环境声的听觉感知与自动识别

序言

前言

第1 章声音特性与听觉感知 1

1.1 可听声的特性与发声机理 . 1

1.1.1 声音的产生与基本特性 . 2

1.1.2 乐声与语声 8

1.1.3 环境声 16

1.2 声音的感知与听觉效应 29

1.2.1 声音的听觉感知属性 29

1.2.2 人类的听觉感知能力 34

1.2.3 听觉效应 36

1.2.4 环境声的感知 39

1.3 听觉感知的研究方法与手段 .40

1.3.1 声音的客观度量 40

1.3.2 声信号分析与处理 . 41

1.3.3 听觉感知与心理声学 43

参考文献 . 47

第2 章主观评价方法与数据处理 49

2.1 声刺激与声音合成 . 49

2.1.1 典型声刺激及其特性 49

2.1.2 基于互联网的环境声获取 .57

2.1.3 环境声的合成 62

2.1.4 声音的呈现 . 74

2.2 听觉测试与评价方法 77

2.2.1 概述 . 77

2.2.2 感觉阈限的测量 78

2.2.3 阈上感觉的测量 79

2.2.4 信号检测理论 87

2.3 实验数据的统计分析 89

2.3.1 实验数据的评价与检验 892.3.2 相关与回归分析 91

2.3.3 聚类分析 92

2.3.4 主成分分析 . 94

2.3.5 多维尺度分析 96

2.3.6 多元统计分析软件 102

参考文献 105

第3 章听觉系统的结构与功能 . 107

3.1 听觉系统概述 107

3.1.1 听觉外周 107

3.1.2 听觉中枢 111

3.1.3 听觉系统建模 . 115

3.2 听觉掩蔽 .119

3.2.1 听觉阈限 119

3.2.2 临界频带 121

3.2.3 能量掩蔽 123

3.2.4 信息掩蔽 126

3.3 听觉辨别与辨识 128

3.3.1 声音基本参数辨别 128

3.3.2 声学参量辨别 . 132

3.3.3 声目标辨识 135

参考文献 145

第4 章响度感知与建模 147

4.1 响度及其建模 147

4.1.1 响度的度量 147

4.1.2 响度的建模 149

4.2 Moore 模型的实现 150

4.2.1 计算步骤 151

4.2.2 关键问题 156

4.2.3 典型计算结果 . 157

4.3 Moore 模型的改进 159

4.3.1 参数的确定 159

4.3.2 计算实例 164

参考文献 166

第5 章音色感知与建模 167

5.1 音色概述 .1675.1.1 定义与基本特性 167

5.1.2 研究方法与手段 168

5.2 音色描述词 . 169

5.2.1 已有的环境声听觉属性描述词 . 170

5.2.2 描述词库的建立 173

5.2.3 水下噪声听觉属性描述词 177

5.3 音色空间 .178

5.3.1 音色空间的构建 178

5.3.2 公共维度的解释 181

5.3.3 特异性与个体差异 186

5.3.4 音色空间的验证 189

5.3.5 音调和响度对音色空间的影响 . 192

5.4 音色描述符 . 194

5.4.1 信号参数描述符 194

5.4.2 心理声学描述符 206

5.5 音色建模 .207

5.5.1 本质音色建模 . 207

5.5.2 听觉中枢模型与音色建模 214

参考文献 218

第6 章声源感知与辨识 223

6.1 生态声学 .223

6.1.1 生态感知 223

6.1.2 日常听音与音乐听音 .224

6.1.3 环境声听觉感知的前期研究 227

6.2 材料辨识 .230

6.2.1 声音合成与特征提取 .231

6.2.2 辨识性能 238

6.2.3 声线索 . 241

6.2.4 边界条件的影响 246

6.3 其他物理属性辨识 251

6.3.1 尺寸辨识 251

6.3.2 几何构型辨识 . 253

6.3.3 激励方式的影响 255

6.4 声源辨识中的个体差异 . 256

6.4.1 多维尺度分析 . 2566.4.2 个体差异分析 . 264

6.5 听觉辨识中的声信息整合 267

6.5.1 特征精确度和感知权重 267

6.5.2 影响材料识别率的因素 269

参考文献 273

第7 章基于听觉感知的声目标自动识别 276

7.1 声目标自动识别系统 .276

7.1.1 听觉感知与听觉特征 .276

7.1.2 系统构成 277

7.1.3 特征提取与选择 280

7.1.4 分类器设计及评价 282

7.2 广义听觉特征与环境声自动识别 . 285

7.2.1 声环境自动分类 285

7.2.2 公路脱空状态的自动检测 294

7.2.3 扬声器质量的自动判别 300

7.2.4 声源物理属性的自动识别 303

7.3 听觉外周特征与环境声自动识别 . 306

7.3.1 听觉外周表达 . 306

7.3.2 基于听觉外周模型的声目标识别 313

7.3.3 听觉时频特征的应用 .323

7.4 音色特征与环境声自动识别 328

7.4.1 基于音色描述符的环境声自动识别 328

7.4.2 基于本质音色特征的声目标识别 335

参考文献 338

附录名词术语英汉对照表 341

索引 347

环境声的听觉感知与自动识别以环境声的听觉感知及其利用为主线，全面介绍了听觉感知的心理声学基础、声音听觉属性的感知机理与建模、环境声辨识的听觉机理及其应用。环境声的听觉感知与自动识别共分七章，涉及三个方面的内容：环境声的物理特性与听觉感知机理、环境声的主观评价方法与数据处理、听觉系统的结构与功能；环境声听觉属性（响度与音色）的感知与建模；声源的听觉感知与基于听觉特征的环境声自动识别。

适读人群 ：目标识别领域的科技工作者，声学、信号与信息处理、心理物理学等相关学科的研究生

　　《“十二五”国家重点图书出版规划项目·现代声学科学与技术丛书：环境声的听觉感知与自动识别》与听觉科学、心理声学、模式识别与信号处理、水声学等学科有关的高年级本科生、硕士研究生、博士研究生，以及科研人员，本书既可作为上述专业研究生教材，亦可作为有关研究人员和应用工程师的参考书。