上方和下方的条形扬声器系统，或者一对分别在电视机左、右两侧的竖布置条形扬声器系统，或者一对分别布置在电视机左、右两侧的扬声器和一个布置在电视机上方的条形扬声器系统，重放出空间环绕声的效果。其中，虚拟信号处理可作为蓝光光盘播放机内的一部分硬件电路，也可作为电视机的一部分硬件电路，或者有源扬声器系统内部的硬件电路。

实施例二家庭影院的应用

将蓝光光盘播放机解码输出或从数字传输媒体得到的多通路空间环绕声(数字)信号馈给家庭影院的放大器，图5的虚拟信号处理是作为放大器内的一部分功能电路。得到四通路信号el1、er1、el2和er2后分别馈给外接的四个全频带扬声器进行重放。

实施例三多媒体计算机的应用

由计算机的蓝光光驱读取，或通过数字传输媒体并经解码得到的多通路空间环绕声(数字)信号，然后用计算机软件实行图5的虚拟信号处理(也可以在计算机的声卡上用专用的硬件电路实现)，得到四通路信号el1、er1、el2和er2后分别馈给外接或计算机自带的四个全频带扬声器进行重放。

本发明具体介绍9.1通路空间环绕声虚拟重放在电视应用作为其中的实施例子,并以通用的信号处理芯片(dsp)所做成的硬件电路实现本发明。但本发明并不限定于9.1通路空间环绕声的虚拟重放，也包括其它多通路空间环绕声的虚拟重放,如11.1通路、13.1通路空间环绕声重放。本发明并不限定于电视的应用,也包括其它的应用,如蓝光光盘播放机的应用、家庭影院的应用、多媒体计算机的应用等。本发明也不限定于用通用dsp实现，也可以用其他方式实现，如设计成专用的集成电路芯片实现，还可以设计成软件在多媒体计算机上实现。

9.1通路环绕声是最简单的三维空间环绕声系统。9.1通路空间环绕声共包括有两层扬声器布置和9个独立的全频带通路信号。其布置位置如图6a和图6b所示，水平层l、c、r、ls、rs共5个扬声器，上层有lh、rh、lsh、rsh共4个扬声器，另外再加上可选择的低频效果通路(扬声器)。水平层包括m＝4个左、右对称的非前、非后方通路信号，即左el、右er、左环绕els、右环绕ers，加上前方的中心通路ec。按奇数编号代表左半空间通路、偶数编号代表对称的右半空间通路排序，各信号的编号为：

e1＝ele2＝ere3＝else4＝erse5＝ec(15)

对应的水平层各扬声器的仰角为0°，方位角为分别：

θ1＝θl＝30°θ2＝θr＝-30°θ3＝θls＝110°θ4＝θrs＝-110°θ5＝θc＝0°

(16)

9.1通路空间环绕声上层共包括m'＝4个左、右对称的非前、非后方通路信号，即左上e'lh、右上e'rh、左上环绕e'lsh和右上环绕e'rsh，没有前方或后方通路信号。按奇数编号代表左半空间通路、偶数编号代表对称的右半空间通路排序，各信号的编号为：

e'1＝e'lhe'2＝e'rhe'3＝e'lshe'4＝e'rsh(17)

对应的上层各扬声器的仰角为30°，方位角为分别：

θ'1＝θ'lh＝30°θ'2＝θ'rh＝-30°θ'3＝θ'lsh＝110°θ'4＝θ'rsh＝-110°(18)

利用9.1通路环绕声的扬声器布置参数，即可按上述(10)和(13)式的方法实现虚拟信号处理。由于前半空间的真实扬声器不能产生后半空间的虚拟声源(虚拟扬声器)，因而信号处理参数中将水平层和上层虚拟环绕扬声器前移两侧而取其方位角为

θ3＝θls＝90°θ4＝θrs＝-90°θ'3＝θ'ls＝90°θ'4＝θ'rs＝-90°(19)

对低频效果通路信号，其处理方式和水平面中心通路的信号相同。

将蓝光光盘播放机解码输出或从数字传输媒体得到的9.1通路空间环绕声(数字)信号进行虚拟处理后，得到四通路信号el1、er1、el2和er2，然后用一对分别布置在电视机上方和下方的真实条形扬声器系统进行重放。采用通用信号处理芯片(adau1701)组成的硬件电路实现虚拟信号处理，并作为(有源)真实条形扬声器系统内的硬件电路的一部分。信号处理所用的是实验测量得到的kemar人工头的hrtf数据，采样频率44.1khz。采用有限脉冲响应(fir)滤波器实现虚拟信号处理，滤波器长度128点。

具体实施的步骤：

第一步：将两个条形扬声器系统分别布置在电视机上方和下方，各扬声器的仰角分别为0°和30°，方位角为±15°；

第二步：输入原始的9.1通路空间环绕声水平层的5个通路信号，包括左el、右er、左环绕els、右环绕ers，前方的中心通路ec；

第三步：输入原始的9.1通路空间环绕声上层的4个通路信号，包括左上e'lh、右上e'rh、左上环绕e'lsh和右上环绕e'rsh；

第四步：将水平层的每个左半空间通路信号与对称的右半空间通路信号进行加减(和差)运算，得到水平层的2个和信号(el+er)、(els+ers)，以及水平层的2个差信号(el-er)、(els-ers)；

第五步：将上层的每个左半空间通路信号与对称的右半空间通路信号进行加减(和差)运算，得到上层的2个和信号(e'lh+e'rh)、(e'lsh+e'rsh)，以及上层的2个差信号(e'lh-e'rh)、(e'lsh-e'rsh)；

第六步：将水平层的2个和信号分别用2个虚拟重放信号处理函数σ1,2、σ3,4进行滤波后求和，加上中心通路信号，得到水平层的总和信号esum＝σ1,2(el+er)+σ3,4(els+ers)+ec；

第七步：将水平层的2个差信号分别用2个虚拟重放信号处理函数δ1,2，δ3,4进行滤波后求和，得到水平层的总差信号edif＝δ1,2(el-er)+δ3,4(els-ers)；

第八步：将上层的2个和信号分别用2个虚拟重放信号处理函数σ'1,2、σ'3,4滤波后求和，得到上层的总和信号e'sum＝σ'1,2(e'lh+e'rh)+σ'3,4(e'lsh+e'rsh)；

第九步：将上层的2个差信号分别用2个虚拟重放信号处理函数δ'1,2、δ'3,4进行滤波后求和，得到上层的总差信号e'dif＝δ'1,2(e'lh-e'rh)+δ'3,4(e'lsh-e'rsh)；

第十步：对水平层的总和信号esum、总差信号edif进行加减(和差)运算，并衰减-3db(乘以0.7)后，得到水平面左前、右前真实扬声器的重放信号el1＝0.7(esum+edif)、er1＝0.7(esum-edif)，将它们馈给相应的真实扬声器重放。

第十一步：对上层的总和信号e'sum、总差信号e'dif进行加减(和差)运算，并衰减-3db(乘以0.7)后，得到左前上、右前上真实扬声器的重放信号el2＝0.7(e'sum+e'dif)、er2＝0.7(e'sum–e'dif)，将它们馈给相应的真实扬声器重放。

如上所述，即可较好地实现本发明。

由于9.1通路空间环绕声水平层的5个通路和扬声器布置是和传统的5.1水平面环绕声是一致的，因而本发明的信号处理与现有的5.1通路环绕声的两扬声器虚拟重放完全兼容(国家发明专利授权,zl02134416.7)。

主观评价实验验证了本发明的实际效果。评价多通路空间环绕声虚拟重放的一个关键是虚拟扬声器的效果，也就是评价各虚拟扬声器的感知方向。在本发明的9.1通路空间环绕声虚拟重放的实施例中，水平层的5个虚拟扬声器、信号处理与现有的5.1通路环绕声的两扬声器虚拟重放完全相同，效果也理应相同。因而主观评价实验重点验证上层的4个虚拟扬声器的定位效果。

实验是在一间混响时间0.15s的听音室进行，四个真实扬声器的仰角和方位角为φl1＝φr1＝0°，φl2＝φr2＝30°；θl1＝θl2＝15°，θr1＝θr2＝-10°，与倾听者头中心距离1.5m。原始的实验信号包括语言信号(普通话男声),音乐信号(管弦乐:约翰.斯特劳施,蓝色的多瑙河片段)。经过信号处理，分别产生对应9.1通路空间环绕声上层4个虚拟扬声器位置的信号，并用真实扬声器。

实验中，倾听者判断感知虚拟扬声器的位置，在每种重放条件下重复判断3次。共8名受试者参加实验，因而每种重放条件下有24个判断。最后对每种重放条件下24个判断进行统计分析。衡量定位效果的统计参量包括:虚拟源的前后混乱率、上下混乱率、平均无符号方位角误差及标准差、平均无符号仰角误差及标准差。结果如表1所示。

表1定位实验结果统计

由表1看出，重放没出现感知虚拟源前后和上下混乱的情况。平均无符号仰角误差都不大，因而可以产生垂直方向的定位感知。侧向目标方位角θ＝±90°平均无符号方位角误差较大，实际感知虚拟源的方位角在60°附近，这是虚拟处理固有的缺陷。因此虚拟源定位实验验证了本发明。

本发明的研究得到《国家自然科学基金，编号：11674105》和《亚热带建筑科学国家重点实验室自选课题》的资助。