非指数衰变声场混响时间的主观评价

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1、毕业设计（论文）报告纸非指数衰变声场混响时间的主观评价K.S.Sum,J.Pan西澳大利亚6009，Crawley，斯特灵路35号，西澳大利亚大学，机械工程学院。┊ksum@mech.uwa.edu.或pan@mech.uwa.edu.au┊┊┊摘要┊为了得到厅堂的主观混响感，有两种混响时间的计算方法可以进行比较。第一种是利用已有┊的技术，用施罗德脉冲响应积分法对测量得到的衰变曲线进行平滑处理，然后通过线性拟合得到┊混响时间。第二种方法是一项改进的技术，它考虑到人耳50ms的反应时间和3dB的最小响度分┊辨率，

2、所以又叫做混响时间的主观评价。因此，在连续的50ms区间内的总能量被计算在内，考┊虑到总能量的衰变，由内插法计算得到混响时间。第一个50ms区间包含了直达声，而它和邻近┊的50ms区间则包含了了人耳3dB的响度变化。对厅堂中相关位置上的指数衰变和近指数衰变声┊场来说，两种方法得出的混响时间很接近，而且与在这些位置上进行的混响感的主观评价实验的┊结果吻合得很好。要得到描述人耳所感觉到的混响感程度的混响时间，第一种技术已经足够了。┊但是，对于在其它位置上的高度非指数衰变声场，两种方法计算出来的混响时间明显不同，其中

3、装第二种方法得出的结果与主观实验吻合较好。因此，混响时间计算必须加入人耳的感觉限度，而┊第一个10dB的衰变正是受这个限度所影响。本文为不同衰变情况下的主观混响感提出了对混响┊时间评价的理解。┊┊PACSno.43.55.Br,43.55.Gx,43.55.Hy┊订┊┊1.引言┊混响是任何厅堂最基本，最容易被察觉的声学性能。而混响感也是被听音者记住最多的声学┊参量[1]。人耳听到的混响感是不能计算的，但是我们可以描述感知到的混响感的程度，而这个听┊觉感觉决定于人耳的感知限度。在时域上，这些限制最重要的两个方面就

4、是反应时间和响度分辨线率。阐述如下。┊在混响的衰变中，给定一段衰变范围，可能有无数的声音的反射，但是人耳有感觉限制，即┊要有足够的时间人耳才能对给定的声音作出反应，所以人耳并不能分辨出每个单一的反射声。比┊如，如果语言直达声和它单一反射声来自相反的水平方向，那么分辨出它们的反应时间是50ms，┊如果水平方向相同，那么反应时间需要80ms[2]。另一项研究得出的值是30ms，但是，研究结果┊随着反射声相对直达声的声压级而变化[3]。对于纯音脉冲，得出的值是23ms[4]。但是，每一个┊主体不同，反应时间也不同，这

5、是因为它不仅取决于声音的特性，也取决于主体的耐性，耳朵的┊品性和敏感性，以及大脑翻译所听到声音的速度。一般认为，对于大多数种类的声音（包括音乐），┊50ms是分辨两个声音的平均时间间隔，低于50ms人耳便不能分辨。这就意味着，一束反射声，┊或者是直达声和它一系列的反射声，如果时间间隔小于50ms，人们感觉就像是同时发声，人耳┊也只能感觉到好像是一个声音。主观上来说，后者中的反射声仅仅增强了直达声[5]，并不认为是┊声场衰变的一部分，因为这些反射声都被并入了直达声。所以，在第一个50ms所听到全部声音┊的强度既有

6、直达声的贡献，也有这一区间内反射声的贡献。后面的50ms区间内的响度由每个区┊间内所有的反射声所决定。人耳通过连续的50ms区间内的声音响度来感知声场的衰变。众所周知，对于稳态的单频信号或者一段噪声来说，3dB通常被认为是人耳所能感觉出的响度的最小变化量[6]。但是，对于瞬态声来说，文献资料记录了不同的响度变化的感知阈。比如，起初，有人采用不同的交响乐进行了在响度方面分辨两个连续瞬态信号的主观测试，结果发现感知阈是1.0dB[7]。文献记载的还有一项类似但是更加具体的研究，该研究采用同一单频的脉冲信号对进行试验

7、，如果每一对信号的持续时间都小于50ms，感知阈大约是4.5dB，但是，结果随测共14页第1页毕业设计（论文）报告纸试主体不同也变化很大[8]。因此，3dB通常被用作瞬态声响度的标准变化量，高于3dB，主观感觉响度就会不同[9，10]。出于一致性考虑，这里会用到此值，如果在声场衰变中每一个区间的响度与前一区间的差值都在3dB以下，那么人耳便无法区别后续50ms区间和第一个50ms区间的响度。这种情况下，人们将无法察觉第一个区间以后的声场衰变的开始，从主观角度来讲，那些┊后续区间中的反射也不应被看作衰变的一部分。

8、┊由于混响改变了声音听到的效果，人们进行了大量关于主观混响感的实验。其中包括被指数┊衰变所掩蔽掉的非指数衰变声场的混响[11]，在非指数衰变的混响声场中的语言清晰度[12]，混响┊感对主观偏好的影响[13]，掩蔽效应和响度[14，15，16]，以及声音的空间感[17，18，19，20]。┊但是，之前的研究大部分都牵涉到主观的重要性和混响的主观影响。虽然混响感在主观上具有重┊要意义，但是