重放自由场虚拟源距离信息的动态双耳Ambisonics方法

双耳重放的目标之一是在耳机重放中产生不同方向和距离的虚拟源感知。本文研究了动态双耳Ambisonics重放自由场虚拟源方向和距离信息的简化信号处理方法。该信号处理方法包括两步:第1步是基于目标声场的球谐函数分解,合成采用扬声器的近场Ambisonics重放中逐级重构目标声场的信号;第2步是采用虚拟扬声器重放的方法,用动态头相关函数滤波处理将Ambisonics的扬声器重放信号转换为双耳重放信号并用耳机重放。进一步研究了动态双耳Ambisonics的阶数对定位效果的影响,为简化信号处理提供依据。对重放产生的双耳声压分析表明,5阶动态双耳Ambisonics重放足以提供听觉方向定位和距离感知的重要信息。同时心理声学的实验结果表明,结合声源距离相关的响度因素,5阶动态双耳Ambisonics重放可产生不同方向和1.0 m以下不同近场距离的自由场虚拟源的听觉感知。本文的方法仅需要固定距离的48个均匀空间方向的远场非个性化HRTF处理,实现了信号处理的简化。      

幅度调制信息对乐器识别的影响

通过乐器音自动识别实验研究了幅度调制(amplitude modulation,AM)信息对于人类乐器识别的影响。具体步骤为:依据听觉模型,提取乐器音信号中若干频带中的AM信息,再基于所得到的AM信息计算统计学特征,采用逐对比较的支持向量机法进行乐器音的机器识别。采用了5种分频带数目(2,4,8,16和32)和4种AM计算方法。结果表明,频带数的增加有助于识别效果的提高,但从16频带到32频带效果趋近平稳;不同的AM提取方法也会对识别结果产生影响,其中解析信号法产生的AM信息提供了最好的乐器识别效果。分析发现自动识别结果高于采用相似的AM信息的人类识别结果。该自动识别系统为人工耳蜗或声码器仿真声模型的乐器识别提供了一个计算模型,对人工耳蜗乐器识别实验和训练具有参考价值。     

基于样本熵的听觉神经锁相机理的实验分析

锁相是指系统的响应与周期性刺激的特定相位同步的物理现象. 听觉神经的锁相对揭示人的听觉认知基本的神经机理及改善听觉感知有重要意义. 然而, 现有研究主要集中于心理物理方法和幅度谱分析, 不能有效区分包络响应和时域细节结构响应, 不能直观反映神经锁相. 本文主要利用拔靴法和离散傅里叶变换, 提出了基于样本熵的时域细节结构频率跟随响应(temporal-fine-structure-related frequency following response, FFR_T)的神经锁相值(phase locking value, PLV)计算方法, 用于分析神经物理实验数据. 两个脑电实验结果表明: FFR_T的PLV样本熵显著大于包络相关频率跟随响应(envelope-related frequency following response, FFR_E)的PLV, 且二者正交独立, 新方法能有效地分别反映听觉系统对包络和时间细节结构的锁相机理; 基频处的响应主要来源于FFR_E的锁相; 基频处, 不可分辨谐波成分包络的锁相能力优于对可分辨谐波; 基频缺失时, 畸变产物是不同的听觉神经通路的FFR_E的混合; 谐波处, FFR_E 集中于低频, FFR_T则集中于中、高频; 听觉神经元锁相能力与声源的频率可分辨性相关. FFR_T的PLV方法克服了现有FFR分析的局限性, 可用于深入研究听觉神经机理.     

基于时间序列模型分析的ADHD儿童听觉持续性注意研究

摘要：通过建立时间序列模型，对ADHD儿童与正常儿童的听觉持续性注意水平进行拟合，并分析2组被试间的差异，动态地观测ADHD儿童的注意缺陷水平，并实现对ADHD儿童注意水平的预测.被试选取ADHD儿童30名，正常儿童10名，对被试进行听觉持续性操作测试，对每个序列的平均正确率进行时间序列模型分析，比较2组被试间的差异.根据数据的特征选用Holt模型对ADHD儿童的持续性注意水平进行建模及拟合，而正常儿童组则选用简单模型（Simple）.与正常儿童相比，ADHD儿童存在显著的注意缺陷特征，持续性注意水平随时间变化表现出明显的下降趋势.     

水下噪声听觉属性的主观评价与分析

为探求人耳感知水下目标类型的声学因素，研究了水下噪声听觉属性空间的维度数及其各维度的物理解释.首先通过词汇聚类分析和问卷调查确定评价水下噪声听觉属性的汉语描述词，然后完成基于成对比较法和语义细分法的主观评价实验，获得听觉属性的不相似性矩阵及各样本在不同听觉属性下的主观评价分值.最后，利用多维尺度分析确定水下噪声听觉属性空间由五个维度组成，再利用主成分分析得到独立的五个主成分，进而利用相关系数和压力值确定五个主成分分别表示听觉属性空间的五个维度，根据各个主成分对应的汉语描述词所反映的听觉属性对其进行物理解释 关键词： 听觉属性 多维尺度分析 主成分分析     

听觉基础研究的若干问题展望(2)

三、心理声学 当前心理声学研究的主要趋向是从以往纯音听觉的单因素研究转向具有频谱时间表征的复合声的多维研究。这个转变和生理声学的发展情况恰成有趣的对比。如上节所述,生理声学的近期进展是对Helmholtz为代表的传统耳蜗观念的突破。与此相反,心理声学的前进却不能不回到Helmholtz在其名著“乐音感觉:音乐理论的生理学基础”一书中提出的一个基本课题,即对音乐、言语这类复合声的知觉。自然,这并不是说心理声学应该迳直去研究音乐和言语,去取代音乐声学和言语声学。在     

谈物理教学中培养学生画图处理问题的习惯

1图形在物理学习中的重要性 心理学研究表明,人的大脑对通过不同渠道对知识的吸收比例是大不相同的:视觉83%、听觉11%、嗅觉3.5%、味觉1%、触觉1.5%.因而可以说,大脑中储存的知识,极大多数是通过视觉和听觉获得的,与视觉有关的"图形信息"占绝对高的比例,物理知识更是如此.     

Frequency Selectivity Behaviour in the Auditory Midbrain： Implications of Model Study

By numerical simulations on frequency dependence of the spiking threshold, i.e. on the critical amplitude of periodic stimulus, for a neuron to fire, we find that bushy cells in the cochlear nuclear exhibit frequency selec- tivity behaviour. However, the selective frequency band of a bushy cell is far away from that of the preferred spectral range in human and mammal auditory perception. The mechanism underlying this neural activity is also discussed. Further studies show that the ion channel densities have little impact on the selective frequency band of bushy cells. These findings suggest that the neuronal behaviour of frequency selectivity in bushy cells at both the single cell and population levels may be not functionally relevant to frequency discrimination. Our results may reveal a neural hint to the reconsideration on the busily cell functional role in auditory information processing of sound frequency.     

Auditory place theory and frequency difference limen

It has been a barrier that the place code is far too coarse a mechanism to account for the finest frequency difference limen for place theory of hearing since it was proposed in 19th century. A place correlation model, which takes the energy distribution of a pure tone in neighboring bands of auditory filters into full account, was presented in this paper. The model based on the place theory and some experimental results of the psychophysical tuning curves of hearing can explain the finest difference limen for frequency (about 0.02 or 0.3% at 1000 Hz) easily. Using a standard 1/3 octave filter bank of which the relationship between the frequency of a input pure tone apart from the centre frequency of K-th filter band, Δf, and the output intensity difference between K-th and (K l)-th filters,ΔE, was established in order to show the fine frequency detection ability of the filter bank. This model can also be used to abstract the fundamental frequency of speech and to measure the frequency of pure tone precisely.