头相关传输函数（HRTF）定义为自由场情况下点声源到双耳的声传输函数。一般情况下，HRTF是声源的距离、方向、声波频率的函数，并且与受试者的生理结构和尺寸有关。对于声源到头中心的距离大于1．0～1．2m的远场情况，HRTF近似和距离无关。但对于声源距离小于1．0m的情况，HRTF与距离有关，并称为近场HRTF。由于近场HRTF包含有声源的距离定位信息，具有不同于远场HRTF的重要物理特性，因而在人类双耳听觉的研究和虚拟听觉的应用方面有重要的意义，近年也逐渐受到研究工作者的关注。　　 目前对远场HRTF的研究已经比较成熟，但对近场HRTF的研究还有很多不完善或需要改进的地方，还有许多问题需要研究和解决。基于此，本文主要开展了以下几个方面的工作：　　 一）、近场HRTF理论计算方法的改进工作　　 已有关于近场HRTF的理论计算仅采用了具有刚性声学边界的刚球模型。本文用多极展开和多重散射的方法对雪人模型近场HRTF进行理论计算和分析，以分析躯干散射作用对近场HRTF的影响。引入一种基于人体表面吸声系数的阻抗边界条件，计算分析了刚性声学边界条件下近场HRTF的误差，结果表明刚性边界假设是可行的。　　 用微扰近似方法简化计算雪人模型的近场HRTF，并分析微扰近似的误差，以此讨论躯干各次散射声波对近场HRTF影响。结果表明仅前三次躯干散射的声波对近场HRTF的影响是重要的。另一方面，还用互易原理对雪人模型近场HRTF的理论计算进一步简化。　　 二）、简化模型近场HRTF特性的分析　　 分析了雪人模型近场HRTF不同于刚球模型近场HRTF的特性，以及雪人模型近场HRTF所包含的声源仰角和声源距离的定位信息。然后用心理声学实验对雪人模型的声源定位信息进行了验证。最后还证实了雪人模型近场HRTF的最小相位特性。　　 三）、设计制作适合于近场HRTF测量的声源，并分析其特性　　 适合于近场HRTF测量的声源，通常要求做到低频特性好，多重散射小，无指向特性好，重复性好。但目前已有文献中用于近场HRTF测量的声源在1kHz以下的低频特性较差，主要的原因是改善低频特性通常要以提高声源尺寸为代价，而此时又会引发声源多重散射的问题。因此，本文首先用脉动球声源模型来计算分析了声源多重散射与声源尺度的关系。得出的结论是：当实际测量中声源距离不小于0．2m时，若以1．0dB为允许的声源散射误差，则要求声源的等效半径不大于0．05m。　　 在此基础上本文提出了一种外形为球形的正十二面体声源方案。为满足好的重复性和低频特性，选择具有较好低频特性（最低可到300Hz，更低频段的近场HRTF可用信号处理方法修正）的小型电动扬声器单元，再根据理论设计模型制作成等效半径约0．035m，外形为球形的正十二面体声源（简称球形正十二面体声源）。然后通过理论计算和实验测量的手段对该声源的特性进行分析，结果表明其低频特性和无指向性均能满足要求，且指向性的理论计算值和实验测量值能很好的吻合。为了进一步分析声源散射对近场HRTF测量的影响，特地制作一个半径约0．087m的木质刚球模型来进行实验验证，结果表明该声源的多重散射引起的传输函数的误差确实在1．0dB的允许范围内。　　 四）、KEMAR人工头近场HRTF数据库的建立及其特性分析　　 已有的近场HRTF测量数据，除了声源特性较差之外，其空间采样也不完整，还不足为数据库。这部分工作首先对KEMAR人工头近场HRTF数据库的声源空间采样进行合理设计，然后根据声源空间采样的设置，设计制作声源空间位置的定标系统。在此基础上设计完备的实验方案，测量建立KEMAR人工头的近场HRTF数据库。　　 对测量得到的近场HRTF数据在f≤400Hz的低频进行补偿。对低频补偿后的近场HRTF数据进行分析，包括对近场HRTF的时域、频域的基本特性，以及相应的双耳时间差ITD和和双耳声级差ILD进行分析，以找出他们所包含的声源位置（距离和方向）定位信息。然后，用近场条件下的空间采样定理，对本文建立的近场HRTF数据库的方位角采样率进行验证。其结果表明，本文建立的数据库在不同声源距离和不同仰角上对方位角的采样率都是足够的。　　 本文的研究具有充分的理论论证和实验验证。其研究方法丰富和深化了近场HRTF及其相关领域的研究；其研究成果对该领域的进一步研究提供了诸多重要的理论依据；本文建立的数据库更为今后近场HRTF的应用性研究提供了重要的数据基础。