第五章人耳听觉特性 　　当声音信号为不熟悉的声音或窄带声时，听觉的距离定位有很大的不确定性。这时声像的距离不是由声源的位置所决定，而是在较大程度上取决于声音信号的响度。研究还表明，对声音的适应和熟悉在中垂面和距离定位中所起的作用十分显著，也就是说，听觉的定位特性可能随时间变化。例如，在听音实验进行的过程中，听觉定位的准确性可能越来越高。另外，听觉定位具有惯性，即声像方位只能以有限的速度变化，如...

　　声音与人耳听觉 　　管内只存在一维平面行波，因此，只要终端声阻抗即耳膜处声阻抗确定下来，声管的传输特性就能确定。耳膜处声阻抗可以通过不同的方法测得。图542所示为典型的耳膜处声阻抗特性曲线，其中实线表示声阻抗的实部，虚线表示声阻抗的虚部。掌握耳膜声阻抗特性不仅有助于了解外耳道的传声特性，而且是仿真头设计的重要依据。 　　外耳道 　　l0 　　t81 　　emmmommneat 　　图541外耳...

　　第五章人耳听觉特性 　　10 　　0.50 　　51020kHz 　　频率 　　图543典型外耳道传输特性曲线 　　2.耳廓和头部的影响 　　声波在传播过程中遇到耳廓和头部时会发生反射、遮蔽、散射、绕射等与声衍射有关的复杂现象，甚至还会产生干涉和共振现象。从信号分析的角度上看，耳廓和头部对声波传播的影响相当于线性滤波器，滤波器的传输特性取决于声源的方向和距离。声音信号通过耳廓与头部作用后，产生...

　　声音与人耳听觉 　　于声音到达的方向不同，反射声和直达 　　S 　　声之间的强度比和时间差会发生变化，因 　　此形成一种与声源方位相关的频谱特性， 　　听觉系统据此判断声音的空间方向。图 　　544所示为耳廓效应示意图。 　　为了了解耳廓对声波的处理，可以用 　　S2 　　仿真耳或真耳测量耳廓的声压传输频率特 　　性，测量装置如图545所示。利用探管传 　　图544耳廓效应示意图 　　声器可以...

　　第五章人耳听觉特性 　　声压分布与声波的人射方向几乎无关，图547所示为10kHz时外耳道和耳廓中的声压分布与声源方位角的关系。可见，当更0时在耳廓的空腔内几乎不存在驻波，而当g180时则存在明显的驻波。这一结果说明了耳廓的声压传输特性与声波的入射方向密切相关，而外耳道的传输特性与声源的方位无关。 　　fo 　　≈3kHz 　　≈5kHz 　　s9kHz 　　≈11kHz 　　≈13k 　　图...

　　声音与人耳听觉 　　相对声压级（声压级差）随频率和声波入射角变化的特性如图548所示。图549所示为用模型计算出的双耳声级差和时间差随声波入射角和频率变化的特性。在大约g90时声级差出现一个深谷，这是由球面的反射波和入射波干涉引|起的，而实际用真人头测量得到的特性曲线上所表现出的这种干涉现象并不这么显著。 　　6250 　　出 　　5600 　　3610 　　2500 　　100 　　190 ...

　　第五章人耳听觉特性 　　0.8 　　5600 　　0.4 　　5000 　　4360 　　0.2 　　3610 　　90° 　　1870 　　水平方位角中 　　1250 　　150180 　　625Hz 　　（b）双耳时间差 　　图549用模型计算的双耳声级差和时间差随声波入射角和频率变化特性3.外耳及头部传输函数 　　在声波从声源到达耳膜的传输路径中，经过了头部和外耳的作用，使声压产生了变化...

　　声音与人耳听觉 　　人头的钢球模型）计算得到。由于外耳道的传输特性与声波的入射方向无关，因此可以选择外耳道入口5mm以内的任意点作为声压测量点，测出相应的声压传输函数，这一声压传输函数是与声波入射方向有关的，然后测出从该点到耳膜之间的外耳道传输函数，两者相乘即可得到所需的头部相关函数，这样做可以避免多次将探管传声器置于耳膜处。 　　图550所示为水平面正左方向的一对 HRTFs的频域和时域特性...

　　第五章人耳听觉特性 　　耳间传输函数的幅值取对数后代表双耳信号的声压级差，相位部分代表双耳信号的相位差，将相位部分对角频率求导后得到双耳信号之间的群时延。图551所示为水平面上不同方向测得的双耳声级差和群时延随频率变化的特性，其中虚线所示为用钢球模型的计算结果。 　　0 　　db olt 　　10 　　0.5 　　中120 　　10 　　0.5 　　MIA 　　品平↑出□□上 　　10 　　1...

　　声音与人耳听觉 　　方向的一对 HRTFs反映出来，或者用上述耳间传输函数表示，它随声源的方向和距离的变化而变化。由于耳膜处声压信号包含所有的听觉信息，人耳听觉以此为依据感受到原声场的音质特性和空间特性，因此，双耳信号差无疑是听觉定位（特别是偏离中垂面方向的定位）的主要依据。如前所述，双耳信号差可以用双耳时间差（Interaural Time Differ ence，简称ITD）和双耳声级差（...