基於雙耳感知響度衰變的混響感評價研究

《基於雙耳感知響度衰變的混響感評價研究》是依託同濟大學，由莫方朔擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於雙耳感知響度衰變的混響感評價研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：莫方朔
• 依託單位：同濟大學

中文摘要

混響是聲場中聲能由大到小衰變的現象，在這一過程中，聽音者的主觀感知響度是隨時間衰變的。研究表明，混響感評價參量應考慮到聲能衰變的時間特性、空間特性、頻率特性以及聽音信號的強度等客觀影響因素。本項目將以雙耳感知響度為依據，依託相對成熟的響度研究工作基礎，綜合考慮混響感的各種客觀影響因素，對混響感的聽覺心理進行深入的研究。針對給定聽音聲級的雙耳房間脈衝回響BRIR，建立雙耳感知響度衰變模型，用響度隨時間的衰變特性來表征混響感的聽覺心理變化。研究結果將建立響度衰變時間重心與混響感之間的對應關係，提出混響感的新評價方法與評價指標。本項目是深入分析廳堂音質主觀感知過程的基礎性研究，具有顯著的學術價值。研究結果對採用雙耳感知評價廳堂音質的其它主觀感覺也有重要的參考意義。

結題摘要

本項目重點針對聲能衰變中的頻率特性和空間特性，研究了聲能衰變的客觀變化與主觀響度的變化規律以及響度評價混響感的適用性。提出了針對脈衝回響的開時間窗積分法來計算窄帶聲能衰變函式，避免了濾波過程對Schroeder脈衝回響反向積分法的影響，提高了各頻帶混響時間估值的準確性。分析了信號頻率頻寬對雙耳異響條件下響度疊加的影響，得到了總響度隨頻寬和聲級差變化的特徵函式，並將信號頻寬引入Moore和Glasberg的穩態響度模型，對模型中影響雙耳響度疊加的參量進行修正，提出了改進的模型。以1000Hz的1/3倍頻程混響時間為參考值，分別針對單指數衰變的1.8s、1.4s和1s的混響時間，通過主觀評價實驗測量了中心頻率從100Hz至10000Hz的21個1/3倍頻程上等混響感的混響時間-頻率特性曲線。通過對比ISO226的純音等響曲線，發現Moore的時變響度模型存在較大偏差，且目前國際上對雙耳總響度、時變響度尚存爭議，因此，提出了基於ISO等響曲線的等效混響時間更適合評價混響感的頻率特性。通過主觀評價實驗發現受試者在判斷整體混響感時會混入空間感，兩種音質感覺成明顯正相關，因此，項目前期研究所提出的空間特性影響混響感的結論並不準確。空間特性影響的是聽音信號的初始響度，但對給定的初始響度來說，其對響度衰變速率並無影響。提出在評價混響感時應主要考慮聲能隨時間的衰變，在聽音實驗中採用雙耳同音的信號，以避免空間感的混入。對調製傳遞函式MTF和語音傳輸指數STI的測量方法進行了研究以用於混響感評價，並提出了修正的Schroeder公式。為提高主觀評價實驗聽音的真實性，還提出了一種基於主動界面的虛擬聲場回放系統來模擬聲波在室內的自然反射傳播過程。本項目的研究工作，提高了聲能衰變過程的客觀測量準確性，限定了混響感評價中的影響因素，明確了現有響度衰變模型評價混響感的局限性，並為將來的研究提供了新思路。