Meta研究探索方向相关HRTF选择对声音定位精度的影响
在不需要获得个性化HRTF的情况下提高定位精度
（映维网Nweon 2025年01月22日）在一项研究中，本·古里安大学和Meta团队探索头相关传递函数（HRTF）的方向依赖选择方法及其对声音定位精度的影响。对于VR等应用，获得个性化的HRTF有益但同时有挑战。
所以，研究人员希望评估是否可以在不需要获得个性化HRTF的情况下提高定位精度。一项使用VR头显进行的定位实验评估了定位错误，比较了一组最佳HRTF的总体表现，而不是根据每个方向的平均表现选择最佳HRTF。结果表明，以方向相关的HRTF选择为动机的方法显著改善了高程定位误差，而方位角误差差异不显著。
头相关传递函数HRTF表示远处声源与听者耳内声压之间的声学响应。由于个体具有独特的耳解剖结构和尺寸，除了沿方向变化外，HRTF在个体之间同样存在差异。对于VR等应用，准确的声音空间化至关重要，而听觉场景的渲染依赖于个性化的HRTF。
然而，由于耗时的测量过程，获取个人HRFT通常不切实际，从而导致需要使用来自现有数据库的非个人HRFT。
从数据库中选择合适的HRTF通常涉及进行听力测试，其中根据感知标准为每个人分配最合适的HRTF。业界已经采用了各种方法。有研究主张只关注声源通路和水平平面内的位置，其中双耳信号如耳间时差（ITD）和耳间水平差（ILD）占据突出地位。由于差异较小，所以即便使用通用HRTF，通常都可以实现有效的方位定位。这突出了基于感知测试的选择的必要性。
另外，目前的HRTF选择方法都是为了寻找“单一最合适”的HRTF。不过，HRTF是频率和方向相关的函数，所以个人HRTF可能无法提供所有方向和频率的最佳拟合。
在研究中，本·古里安大学和Meta的目标是通过比较为用户选择单个HRTF滤波器时的声音定位精度和为每个特定到达方向（俯角和方位角）选择最合适的HRTF的替代方法，以评估当前HRTF选择方法的有效性。
研究表明，在不同的方向选择不同的HRTF，可以在声音定位方面提供更好的个性化。方法通过定位听力测试，检测方向相关HRTF选择对声音定位精度的影响。
团队指出，结果有力地支持了方向依赖HRTF选择的概念，特别是对于仰角声音定位。研究人员观察到，在使用方向相关的HRTF应用和在所有方向使用单一的、普遍最优的HRTF应用程序之间，高程定位误差的中位数相差5.6度。
这个显著的差异（0.056的低p值）表明为每次高程选择最合适的HRTF有非常大的作用。HRTF的定向最优性分布分析进一步支持了这一结论。在各个方向上HRTF最优性的可变性表明，没有一个HRTF在所有测试的高程中始终优于其他HRTF。相反，最常用的HRTF在5个方向中提供了平均约2.5个的最佳匹配。
这表明在特定的空间方向对特定HRTF有细微的偏好，需要使用多个HRFT来实现最佳定位精度。
另外，研究揭示了在检查方位角误差时略有不同的情况。每个方位方向选择最优HRTF对仰角误差的影响小于仰角误差，中位数相差2.4度，p值为0.12。考虑到方位定位不仅依赖于单耳HRTF信号，Erie依赖于双耳信号，如耳间时差（ITD）和耳间水位差（ILD），这一结果是意料之中的。
与单耳线索相比，双耳线索在个体之间表现出较少的可变性，单耳线索受耳廓独特形态的严重影响，对高程感知的影响更大。
所以，尽管研究改变了HRTF来评估它们对定位误差的影响，但方位角定位的固有特征意味着HRTF选择方法的变化对方位角误差的影响较小。
相关论文：Assessing the Potential Impact of Direction-Dependent HRTF Selection on Sound Localization Accuracy
同时值得注意的是，与仰角误差相比，方位角定位误差相对较低。这种误差的减少是通过将所有测量结果投射到前半球来实现，这有效地减少了前后混淆的影响。较小的误差幅度可归因于鲁棒的双耳线索。
