双耳化空间听觉技术

声音频率的两大作用

1.    频率特征定义了声音的音色和音调：音色一般定义为一种声音的感官属性，使听者可以据此判断出两个具有相同响度和音高之声音的区别，其主要表现在声音频谱特征对人的刺激，也表现在波形、声压、频谱的频率位置和频谱对人的时间性刺激。而音调是指音频的音高以及震动的频率。也就是说：频率谱几乎决定了声音的音色和音调，不同声音之间不同的频率特点让我们可以区分和识别不同的声音。

2.    频谱特征是决定声音空间定位的重要因素：一个相同的声音在空间不同方位听到的频率响应并不相同，这是由于人类头部不规则的生理特征（包括：耳廓、耳道、头部形状和其它身体特征）对不同方位的声音影响不同。因此，不同方位的声音都包含着一个和其对应的特征频率，如右图所示。换句话说，如果要想使得一个声音听起来像是从某个方向发出的，就必须将声音的频率“形状”矫正成对应那个方位的特征“形状”。比如：要让声音听起来像从上方传来的，声音的频率就需要矫正成左下的频率响应。要让声音听起来像从前方传来的，声音的频率就需要矫正成右下的频率响应。

头相关传递函数HRTF

头相关传递函数HRTF描述了空间声源传播到耳朵鼓膜处的传递过程，包括声音和身体各个部分复杂作用的结果。因此通过HRTF去处理某一声音，然后通过耳机回放的话，就可以近似获得声音是从空间中某个方位传播过来的效果。

HRTF处理导致的声染色和频率畸变

综上所知，频率特征是决定声源音色和音调的重要因素。另一方面，声音的频谱特征又是决定声音空间定位的因素之一。由于HRTF必须将声音频率矫正成对应方位的频谱形状来让声音听起来是从对应方位发出的，这种频率矫正也同时改变了声源原有的音色和音调，造成声染色。而在实际应用过程中，HRTF不匹配会极大的放大这种频率畸变所造成的失真。经过HRTF处理后的声音虽然具有方位感，但是音质的下降却极大的限制了HRTF的应用推广。因为HRTF的频率畸变主要影响高频段，所以那些频率成分为高频的乐器或者声音空间化之后会明显的改变音色和音调，例如：钹、镲、失真吉他等。尤其是在声音的后处理环节，比如虚拟环绕声系统。HRTF的渲染改变了原始混音调整好的频响特性，使得处理过的声音听起来反而音质下降了。

我们独特的音调控制技术

一方面是需要改变声源的频率来创造方位感，另一方面又需要保持原有的频率特性来避免失真和声染色。通常的解决办法是在两者之间取权衡。而我们通过对HRTF和频率感知机制的深度研究，成功分离和化解了两者之间的矛盾。通过我们的音调控制技术，可以实现在不改变空间方位的前提下，任意控制和调整声源的频率谱。这不仅可以消除频率畸变所带来的声染色和音质下降，更可以根据实际需求调整和输出想要的频率谱效果，这点对于空间音频的混音创作至关重要。