时变信号双耳响度感知特性的研究

摘要

时变信号响度感知特性的研究日益受到人们的重视，而声压级连续变化的单音信号的瞬时响度感知特性和复音信号的总体响度感知特性是获得时变信号响度感知特征的基础。各国科研工作者从不同角度进行了研究，但这些研究一方面缺乏系统性，另一方面所得到的结果也存在较大的差异。本文对时变单音和复音信号的响度感知特征进行了系统的研究，以获得其变化特征和规律，为时变信号响度特征的完整描述建立基础。论文的工作得到以下结论和创新点：对于声级连续变化的单音信号的响度感知特性，采用幅值估计法，对实验数据进行了归一化处理。通过对声压级连续变化的三种频率(500Hz、1kHz和2kHz)的单音信号的研究后发现，当声压级连续增大时，对信号的响度感知会存在过重振现象；而当声压级连续减小时，对信号的响度感知会存在反重振现象。两种现象出现的起始声级都与幅值估计时间间隔和声级变化斜率有关，其中，反重振现象的起始声级随着幅值估计时间间隔的增加和声级斜率的增大而降低，过重振现象则刚好相反。通过对响度感知随幅值估计时间间隔变化规律的深入分析发现，无论是声级连续降低还是连续增加的单音信号，当信号的连续两次幅值估计之间声级差相同时，其响度的主观评价结果相同。由此得到了幅值估计声级差是时变响度感知的关键影响参量的结论，并进一步提出了1kHz时变单音信号响度感知变化的数学模型。论文分析比较了声级连续变化的单音信号与跳变信号及猝发声响度感知的差异。结果表明，声级连续变化的单音信号的响度感知与具有相同声级差的跳变信号的主观评价结果存在较大差异，跳变信号的主观评价结果与猝发声的评价结果相同。研究了声级变化信号响度感知的不对称性。结果表明，对于具有相同幅值估计时间间隔、相同斜率的声级连续递增和声级连续递减的1kHz和2kHz信号，声级递减信号的响度变化要大于相应频率的声级递增信号的响度变化，而对于频率为500Hz的信号，声级递减信号的响度变化与声级递增信号的响度变化之间的关系难以确定。研究结果表明了，时变信号响度感知存在明显的不对称性，并且与频率的关系复杂，需要进一步深入的研究。采用响度匹配法对复音信号的响度感知特性进行了研究，结果显示，对于几何中心频率为1kHz的双音复音信号、载频为1kHz的调频信号以及载频为1kHz的调幅信号，信号的响度感知随频率间隔或调制频率的变化特征都以临界带宽为界。当双音的频率间隔或信号带宽小于临界带宽时，信号的响度感知都与频率间隔或调制频率无关，而当频率间隔或信号带宽大于临界带宽时，信号的响度感知都随频率问隔或调制频率的增大而增大。由此，修正了前人对双音复音信号的研究结论，提出了双音复音信号响度感知变化曲线为折线的观点一在临界带宽以下为与频率间隔无关的水平线，其后为随频率间隔线性增长线。论文通过对渐变段的数据分析，提出了响度感知渐变段的数学函数描述。对于调幅信号的研究结果还表明，信号的响度感知与调制深度有关，当调制深度增大时，对信号所感知的响度也增大。论文最后根据研究感想，从信号声级范围、频率、带宽等方面提出了需要进一步深入研究的内容，这些也是本文的不足所在。关键词：响度，时变，连续变化，过重振，反重振，复音

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 引言

1.1课题研究的背景和意义

1.2论文结构

第2章 响度及其研究进展

2.1响度概念

2.2响度研究进展

2.2.1等响曲线

2.2.2双耳异响

2.2.2时变响度

第3章 声级连续变化的单音信号双耳响度感知特性

3.1实验

3.1.1实验方法

3.1.2激励信号

3.1.3实验环境及受试者

3.1.4实验设备及实验过程

3.2实验结果与讨论

3.2.1数据处理

3.2.2幅值估计时间间隔的影响

3.2.3斜率的影响

3.2.4讨论

3.3小结

第4章 复音信号的响度感知特性

4.1实验

4.1.1激励信号和实验方法

4.1.2实验环境与受试者

4.1.3实验设备及实验过程

4.2实验结果与讨论

4.2.1双音复音信号

4.2.2调频信号

4.2.3调幅信号

4.3小结

第5章 结论与展望

5.1总结

5.2展望

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果