双耳听觉与空间声感知的实验原理

　　本书系统性论述了在双耳听觉和空间声感知领域里作者团队近二十年来的研究成果，内容涉及用耳机聆听的双耳听觉技术以及用扬声器重放的空间听觉的各方面的基础性问题，主要是基础性和应用基础性的原理性实验研究。全书内容基本上是原创性的研究工作，结合空间听觉领域的技术发展和前沿问题展开，包括仿真头模与声学头模的研究、耳廓的听感机理研究、耳道的作用研究等，以及具有重要意义的听感隐性线索的探索。同时介绍了双耳感知语音清晰度的实验研究、双耳录音的适用性研究等问题。空间声感知方面的工作包括水平面和垂直面上的声源定位感知原理实验，以及运动声源的感知原理实验。空间声的实际应用方面包括小空间的感知扩展、基于声景重构的多声道渲染的实验原理等。本书可供大专院校相关专业的学生和科研院所的科研、教学以及研发人员参考，在音频VR技术、专业和消费类音响技术、特种音响技术领域也具有参考价值。

　　孟子厚，毕业于北京大学无线电电子学系声学专业（学士）、南京航空学院空气动力学系航空声学方向（硕士）、上海同济大学声学研究所（博士）。曾于浙江大学、新加坡南洋理工大学（NTU）、日本神户大学（JSPS特别研究员）做博士后研究。曾任职于中国飞行试验研究院振动声学研究室、北京广播学院音频工程系、美ARTEC公司等。现为中国传媒大学传播声学研究所研究员、声音科学与艺术学科博士生导师。研究领域为传播声学，涉及音乐声学、语言声学、空间声学、心理声学、电声学、环境声学、视听交互等方向。仝欣，北京电影学院声音学院专职讲师，中央戏剧学院演艺声音设计专业外聘讲师。2010年毕业于中国传媒大学录音工程专业。2016年于中国传媒大学传播声学研究所获博士学位。主讲课程：录音声学、听音分析等。主要研究方向：空间听觉、双耳录音、三维音频技术等。牛欢，音王集团博士后。2020年于中国传媒大学传播声学研究所获博士学位。研究领域包括空间音频原理与技术、全景声效果主客观评价、声信号与声场信息处理等。获得多项空间声领域发明专利。

第１章 绪论 / １
１．１ 双耳听觉的生理基础 / １
１．２ 空间声的感知心理 / ８
１．３ 双耳技术 / １３
１．４ 全景声制作 / ２１
１．５ 回放技术 / ２４
参考文献 / ２８
第２章 头模的声学特性 / ３３
２．１ 仿真头模概述 / ３３
２．２ 刚性圆球与椭球头模的 HRTF仿真 / ３８
２．３ 头型与官能结构的影响 / ４６
２．４ 头部尺寸及官能结构对 HRTF的影响 / ７６
２．５ 肩部对 HRTF的影响 / ８２
２．６ 声学头模与仿真头模声学特性对比 / ８８
参考文献 / ９８
第３章 耳廓的声学特性 / １００
３．１ 耳廓的听觉功能 / １００
３．２ 成年人耳廓形态分类 / １０６
３．３ 耳廓结构模型声学特性测量 / １１１
３．４ 耳廓结构对声音位置感知的影响 / １２８
参考文献 / １３７
第４章 耳道的声学特性 / １３８
４．１ 耳道的听觉功能及耳道模型 / １３８
４．２ 耳道传输特性的测量 / １４６
４．３ 耳道对声像定位感知的影响 / １５９２
参考文献 / １６８
第５章 双耳录音的适用性 / １７０
５．１ 双耳录音声像定位研究现状 / １７０
５．２ 静止声源的双耳录音声像定位感知 / １７１
５．３ 运动声源的双耳录音声像定位感知 / １８３
５．４ 场景录音的双耳录音听感效果分析 / １８５
５．５ 视觉辅助信息对双耳录音听感效果的影响 / １８７
５．６ 不同方式获得的双耳录音声像定位 / １８９
５．７ 双耳录音的适用性及建议录音方法 / １９５
参考文献 / １９７
第６章 外耳结构声场特性的数值仿真分析 / １９９
６．１ 外耳的生理结构 / １９９
６．２ 外耳结构的声学特性 / ２０１
６．３ 声学数值仿真分析方法 / ２０５
６．４ 外耳结构声场的有限元计算 / ２１１
６．５ 声学头模耳道入口处的声场分析 / ２１５
６．６ 耳道形状对耳道入口处声场的影响 / ２２３
参考文献 / ２２９
第７章 听觉方向感知隐性线索的实验分析 / ２３４
７．１ 听觉方向感知隐性线索 / ２３４
７．２ 方向感知实验设计 / ２３６
７．３ 方向感知隐性线索的存在性 / ２３９
７．４ 方向感知隐性线索的增强实验 / ２４１
７．５ 隐性线索的有效频段 / ２４８
参考文献 / ２５１
第８章 多声道三维声耳机的设计与实验 / ２５２
８．１ 多单元耳机的设计与实验 / ２５２
８．２ 耳机结构声场的有限元分析 / ２６４
８．３ 多通道三维声耳机的结构设计 / ２７１
８．４ 多通道三维声耳机的通道分配方案设计 / ２８１
８．５ 多通道三维声耳机的听感效果评测 / ２８３
参考文献 / ２９０
第９章 基于 HRTF的听感效果分析与实验 / ２９１
９．１ 改善声像混淆与头中效应的研究现状 / ２９１
９．２ HRTF主成分分析与重构 / ２９５
９．３ 主成分权重系数对声像定位的影响 / ２９９
９．４ 基于特征频段的声像混淆改善算法 / ３０２
９．５ 早期反射声对双耳信号声像头部外化感知的影响 / ３１１
９．６ 基于 HRTF的运动音效模拟与仿真 / ３２１
９．７ 虚拟运动音效“头中声像”问题分析 / ３２６
参考文献 / ３３１
第１０章 双耳听感清晰度 / ３３４
１０．１ 语言传输指数及空间影响因素 / ３３４
１０．２ 头模双耳拾音清晰度分析 / ３４０
１０．３ 声源位置对语言传输指数的影响 / ３４８
１０．４ 声源位置对语言听感清晰度的影响 / ３５７
１０．５ 语言传输指数与主观听感清晰度的相关性 / ３６２
参考文献 / ３６８
第１１章 水平面听觉距离感知要素 / ３７１
１１．１ 水平面听觉距离感知概述 / ３７１
１１．２ 水平面距离感知中的角度要素 / ３７３
１１．３ 水平面距离感知中声源的影响 / ３８１
１１．４ 水平面距离感知中其他因素的影响 / ３８６
参考文献 / ３９６
第１２章 垂直轴向距离感知 / ３９８
１２．１ 水平－垂直错觉感知 / ３９８
１２．２ 垂直轴向上方主观感知距离分析 / ４００
１２．３ 垂直轴向下方主观感知距离分析 / ４０７
１２．４ 垂直轴向主观感知距离验证实验分析 / ４１４
１２．５ 垂直轴向虚拟声源距离感知实验 / ４１７
参考文献 / ４２７
第１３章 运动声源感知 / ４２９
１３．１ 运动声源感知研究概述 / ４２９
１３．２ 圆周旋转运动速率感知阈限实验分析 / ４３５
１３．３ 圆周旋转声源运动范围感知实验分析 / ４４７
参考文献 / ４５６４
第１４章 小空间听感与空间扩展 / ４５８
１４．１ 小空间声学特性和听感 / ４５８
１４．２ 放音半径对环绕声效果的影响 / ４６２
１４．３ 小空间中混响对环绕声效果的影响 / ４７１
１４．４ 小空间的空间扩展 / ４７７
１４．５ 物理空间对虚拟空间感的影响 / ４８９
参考文献 / ４９５
第１５章 多声道渲染的声景重构 / ４９７
１５．１ 全景声电影与声景 / ４９７
１５．２ 影视声景信息标注 / ５０４
１５．３ 声道扩展中的去相关方法 / ５１０
１５．４ 声景重构渲染方法 / ５２０
参考文献 / ５３９