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主题:[讨论]关于声音的衍射

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arm777
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[讨论]关于声音的衍射  发帖心情 Post By:2012-6-27 14:36:11 [只看该作者]

前方有障碍物时,障碍物对
低频声波的作用较小,但对高频声波具有较大的屏蔽作用。
这句话怎么理解?跟频率有什么关系??

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子卿
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  发帖心情 Post By:2012-6-27 17:34:05 [只看该作者]

其实是跟波长有关系,
当频率较低时,波长较长,障碍物尺寸与波长相比较小,于是声波可以很容易的衍射
当频率较高时,波长较小,同样的障碍物尺寸与波长相比较大,于是声波就不容易衍射了

想象一下,往平静的水面丢块小石头,在水波传播的途中插一个小棍,水波轻松就绕过去继续传播,但是你要是在同样位置立一堵墙,水波就过不去了。
因为小棍的尺寸与波长相比很小,但是墙的尺寸与波长比就很大了。


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  发帖心情 Post By:2012-6-27 17:45:42 [只看该作者]

假设,在你左面传过来一个白噪声信号,那么你的左耳朵就可以接收到全部的信号,但是你的右耳朵,由于脑袋的阻挡,一部分高频信号你就听得不完全,因为脑袋的尺寸大概是20cm左右,波长小于20cm的信号就不容易绕射过脑袋。
因为左右耳听到的信号不同,你的大脑经过一系列不知道什么样的复杂算法,就会告诉你,信号是从左面过来的。


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子卿
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  发帖心情 Post By:2012-6-27 17:51:31 [只看该作者]

声明,上面只是小弟的猜测...猜测这种情况也是人对于声音定位的一种方式。可以讨论一下,但是不要全信。


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  发帖心情 Post By:2012-6-27 18:57:17 [只看该作者]

以下是引用子卿在2012-06-27 17:51:31的发言:
声明,上面只是小弟的猜测...猜测这种情况也是人对于声音定位的一种方式。可以讨论一下,但是不要全信。




HRTF(头相关传递函数)中讲的双耳时间差(ITD  Interaural Time Difference),还有双耳相位差(IPD Interaural Phase Difference)!人对声音的定位,这是两个主要方面,但是人对声音定位也不完全是这两个因素决定的。可以看看谢菠荪《头相关传输函数与虚拟听觉》。


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  发帖心情 Post By:2012-7-3 12:13:37 [只看该作者]

双耳定位有许多因素,其中两个比较重要的是1)双耳时间差(或双耳相位差)和2)双耳声级差(或双耳声压差)。

这两个因素也是在不同的频段,起作用的分量有差别。
在相对较低的频段,由于声波的衍射 绕射,双耳接收到的声压差很小,所以此时定位的主要因素依靠于双耳时间差(相位差);
在相对较高的频段,由于头颅的阻挡,双耳接收到的高频信号的声压差别很明显。因此成了定位主要因素。

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  发帖心情 Post By:2012-7-3 18:46:20 [只看该作者]

 楼上补充的对,多数讨论也只是在声源处于与双耳在平行位置的情况造成的影响。但是,不在平行位置时(如在脚下,身侧)还要考虑人体躯干,对声音传播的影响,躯干的影响也比较大。这就需要建立HRTF相关的雪人模型,来进行计算。


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  发帖心情 Post By:2012-7-3 19:15:30 [只看该作者]

 谈到这里,我又想多说点,参考:http://i.mtime.com/991828/blog/998235/ 

《对扬声器T/S参数创始人Neville Thiele的专访》 作者:Steve Mowry

其中有段对话是这样的:
SM:除了你自己,你认为谁在改善声重放方面进行重要的研究?
NT
:这肯定是一个非常有选择的预计但我会说在扬声器和无损耗数码编码方面研究的有Bob StuartPeter Carven和在Meridian工作的Rhonda Wilson。还有就是澳大利亚的Graham Huon他坚信环绕声是错误的发展方向。他致力于研究深度的感知,作为有别于立体声的等距活动声象而且就此已经完成了数篇出色的论文。


当我匆匆拜读完《头相关传输函数与虚拟听觉》之后,还是有些疑问的。尽信书,不如无书。因为要讲到多通道环绕声,就离不开声音定位。例如我们所说双耳时间差,双耳声级差对于声音定位的影响。可以肯定的是头部尺寸形状,耳廓大小形状,躯干体积形状,声源位置对声音定位都会造成影响。但是,对于一个正常听力的成年人和一个儿童来说,他们的头部,耳廓,躯干大小差异非常明显的话,按理来说建立HRTF函数之后,得到声音定位相关数值,应该是不一样的(没实际算过)。但是他们判断声音的定位方向应该是一致的。那么这就与实际建立函数结果有差异。
所以来说,对于多通道环绕声的一些算法,以及一些音乐信号的录制合成,所产生的多通道信号可信度有多大,确实有待商榷。所以关于这个方面目前国际上还都在研究,没有统一定论。
以上仅为个人观点,不吝赐教!


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  发帖心情 Post By:2012-7-3 19:28:04 [只看该作者]

以下是引用子卿在2012-06-27 17:51:31的发言:
声明,上面只是小弟的猜测...猜测这种情况也是人对于声音定位的一种方式。可以讨论一下,但是不要全信。



子卿兄虽然没有仔细讲解,也算明白人额!


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  发帖心情 Post By:2012-7-5 11:41:16 [只看该作者]

以下是引用三人行在2012-07-03 19:15:30的发言:
 谈到这里,我又想多说点,参考:http://i.mtime.com/991828/blog/998235/ 

《对扬声器T/S参数创始人Neville Thiele的专访》 作者:Steve Mowry

其中有段对话是这样的:
SM:除了你自己,你认为谁在改善声重放方面进行重要的研究?
NT
:这肯定是一个非常有选择的预计但我会说在扬声器和无损耗数码编码方面研究的有Bob StuartPeter Carven和在Meridian工作的Rhonda Wilson。还有就是澳大利亚的Graham Huon他坚信环绕声是错误的发展方向。他致力于研究深度的感知,作为有别于立体声的等距活动声象而且就此已经完成了数篇出色的论文。


当我匆匆拜读完《头相关传输函数与虚拟听觉》之后,还是有些疑问的。尽信书,不如无书。因为要讲到多通道环绕声,就离不开声音定位。例如我们所说双耳时间差,双耳声级差对于声音定位的影响。可以肯定的是头部尺寸形状,耳廓大小形状,躯干体积形状,声源位置对声音定位都会造成影响。但是,对于一个正常听力的成年人和一个儿童来说,他们的头部,耳廓,躯干大小差异非常明显的话,按理来说建立HRTF函数之后,得到声音定位相关数值,应该是不一样的(没实际算过)。但是他们判断声音的定位方向应该是一致的。那么这就与实际建立函数结果有差异。
所以来说,对于多通道环绕声的一些算法,以及一些音乐信号的录制合成,所产生的多通道信号可信度有多大,确实有待商榷。所以关于这个方面目前国际上还都在研究,没有统一定论。
以上仅为个人观点,不吝赐教!


1、HRTF因人而异,所以用这样的东东处理出来的效果,听起来也会是因人而异;
2、用假人头现场录音的效果,相信很多人都听过,很多人也会感到效果很好。但这个假人头与我们的人头模型差别也很大,为什么效果会这么好呢?这说明HRTF即使因人而异,但是可以出好效果;
3、如何要出好的效果,不光是音效处理完就万事大吉。重放设备很重要,随随便便拿个几十块钱的小音箱就不要凑热闹了;当然信号中的空间信息也很重要。如果一段信号,用很好的设备放出来环绕效果一般,那就不要期待他被处理后,重放的效果很牛逼了。
4、HRTF越精确,效果应该是越好的。所以需要建立中国人的HRTF数据库,也可能需要建立小孩,男的,女的,小孩,胖子等各种人群的数据库【工作量很大】。
5、人体各个部位对HRTF的影响,谢老师的书里应该有分析。但为了在目前的DSP成本上更好的应用,是需要简化模型的,所以效果会有打折扣。


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个人觉得,(前方)环绕效果会比深度效果更容易表现出来。因为很多理论和实验证明,环绕方向的HRTF变化是比深度方向的HRTF变化要明显得多,因此更容易被人感知到声像的变化差异。所以相对而言,环绕声更容易虚拟。

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宇敏敏一起
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鱼小磊
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看完各位大侠的讨论,受教了!


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