第五讲立体声听觉特性..ppt

1、第五讲,立体声听觉特性,几种声音效果,单声道声音,双声道声音,多声道声音,多声道声音2, 第三章 人耳听觉特性 声场的声音 声像声像定位 立体声特点 人耳听觉过程 双耳效应 立体声方案 立体声录音 立体声重放系统 双耳效应 哈斯效应 耳机立体声特点 其它听觉效应 环绕声实现方案 对电声设备的要求 小结 思考 ,声音的表现形态,单声道声音 使用一个声道进行录音和重放的声音。 特点：声音贫乏无味、单薄肤浅。声音都来自一个方向或是一个点。 双声道立体声 使用两个声道，并且两个声道再录音再放音的过程中是相互独立、不互相干扰，但两个声道信号又有声学上关联叫双声道立体声 。 多声道环绕立体声 环绕立体声是

2、在双声道立体声基础上增加了数量不等的环绕声道，构成全景立体声。, 第三章 人耳听觉特性 声场的声音 声像声像定位 立体声特点 人耳听觉过程 双耳效应 立体声方案 立体声录音 立体声重放系统 双耳效应 哈斯效应 耳机立体声特点 其它听觉效应 环绕声实现方案 对电声设备的要求 小结 思考 ,声像及声像定位,声像 听音者听感中所展现的各声部空间位置，并由此而形成的声画面，称为声像。 声像定位 指对乐器或人声的声像能够进行准确的定位，甚至能清晰地确定声场的特征。, 第三章 人耳听觉特性 声场的声音 声像声像定位 立体声特点 人耳听觉过程 双耳效应 立体声方案 立体声录音 立体声重放系统 双耳效应 哈斯

3、效应 耳机立体声特点 其它听觉效应 环绕声实现方案 对电声设备的要求 小结 思考 ,立体声的特点, 第三章 人耳听觉特性 声场的声音 声像声像定位 立体声特点 人耳听觉过程 双耳效应 立体声方案 立体声录音 立体声重放系统 双耳效应 哈斯效应 耳机立体声特点 其它听觉效应 环绕声实现方案 对电声设备的要求 小结 思考 ,人耳的听觉过程,人耳的结构, 第三章 人耳听觉特性 声场的声音 声像声像定位 立体声特点 人耳听觉过程 双耳效应 立体声方案 立体声录音 立体声重放系统 双耳效应 哈斯效应 耳机立体声特点 其它听觉效应 环绕声实现方案 对电声设备的要求 小结 思考 ,人耳的听觉过程,人耳的结构

4、, 第三章 人耳听觉特性 声场的声音 声像声像定位 立体声特点 人耳听觉过程 双耳效应 立体声方案 立体声录音 立体声重放系统 双耳效应 哈斯效应 耳机立体声特点 其它听觉效应 环绕声实现方案 对电声设备的要求 小结 思考 ,声压级差,声级差 对低频(1.7kHz以下)声波，由于绕射作用好，两耳的声级差很小。 对于高频(1.7kHz以上)声波，由于存在高频遮蔽区，两耳的声级差较大，频率越高声级差越大。, 第三章 人耳听觉特性 声场的声音 声像声像定位 立体声特点 人耳听觉过程 双耳效应 立体声方案 立体声录音 立体声重放系统 双耳效应 哈斯效应 耳机立体声特点 其它听觉效应 环绕声实现方案 对

5、电声设备的要求 小结 思考 ,时间差,时间差, 第三章 人耳听觉特性 声场的声音 声像声像定位 立体声特点 人耳听觉过程 双耳效应 立体声方案 立体声录音 立体声重放系统 双耳效应 哈斯效应 耳机立体声特点 其它听觉效应 环绕声实现方案 对电声设备的要求 小结 思考 ,当声源偏离两耳的中轴线时， 声源离两耳 的距离不同， 声波到达两耳的时间也不同,相位差,相位差, 第三章 人耳听觉特性 声场的声音 声像声像定位 立体声特点 人耳听觉过程 双耳效应 立体声方案 立体声录音 立体声重放系统 双耳效应 哈斯效应 耳机立体声特点 其它听觉效应 环绕声实现方案 对电声设备的要求 小结 思考 ,相位差不仅

6、与时间差有关，而且还与频率有关。 低频声引起的相位差不会太大，用相位容易判别低频声的方位。 高频声引起的相位差太大，甚至超过3600，无法分辨相位是超前还是滞后，因而被称为“混乱的相位差”信息。 时间差对帮助判断各个频率的声音方位都起作用，而相位差只对低频声音起作用。,双耳效应,人有双耳，双耳之间有一定的距离（约17cm），若一点声源偏离听音人前方主轴方向，到达两耳的声音就会产生差别，听觉系统根绝这些差别就可以判断出声源的方位。 双耳效应理论认为：人耳对声源听觉定位由以下四个因素产生的 声音到达双耳间的时间差。 声音到达双耳间的强度差。 声音低频分量由于时间差产生的相位差。 由于人头对高频分量

7、的遮蔽作用产生的音色差。, 第三章 人耳听觉特性 声场的声音 声像声像定位 立体声特点 人耳听觉过程 双耳效应 立体声方案 立体声录音 立体声重放系统 双耳效应 哈斯效应 耳机立体声特点 其它听觉效应 环绕声实现方案 对电声设备的要求 小结 思考 ,立体声实现方案, 第三章 人耳听觉特性 声场的声音 声像声像定位 立体声特点 人耳听觉过程 双耳效应 立体声方案 立体声录音 立体声重放系统 双耳效应 哈斯效应 耳机立体声特点 其它听觉效应 环绕声实现方案 对电声设备的要求 小结 思考 ,立体声方法： 它是立体声信号拾取和重放理论的建立原则 a.“房间立体声” :立体声信号的拾取和重放，尤其是重放

8、是在房间中进行的，声像定位受房间的影响。它要求听音人借助扬声器立体声重放系统听音。 b.“人头立体声”:立体声信号的重放与听音房间无关，而与人头紧密相关，重放使用耳机等听音设备。,立体声实现方案, 第三章 人耳听觉特性 声场的声音 声像声像定位 立体声特点 人耳听觉过程 双耳效应 立体声方案 立体声录音 立体声重放系统 双耳效应 哈斯效应 耳机立体声特点 其它听觉效应 环绕声实现方案 对电声设备的要求 小结 思考 ,拾音方法： 指通过利用那种声场参数，即什么样的“差”信号获得立体声信号。 a.时间差拾音方法：以声道间“时间差”为主要信息获得立体声信号，“差”信号中还包括“相位差”和少量的“强度

9、差”。 b.强度差拾音方法：以声道间“纯粹”的“强度差”信息获取立体声信号。 c.混合拾音方法：以声道间“时间差”和“强度差”为主要信息获取立体声信号“差”信号，其中还包括“相位差”。,立体声录音, 第三章 人耳听觉特性 声场的声音 声像声像定位 立体声特点 人耳听觉过程 双耳效应 立体声方案 立体声录音 立体声重放系统 双耳效应 哈斯效应 耳机立体声特点 其它听觉效应 环绕声实现方案 对电声设备的要求 小结 思考 ,立体声拾音制式 利用传声器拾取立体声信息的方法或方式。,A/B制式、 X/Y制式、 M/S制式、 仿真人头制式 声象移动制式,立体声录音, 第三章 人耳听觉特性 声场的声音 声像

10、声像定位 立体声特点 人耳听觉过程 双耳效应 立体声方案 立体声录音 立体声重放系统 双耳效应 哈斯效应 耳机立体声特点 其它听觉效应 环绕声实现方案 对电声设备的要求 小结 思考 ,X/Y制式 采用两支完全相同的传声器，一上一下紧靠在一起同轴放置。由于入射角的不同，而传声器又具有一定的指向性，所以拾取的两声道声音信息存在着强度差。,立体声录音, 第三章 人耳听觉特性 声场的声音 声像声像定位 立体声特点 人耳听觉过程 双耳效应 立体声方案 立体声录音 立体声重放系统 双耳效应 哈斯效应 耳机立体声特点 其它听觉效应 环绕声实现方案 对电声设备的要求 小结 思考 ,声象移动制式（单传声制） 采

11、用单个传声器采录单声道信息， 后期把每一个单声道信号按照一定的振幅比例，分配到左右声道中去，得到立体声声象群中任何一个声像位置，从而完成一个完整的立体声信号。 举例：流行音乐的制作过程,立体声重放系统,扬声器重放系统： 在一定范围内调整两扬声器间信号的时间差或强度差，利用 “双耳效应”的理论。使听音人能够在听音活动过程中感受到声音方位的变化，再现声音的方位信息。, 第三章 人耳听觉特性 声场的声音 声像声像定位 立体声特点 人耳听觉过程 双耳效应 立体声方案 立体声录音 立体声重放系统 双耳效应 哈斯效应 耳机立体声特点 其它听觉效应 环绕声实现方案 对电声设备的要求 小结 思考 ,双声源实验

12、,德波埃（Debye）效应双声源实验 1。如果给两只音箱馈入相同的信号，即强度级差，时间差，此时只感觉到一个声音，且来自两只音箱的对称线上。 2。如果两只音箱的强度级差不为，此时听音感觉声音偏向较响的一只音箱，如果强度级差大于等于，此时感觉声音完全来自较响的那一只音箱。 3。如果强度级差，但两只音箱的时间差不为，此时感觉声音向先到达的那只音箱方向移动。如果时间差大于等于时，感觉声音完全来自先到达的那只音箱方向。, 第三章 人耳听觉特性 声场的声音 声像声像定位 立体声特点 人耳听觉过程 双耳效应 立体声方案 立体声录音 立体声重放系统 双耳效应 哈斯效应 耳机立体声特点 其它听觉效应 环绕声实

13、现方案 对电声设备的要求 小结 思考 ,哈斯效应,哈斯效应 1。两个声源中一个声源与另一个声源的延时量在以内时，就好像两个声源合二为一，听音者只能感觉到超前一个声源的存在和方向，感觉不到另一个声源的存在。 2。若一个声源延时另一个声源，已能感觉到两个声源的存在，但方向仍由前导所定。 3。若一个声源延时量大于另一个声源为时，则能感觉到两个声源的同时存在，方向由各个声源来确定，滞后声为清晰的回声。, 第三章 人耳听觉特性 声场的声音 声像声像定位 立体声特点 人耳听觉过程 双耳效应 立体声方案 立体声录音 立体声重放系统 双耳效应 哈斯效应 耳机立体声特点 其它听觉效应 环绕声实现方案 对电声设备

14、的要求 小结 思考 ,立体声重放条件,扬声器立体声重放系统的三个前提条件： 来自两只扬声器的声音信号不应该含有反相成分（反相信号将游历到两扬声器连线以外，是无法定位的“漂移”声音）。 两扬声器通道间的时间差、强度差信息应保持在一定的量值范围内。 听音人应处于扬声器立体声重放系统的一定范围内，即处于立体声听音范围内。, 第三章 人耳听觉特性 声场的声音 声像声像定位 立体声特点 人耳听觉过程 双耳效应 立体声方案 立体声录音 立体声重放系统 双耳效应 哈斯效应 耳机立体声特点 其它听觉效应 环绕声实现方案 对电声设备的要求 小结 思考 ,耳机立体声重放,耳机做立体声重放的特点： 耳机（相对于扬声

15、器）价格便宜，有好的带宽和高的声压。 耳机听音突出的优点是听音房间的声学特性对听音没有影响 。 耳机具有对噪声和杂音比扬声器更高的分辨率 。 耳机重放不受听音人位置的限制 。 耳机听音最大的特点是“头中定位”现象 。, 第三章 人耳听觉特性 声场的声音 声像声像定位 立体声特点 人耳听觉过程 双耳效应 立体声方案 立体声录音 立体声重放系统 双耳效应 哈斯效应 耳机立体声特点 其它听觉效应 环绕声实现方案 对电声设备的要求 小结 思考 ,其它听觉效应,李开试验 李开试验证明：两个声源的相位相反时，声像可以超出两个声源以外，甚至跳到听音身后。 李开试验还提示，只要适当控制两声源（左、右声道扬声器

16、）的强度、相位，就可以获得一个范围广阔（角度、深度）的声像移动场。, 第三章 人耳听觉特性 声场的声音 声像声像定位 立体声特点 人耳听觉过程 双耳效应 立体声方案 立体声录音 立体声重放系统 双耳效应 哈斯效应 耳机立体声特点 其它听觉效应 环绕声实现方案 对电声设备的要求 小结 思考 ,其它听觉效应,耳壳效应： 单耳具有判断能力的现象称为耳壳效应。 原理：耳壳的各不规则曲面将对声波产生反射,不同部位向内膜的反射就形成了内有多个极 短延时量的重复声,根据重复声和延时量人 ，人们 就可以判别声音的方位。 耳壳效应对4kH20kHz频段的辨位能力最强。, 第三章 人耳听觉特性 声场的声音 声像声

17、像定位 立体声特点 人耳听觉过程 双耳效应 立体声方案 立体声录音 立体声重放系统 双耳效应 哈斯效应 耳机立体声特点 其它听觉效应 环绕声实现方案 对电声设备的要求 小结 思考 ,非线性掩蔽效应,环境中的其他声音会使听音者对某一个声音的听力降低，这称之为掩蔽，当一个声音的强度远比另一个声音大，当大到一定程度而这两个声音同时存在时，人们只能听到响的那个声音存在，而觉察不到另一个声音存在。掩蔽量与掩蔽声的声压有关，掩蔽声的声压级增加，掩蔽量随之增大。 纯音的掩蔽 噪声对纯音的掩蔽 “鸡尾酒会效应”, 第三章 人耳听觉特性 声场的声音 声像声像定位 立体声特点 人耳听觉过程 双耳效应 立体声方案

18、立体声录音 立体声重放系统 双耳效应 哈斯效应 耳机立体声特点 其它听觉效应 环绕声实现方案 对电声设备的要求 小结 思考 ,AC3环绕声立体声, 第三章 人耳听觉特性 声场的声音 声像声像定位 立体声特点 人耳听觉过程 双耳效应 立体声方案 立体声录音 立体声重放系统 双耳效应 哈斯效应 耳机立体声特点 其它听觉效应 环绕声实现方案 对电声设备的要求 小结 思考 ,AC3环绕声制式的四大特点： 各自独立的前置三声道（左主声道、中置声道、右主声道）和后置双声道（左环绕声道、右环绕声道）以及01的超低音声道。标准表示为51声道。 5个声道没有任何频带限制，是一全频道的立体声结构，因而，除声场感更

19、自然外，移动感及定位感也变得更加明显。 超低音声道可以重现200 Hz以下的低频信号，并可独立控制。 该环绕声制式采用的是全数字信号，因此频带宽，动态范围大，相位特性优良。 。,AC3环绕声实现的方案, 第三章 人耳听觉特性 声场的声音 声像声像定位 立体声特点 人耳听觉过程 双耳效应 立体声方案 立体声录音 立体声重放系统 双耳效应 哈斯效应 耳机立体声特点 其它听觉效应 环绕声实现方案 对电声设备的要求 小结 思考 ,5.1环绕声方案,THX环绕声立体声, 第三章 人耳听觉特性 声场的声音 声像声像定位 立体声特点 人耳听觉过程 双耳效应 立体声方案 立体声录音 立体声重放系统 双耳效应

20、哈斯效应 耳机立体声特点 其它听觉效应 环绕声实现方案 对电声设备的要求 小结 思考 ,THX是对美国卢卡斯影业公司制定的电影院用音响系统专业标准的通称，THX并不是一种独立的放声系统，它对杜比定向逻辑环绕系统进行了改进，使环绕声效果得到进一步的增强。,虚拟环绕声, 第三章 人耳听觉特性 声场的声音 声像声像定位 立体声特点 人耳听觉过程 双耳效应 立体声方案 立体声录音 立体声重放系统 双耳效应 哈斯效应 耳机立体声特点 其它听觉效应 环绕声实现方案 对电声设备的要求 小结 思考 ,虚拟环绕声原理： 主要由系统控制芯片和虚拟环绕声处理电路来实现，用两只喇叭营造不错的具有包围感的虚拟环绕声。

21、常见的虚拟环绕声技术 SRS公司的SRS TruSurround。 Qsound公司的Qsurround。 Aureal公司的A3D。 Spatializer公司的N-2-2DVS。 杜比实验室的VSS（Virtual Surround Sound）。 。,听觉特性对电声设备的要求,频率域要求 对音乐频带下限20Hz以下，上限扩展至1625kHz以上 对语言或歌声80Hz12kHz 对语言200Hz5KHz, 第三章 人耳听觉特性 声场的声音 声像声像定位 立体声特点 人耳听觉过程 双耳效应 立体声方案 立体声录音 立体声重放系统 双耳效应 哈斯效应 耳机立体声特点 其它听觉效应 环绕声实现方

22、案 对电声设备的要求 小结 思考 ,听觉特性对电声设备的要求,频率域要求 根据有关资料和实际听音的经验，一般地说，谐波失真在1%以下时，就有良好的主观听感；谐波失真在3%就容易被人们所察觉；谐波失真达到5%时，主观听感就令人烦躁；如果谐波失真超过10%，主观听感就令人难以忍受。同时，人们对奇次谐波失真更为敏感。, 第三章 人耳听觉特性 声场的声音 声像声像定位 立体声特点 人耳听觉过程 双耳效应 立体声方案 立体声录音 立体声重放系统 双耳效应 哈斯效应 耳机立体声特点 其它听觉效应 环绕声实现方案 对电声设备的要求 小结 思考 ,听觉特性对电声设备的要求,相位要求 听觉的欧姆定律 人耳的听觉

23、只与声音中各分音的频率和强度有关，而与各分音之间的相位无关。根据这一定律，音响系统中的记录、重放等过程的控制可以不去考虑复杂声音中各分音的相位关系。 声相位的失真对声场、定位等主观听音评价产生不容忽视的影响 ，声相位失真对主观听音评价的影响越来越被人们所重视 。, 第三章 人耳听觉特性 声场的声音 声像声像定位 立体声特点 人耳听觉过程 双耳效应 立体声方案 立体声录音 立体声重放系统 双耳效应 哈斯效应 耳机立体声特点 其它听觉效应 环绕声实现方案 对电声设备的要求 小结 思考 ,听觉特性对电声设备的要求,时间域要求 瞬态和稳态特性 声音的起振时间-稳定时间-衰退时间 电声设备要从瞬态特性和

24、稳态特性两方面来衡量，但两者是相互矛盾的。, 第三章 人耳听觉特性 声场的声音 声像声像定位 立体声特点 人耳听觉过程 双耳效应 立体声方案 立体声录音 立体声重放系统 双耳效应 哈斯效应 耳机立体声特点 其它听觉效应 环绕声实现方案 对电声设备的要求 小结 思考 ,听觉特性对电声设备的要求,幅度要求 峰值电平 平均值电平 有效值电平 动态范围, 第三章 人耳听觉特性 声场的声音 声像声像定位 立体声特点 人耳听觉过程 双耳效应 立体声方案 立体声录音 立体声重放系统 双耳效应 哈斯效应 耳机立体声特点 其它听觉效应 环绕声实现方案 对电声设备的要求 小结 思考 ,听觉特性对电声设备的要求,大型交响音乐，最响的音乐片段可达115分贝SPL，最弱的音乐片段约为25分贝SPL，因而动态范围可达90分贝。 通常交响音乐的动态范围约为5080分贝。 中、小型音乐的动态