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。     

经颅超声刺激人脑海马的数值仿真研究

颞叶癫痫、阿尔兹海默症等神经系统疾病与大脑海马的异常放电相关。近年兴起的经颅超声刺激治疗脑疾病具有无创、能深入脑组织和可调控海马神经元放电的特点。该文基于128阵元相控阵换能器、人头颅CT数据、水体建立超声经颅刺激海马数值仿真模型,数值仿真优选适应于海马刺激的换能器结构参数,并结合电容模型,探究超声声学参数对海马神经元放电的影响。结果表明曲率半径90 mm、开口半径56 mm、阵元半径2.0 mm、频率0.9 MHz的128阵元相控超声换能器可形成适应于刺激人脑海马大小的焦域;且在超声频率为0.9 MHz时对海马神经元放电有较好的抑制作用;在较小的占空比和较低的空间峰值时间平均声强条件下对神经元放电有较好的抑制作用。     

听觉障碍患者的空间听觉*

空间听觉是对声音空间属性或特性的主观感觉,包括对声源的定位、对环境反射声的主观感觉等。复杂声学环境下的语言获取也和空间听觉密切相关。听觉障碍通常会包括空间听觉能力的下降甚至缺失,影响语言的获取能力。人工听觉是治疗听觉障碍的手段,理想情况下应能恢复或改善患者的空间听觉能力。该文综述了听觉障碍患者的空间听觉及其人工恢复方面的研究、进展及存在的问题。     

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.     

通信声学的发展及研究现状

人类作为信息交流的主要信息产生源和信息接收槽,语言声学、心理声学和生理声学在信息技术中发挥着越来越重要的作用。作为声学与信息技术相互渗透的产物-通信声学,近十几年来随着数字信号处理技术的发展,其研究和应用领域得到了很大的扩展。本文在简述通信声学产生和发展的必然性和必要性之后,主要介绍了通信声学目前的研究领域及其应用。     

非线性物理破解神经编码机制

信息在神经系统中以脉冲点序列的形式传输和处理,神经系统如何通过脉冲点序列对所表达的信息进行编码,一直是一个谜.人们曾普遍认为,神经可能通过发放率（单位时间发放脉冲出现的次数）对信息编码,也有人猜测,神经可通过脉冲点序列的时序编码.由于神经发放的随机性,这就使得任何编码机制都面临着被表达信息的确定性与表达该信息的信号的随机性的矛盾.通过神经非线性随机动力学模型,文章作者发现,神经点序列的发放率对点序列的时序信息传输的影响,揭示了神经点序列时序信息在神经非线性传输中的随机共振特征.由此预期,并进一步通过听觉心     

Changes of summating potentials in the guinea pig cochlea after impulse sound exposure

Compound action potentials (CAP) and action potential-summating potential complex (AP-SP) evoked by click and tone burst respectively were recorded from the round window in guinea pigs. Correlations between the positive and negative summating potentials (SP and SP-) were examined befroe and after impulse sound exposure. The results show that the SP- is related to CAP threshold shift. In comparison to normal condition, it appears with high incidence when auditory threshold shift reaches 30 dB or more. SP- increases in amplitude when SP decreases. The smaller the amplitude of SP , the larger that of SP-. This suggests that in normal hearing condition SP- may be suppressed by SP . Such suppression may be released if OHC are injured. The dominant SP- as a sign of recruitment may be due to the change in the nonlinear character of IHC following OHC damage.     

创新教学设计 增强信息获取

结合实例,论述了如何进行物理教学设计,刺激学生的兴奋点,从而使学生主动获取有用的信息.     

基于二指向性接收阵元强度差的定向方法

水声领域中常用的高频定向算法通常基于时延或相位,这些方法受半波长布阵的限制,当信号频率超过一定限度时会产生角度模糊,从而影响方位估计效果。本文提出利用声轴方向有一定开角的有指向性水听器来引入不同阵元接收信号的强度差,利用强度差来估计目标的方位。这种方法由于不涉及相位或时延信息,一定条件下解决了高频声源定向过程中的角度模糊问题,并通过仿真和试验数据对算法性能进行了验证。     

非线性物理破解神经编码机制

信息在神经系统中以脉冲点序列的形式传输和处理，神经系统如何通过脉冲点序列对所表达的信息进行编码，一直是一个谜．人们曾普遍认为，神经可能通过发放率（单位时间发放脉冲出现的次数）对信息编码，也有人猜测，神经可通过脉冲点序列的时序编码．由于神经发放的随机性，这就使得任何编码机制都面临着被表达信息的确定性与表达该信息的信号的随机性的矛盾．通过神经非线性随机动力学模型，文章作者发现，神经点序列的发放率对点序列的时序信息传输的影响，揭示了神经点序列时序信息在神经非线性传输中的随机共振特征．由此预期，并进一步通过听觉心理物理实验观察到，在一定条件下噪声对听觉的增强作用．从而通过非线性物理揭示了听觉时序编码机制的存在以及在时序编码中随机性噪声的积极作用．     

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。     

声学的基础研究促进了通信技术的发展

在通信发展过程中,声学和通信始终紧密相关.近年来,在这个交叉学科的前沿领域,提出了很多新问题,其中最重要的,就是通信系统要融入更多的知识和智能,也就是要研究和破解人对声音感知和理解的物理、生理、心理过程,并应用到通信和信息系统中.中国的通信和信息产品要赶超世界先进水平,就要在这方面投入更多的科研力量.     

Measurement on just noticeable difference of auditory perception with visual stimuli

This paper addresses the JND（Just Noticeable Difference）change of auditory perception with synchronous visual stimuli.Through psychoacoustics experimentS,loudness JND,subjective duration JND and pitch JND of pure tone were measured in auditory-only mode and visual_auditory mode with different visual stimuli which have different attributes such as color,illumination,quality and moving state.Statistical analyses of the experimental data indicare that,comparing with JND in auditory-only mode,the amount of JND with visual stimuli is often larger.The JND＇S average increment of subjective duration,pitch and loudness are 45.1%,14.8%and 12.3%,respectively.The conclusion is that the ability of JNDbased auditory perception often decreases with visual stimuli.The incremental amount of JND is afiected bv the attributes of visual stimuli.If the visual stimuli make subjects feel more comfortable,the JND of auditory perception will change smaller.     

人耳辨识非语言声目标能力的实验研究

以主观听觉测试实验为手段,研究人耳听觉系统辨识能力与声音特性、评价主体训练程度及噪声干扰的关系.实验结果发现：人耳辨识声音能力主要由声信号的谱时结构决定,人耳对于谐音信号的辨识能力明显强于非谐音,对于稳态信号的辨识能力略强于瞬态信号;评价主体的训练可以提高辨识效果及准确性,但与声音特性密切相关;不同的噪声干扰对人耳目标辨识能力的影响主要取决于声音频谱结构;比对测听方式能提高非受训人员的辨识准确性,但不影响受训人员的辨识效果. 关键词： 听觉系统 主观听觉测试 目标辨识     

人耳听觉相关代价函数深度学习单通道语声增强算法

均方误差函数是深度学习单通道语声增强算法最常用的一种代价函数。然而,均方误差值的大小与语声质量好坏并非完全相关。为了提高算法性能,该文在深度神经网络训练中引入了两类与人耳听觉相关的代价函数。第一类是加权欧氏距离代价函数,考虑了人耳听觉掩蔽效应;第二类是Itakura-Satio代价函数、COSH代价函数和加权似然比代价函数,强调语声谱峰的重要性,侧重于恢复干净语声谱峰信息。基于长短期记忆网络结构分析比较了两类代价函数在深度学习单通道语声增强算法中的性能,并与均方误差代价函数进行对比。实验结果表明,基于加权欧式距离代价函数的深度神经网络单通道语声增强算法能够获得更好的语声质量和更低的噪声残留。     

节律性时间期待和空间期待对听觉目标辨别的影响

合理的推断和预期是加快辨别听觉目标的关键。通过听觉目标辨别的反应时任务,研究了听感知过程中节律性时间期待和空间期待对声音目标辨别的影响。实验中,听觉序列中各声音以规律或不规律的时间节奏、沿有序或随机的空间方位呈现,形成四种期待条件:时间和空间期待兼备、只有时间期待、只有空间期待和没有期待。被试对声音序列末尾随机呈现的听觉目标尽快做按键反应。结果发现:（1）节律性时间期待显著加快被试对目标声音的反应速度;（2）空间期待对目标辨别速度的促进作用仅在时间非规律条件下发生。可见,在辨别听觉目标时,听者优先使用时间期待,并在无有效时间预测信息时使用空间期待,以促成对声音目标的最优知觉加工。     

音乐与神经细胞

欧洲的物理学家建立了一个模型,提出某些声音听起来很悦耳,是由于这种声音有韵律地触发听觉系统的神经细胞.研究人员说,他们的模型表明,对于悦耳的音频,神经信号的间隔是有规律的,而对于难听的音频,神经信号的间隔是无规律的.     

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.     

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。     

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