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双耳听觉与空间声感知的实验原理---笔记

news 2025/10/9 14:49:33

双耳之间具有一定的距离，使声波到达两耳耳道入口处具有声程差，导致到达双耳的声音具有时间差（ITD，Internal Time Difference）和强度差（ILD，Internal Level Difference），伴随着时间差还会产生相位差。低频时，波长远大于头部尺寸，声波会绕过头部到达双耳，且两耳获得的声信号基本没有强度差别；而随着频率增加，波长越来越短，头部对声波的阻挡作用越来越明显，就会形成对高频声波的遮蔽作用，使双耳间强度差越来越明显，同时也使到达双耳的声波具有频谱上的差异。

仿真头模与声学头

耳廓的功能与声学特性

耳廓有两个主要功能:一个是众所周知的听觉功能，另一个是平衡功能，与前庭系统有关。耳由外耳、中耳和内耳三部分组成。外耳收集声音，判断声源方向并对声音进行放大。外耳包括耳廓和外耳道两部分。耳廓位于头颅两侧，主要结构为软骨。耳廓状如贝壳，有前后两面，前面凸凹不平，有与耳模制作和耳模佩戴有关的重要解剖结构，例如耳甲艇、耳甲腔、耳屏和对耳屏等

其中耳廓的听觉功能可以有以下几种:

1.收集声音:人类耳廓可以收集到20 Hz~20 kHz的声音
2.定位:两耳可以对不同位置的声源做出判断。
3.扩大声能:当耳廓尺寸与声波波长相比拟时，耳廓与其发生共振扩大声能。
4.频谱调制:限定了声音可收到范围及扩大言语的频率范围。

在对不同男女外耳进行调查统计中还发现如下现象:

首先，男性外耳线条比较硬朗，耳轮游离很明显，细节更为丰富;其次，男性耳甲腔普遍较女性大并且深;此外，男性耳屏与对耳屏之间距离也较女性大。

从耳垂的分类上来讲，女性耳垂圆形与三角形比例相当，占多数，而男性则大部分为圆形。男性两耳的细节成分更为相似，而女性两耳细节差别较男性大。因此，在制作耳廓模型的时候，有关性别的差别可能需要考虑。

标准声学头模的耳廓测量
不同的耳廓结构模型都是在平均耳的基础上改变细节而得到的，因此以平均耳为标准，分析在同方位角上另外10种耳廓和无耳廓情况下的幅度谱与标准耳的差别，可以看出耳廓具体细节的改变对应在幅度谱上的改变。主要分析仰角为0°，方位角为45°的方向上，11种耳与标准耳的幅度谱异同，其他方位角上分析方法与此相同。

耳道的声学特性

外耳道起自耳甲腔的外耳门，止于鼓膜，长约21mm--29mm，直径约为7mm。由外1/3软骨部和内2/3骨部组成。耳道略呈“S”形弯曲，外段向前上，中段稍向后，内段向前下。外耳道弯曲的意义在于既可防止异物直接损伤鼓膜，又能对某种频率的声波起共振作用。外耳道有两处较狭隘，一为骨部与软骨部接壤处，另一为骨部距鼓膜约5mm处，后者称为外耳道峡。耳道起着传输声波的作用。