自由场听觉距离感知因素的动态虚拟实验研究

已有的物理分析和基于真实声源的实验研究表明,响度和近场头相关传输函数(HRTF,包括双耳声级差ILD和耳的声压谱)是自由场下听觉距离感知因素。但近年基于虚拟听觉重放(VAD)平台的相关实验结论却与此不一致,特别是在近场HRTF中的ILD是否为自由场距离感知的重要因素问题上存在争议。为解决这些争议并进一步研究不同因素的贡献及其协同作用,利用动态VAD平台和准确的近场HRTF合成的双耳声信号并使用耳机重放,采用心理声学实验研究了距离感知因素。结果表明,首先不同距离感知因素的贡献与声源的方向有关:(1)响度因素在所有方向都有重要贡献;(2) ILD主要在侧向有重要贡献,其贡献随着声源向前、后或高仰角偏离侧向而减少;(3)谱是较弱的因素,只有在中垂面ILD为零时才有可能检测到其贡献。其次,不同因素间存在协同交互作用和一定冗余:(1)响度与ILD的交互作用明显增强侧向距离感知;(2)响度与谱因素交互作用一定程度上增强后方的距离感知;(3)单一的ILD或响度可在一定程度上产生侧向距离感知。近年距离感知研究中的争议主要是因为这些实验是在稳态VAD平台上进行的,稳态VAD容易引起头中定位,影响距离感知;同时不准确的近场HRTF数据、不合适的实验方法与数据统计也会导致不一致的实验结论。

噪声对室内听觉距离感知的影响研究

听觉距离感知是人耳的基本功能之一,研究其机理对于人工智能等领域具有重要意义。实际环境中的听觉距离感知除了受声场要素的影响外,还受到噪声的干扰,以室内环境为研究对象,利用主观听觉实验研究背景噪声、声源信号的信噪比对听觉距离感知规律的影响。

阵列增益下的最大听觉距离及算例分析

被动声定位技术已成为战场目标定位的重要手段,人-机一体化头盔式"电子哨兵"系统能够解决阵列信号处理低信噪比性能下降及人耳听觉距离有限的缺点。作为系统研发的理论基础,从声传播方程出发,研究了考虑阵列增益条件下的最大听觉距离。基于声传播方程,分析了声传播损失的计算方法,探讨了自由场情况下和存在阵列支撑物情况下阵列常规增益和阵列超增益的算法,最后通过算例对阵列处理提高人耳听音距离进行了说明,为人-机一体化"电子哨兵"系统研发提供了理论依据。

听觉距离的声学因素

讨论听觉距离定位的研究情况,总结了包括声源的声压级和频谱、听音环境引起的反射声以及人头和耳壳引起的散射作用等声学因素。