随着数字信号处理和计算机技术等的进步，虚拟声技术得到了较大的发展，并在家用电声以及多媒体等领域上得到广泛应用。由于虚拟声技术利用头相关传输函数(HRTF)对声频信号进行处理，而HRTF是频率的函数，因此信号处理会改变原始声频信号的频谱，引起频率失真，在主观听觉上造成音色改变。本文将研究虚拟声扬声器重发中的音色改变及其均衡方法。 　　文章首先总结了听觉定位机理、头相关传输函数HRTF以及虚拟声信号处理等相关理论，为后续的研究工作提供理论基础。 　　然后对国外现有的四种虚拟声扬声器重发各种音色均衡信号处理方法、以及本课题组提出一种音色均衡信号处理方法(功率均衡法)进行了主观对比实验。实验结果表明，不同的均衡方法存在明显的主观音色差异，以功率均衡方法音色效果最好，而不适当的音色均衡方法可能会适得其反。从信号处理的角度对音色均衡方法进行了进一步的分析，指出音色主要由信号处理函数零、极点分布决定，有效的均衡应能抵消信号处理函数接近Z平面单位园的极点(以及零点)。 　　文中进一步研究了采用不同的HRTF函数进行信号处理对虚拟声音色的影响。指出虽然理论上功率均衡法可有效地抵消信号处理函数接近Z平面单位园的极点(以及零点)，但如果所用HRTF包含耳壳及耳道效应，由于信号处理固有的误差，信号处理函数仍然在2.5kHz和8kHz附近存在谷点。采用封闭耳道法在人工头上重新测量不包含耳壳的HRTF，并用其进行带有功率均衡的虚拟声信号处理，通过主观对比实验和客观分析表明，无耳壳HRTF信号处理的声像定位效果与带耳壳HRTF处理的结果大致相同，但在音色效果方面有一定的改善。 　　文中最后建议，在实际应用中应采用封闭耳道法测量的、不带耳壳的HRTF进行扬声器虚拟声信号处理，并采用功率均衡的信号处理方法。