[發明專利]基于生理參數的HRTF分頻段線性回歸方法

有效

• 申請號: 201810894053.0
• 申請日: 2018-08-08
• 公開（公告）號: CN109166592B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 曾向陽;路東東;黃婉秋;王蕾
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G10L25/48
• 分類號: G10L25/48;G10L25/51;G10L25/27;G06F18/2135;G06F17/18
• 代理公司: 西安凱多思知識產權代理事務所(普通合伙) 61290
• 代理人: 劉新瓊

1.一種基于生理參數的HRTF分頻段線性回歸方法，其特征在于包括下述步驟：

步驟1：選取所有被試在某一確定方位的HRTF，對該方位的HRTF進行主成分分析，獲取該方位的主成分：

(1)選取所有被試在方位角為(θ，φ)的HRTF構成向量D_ij，其中i為被試序列，j為頻率序號，被試數目為m，其中θ是方位角，φ是俯仰角；

(2)對D_ij進行如下標準化處理：

其中，為D_ij經過標準化處理的頭相關傳遞函數；

(3)對標準化后的頭相關傳遞函數進行主成分分析：

其中，P_m×n是主成分分析的m×n的得分矩陣；W是主成分分析的n×n的負荷矩陣，T表示矩陣的轉置；

步驟2：將CIPIC數據庫中所有被試的所有的生理參數，分別與步驟1中獲取的主成分進行相關性分析，獲得相關系數r_ik，r_ik表示第i個人體生理參數與第k個主成分的相關系數，第i個人體生理參數即第i個被試序列；

步驟3：確定不同頻段相關生理參數；

對任意一個主成分，查詢相關系數表，得到該主成分與所有生理參數的相關系數，將不同頻率相關的生理參數的相關系數按照降序排列，選擇大于相關系數的前t個顯著作為第k個主成分的候選項目；

(1)選擇任意一個候選生理參數，分別計算該候選生理參數在不同頻段的重要度I：

其中，N_n*k表示第n*個生理參數在第k個主成分的頻率范圍f為a～b區間的出現的次數，在a～b區間中，該生理參數出現一次加1，不出現則加0，α_k為第k主成分解釋原始數據總方差的百分比，其中，1和c指的是第幾主成分，即第一主成分到第c主成分；

(2)分別對不同頻率內的候選項目中的生理參數按重要度進行降序排列，選擇前q個作為該方位下該頻段的主要生理參數；

(3)依據影響HRTF的生理參數的不同，將相鄰頻率中共同生理參數數量超過總生理參數的50％的頻率部分劃分為一個頻段，若某一頻率無法滿足相鄰頻率中共同生理參數數量超過總生理參數的50％，則將其劃分到相鄰頻率中頻率較低的頻段中，將主成分的得分矩陣P依據頻段劃分進行分段處理，共分為d個劃分矩陣：

P＝[P1，P2，…，Pd]???(4)

步驟4：應用選擇的各頻段的主要生理參數對P進行近似，獲取近似主成分得分矩陣應用各頻段的近似得分向量獲得頭相關傳遞函數的重構數據，詳細步驟如下：

(1)主成分分析中的得分向量通過關鍵生理參數線性回歸，回歸方程用式(5)表示：

其中，表示主成分中第d個劃分矩陣，為從步驟三中選擇的生理參數矩陣；Ad_(q+1)×n為人體測量項目的系數；Ad表示在劃分矩陣d處人體測量項目的系數矩陣；

(2)根據最小二乘法原理，系數矩陣Ai通過式(2)和式(5)獲得：

標準化頭相關傳遞函數通過式(6)獲得：

其中，表示標準化頭相關傳遞函數的近似值；

當獲知被試的生理參數時，通過公式(7)獲得該被試的近似的HRTF。