Главная ->  Электроакустические и звукотехнологические устройства 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 [ 41 ] 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74

звукового сигнала перемещает голову относительно источника авуна, то соответственно меняются монауральные я бинауральные прнзнаии сигналов у барабанной иерепонкн Теория (модели) пространствеиного слуха, описывающие вэан освязи между естом слухового объекта и нэменениямя ушиых сигналов во времн движений го.човы, называются моторными моделями (модели поворота).

Моторные иоде1в описывают твкяе изменения слухового восприятия во время движения головы, особеиио - громкости и тембра, по которым эксперт может судить о местоположении исто пика звука Часто можно наблюдать, каи эксперты с одним здоровым ухом, используя, очевцдн приобретенную в результате тренировок способность опенивать дни ми сек е н мгиеиия громкости и тембра слуховых объектов, совершают характерные движения головой д.чя определения направления к нсгочиику звука (Брунцлов. 1925 1939; Мейер-Готесберге. 1940; Клеиш. 1949 и др ) Однако до иастояще о времени ие подвсрга ся исследованию вопрос о том каким образом движение головы юд i с одн сторонним слухом ксррс-ируется с местом слухового объекта.

XapaKTepHhe движения головой при слушаяни пространственных звуков можно наблюдать и у экспертов со здоровым слухом. При этом можно различить два вида движений.

1. Непроизвольный (рефлекторный) поворот головы в сторону слухового объекта, т. е. в и правления вероятного расположения источинка звука. Биологический смысл таких дв жеи й оч в ей Они ннкают, поскольку до

начала движении в сознании эксперта существует ее или менее точно .чо-

кализованный слуховой объект. Локализация при повороте головы обостряется 1ЮТому, что слуховой объект помещается в створ максимальной чувствительности слуха.

2. Движения пеленгации совершаемые сознате тьно. Цель их состопт, очевидно, в том, что* на осно-е о-олн-тель * ии р ац я бо е ч тко юка-лкзовать в пространств слуховой объект Во яр т ого движения острота локализации слух вого объекта о ычно ио ша . .я К тому же в завясимостя от обстоятельств сл ховой объект во вр мя движения может изменить свое положение пере ест вшись переди иа ад вверх и т д.

Ниже будут рассматриваться в основном движения второго вида. Первое признание моторные модели слуха получили иак дополнения к теории временных сдвигов, разработанной Хорнбостелем и Вертхаймером



Рис. 113 Рнс. 114

Ряс. 113. Согласно модсш Хорнбостеля-Вертхайнсра геометрическое место точек разиос ь пути к торых до правого (/) и левого {2) уха одинакова, в горизонтальной илоскостн образует 1ииерболу (о), а в иространстве (нэ больших расстояниях) - коническую поверхность

Рнс 114. Изменения бннауральных различий ушных сигна.чов прн движениях головы (они противоположны д.чя звуковых волн, прнходяишх атередк и сзади).



(1920). Oiiu предложили рассматривать уши в системе бииаурального звукоприемника в виде двух точек, отстоящих в пространстлс одна от Другой иа расстоянии 21 см (см. § 2.2.2). В такой модели разность путей звука от всех нсточиикон, расположенных по гнпербо.1е в горизонтальной плоскости, будет одинаковой для всех точек (рнс. 113). Счедовательно. звуковые волны, исходящие из любой точки гиперболы, будут доходить до обоих ушей с постоянной задержкой. Еслн представить гиперболу се расходящнмнси асимптотами и рассматривать иодель в пространстве, то геометрическим местом соотвегствугошнх точек репной задержки будет поверхность конуса. При очень малых за1сржках поверхность конуса переходит в медианную плоскость. Отметим, что в моделн \орнбостеля и Всртхаймера (как, впрочем, и в других) голова рассматривается как жесткий шар. бинауральные времениьсе различия иеодннаковы по направлениям прихода звуковых волн.

Первым, кто Указал на способность слуха независимо от этой аниютролня разностей пути правильно определять нанрап-пения прихода звука (благодаря движениям головы), был Ваи Соест (1929). Принцип его рассуждений показан па рис 114 Если ирииять. что бниауратьные различия сигналов равны нулю, т е. что звук поступает па обе барабанные перепонки одиовремепио и с одинаковым уровнем, то в медианной плоскости направления прихода эвука мО ivt быть любыми, а в горизонтальной - строго сзади (/) и спереди (2).

Если экшерт поворачивает голову относительно вертикальной оси вправо, то ближе к источнику звука, находящемуся спереди, оказывается левое ухо. а к источнику звука, помешенному сзади. - правое. Следовательно, изменения бинаура.1ьион временной задержки звуковых волн, приходящих спереди или сзади при д8иже)пн головы в двниом иаправлсшш встрочны. Это же справедливо U для бинауральиого различия уровней сигнала.

Ван Соест предположил, что елух распознает знак изменения бинауральных временных сдвигов и оценивают их при формировании ощущения места слухового объекта. Легко видеть, что для получения нужное для точкой oueoiu информации эксперт должен распознавать не только изменения самих ушиых сигналов, U0 одновременно направление н амплитуду движения головы. Последнее может быть функцией вестибулярного аппарата с участием органов зрения или рецепторов состояния затылочных мышц. Таким образом, моторные моделн слуха можно считать гетсроссисориыми.

Если отойти от модели Хорибостелн-Вертхаймера и других моделей, построенных иа осевой симметрии головы, то положение усложнится из-за явлений, связанных с широкополосиоотью сигналов, и счожиостн процессов в наружном ухе. Иначе обстоит дело в случае узкополосных сигналов. Здесь одн-иаковые бинауральные раз.чичня могут существовать и при различных направ-.leiniHX прихода звука. Особеипос зиаченис моторные теории слуха приобретают для объяснения движений головы я влияния наружного уха иа звуковые сигналы. То. что такне влияния нмеют место в действительности, будет показано ниже.

Продолжая анализ Моторных моделей пространственного слуха, рассмотрим три группы вопросов.

1. Свойственны ли нормальному бииауральиому слуху движения го.ювой вообще? Если да. то каковы они

2. Какие специфические изменения ушиых сигналов создаются при повороте головы и как 0Т1И оцениваются слухом?

3. Каково влияние движений головы иа ощущение места слухового объекта?

В своих рассуждениях автор опирался иа работы следующих исследователей: Перскалии (1930); Юнг (1931); Баллах (1938/1940); Дс-Боер и Фер-М1йлен (1939): Де-Боер н Ваи Урк (1941); Де-Боер (1947); Клепш (1948. 1949); Клепш (19й0); Ксинг и Зусман (1955); Бургер (1958); Иоичкнс и Ваи дс Фсер (1958); Фишер и Фридман (1968); Турлов. Мангельс и Рунге (1967); Турлов н Рунге (1967); Турлов и Мергепер (1970).

Первый вопрос глубоко исследовался Турловым. Мангслъсом и Рунге (1967). Они проводили эксперимеиты более чем с 50 экспертамн с нормальным слухом, которые с завязанными глазами должны были определить место распо-




ложений источника звука в заглушённой камере. Источник звука излучал узкополосный шум (полосы от 500 до 1000 Гц или от 7500 до 8000 Гц). Для размещскня источника звука были выбраны 10 точек по всей камере. Во время эксперимента экспертам разрешалось свободно поворачивать голову, но они должны в полном покос держать верхнюю часть туловища. Движения головы регистрировались кинокамерой н впоследствии анализирова-1ись. Прн анали.1е движения классифицировались по трем видам (рис 115): кивок ( вниз-вверх ), поворот

{ вправо - влево ), качание ( вправо - влево ). Результаты экспериментов прнве!1ены в табл. 6 и 7. из которых стеду-ет. что максима.1ьпую амплитуду нмсли повороты головы.

Наиболее частыми были сочетания движений поворот - кивои. По поводу иаправлепня движений головы следует отметнть. что большинство экспертов сразу поворачивали голову в направлении прихода звука. Чаще всего движение прекращалось, как только источник звука оказывался точно перед экспертом. Более половины экспертов совершали по несколько движений, например, поворачивали голову несколько раз то вправо, то влево. Результаты показывают, что эксперты, если им это разрешают, для точного определения направления па источник звука всегда совершают опредетеиные пелеигярующпе

Таблица 6

Рис. 115. Классификации движений головы.

а - поворот; б - кнвок; в - качание.

Вид двнжеикя rtuioabi

Средине амплитуды движений и стаидпртный разброс покаааинв

Сигнал 600-1000 Гд

Ситал 7500-8000 Гц

Поворот

42°=t20,4°

29,2°=18,6°

Кквок

13.1°=!=13,5°

Наклон

ll.6°=t8,3°

Таблица 7

Относительная

повторяемость

Отиосительиаи понпряемость

КомСнивроваиише движении

голоиы

Сигнал

Сигнал

Сигнал

Сигнал

500-1000 Га

7500-вООО Гц

oOO-lOOO Гц

7500-WOO Гц

Поворот, кивок, наклон

Поворот, кнвок - -

Поворот, наклон .

1<.)

Кнвок, наклон .

Поворот . .

Кивок .....

Наклон .......



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 [ 41 ] 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74