现代嗓声科学系列讲座之一——现代嗓声研究的范围、意义、方法、特点和分类

“现代嗓声科学系列讲座”是王土谦同志1988年初为北京嗓声学界举办的系列讲座。该讲座包括:现代嗓声研究的范围、意义、方法、特点和分类;声乐和言语的声学关系;嗓声——听觉链;嗓声的产生;嗓声产生中喉腔、喉室、喉管、咽管的问题;一些有关的心理声学;声乐声感知研究的进展;关于掩盖音与开放音的问题;嗓声的计算机分析与合成;歌手共振峰概念的发展及其与声源机制的关系;近来国际上对嗓声源及其与声门上、下系统交互作用的研究等专题。本刊将陆续选登部分内容。参考文献及图表由编辑部删留。     

现代嗓声科学系列讲座之三(下)——声乐声感知的研究进展

上文(现代嗓声科学系列讲座之三——有关的心理声学。应用声学,8-5(1989),39.)讲了有关的心理声学部分,本文继之讲声乐声感知的研究进展。     

骨导超声听觉感知进展与研究*

骨导超声听觉感知是超声振动通过头骨传导产生听觉感知的一种特殊现象。本文首先介绍了骨导超声听觉感知研究领域的国内外发展现状,在此基础上设计了一套骨导超声听觉感知测试系统,并完成了系统的软、硬件平台实现。利用该系统,分别对听力正常和听力障碍被试者进行了主观测试,围绕单频超声感知效果及单频可听声、汉语语音由超声载波调制后的感知效果开展研究,比较了多种不同调制方式下的主观感知效果,并分析了空气传导声对实验结果的影响。     

听觉感知中的噪声特性语义描述及其分析

基于听觉感知的噪声语义描述是噪声声品质研究的基础性问题,已有研究未将语义描述与噪声来源、频谱特性以及产品运行状态等物理信息联系起来。该文分别针对飞机舱内噪声、车辆噪声和空气净化器噪声这3组典型噪声开展了主观评价实验,并通过多维尺度分析和主成分分析描述了3组噪声的语义空间,系统分析了不同类型噪声的描述词,同时解释了描述词与噪声物理属性之间的联系。研究发现：飞机舱内噪声、车辆噪声以及空气净化器噪声可以由4维、4维和3维语义空间进行描述;不同类型噪声在语义描述中具有共性与个性,3组噪声语义的主要维度均与嘈杂感相关,而噪声的个性描述词与其声源的物理属性密切相关;进行声品质建模及应用时,应同时考虑噪声共性和个性描述词对听觉感知的影响,采取有针对性的措施以提升产品声品质。该文从听觉感知的角度进行了噪声特性的语义描述和分析,研究结果可为产品声品质以及噪声控制研究提供帮助。     

《空间声原理》

正谢菠荪著科学出版社,北京,2019年6月,818页,定价:249元听觉是我们感知外界信息的重要途径之一。人的听觉中,除了对声音的响度、音调和音色等主观属性的感觉外,还包括对声音的空间听觉,也就是对声音空间属性或特性的感知。这赋予了我们的听觉系统在一定的条件下,可以对声源进行定位,可以产生对周围声学环境的空间印象的可能。空间声的目的是重放声场的空间信息,给倾听者产生特定的空间听觉事件或感知。近年来,其应用已由传统的影院和家用声重放等文化娱乐领域,拓展到听觉心理和生理、室内声学设计、通信、互联网与计算机、多媒体与虚拟现实、医学等科学研究及工程技术领域。可见应用价值之重要。     

冲击阻尼板的尺寸辨识与声线索提取

针对冲击板的物理属性辨识问题,研究了尺寸辨识的恒定声线索提取及其在听觉感知中所起的作用。设计并完成了三组主观评价实验,实验1分析了录音和合成声作为声刺激对尺寸辨识的影响。实验2和实验3分别针对铝板和木板的冲击声,通过不相似主观评价实验获得尺寸辨识的感知空间和对应力学空间维度,计算了不同声特征的信息精确度。最后,对比实验2和实验3的结果给出了尺寸辨识的恒定声线索,根据声线索与感知结果的相关性分析了听者的尺寸感知策略。结果表明,听者利用录音和合成声均获得了较好的尺寸辨识结果,且听者趋向于利用与尺寸有关的恒定声线索来完成感知任务,而忽略那些容易受其他声源属性影响的声信息。      

听觉基础研究的若干问题展望(Ⅰ)

一、前 言 气象万千的声音世界所诱发的听觉现象,一直是个多学科研究课题。几十年来,声学、生理学、心理学、语言学和工程技术等领域的学者,从各自关心的方面,引进一些新方法和新观点,为听觉研究的深入进展做出了贡献。近十年来,随着高科技的推广应用,多学科群策群力取得的成果尤其显著。因此,不少学者满怀信心的预言,未来十年将是听觉科学极富创造性和令人鼓舞的时期,许多长期悬而未决的理论和实际问题将得到解决。本文拟从声学的角度,对听觉基础研究中三个主要方面,即生理声     

空间声的研究与应用——历史、发展与现状

空间声的目的是通过电声的手段重放声音空间信息,给聆听者再现特定的空间听觉感知。它在文化生活、通信、多媒体和虚拟现实等方面以及航空、航天等领域都有重要的应用。国内对空间声的研究起步于1958年,五十多年来进行了大量的基础研究工作,是和国际上的发展前沿相接轨的。本文在回顾空间声的基本原理与分类、国际上空间声发展历史的基础上,侧重评述了国内空间声研究和应用的历史、发展与现状,并展望了今后的发展前景。     

听觉研究的一些新结果

首先对听觉中的能量转换、声放大和频率分析机制作了一般性介绍,论证了以Bark作为基底膜共振频率测量单位的优点。然后对听觉研究中关于结合音的感知与换能器作用的非线性效应、相位效应和内频谱的关系问题、Kemp回声和生理放大器的存在及听觉频谱分析中有一个时间窗的问题进行了综述。对听力损失现象,特别是因强声震伤引起的“强声复聪”现象,为改善助听器效能当前正进行的科研工作和利用微电子技术的成就实现高效能助听器设计制作的前景作了简明的讨论。最后报告了应用调制传递函数作为室内音质评价标准和实现有双耳串音抵消措施和人工侧向反射的高质量立体声录放传声系统的经验。     

人居声环境科学——亚热带建筑科学国家重点实验室近年研究进展

本文介绍华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室建筑声学子实验室近年来在人居声环境科学领域所开展的研究工作及取得的研究进展。人居声环境科学涵盖建筑声学、环境声学及声景学三个分支学科,分别对应于人居环境科学的三个主干一级学科,即建筑学、城乡规划学及风景园林学。其研究目的在于体现对人们的听觉关怀,创造一个良好的人居声环境。     

在大面积场所中具有特殊听觉问题的听众

本文研究了在大面积场所中具有特殊听觉问题的听众,称他们为非“正常”听众。这样的听众至少可将他们分为三种类型:a.听觉损伤听众;b.中老年听众;c. 儿语有别于发话人的语言(口音或方言土语)的听众。一些关于他们的特殊听觉问题的研究结果在文章中做了较详细介绍,如间断语言时间,混响时间,语言、方言土语等对正常和非“正常”听众、青年与老年听众的不同影响等。     

语后聋人工耳蜗使用者电刺激听觉部位音调感知研究

系统地研究了人工耳蜗植入者的电刺激听觉部位音调感知,全面地探讨了部位音调感知与人工耳蜗植入者言语识别和音乐感知的关系。4位成人语后聋人工耳蜗植入者参与了该研究。通过电极音调排序测试度量植入者的部位音调感知能力。言语能力测试和音乐音高分辨测试分别用米考察植入者的言语识别和音乐感知能力。结果显示,随着电极刺激部位从蜗尖移向蜗底,所有受试者均可获得从"低"到"高"的音调感知变化,但个体差异较大。受试者的言语识别结果与其电刺激听觉部位音调感知能力相关,但受到天花板效应影响,对应关系并不明显。受试者的音乐音高分辨成绩与其电刺激听觉部位音调感知能力呈较好的对应关系。结果表明,当前人工耳蜗声音编码策略所传递的声信号特征已可使植入者获得良好的言语识别效果;且安静环境下言语识别对植入者的部位音调感知能力要求不高。但当前的声音编码策略并未能有效对音乐信号进行编码;植入者在理解音乐这类复杂声信号时,其电刺激听觉部位音调感知能力一定程度决定了其听音效果。      

视觉刺激条件下的听感差别阈限测量

视听交互的重要性日益突出,但视觉刺激对听觉感知的影响尚缺乏全面深入的研究。以视觉刺激下人耳对声音的主观听感差别阈限变化为研究对象,在主观听觉实验中施加颜色、质量、亮度、运动状态四个不同属性视觉刺激,同时测量纯音信号的响度、主观音长和音高的听感差别阈限。通过与无视觉刺激下相应差别阈限的比较,分析不同视觉条件对响度感知、主观音长感知、音高感知能力的影响。实验数据显示,施加视觉刺激后主观听觉感知的差别阈限值增大,主观音长、音高和响度的差别阈限值平均分别提高了45.1%,14.8%和12.3%。进一步分析的结果表明,施加视觉刺激后基本的听觉感知能力呈下降趋势。同一视觉属性的不同水平视觉条件对听觉感知的影响程度不同,主观听感的变化呈现出一定的规律性,即视觉刺激越舒适,听感的差别阈限变化越小。      

城市社区公园声景分布与景观特征关联性研究——以沈阳鲁迅公园为例*

城市社区公园为附近居民提供休憩与交往的公共空间,使用者是公园声景的创造者也是体验者。在公园设计中,将建成后的声景纳入考虑因素,在支持居民休闲活动的同时,创造良好的听觉环境体验,具有提升人居健康福祉和空间公平的现实意义。该研究以城市社区公园——沈阳鲁迅公园为研究对象,通过现场声景调查和使用者问卷,探究声景时空分布特征及居民体验;建构公园景观特征指数,探讨声景时空分布与景观特征的关联性。数据表明：自然声、居民活动声和周围道路交通声构成公园丰富的声景要素,园区内声压级、各类声事件感知显著性呈现不同的时空分布特征;受访者对典型声事件的愉悦性和干扰性评价呈现聚类性特征;以此为基础构建的表征公园景观特征的自然指数、人群聚集指数和交通影响指数,其分别与对应声事件的感知显著性显著相关。基于景观特征与声景分布的关联性,结合公园使用者的声景体验,提出与公园景观设计相结合的社区公园声景优化策略。     

城市历史街区声景观及视听感知实验研究*

城市历史街区声景观是空间环境的重要内容,直接影响人们的感知体验。论文以济南老城泉水街区为例研究城市历史街区的声景观并进行视听感知实验。结果表明,现场声元素喜好度显著高于实验室单听评价。鸟鸣、鹅叫声在现场和实验室评分都较高,大流速流量水景声在现场评分高而实验室评分低,小流速流量水景声在实验室和安静环境中评分较高,在吵闹环境中评分较低;声环境满意度与视觉景观优美度、声源组成喜好度、安静度之间存在显著正相关关系,与环境声压级存在显著负相关关系,但当较高的环境声压级主要由水声贡献时,声环境满意度明显提高;应从提高景观优美度、优化声源组成、降低环境声压级等方面进行声景观设计。论文为声元素喜好度和声环境满意度研究提供参考。     

中西方典型乐器音高响度与音色明亮度的研究

为了客观地评价民族乐器与西洋乐器在听觉感知方面的差异,本文利用15种典型的中西方乐器声样本,建立了与音色、响度和音色明亮度有关的15种乐器的感知空间模型,通过这些模型可以预测不同乐器在音高、响度一定时,音色明亮度的感知情况。此外,根据已建立的感知空间模型分别对比弹拨乐器、拉弦乐器和不同类型的吹奏乐器中三种听觉感知属性的变化差异。结果表明,对于中西方典型乐器,音色明亮度随响度的增加而增大,但是响度对音色明亮度的影响程度受到音域和响度范围的影响。民族乐器的音色明亮度随音高的增加而增大,但是西洋乐器的音色明亮度并没有随音高的增加而发生明显的变化。     

现代嗓声科学系列讲座选讲之二——嗓声的产生

现代言语声学理论与实验已大体上说明了正常(normal)语音产生的原理。这指的是,我们对语音产生(除神经外的)的生理过程、声道内(以下在许多词组中声与音二字沿习惯用,具有同意;除声明外,声源均指经喉部声带调制气流转化成声的声源;“声道”包括声带;“声道内”指声门以上,不包括声带)声源和声道滤波的物理过程已基本搞清。但是对噪声在不同声区时的声源情况还了解较少;声源与声门上/下的作用还颇待研究;对于控制嗓声系统各部统     

音乐声学导论

匈牙利塔诺基教授所著“音乐声学导论”已由匈牙利文译成德文,并在匈牙利科学院出版社出版。作者是世界闻名的声学家,在音乐声学、语言通信和物理声学方面著述甚丰,他写这本书是很合适的,因为音乐声学的基础是物理学,心理学和音乐。书分三篇。上篇是物理学,各章分别阐述声源和声场、频率分析、声的产生和声的传播。中篇是听觉,各章分别阐述听觉性质、响度、音调、音色和音乐听觉。下篇为音乐,各章分别阐述音乐的起源、简单乐器、弦乐     

一种吸油烟机声品质满意度分级限值评定方法

声品质作为一种描述吸油烟机噪声听觉感知特性的手段已经被行业所接受，团体标准T/CAS 341-2019《吸油烟机噪声声品质测试方法》给出了吸油烟机声品质测试与建模方法，同时通过声品质指数给出了声品质的数值化表达。该标准为各厂商定量描述声品质提供了依据，但目前仍缺乏对产品声品质满意度级别的划分方法，这不利于声品质技术的推广应用。本文结合相关标准以及主观评价实验，以级别容量比为中间量构建声品质指数与分级限值之间的关系，实现了吸油烟机噪声声品质满意度的分级，为吸油烟机噪声感知评价标准或规范的制定提供了科学依据，同时为其他消费品声品质评价与分级提供了有益参考。     

基于不相似度评价的水下声目标分类与听觉特征辨识

本文旨在探索人类被试对水下声目标的感知分类及在该过程中所利用的听觉特征.首先设计了成对比较实验.然后利用CLASCAL算法对实验获得的不相似度评分进行建模,获得感知空间,并分析了3个公共维度、特异性和3个被试潜类各自的特性及其在目标感知分类中所起的作用.最后,基于Gammatone听觉滤波器组对声样本进行分析,发现了能够有效描述3个公共维度以及节拍特性的听觉特征,并利用它们构造决策树对新样本实现了分类,从而为实际中如何应用这些特征提供了指导.