随着数字信号处理和计算机技术的不断发展,“虚拟现实”技术已经成为人们广泛研究的课题。其中的虚拟声重建技术是近年来发展比较迅速的一门边缘交叉科学,涉及听觉心理学、听觉生理学、人工智能和高性能计算机系统等多个研究领域。虚拟声重建技术广泛应用到多媒体技术、各种计算机3D游戏以及虚拟战场等科学研究和消费电子领域。本文研究的主要目的是对多通路立体声进行相互之间的虚拟重建。在声像定位研究的基础上,把5.1通路立体声转换为2通路立体声(以下简称为5->2),实现2通路耳机对5.1通路声源的有效播放,增强耳机播放的环绕效果;把2通路立体声转换为5.1通路立体声(以下简称为2->5),实现5.1通路播放设备对2通路声源的有效播放,达到一定的环绕效果;最后把两者相结合,实现2通路立体声到5.1通路立体声再到2通路立体声的转换(以下简称为2->5->2),增强了原始2通路立体声的环绕感与包围感。本文的5->2转换算法主要基于声像定位技术,介绍了基于HRTF的声像定位原理,通过对常用定位方法的分析,利用虚拟头部转动的方法,改进了水平面声像定位的方法,有效提高了水平面上声像定位的准确率,并且提出了三维空间的虚拟声信号处理方法,即用三维空间的HRTF数据进行信号的馈给,进行了三维声像定位角度的理论分析和实验研究,在转换以后听者可以感受到更好的三维立体感与包围感。本文的2->5转换算法主要基于信号去相关处理,对已有的去相关方法进行分析,提出了基于24个临界频带的子带随机延迟法,即把声频信号分为24个子带信号,分别对左右声道各个子带信号进行随机延迟处理,提高了算法的去相关性能,使得生成的后方环绕声不影响前方的声像定位,并且提供一种三维立体感与包围感。本文将5->2和2->5转换算法相结合,把2->5转换以后的结果,再依据5->2的转换方法,生成新的2通路立体声。在2->5转换中产生了后方环绕声信号,并且在5->2转换中引入一个3D处理模块,同原始两声道信号相比,转换后的2声道信号将具有更好的环绕感和立体感。本文的研究最终在PC平台上实现了一个多通道立体声的相互虚拟重建系统。实验结果表明,该系统能够对不同通道数的音频信号进行相互之间的有效转换,可以提供给不同的音频播放系统。尤其是经过2->5->2处理以后的普通2声道信号,用耳机重放具有更好的立体感与环绕感。