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　　提示：

　　。揚聲器數量及其間距限制了便攜立體聲系統的聲場。

　　。空間音頻試圖人工重新制造出真實世界里聆聽聲音的體驗，或者建立一個并不實際存在的感官空間環境。

　　。使用HRTF（人頭相關傳輸函數）信息，可以對雙耳的聲音做合成，使之仿佛來自聆聽者所處空間中的任一點。

　　。聲學波束形成功能使音波指向某個方向，而不是揚聲器的典型輻射模式。

　　。通過一個揚聲器陣列提供空間立體聲，需要一種有效的串擾抑制算法。

　　。很多方法都可以提供空間音頻，但對于一臺小型便攜設備上的任何合理尺寸，它們大部分都不適用。

　　一個立體聲音響系統所產生的聲場通常受制于揚聲器的物理位置，并且聆聽者收到的音響事件受限于兩只揚聲器的跨度。對于便攜式的小型音響系統，用戶感受到的立體聲聲場非常有限，幾乎就是單聲道。為克服這一限制，可以采用空間音頻發聲技術，擴展立體聲聲場，獲得更好的串擾抑制，并增強某些空間定位性能。

　　空間音頻

　　自然狀態下，在你周圍發出的聲音本身就是有空間性的。聲源是整個空間中一個小區域中的某個點，不過也有一些聲源是發自廣闊的區域，如地震和山崩。聲音在環境中的各個物體上反射。你聽到的是雙耳的直射聲和反射聲，通過人的一些聽覺處理后，最終辨識出聲音。你可以對處理過的聲音作出一些判斷，用一些標志確定它們的特性，如方向、位置、響度、背景、品質、遠近、音調、豐滿還是單薄。如果有兩個或更多聲源，也可以確定每個聲源相對于耳朵接收到的全部聲音的混合特性。

　　空間音頻這個詞匯表示用電子或機械方式做聲音的重現，它試圖人工地重新創造出聲音的真實世界聆聽體驗。另外，它還試圖用人工改變再現的聲音，創造出一種原來可能并不存在的感受空間環境。

　　空間音頻重現的原理很簡單：如果到達兩個耳鼓的重現聲波與某個位置上的真實聲源完全相同，則你會感受到重現聲仿佛來自該位置的一個音源。這與該聲源是否發自其它位置無關。到達耳朵的聲音數據經過大腦處理，最終特定出有關聲音的各方面特性。

　　HRTF

　　耳朵的HRTF（人頭相關傳輸函數）描述了你從空間某個點接收和處理聲音的方式。頻響HRTF描述了人體匯集聲音信號的方式，以及耳廓（或外耳）與耳道在聲音到達耳蝸前過濾信號的方式。環形對稱的外耳（或耳廓）構成了形狀特殊的天線，使經過位置相關和頻率相關過濾的聲音到達耳鼓，尤其是較高頻率的聲音。

　　圖1 人頭相關傳輸函數考慮了聲波在不同時間進入人耳，并且由于兩耳距離差而有不同強度，從而定位空間中的聲源。

　　HRTF是對不同距離和方向所接收聲音的左耳和右耳脈沖響應（或人頭相關脈沖響應）靜態測量值的傅里葉變換。ILD（雙耳聲級差）和ITD（雙耳時間差）都來自每只耳朵所聽到的聲音（圖1）。

　　每個人的HRTF都有差異，因為有時聽力與身體特性有明顯差別。但是，多個HRTF測量的數據庫采用了一般的分類法，如男性或女性，以及年輕人或老人，通常用于那些需要HRTF的消費音頻應用。這種測量可能要花很多時間，因為人們不可能長時間地將自己的頭部保持在一個固定位置，因而得到的是不確定數據。于是，有些HRTF數據的創建者僅對仿真頭做測量，這種仿真頭是按照人類平均人頭與人耳而建立的模型，避免了頭部運動的誤差。

　　你的耳朵能以三個維度確定聲音的方向，前/后、上/下，以及兩側，角分辨率約為3°，另外還可以估計出距離，因為你的大腦、內耳和外耳會使用來自一只耳朵的單音，并與兩只耳朵收聽到的立體聲（或聲差）作比較。在自然環境下，個人已經通過多次試錯和終身體驗，了解了自己聲音定位能力的準確度（即他們的HRTF數據），并能有效地補償自己身體的形態與構成。

　　通過對現有聲音信號采用適當的過濾器，并將聲音與HRTF信息想結合，可以合成似乎來自空間中任何點的聲音，從而獲得專門針對每只耳朵的左、右聲道聲音。與耳機用戶所體驗到左、右聲道分離類似，每個耳朵都只聽到它應該聽到的聲音。比較來說，通過耳機播放的立體聲音頻信號似乎被限制在兩耳之間的一條線上。這種原立體聲和空間音頻之間的差異產生了3D聲，或虛擬聲。