球形正十二面体声源近场HRTF误差分析与验证

本文探讨了"球形正十二面体声源测量近场HRTF的误差"这一主题，发表在2011年的华南理工大学学报（自然科学版）第39卷第12期。论文由余光正和陈泽为两位作者共同完成，他们提出了一种球形正十二面体声源与球形头部的结合模型，运用球谐函数的多极展开和球基函数的旋转变换技术，来计算出这种特殊声源下的双耳声压和近场头相关传输函数（HRTF）。HRTF是描述声波在人体头部散射路径的重要参数，它反映了声波到达双耳的时间差和强度差异。 研究的核心内容是对声源指向性和多重散射对近场HRTF测量误差的影响进行深度分析。实验结果显示，随着声源半径减小和局部脉动单元半张角增大，声源对HRTF测量的干扰作用减弱。当声源距离至少为0.2米，声源半径不超过0.025米，且局部脉动单元半张角达到23.6°以上时，声源引起的误差主要集中在12kHz以上的高频部分。值得注意的是，除了极少数异侧方向，HRTF的误差被控制在±3.5dB范围内，这表明在这些条件限制下，近场HRTF的测量基本能满足实际需求。 为了验证计算结果的准确性，作者还制作了木质球模型和球形正十二面体声源，并通过实际测量在特定方位得到的近场HRTF数据，对比了理论计算与实验数据的一致性。因此，本文不仅提供了理论模型，还为实际应用中的声源定位和声场建模提供了有价值的参考，尤其是在音频处理、虚拟现实等领域，对于精确的声学建模至关重要。 中图分类号为O422，表明了这篇论文的研究领域主要集中在声学物理方面，而doi：10.3969/j.issn.1000-565X.2011.12.016则标识了该篇论文的数字化唯一标识符。在自由场条件下，点声源的声波传播会受到人体结构的影响，形成线性时不变的声学传输系统，这正是HRTF所关注的核心问题。在远场HRTF的近似情况下，声源与头中心的距离大于10米，此时HRTF与声源距离的关系变得较为稳定，但对于近场，如研究中所述的声源条件，则需要更精细的测量和分析。