声音空间定位测听系统的设计与实现论文

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1、声音空间定位测听系统的设计与实现论文.freelultimedia;decisionmaking，puter-assistedAbstract:AIMTodesignandrealizeasystemethodtolocalizesoundbothinhorizontalandverticaldi-rections，andpresentedandrealizedasimpleandfeasiblesys-temfortestinghearingbasedonmakingfulluseofputertechnology.Thissyst

2、emhasfourtestmodes，andcandistin-guishandevaluatepeople’sabilitytolocalizesoundthroughparameterMAA.RESULTSAfterinitialexperimentsandclinicalconfirmation，apreferableresulthasbeenachieved.CONCLUSIONThemethodpresentedinthispaperhasacertainapplicablevalueindistinguishingande

3、valuatingpeople’sabilitytolocalizesound.0引言人耳对声音的空间定位是听觉系统的一个基本功能.听觉功能对人类适应环境和认识自然有着重要意义，人类通过听觉获得声音信息，从而彼此互通往来、交流思想、共同生活.因此，研究人特别是研究听力受到损伤后的患者对声音的空间定位能力就成为一个重要课题.人类重视声音定位由来已久，国际上开展此方面的研究工作也比较多.由于研究设备结构复杂、造价昂贵，难以引进，国内仅有上海的梁之安［1］从20世纪60，70年代开始这方面的工作，尚无更多的人问津这一领域，而且与临床研究结合

4、也不尽如人意.我们通过对声音的物理特性及人耳听觉特性的分析，设计出一套简单易行、价格合理、功能比较完备的声音空间定位测听系统.本系统通过初步实验及临床验证，取得了比较好的测试效果.实践证明，我们的方法是可行的和有效的.1声音空间定位的原理听觉声音的中心问题，其一是对声音的感受;其二是对声音讯号的分析（分辨频率、强度、音质、时程以及声源方向）.声音定位作为一个总体概念，包括方向和距离两方面的定位.（Fig1～3）表示出了影响声音定位的三个主要因素.Fig1中声音从声源传到两耳的距离不同，导致声音传到两耳时产生一个时间差△t;Fig2中由

5、于头的反射和遮掩作用，使离声源近的那只耳朵收到的信号比离声源远些的那只收到的信号强，这就产生了一个强度差;Fig3中，声源位置的不同使两耳接收到的声音信号的频谱也不一样，这就是耳廓和外耳道的滤过特性，或者叫单耳频谱特性［2］.声源在空间中的方向通常是以头部为参考点来定义的.正因为如此，声源的位置一般由三个平面确定（Blauert，1983）.水平面定义为通过两外耳道入口的上沿与眼眶下沿连线所构成的平面.额平面定义为垂直于水平面并横穿两外耳道入口上沿的平面.正中矢状平面定义为既垂直于水平面又垂直于额平面的平面.三个平面的交点大体位于头的

6、中心，此点被定义为坐标原点，用来定位声源相对于头的各个角度.声源的位置可由方位角和仰角来确定（Fig4）［3］.2实验设计2.1定义我们通过定义两个平面（水平面和垂直面）来确定声源的位置.水平面的定义与Blauert相同，垂直面的定义与Blauert定义的正中矢状平面一致.其中水平面只取头前方半个平面，水平面与垂直面的交线的方向定义为零度，以头的中心为原点，水平面的左四分之一平面定义为0°～-90°，右四分之一平面定义为从0°～90°.垂直方向只取头前方向上的四分之一平面，定义为从0°～90°.2.2方法2.2.1所需硬件及软件消音隔

7、音室一个，计算机一台（奔腾586以上，多媒体配置及相应接口电路），高音质小喇叭两个，水平和垂直轨道各一个，上下可调动座椅一个，相应测试软件系统.2.2.2测试参数的定义我们进行的每种测试均在暗室环境下进行（去除视觉的影响），先设置好相应参数，把两个小喇叭（两个声源）对称放置在基准线的两侧，水平面上的基准线可以定义为0°或±45°，垂直平面的基准线为45°.两声源的夹角称声源夹角.每个测试单元两喇叭共发声100次，每次由哪个喇叭发声是由随机函数确定的.这一百次中受试者判断的声源位置与实际声源位置之差的绝对值之和称为测试总误差［单位为（°

8、）］;受试者能正确判断声源位置的次数除以100称为测试正确率（%）;受试者能辨别的最小角度称为最小可辨别角度（简称MAA）.2.2.3测试流程使受试者坐于座椅上，调节座椅的高度及位置，至水平轨道与我们定义的水平面重合，垂