声音定位

时间:2024-07-07 07:56:19编辑:分享君

人是怎么通过听声音来辨别方向的

声音定位:
左右的定位主要是靠相位差,这是因为人左右各有一个耳朵。
前后的定位主要是靠耳轮,但定位要差一些,要精确一些,就不由自主的扭一下头,(动物是转动耳轮)来实现。
上下的定位也时靠一点相位差,但这个相位差主要是由头及身的不对称以及地面与上边的不对称所引起反射及绕射的不对称造成的,也有联想的因素,但灵敏度要差的多。比如,听到嗡嗡声,就会联想到天上的飞机,要更准确的定位,就抬起头来。还有一个现象能证明人的上下定并不时太灵敏,就是如果进入一个有两层楼的大厅里,在不知情的情况下,有人在二楼的的走廊(高处)喊你,这个人就会左右环视而找不到人。


人是如何分辨声音的方向的?

三点定位算法,这就是为何有两个耳朵的原因。

每边耳朵都算一个点,通过辨别两点接收音源的差异来计算声音的方位。

计算发生在大脑运行的底层,老有人疑惑为什么大脑即使什么都不去想,也会消耗大量能量的原因就在于,大脑这个系统后台在运行着很多后台程序。

辨别声音从哪里来的计算部分,就是其中一个后台程序,正是这种无法被感知到的底层运算,帮助我们获得了各种瞬间的感知力,理解力。


人是怎样通过声音判断方位的

左右定位有两种方式:1、通过时间差定位第一种是通过声音的时间差,比如一个声音如果从左边来,那么左耳先听到它,于是做出判断:喔,原来你在我靠左的位置。如果频率超过1500hz的声音,波长小于人的头部尺寸的一半,你的左右耳无法分辨出哪个先到达你的耳朵。所以这时,只能通过双耳听到的不同音量大小来分辨方向了。2、通过声源的大小定如果右边的声音大,左边的声音小,我们就判断声源更靠近右边一些;而如果左右两边的音量大小越接近,那么我们会感觉声音越接近中心。在500-800hz之间的声音(波长刚好比头部大一倍),我们的耳朵很难分辨出哪只耳朵听到的声音更大一些,所以用双耳听到不同音量以分辨声源的方向这种方法失效了。所以我们只能根据左右耳听到的时间差来辨认声音的方向。二、声音的前后定位当声音位于正前方或者正后方时。这两个声音你左右耳听起来音量一样大,并且同时被你听到。你便无法区分它们是前面传来的还是后面传来的。换句话说,此时之所以能够定位,是来自于神经系统对单耳接收到的声音进行特征分析和识别从而得出的结论。其中甚至会包括来自于联想和以往经验的要素在起作用,故实际过程非常复杂。


人耳属于人的听觉系统吗?

亲,人耳当然是人的听觉系统,否则你认为人的听觉系统是什么?

人的听觉系统包括外耳、中耳、内耳以及听觉神经系统各个部分。
外耳:
外耳由耳廓、外耳道、鼓膜三部分构成,其功能是收集外界声音并放大,然后将声音传送至中耳并且能够辨别声音的来源方向。
中耳:
中耳实际上是一块含气腔,由三块听小骨构成,其功能是放大声音并将声音信号传送至内耳,同时中耳能够平衡中耳腔和外界之间的气压减轻外界的巨大声音或突然发生的声音对内耳的影响。
内耳:
相对于外耳和中耳来说,内耳的构成比较复杂且精密,内耳的功能是放大微小的声音并调节全音域的声音大小;对传送过来的声音进行精细的分析并将之转化为神经听觉神经系统:
听觉神经系统包括听觉神经和大脑听觉区,听觉神经系统的功能是放大及分析声音中的特殊信号,并将声音传送到大脑做最后的分析和理解。


人类的听觉系统有哪些感知特性 如何被音感编码

  许多科学工作者一直在研究听觉系统对声音的感知特性,下面介绍已经用在MPEG Audio压缩编码算法中的三个特性:响度、音高和掩蔽效应。  .1.1. 对响度的感知  声音的响度就是声音的强弱。在物理上,声音的响度使用客观测量单位来度量,即dyn/cm2(达因/平方厘米)(声压)或W/cm2(瓦特/平方厘米)(声强)。在心理上,主观感觉的声音强弱使用响度级“方(phon)”或者“宋(sone)”来度量。这两种感知声音强弱的计量单位是完全不同的两种概念,但是它们之间又有一定的联系。  当声音弱到人的耳朵刚刚可以听见时,我们称此时的声音强度为“听阈”。例如,1 kHz纯音的声强达到10-16w/cm2(定义成零dB声强级)时,人耳刚能听到,此时的主观响度级定为零方。实验表明,听阈是随频率变化的。测出的“听阈—频率”曲线如图9-01所示。图中最靠下面的一根曲线叫做“零方等响度级”曲线,也称“绝对听阈”曲线,即在安静环境中,能被人耳听到的纯音的最小值。  另一种极端的情况是声音强到使人耳感到疼痛。实验表明,如果频率为1 kHz的纯音的声强级达到120 dB左右时,人的耳朵就感到疼痛,这个阈值称为“痛阈”。对不同的频率进行测量,可以得到“痛阈—频率”曲线,如图9-01中最靠上面所示的一根曲线。这条曲线也就是120方等响度级曲线。  在“听阈—频率”曲线和“痛阈—频率”曲线之间的区域就是人耳的听觉范围。这个范围内的等响度级曲线也是用同样的方法测量出来的。由图9-01可以看出,1 kHz的10 dB的声音和200 Hz的30 dB的声音,在人耳听起来具有相同的响度。   图9-01 “听阈—频率”曲线  图9-01说明人耳对不同频率的敏感程度差别很大,其中对2 kHz~4 kHz范围的信号最为敏感,幅度很低的信号都能被人耳听到。而在低频区和高频区,能被人耳听到的信号幅度要高得多。  .1.2. 对音高的感知  客观上用频率来表示声音的音高,其单位是Hz。而主观感觉的音高单位则是“美(Mel)”,主观音高与客观音高的关系是其中的单位为Hz,这也是两个既不相同又有联系的单位。  人耳对响度的感觉有一个范围,即从听阈到痛阈。同样,人耳对频率的感觉也有一个范围。人耳可以听到的最低频率约20 Hz,最高频率约18000 Hz。正如测量响度时是以1 kHz纯音为基准一样,在测量音高时则以40 dB声强为基准,并且同样由主观感觉来确定。  测量主观音高时,让实验者听两个声强级为40 dB的纯音,固定其中一个纯音的频率,调节另一个纯音的频率,直到他感到后者的音高为前者的两倍,就标定这两个声音的音高差为两倍。实验表明,音高与频率之间也不是线性关系。测出的“音高—频率”曲线如图9-02所示。     图9-02 “音高—频率”曲线  .1.3. 掩蔽效应  一种频率的声音阻碍听觉系统感受另一种频率的声音的现象称为掩蔽效应。前者称为掩蔽声音(masking tone),后者称为被掩蔽声音(masked tone)。掩蔽可分成频域掩蔽和时域掩蔽。  1. 频域掩蔽  一个强纯音会掩蔽在其附近同时发声的弱纯音,这种特性称为频域掩蔽,也称同时掩蔽(simultaneous masking)。如图9-03所示,一个声强为60 dB、频率为1000 Hz的纯音,另外还有一个1100 Hz的纯音,前者比后者高18 dB,在这种情况下我们的耳朵就只能听到那个1000 Hz的强音。如果有一个1000 Hz的纯音和一个声强比它低18 dB的2000 Hz的纯音,那么我们的耳朵将会同时听到这两个声音。要想让2000 Hz的纯音也听不到,则需要把它降到比1000 Hz的纯音低45 dB。一般来说,弱纯音离强纯音越近就越容易被掩蔽。  图9-03 声强为60 dB、频率为1000 Hz纯音的掩蔽效应  在图9-04中的一组曲线分别表示频率为250 Hz、1 kHz、4 kHz和8 kHz纯音的掩蔽效应,它们的声强均为60 dB。从图中可以看到:①在250 Hz、1 kHz、4 kHz和8 kHz纯音附近,对其他纯音的掩蔽效果最明显,②低频纯音可以有效地掩蔽高频纯音,但高频纯音对低频纯音的掩蔽作用则不明显。   图9-04 不同纯音的掩蔽效应曲线    由于声音频率与掩蔽曲线不是线性关系,为从感知上来统一度量声音频率,引入了“临界频带(critical band)”的概念。通常认为,在20 Hz到16 kHz范围内有24个临界频带,如表9-01所示。临界频带的单位叫Bark(巴克),  1 Bark = 一个临界频带的宽度  (频率)< 500 Hz的情况下, 1 Bark » /100  (频率) > 500 Hz的情况下, 1Bark » 9 + 4log(  /1000)  以上我们讨论了响度、音高和掩蔽效应,尤其是人的主观感觉。其中掩蔽效应尤为重要,它是心理声学模型的基础。  表9-01 临界频带[16]    2. 时域掩蔽  除了同时发出的声音之间有掩蔽现象之外,在时间上相邻的声音之间也有掩蔽现象,并且称为时域掩蔽。时域掩蔽又分为超前掩蔽(pre-masking)和滞后掩蔽(post-masking),如图9-05所示。产生时域掩蔽的主要原因是人的大脑处理信息需要花费一定的时间。一般来说,超前掩蔽很短,只有大约5~20 ms,而滞后掩蔽可以持续50~200 ms。这个区别也是很容易理解的。   图9-05时域掩蔽

大家知道有什么办法能快速精确地定位噪声源?

噪声源识别方法很多,从复杂程度、精度高低以及费用大小等方面均有不少的差别,实际使 用时可根据研究对象的具体要求,结合人力物力的可能条件综合考虑后予以确定。具体说来,噪 声源识别方法大体上可分为二类: 第一类是常规的声学测量与分析方法,包括分别运行法、分别覆盖法、近场测量法、表面速 度测量法等。 第二类是声信号处理方法,它是基于近代信号分析理论而发展起来的,象声强法、表面强度 法、谱分析、倒频谱分析、互相关与互谱分析、相干分析等都属于这一类方法。 在不同研究阶段可以根据声源的复杂程度与研究工作的要求,选用不同的识别方法或将几种 方法配合使用。 声学测量法 人的听觉系统具有比最复杂的噪声测量系统更精确的区分不同声音的能力,经过长期实践锻 炼的人,有可能主观判断噪声声源的频率和位置。有经验的操作、检验人员在生产现场就能从机 器运转的噪声中判断是否正常,并能判定造成异常的原因。这种主观评价法在生产实际中往往是 很有用的。为了避免其他干扰因素,还可以借助医用听诊器等。然而,主观判断法并非是人人能 达到判断效果的,因为其带有主观因素,同样的机器噪声,不同的人鉴别的结果往往不一致。此外,主观评价法也无法对噪声源作定量的评价。因此,人们常常采用声学测量和信号分析等方 法。 声压法 :近场测量法 这种方法简便易行,通常用于寻找机器的主要噪声源。具体做法是用声级计在紧靠机器的表 面扫描,并从声级计的指示值大小来确定噪声源的部位。 根据声学原理,近场测量法的正确性是有条件的。传声器测得的声级主要应是靠近的某个噪 声源引起的,而其他噪声源对测量值没有影响或影响很小。但是某一点的声场总会受到附近其他 声源的混杂,尤其是在车间现场。所以近场测量法不能提供精确的测量值。因此这种方法通常用 于机器噪声源的粗略定位。选择运行法 选择运行法就是设法将机器中的运转零部件按测量要求逐级连接或逐级分离进行运行,分别 测得部分零件的声级及其在机器整体运行时总声级中所占的份额,从而确定主要噪声源的方法。 这种方法对复杂的机器,尤其是多级齿轮传动机器的噪声源识别相当有用。当然这种方法只有当 机器的各部分可以分别脱开运行的情况下才能使用。 噪声源识别与定位的方法 例如,要估计风机的电机和风扇产生的噪声,可以断开风扇,只开动电机,测量电机的噪 声。由电机的噪声级和频谱与风机总噪声级和频谱,根据声级叠加原理可估计出风扇噪声的声级 和频谱。在测量电机的噪声时,应该保持电机的负荷不变。风机噪声与电机噪声的差别越大,风 扇噪声的估计准确度越高。选择覆盖法 对于不能改变运行状态的情况,通常采用选择覆盖法识别噪声源。这种方法用隔声材料(铅 板)把机器各部分分别覆盖起来以测定未覆盖部分的噪声以确定噪声源。覆盖层(隔声罩)要专 门设计以保证覆盖后的噪声比覆盖前小10dB。测某一部位的噪声时要将其他部位覆盖起来,这样 就相当于分别测取了各个独立的噪声源。将各部位测得的噪声大小进行比较即可找出主要噪声 源。隔声罩可用1~1.5mrn厚的铅板罩住机器的某部分,罩内填矿棉或玻璃纤维。这种覆盖技术 大约可以降低噪声10~15dBA,故易与未覆盖的振动面区分开。不过,这种方法适用于识别中频 和高频噪声,因为隔声罩的低频隔声能力很差。也可以根据噪声特性来区分。例如,测量发动机 的机械噪声和排气噪声时可以把排气管引到墙外,并对缝隙密封。在室内可以测得发动机的机械 噪声,在墙外可以测量排气噪声。声强法 :在三维流体声场中,声强矢量等于有效声强矢量与声强偏差的矢量和。声强偏差表征声场中 局部区域内声能流,其矢量流线为环状。窄频域中声强偏差通常是非零有旋矢量,因此,窄频带 中声强矢量不一定是沿径向背离声源的。各频率点声强矢量流线通常是曲线形状,特别是在近场 或反射波较强的区域,声强流线的曲率半径较小,有些频率点声强矢量甚至指向声源,这说明由 声场中几点处单一频率声强矢量不能推断出声源所在方位。随着频率带宽的增加,声强偏差的影 响减少。当声强偏差值可以忽略时,声强矢量等于有效声强矢量。声强矢量流线代表声场中实际 功率流线,即由声源出发到无限远区域或功率吸收点终止。在这种情况下根据不在一个平面上的 几点声强矢量可以判断声源所在方位。用于声源定位的分析频率带宽一般不应窄于1/3倍频程带 宽;根据经验,最好选用包含几个倍频程带宽的频带为分析频率带宽。某点处声强矢量由该点处3 个正交方向上声强测量值估算。例如,在笛卡尔坐标空间中,若在3个正交轴向上声强测量值为 Ix、Iy和Iz,则声强矢量幅值为: 噪声源识别与定位的方法 通常情况下,用声强技术定位声源是非常耗费时间的,除非声强仪能同时测量声强矢量的三 个正交轴向分量,否则每点处要进行三次测量才能确定其声强矢量。声源定位精度主要与流体声 场特性有关,对于阻性声场,声源定位精度通常较高。 应用少数几点处声强矢量定位声源时,定位精度与测点位置选择有关。测点位置最好均匀地 分布在声源周围,一旦声源位置初步确定后,与声源相距较远的测点处的声强矢量应当抛弃。如 果声场中声强矢量空间分布已测定,则声源和功率吸收点的位置就能容易地确定。声强技术还能 非常有效地用于寻找隔墙或封闭空间的漏声位置,检查隔声室、消声室和隔声罩等封闭空间的隔 声质量。在隔声实验以前,声强技术可以用于检查测试构件的密封情况。当声场是几个声源辐射 场的迭加时,声强技术可以用于寻找主要辐射声源;按辐射声功率大小顺序排列声源。对于复杂 机器的声辐射,可以应用扫描式测量方法测量机器的各部分(表面)声辐射功率,找出主要声辐 射区域或部件。 我们知道,在点声源或其组合声源辐射近场中,瞬态声强无功分量远大于其有功分量。但反 过来就不一定成立,即当某物体表面附近有很强的瞬态声强无功分量时,并不意味着该物体是声 源。例如,在封闭室内混响声场中。此外,近场中瞬态声强无功分量的大小不能反映声源辐射效 率的强弱。因此,瞬态声强无功分量(复数声强的虚部)只能是声源定位的一种辅助手段,用于 初步分析。阵列法: 传声器阵列是由许多传声器按一定方式排列组成的阵列,具有强指向性,可用来测定声源的 空间分布,即求出声源的位置和强度,因而可识别机车行进时的噪声源。将数字技术应用于声望 远镜,可以实现声望远镜的空间自动扫描。因此,可以对高速运动的声源(例如火车、飞机)进 行分析,并对接收的声信号进行频谱分析,从而得出不同频段内声源的空间分布。目前使用最广 泛的方法是把传声器排列在直线上,此系统称为线列阵指向性系统。 线列阵利用许多拾声点上接收信号的干涉效应而产生的指向性。但这种等间距、等强度的线 列阵的旁瓣比较大,如果各传声器的信号按一定规则修正,则可以抑制旁瓣。常用传声器阵按照 契比雪夫级数的系数修正。这样可使主瓣变宽但旁瓣下降30dB。 传声器阵可用模拟电路来完成,但目前一般采用数字方法处理。将传声器输出信号采样,经 模数转换送入计算机,通过计算机自动更换聚焦点位置,在xy线上扫描,得出xy线上声源强度的 分布,同时用快速傅里叶变换计算出各点的频谱。 用线列阵传声器每次只能测定分布在一条线上的声源,如果要同时分析几个方向的声源的分 布情况,则必须使用几个传声器阵列或方阵。 传声器阵望远镜的另一原理是:首先对声望远镜中两个传声器输出信号做互相关,然后利用 时延做快速傅里叶变换求出频谱。频谱与两个传声器的距离有关,用两个传声器距离做快速傅里叶 变换即可得到从不同方向传来的不同频带声波的强度关系。 信号分析法 时域分析法 根据各声源或声源各部分时间特性的差别来识别,它对有离散谱的信号更为合适。如果机器 产生脉冲噪声,可记录噪声的时间历程。在双线性示波器上显示,另用一路显示标记脉冲,由机 器某运动部分触发以使噪声和机械动作相联系。一旦噪声信号与机械振动联系起来就可确定噪声 来自振动部分。 平均技术是时域分析法的发展。有时在噪声和振动时间历程中,由于背景噪声太高,难以区 分离散重复事件。把背景噪声按机器工作一周分段,用许多周的信号求平均,无周期性部分信号 多次平均后增长较慢,而周期信号增长较快,因此可检出周期信号。通常取10~100工作周期信 号平均,以明显区别出重复事件。平均过程利用计算机来完成 频域分析法 如果噪声源的噪声在不同频率区域,可以采用窄带频谱分析法。用加速度计测量噪声源的振 动,用传声器测量某点的声压,求出它们的频谱进行分析。某噪声源的振动信号频谱的主要部分 和声信号频谱的主要部分位于相同频率区域,或在某些频率都有峰值,即可认为这一噪声源是主 要噪声源。

公安局是不是可以用声音定位来找嫌疑人?

公安局无法通过声音来定位嫌疑人,但可以通过声音区分是否是罪犯的声音。公安局可以通过手机定位嫌疑人的位置,手机定位是一项技术侦查措施,通过其内部的工作平台与移动运营商的网络数据平台连接,当输入手机号码后,公安平台向移动网络平台发出定位请求,移动网络平台执行请求后将数据发送到公安平台,并在电子地图上显示具体坐标。这项侦查措施的使用受到严格控制,须经领导批准后才能使用。因涉及技术和案件保密问题,具体细节不对外公布。【法律依据】《中华人民共和国人民警察法》第二条 人民警察的任务是维护国家安全,维护社会治安秩序,保护公民的人身安全、人身自由和合法财产,保护公共财产,预防、制止和惩治违法犯罪活动。人民警察包括公安机关、国家安全机关、监狱、劳动教养管理机关的人民警察和人民法院、人民检察院的司法警察。第六条 公安机关的人民警察按照职责分工,依法履行下列职责:(一)预防、制止和侦查违法犯罪活动;(二)维护社会治安秩序,制止危害社会治安秩序的行为;(三)维护交通安全和交通秩序,处理交通事故;(四)组织、实施消防工作,实行消防监督;(五)管理枪支弹药、管制刀具和易燃易爆、剧毒、放射性等危险物品;(六)对法律、法规规定的特种行业进行管理;(七)警卫国家规定的特定人员,守卫重要的场所和设施;(八)管理集会、游行、示威活动;(九)管理户政、国籍、入境出境事务和外国人在中国境内居留、旅行的有关事务;(十)维护国(边)境地区的治安秩序;(十一)对被判处拘役、剥夺政治权利的罪犯执行刑罚;(十二)监督管理计算机信息系统的安全保护工作;(十三)指导和监督国家机关、社会团体、企业事业组织和重点建设工程的治安保卫工作,指导治安保卫委员会等群众性组织的治安防范工作;(十四)法律、法规规定的其他职责。


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