钟小丽 赖焯威 宋昊 杨小飞

(1.华南理工大学 物理与光电学院,广东 广州 510640;2.广东工业大学 管理学院，广东 广州 510520)

人类通过双耳感知外界声源的空间位置(包括方位角和距离)，实现声源定位[1]。作为人类听觉系统的一项重要功能，声源定位有助于人类更好地适应外界环境，并做出适当的反应。声波从声源传输到双耳的物理过程中，生理结构(如头部、耳廓、躯干等)和声波的相互作用将导致声波频率特征的变化。这种变化称为定位谱特征[1- 2]。不同空间位置的声源对应不同的定位谱特征，因此定位谱特征是声源定位的主要线索之一，特别是对于仰角以及前后镜像方位[2]。另一方面，从信号与系统研究的角度，声波从声源到双耳的物理过程可以视为一个线性时不变系统，相应的系统函数通常称为头相关传输函数HRTF。HRTF的频谱特征就是定位谱特征。例如，现有研究经常将HRTF频谱中的第一个谷点称为定位特征谷[2- 3]。

目前，定位谱特征随声源方位角(包括水平角和仰角)变化的研究已比较成熟[4- 10]。大量研究表明，特征谷是由声波和耳廓相互作用而形成；特征谷的出现频率随着仰角的增大而逐渐向高频移动[4- 6]。Takemoto等[8]采用时域有限差分法计算了不同声源方向的HRTF，发现HRTF频谱中的峰谷结构(包括第1个峰和第1、2个谷)由耳廓形态决定。彭聪聪[9]采用主成分分析PCA研究了4个HRTF数据库(共计295名受试者)中垂面的定位谱特征，分析了定位谱特征的空间分布和个体差异。

相对而言，定位谱特征随声源距离变化的研究尚不多见。……