Author: Блауэрт Й.
Tags: техническая акустика радиоэлектроника восприятие звука определение слухового ощущения объемность звучания
Year: 1979
Text
Й.БЛАУЭРТ
ПРОСТРАНСТВЕННЫЙ СЛУХ
ЙЕНС БЛАУЭРТ
ПРОСТРАНСТВЕННЫЙ СЛУХ
Перевод с немецкого И. Д. Гурвица
МОСКВА -ЭНЕРГИЯ» 1979
ББК 32 87
Б 68
УДК 681.842
RAUMLICHES HOREN VON JENS BLAUERT
mit 174 Ab bl Id un gen
MONOGRAPHIEN DER NACHRICHTENTECHNIK
S- HIRZEL VERLAG STUTTGART. 1974.
Блауэрт И.
Б 68 Пространственный слух: Пер. с нем. —М.: Энер-
I ня, 1979. —224 с. с ил.
1 р. 40 к.
В книге рассматриваются вопросы восприятия звука от одного и
нескольких источников. Дастся определение слухового ощущения н
объемности звучания, поясняются свойства акустических сигналов
и звуковых полей. Доктор Иене Блауэрт является научным сотрудни-
ком Института электросвязи в Аахене (ФРГ) и заведующим кафедрой
электроакустики Университета в Бохуме
Книга предназначена радиолюбителям, интересующимся высокока-
чественным звучанием, и может быть полезна специалистам в области
электроакустики.
30401-246
Б------------ 247-79. 2402030000
051(01)-79
ББК 32.87
6Ф 2.7
© 1974 by S. Hirzel Verlag Stuttgart
Die Ubersetzung In die russische Sprache erfolgte mlt Ge-
nehmlgung des S. Hirzel Veilages, Stuttgart. Der Obersetzniig
der J. Auflage 1974 der deutschen Ausgabe 1st der wissenschaft
liche Stand von 1972 zugrundegelegt.
© Перевод на русский язык. «Энергия», 1979.
ПРЕДИСЛОВИЕ К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ
Основная цель любых электроакустических н звукотехнических устройств,
каково бы ни было их назначение, сложность и стоимость, — передача звуко-
вой информации человеку. Естественно, что характеристики и свойства электро-
акустических приборов должны быть рассчитаны с учетом свойств слухового
аппарата человека. Поэтому изучение этих свойств приобретает для конструк-
тора первостепенное зиачеине.
Свойствам уха как приемника звуковой информации посвящена книга
Э. Цвиккерв и Р. Фельдкеллера «Ухо как приемник информации», вышедшая
в 1971 г. иа русском языке вторым изданием. Однако в ней совершенно не за-
трагиваются проблемы направленный свойств слуха. Между тем сегодня уме-
ние правильно оценивать свойства слухового аппарата человека разделять и
различать звуки, приходящие по разным нанравленням, и находить решения,
обеспечивающие оптимальное качество звучания, приобретает особое значение.
Обусловлено это, с одной стороны, тем, что широкий круг специалистов н ра
диолюбнтелей все чаще стремится к созданию стереофонических и квадрафо-
нических систем, воспроизводящих не только основные, простейшие отличии
первичных сигналов, но н тонкие нюансы пространственных звуковых картии,
а с другой — все чаще применяются головные телефоны для прослушнвакия
художественно-музыкальных программ, содержащих не только смысловую, ко
н эстетическую информацию.
Именно этим проблемам посвящена книга известного исследователя
из ФРГ Йенса Блауэрта, в которой последовательно описываются методика и
результаты экспериментов по изучению направленных свойств слуха в откры-
том пространстве и в закрытых помещениях.
В данной книге рассматриваются вопросы пространственного слуха. Одна-
ко отсутствие сколько-нибудь сложных математических выкладок, подробность
описания, разъяснение используемых базисных понятий делают книгу доступ-
ной н интересной для широкого круга читателей, в который, как нам кажется,
войдут ие только радноспециалнсты н квалифицированные радиолюбители, но
и специалисты-акустнкн, профессиональные музыканты, любители музыки,
врачи-отологи, архитекторы н многие другие.
Одна из характерных особенностей книги — ее обширная библиография.
К сожалению, в ней почти полностью отсутствуют работы наших соотечествен-
ников. Чтобы как-то восполнить этот пробел, в конце книги приведен неболь-
шой, отнюдь не претендующий на полноту, перечень основных отечественных
работ, затрагивающих те же вопросы.
Много хлопот причинила переводчику и редакторам принятая автором тер-
минология. Необходимость точного перевода понятий, отсутствие в ряде слу-
чаев адекватных русских терминов нередко заставляли отыскивать компромис-
сные варианты. В частности, это относится к таким нашим терминам, как
«ушные сигналы», «медианная плоскость», «локализация внутри головы» я т. п.
Насколько удачными они окажутся, судить читателю.
Нам же остается выразить надежду, что кинга Й. Блауэрта заинтересует
читателя, окажется ему полезной.
Ваши отзывы н пожелания о книге следует направлять по адресу: 113114,
Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10, изд-во «Энергия», редакция Массовой
радиобиблиотекн.
Редакция
3
Г
ПРЕДИСЛОВИЕ
Предварительная подготовка информации» ее обработка 11 передача в
пространстве и времени — гл anti ос предназначение техники связи. Она вклю-
чает в себя и частую, но пер nori гневную задачу — дать человеку средство для
восприятия событий, происходивших в другое время, в другом месте. С этой
целью в конце цепи передачи необходимо формировать сигналы, которые до-
носили бы до адресата звуковую информацию.
Чтобы создать у человека пллю шю присутствия при событии и участия в
нем, необходимо также возможно более точно воспроизвести направление на
источник сигнала и нлтюзлю удаления от пего слушателя. Это означает, что
инженеры-связисты должны кчубоко впнклть в проблемы субъективного вос-
приятия человеком акустических сигналов, в частности восприятия нх прост-
ранственных признаков, или, короче говоря, — пространственного слуха.
Проблемами пространственного с чуха занимается ряд таких разных дисцип-
лин. как психология, психофизика, медицина, с одной стороны, и физика н
теория музыки — с другой. В первую из упомянутых групп входят естествен-
ные науки, объектом исследования которых изначально служит человек как
существо, сознательно воспринимающее окружающий мир. Различия между
психологией, психофизикой и физиологией с этой точки зрения носят только
методический характер. Если психология и психофизика изучают процессы,
происходящие в организме человека до качала акустического восприятия, во
время и после него, то физиология исследует сами эти процессы. Медицина
использует оба метода, но интересуется прежде всего аномалиями явлений
н пределами отклонений относительно принятых норм. Интерес медицины к
пространственному слуху определяется главным образом поиском методов
лечения.
Пауки, составляющие друсую труппу, рассматривают человека как ко-
нечное приемное звено цепи связи. В инженерных науках явление пространст-
венного слуха изучается н используется прежде всего в технике связи, но
находит применение также в измерительной технике я при поиске решений
проблем борьбы с шумами. Физика как основа архитектурной акустики свя-
зана с пространственным слухом постольку, поскольку только человек — ко-
нечная инстанция оценки «акустики» помещения Наконец, музыкальную
пауку интересует взаимосвязь между архитектурно-пространственными ус-
ловиями при исполнении произведения н его музыкальным «воздействием» на
слушателя. Здесь следует скатать, что все жанры современной музыки широ-
ко нсцользуют эффекты пространственного слуха для усиления художествен
иого воздействия.
Из сказанного ясно, что круг вопросов, связанных с пространственным
слухом, весьма широк н в полном объеме едва лн доступен специалисту в
области одной науки. Весьма немногочисленные обзоры н работы по узким
специальным вопросам (в приведенном списке литературы они обозначены
звездочкой) содержат анализ отдельных проблем, рассмотренных с позиции
лишь той науки, к которой данная проблема относится.
Настоящая работа является попыткой систематизировать пл рг ценные
знания в области пространственного слуха н дать читателю основные пред-
ставления о проблеме во всей ос широте. Многочисленные k ijjkh ил лн-
4
н ратурные источники и комментарии по мим в тексте книги позволяют бы-
стро найти нужные работы по отдельным проблемам.
Изложение основано главным образом на работах по психологии,
психофизике, отоларингологии, технике связи и физике. Физиологические
вопросы детально не рассматриваются. Кроме того, в книге опущены подроб-
ности, касающиеся электроакустических систем передачи, поскольку литера-
тура по нкм весьма обширна. В тексте приведены соответствующие ссылки.
Исследования пространственного слуха основаны на субъективных эк-
спериментах с участием людей н качестве экспертов. При этом складывается
неправильная, по крайней мере для инженеров н физиков, ситуация: то, что
слышат эксперты, становится достоянием экспериментатора не непосред-
ственно, а по словесным описаниям. К тому же очень часто описания группы
экспертов отличаются одно от другого, даже при абсолютно одинаковых
условиях эксперимента. Для того, чтобы всс-такн получить количественные
результаты, пспхологн н психофизики разработали специальные, так назы-
ваемые «психометрическне> методы измерений. Эти методы и лежащие в
их основе модельные представления кратко оппсаны в вводной части. Кроме
того, там же приведены некоторые замечания по теории испытательных сиг-
налов н звуковых полей. Инженерам связи н физикам они знакомы, читате-
лям же других профессий они помогут разобраться в физнко-акустических
аспектах пространственного слуха.
Звуковые сигналы у каждого уха — основные физические факторы про-
странственного слуха. Можно было бы, очевидно, рассматривать простран-
ственный слух исходя только из этих сигналов н делить материал книги на гла-
вы с позиций теории сигналов. Однако результаты соответствующих экспери-
ментов получены только для некоторых специальных классов сигналов н в пер-
вую очередь таких, которые прн пространственном восприятии звуков сущест-
вуют в свободном звуковом поле н в закрытых помещениях. По этой причине в
книге сохранено традиционное деление материала по числу источников сиг-
нала. Благодаря близости к реальным условиям такой подход имеет свои пре-
имущества.
В течение многих лет автор проводил теоретические н экспериментальные
исследования пространственного слуха в Институте электросвязи Технического
университета в Аахене. Он выражает сердечную благодарность своему глубоко-
уважаемому учителю профессору доктору В. Ашофу, много лет бывшему ди-
ректором института н активно способствовавшему проведению работ н напи-
санию книги.
Автор благодарит также профессоров Берлинского технического универси-
тета Л. Кремера н Е. Р. Бергера, которые прочитали рукопись и помогли
внести в иее много существенных поправок. Автор благодарит н своих сотруд-
ников доктора П. Лавса н инженера Р. Хартмана, которые оказывали по-
мощь в работе н высказывали свои критические замечания, инженера
X. If. Платтке, обработавшего массу экспериментальных данных, Л. Биллера,
подготовившего графический материал, и мадам Р На врат, которая перепеча-
тала рукопись.
И. Блауэрт
Аахен, август 1972 г.
1. ВВЕДЕНИЕ
В предлагаемой книге излагаются результаты слуховых экспериментов,
т с. экспериментов, в ходе которых исследуются слуховые ощущения, возни-
кающие в определенных условиях. Под ощущением, или восприятием, здесь и
далее понимаются только осознанные ощущения. Исследования ощущений
проводятся разными науками н под различными углами зрения. В принципе
различают две постановки вопроса: философскую (что такое ощущение
вообще?) и научно-техническую (как возникают ощущения?).
Первый вопрос касается сущности восприятий, н ответ на него дает
представление о взаимоотношениях воздействия и вызываемого им ощущения.
Ответ гласит — воздействию противостоит ощущение осознанного его вос-
приятия. Если воспринимающего назвать обычным понятием «субъект», а
предмет восприятия «объект», то коротко ответ на первый вопрос можно сфор-
мулировать так: «восприятие есть взаимосвязь субъекта с обьектом» (Лунг-
витц, 1923, 1933; Бензе, 1961). Не существует ощущения без субъекта, как
нет его н без объекта.
Второй вопрос связан с условиями возникновения ощущений. Поскольку
ощущения обусловлены физиологическими процессами в организме субъекта,
то более широко этот вопрос можно сформулировать так: какие процессы
должны происходить в организме и какими должны быть внешние условия
для того, чтобы у субъекта появилось ощущение объекта. Именно данной
проблеме и посвящена книга.
Исследуемый организм — это человек, участвующий в слуховых экспери-
ментах. Для краткости будем называть его экспертом. Внешние условия —
воздействии (раздражения, преимущественно — звуковыми сигналами), ко-
торым подвергались эксперты. То, что слышит человек, н есть интересующее
нас восприятие.
1.1. СЛУХОВЫЕ ОЩУЩЕНИЯ И АКУСТИЧЕСКОЕ ПРОСТРАНСТВО
Человек — существо видящее. По сравнению со зрением другие его орга-
ны чувств (слух, осязание н т. д.) развиты значительно слабее. Именно
поэтому многие чисто акустические понятия в основе своей содержат опреде-
ления из мира зрительных ощущений. Мы говорим: «звук окрашен», но никак
не наоборот — «краска звучит» н т. д. Такне заимствованные определения
широко используются в научно-технических работах.
Стандарт ФРГ ДИН-1320 (I959 г.) определяет понятие «звук» как «ме-
ханические колебания и волны в упругой среде, преимущественно в слыши-
мом человеком диапазоне частот (16—20 000 Гц)» и описывает тем самым
физически измеряемые смещения зрительно воспринимаемых объектов. То,
что человек слышит, т. е. его акустическое восприятие, в данном определении
участвует лишь косвенно в виде дополнительного указания «в слышимом
человеком диапазоне частот».
Для строго научного описания слуховых экспериментов пеобходимо под-
робнее проанализировать основные положения приведенного определения.
Исходным в нем является то наблюдение, что человек со здоровым слухом,
находясь в среде, в которой происходят колебательные, или волновые, про-
цессы с частотой в диапазоне 16—20 000 Гц, как правило, что-то слышит
6
()днако это отнюдь не означает, что слышимое идентично колебаниям и волнам.
Ьслн человек в такой среде на время закроет ушные раковины, то, хотя он
и перестает слышать, колебания среды продолжатся и могут быть восприняты
нм (например, косвенно с помощью физических измерительных приборов).
Для терминологической четкости мы, как это было предложено ранее,
будем обозначать дополнительным словом «звуковой» от стандартизование*
го «звук» только то, что относится к физической стороне слухового процесса,
в первую очередь — «звуковой объект». Сюда же относятся и такие понятия,
как: «источник звука», «звуковой сигнал», «звукован волна» н т. д., характе-
ризующие физическую сущность признаков звукового объекта. Акустически
воспринимаемое, или слышимое, будем характеризовать дополнительным сло-
вом «слуховой», имея в виду в основном слуховой объект.
Распространена точка зрения, будто слуховой объект вызывается только
звуковым возбуждением. Известно, одвако, что слуховые объекты (ощущения)
могут возникнуть н прн отсутствии явных механических колебаний, или волн.
Например, слуховые галлюцинации (музыка, шумы) у людей с нарушенными
слуха, или слуховые объекты, вызываемые искусственным раздражением слу-
хового нерва. Тот факт, что не прн каждом звуковом возбуждении
возникает слуховое ощущение и не каждому слуховому ощущению предшест-
вует обязательно звуковое возбуждение, опровергает мнение, что одно вызы-
вается только другим. То обстоятельство, что зрение человека — более диффе-
ренцированное, чем слух,— делает видимый мнр богаче мира звуков, только
иллюстрирует упомянутую точку зрения, но не подтверждает се.
Более строго следовало бы говорить, что определенные точно оговоренные
звуковые возбуждения н слуховые объекты прн определенных точно оговорен-
ных условиях существуют одновременно, нли происходят одно за другим
(Блауэрт, 1969). Утверждают также, что звуковые возбуждения н слуховые
ощущения связаны между собой, ассоциируются между собой нлн соподчи-
нены друг другу.
Звуковые н слуховые объекты наряду со специфическими параметрами ха-
рактеризуются временными и пространственными признаками (Лунгвитц,
1933). Они возникают в определенном месте, в определенное время н имеют
определенные свойства. В этой связи становится ясным понятие «пространст-
пенный слух». Его смысл именно в том и состоит, что слуховые объекты оп-
ределяются в пространстве. В этом понятии можно усмотреть н определенную
тавтологию, поскольку «непосредственного слуха» не существует. В узком
смысле понятие «пространственный слух» объединяет взаимосвязи между про-
странственным распределением слуховых объектов н другими параметрами.
Прежде всего речь здесь идет об особенностях звуковых объектов, но учиты-
ваются н прочие факторы (например, психофизиологические).
Локалнзуемость1 слуховых объектов более нли менее точна. Так, на-
пример, задать точно протяженность н положение звукового объекта «непре-
рывный тон» в гулком помещении невозможно. Звук воспринимается диф-
фузным, т. е. приходящим со всех сторон. И наоборот, источники импульсных
звуков (щелчков) в заглушенной камере воспринимаются точно локализован-
ными н имеющими четкие пространственные границы. Локалнзуемость слухо-
вых объектов характеризуют нх координатами н размерами относительно
других объектов, воспринимаемых как органами слуха, так н другими органа-
ми чувств н в первую очередь органами зрения.
Слуховые объекты могут вызываться звуковыми событиями в местах, ко-
торые зрению недоступны, напрнмср, внутри собственного организма, в про-
зрачных телах, за непрозрачными экранами, стенами, строениями, громкими
звуками за горизонтом, в темноте н т. д. В отлнчве от видимых объектов они
воспринимаются не только в поле зреннн, но во всем пространстве вокруг
эксперта. Этим же слуховые ощущения отличаются от осязания, обоняния и
1 Чтобы исключить возможные терминологические недоразумения, про-
странственность восприятий мы называем «локализуемостью», а ие «локали-
зацией» (Блауэрт, 1966). Высвободившееся при этом слово «локализация» бу-
дем использовать в другом смысле (см. гл. 2.1).
7
других ощущений. Множество точек, где могут располагаться слуховые объ-
екты, образует акустическое пространство. Слово пространство понимается
здесь в математическом смысле — как множество точек, разделенных конечны-
ми интервалами.
В литературных источниках можно встретить утверждение о том, что
локализуемое™ не может быть изначальным признаком слуховых объектов,
что этот признак возник в ходе исторического развития человека, который,
накапливая опыт, научился приписывать слышимым звукам «правильные
места», т. е. места расположения источника звука. Эта точка зрения постро-
ена на предпосылке, будто в «нигде» могут существовать слуховые объекты,
дожидающиеся своего адреса, который к тому же может быть определен
только обладающими определенным опытом. На ошибочность такой точки
зрения указывал еще Хорнбостель в 1926 г. В действительности дело заключа-
ется в том, что по мере индивидуального развития человека дифференцируется
н мнр его слуховых ощущений. Диффузные поначалу слуковые объекты с те-
чением времени приобретают более четкке пространственные границы, уточ-
няются и их связи со зрительными объектами н ощущениями других органов
чувств.
Далее. Справедливо, очевидно, правило, что положение слухового объекта
в пространстве часто совпадает с местом нахождения колеблющегося тела
(источника звука). Однако утверждать н связи с этим, что положение источ-
ника звука н есть «правильное место» слухового объекта, по меньшей мере
сомнительно. И нсточикк звука, н слуховой объект относятся к категории
воспринимаемого. Если нх места различны, то вопрос о том, какое нз ник не-
правильно, теряет всякий смысл.
Для специалиста связи наибольший интерес представляют как раз те слу-
чаи, когда положении слухового объекта н источника звука не совпадают.
Его задача состоит в том, чтобы, используя как можно меньше источников
звука (например, громкоговорителей), искусственно рассредоточить слуховые
объекты вокруг эксперта в помещения на приемной стороне так, как они
рассредоточены в помещении на передающем конце электроакустического
тракта. Другими словами, при воспроизведения должна быть предусмотрена
возможность обеспечения слуховых объектов в тех местах, где нет громко-
говорителей
1.2. ИССЛЕДОВАННАЯ СИСТЕМА
Слуховой эксперимент, как правило, состоят в том, что эксперт, помещен-
ный в определенные условия, подвергается звуковому воздействию известной
пространственной и временной структуры н, находясь непосредственно в этих
условиях, описывает по интересуемым признакам свои слуховые ощущения.
Такими признаками в нашем случае служат место н протяженность одного
илп нескольких слуховых объектов. Показать свои ощущения эксперт может
не только словами, ио и жестами, нажатием сигнальных кнопок н т. д. Важно
лишь, чтобы это описание позволяло делать количественную оценку признаков
слухового объекта или объектов.
Существуют два основных способа слуховых экспериментов — самонссле-
дование н исследование, проводимое наблюдателем (посторонним лицом).
В первом случае сам эксперт является н наблюдателем. Этот способ исполь-
зуют главным образом при проведении предварительных, оценочных исследо-
ваний. Во втором случае эксперт н наблюдатель-экспериментатор не являются
одним н тем же лицом. В такой ситуации звуковой объект эксперта суще-
ствует для экспериментатора лишь в виде описания. Экспериментатор получа-
ет от эксперта описание, которое с определенной степенью вероятности по-
зволяет судить о том, что перед экспертом находится нлн находился слуховой
объект. Непосредствепный доступ экспериментатора к слуховому объекту эк-
сперта исключен. Если исходить из того, что для экспериментаторов, не яв-
ляющихся психологами или медиками, процессы, происходящие в живом ор-
ганизме, как правило, нс поддаются наблюдению, то объект исследования
(как это делают в теории цепей) условно можно представить в виде «черного
ящика», который в простейшем впде имеет два выхода п один вход (рис. I)
8
Рис, I Простая эквивалентная
схема замещения эксперта в слу-
ховых экспериментах
Ifltcb «черный ящик» служит лишь условным изображением функциональных
связей н не может рассматриваться как физиологическая модель исследуемого
эксперта.
Пусть на исследуемый объект воздействует звуковой объект с интере-
сующим нас признаком а0 Тогда выходной величиной будет слуховой объект
с пространственным признаком h0. Слуховой объект располагается на соот-
ветствующем месте в акустическом пространстве и лишь в исключительных
случаях (см. § 2.3.2) непосредственно внутри эксперта.
Слуховые объекты доступны для непосредственного наблюдения только
в экспериментах, проводимых методом самоиссчедования. Выходная величина
2 на условной схеме — это описание экс-
пертом своего ощущения, выражаемое
признаком Ьо. Показанные на рисунке
пунктирными линиями два звена внутри
«черного ящика» указывают лишь на то,
что выходные величины Лс н Ьо неиден-
тичны.
Если экспериментов много и прово-
дятся они с участием одного плн не-
скольких экспертов, то можно выделять
следующие множества входных н вы-
ходных величии: 1 — множество призна-
ков звукового объекта So, образованное
элементами ас; 2 — множество прнэна
ков слухового объекта Нс, образованное
элементами Л©; 3 — множество признаков
описания Вс. образованное элементами Ьо.
Эти множества (впредь будем нх называть основными множествами) свя-
заны между собой зависимостями: //c-f(So). В0-^(Но) н Bo=f(Sc). Цель
слуховых экспериментов состоит в количественных оценках данных соотно-
шений или соотношений для подмножеств. Для достижения этой цели необ-
ходимы некоторые промежуточные действия. Прежде всего количественные
оценки предполагают проведение измерений.
Измерения — это придание объектам численных значений по установлен-
ным правилам (Кэмпбел, 1938; Стивенс, 1951): численные значения придают
так, чтобы определенным взаимосвязям между признаками объекта соответ-
ствовали такие же взаимосвязи между их числовыми выражениями. В каждом
конкретном случае прежде всего необходимо найти множество чисел, пригод
пос для распределения по признакам основного множества или его
подмножества, чтобы каждому рассматриваемому элементу соответство-
вало определенное число. Такое множество чисел называется шкалой,
деления шкалы — числовые выражения признаков элементов основного
множества.
В теории измерений различают шкалы нескольких уровней: номинальные,
порядковые, интервальные н относительные. Различие между ними состоит в
используемом свойстве чисел; тождественность (каждое число тождественно
только самому себе), иерархия (числа определяют отношение в данном по-
рядке), аддитивность (подчиненность правилам сложения).
Номинальные шкалы используют только свойство тождественности чисел.
Число здесь—некий ярлык, который можно было бы придать группе одинаковых
по признакам элементов основного множества. Другого значении число здесь
не имеет. Звуковые объекты можно, например, разделить на группы 1 н 2 по
характеру сигнала — импульсы или чистый тон.
Порядковые шкалы наряду с тождественностью используют еще н иерар-
хичность чисел. Так, например, п слуховых объектов можно упорядочить в виде
постедоватстьности чисел от 1 до п по признаку расстояния от эксперта. Тог-
да каждому большему числу соответствовало бы н большее расстояние,
хотя равные интервалы между числами не означают, что одинаковы и харак-
теризуемые ими интервалы расстояния. Другими словами, порядок шкалы не
обязательно должен быть эквидистантным.
9
Интервальные шкалы требуют, чтобы образующие их числа удовлетво-
ряли условиям тождественности, последовательности и аддитивности ннтер
валов. Они не требуют, чтобы исчезал признак элемента, которому соответст-
вует нуль шкалы. Иначе говоря, интервальным шкалам не нужна точка «аб-
солютного нуля». Характерным примером такой шкалы может служить
широко известная шкала температур Цельсия.
Наконец, относительные шкалы — это шкалы, у которых все три перечис-
ленных свойства чисел должны распространяться н на признаки элементов
множества Например, расстояние между двумя слуховыми объектами принн-
Рис. 2. Соотношении между основными множествами (о) и шкалами (6) в
слуховых экспериментах.
мается за нуль, если оно исчезающе мало. Расстояние, характеризуемое чис-
лом 2, в 2 раза больше расстояния, характеризуемого числом 1, и т. д . Отно-
сительные шкалы лежат в основе подавляющего большинства физических
измерительных приборов.
Класс шкалы, выбранный для данного измерения, определяет математиче-
ские действия, которые могут быть использованы при оценке результатов из-
мерений (Гилфорд, 1954; Зигель, 1968; Сикстл, 1967).
Для измерения трех основных множеств, фигурирующих на эквивалентной
схеме замещения эксперта (рис 1), могут быть построены три следующие
шкалы: шкала звуковых объектов S с элементами (числами) s; шкала слухо-
вых объектов Н с элементами (числами) й; шкала описаний В с элементами
(числами) Ь.
Три основных множества н соответствующие им шкалы изображены на
рис. 2 в виде ограниченных областей плоскости. Показаны также взаимосвязи
между элементами разных множеств:
1. Функции шкалообразоваиия служат руководством в измерениях, указы-
вающим, как устанавливается соответствие между признаками элементов мно-
жества и делениями (числами) шкалы.
2. Психофизические функции показаны вертикальными линиями и отра-
жают взаимосвязи между элементами основных множеств по рассматривае-
мым признакам или взаимосвязи между результатами измерений.
Результат измерения в принципе имеет конечную точность. Это значит,
что число, которое согласно методике измерения соответствует признаку эле-
мента основного множества, может быть указано только как принадлежащее
к определенной области значений.
Кроме того, если провести серию одних и тех же измерений, можно ви-
деть, что результаты в большей или меньшей степени различаются, т. е. повто-
10
рисмость результатов ограничена. Для слуховых экспериментов вопросы точ-
ности измерений и повторяемости результатов имеют особое значение. Для
пояснения рассмотрим рис. 3. Пусть, например, требуется найти психофизиче-
скую функцию h=f(s), т. е. взаимозависимость, между результатами измере-
ний определенных признаков звукового и слухового объектов.
Для измерения поступающих на вход признаков звукового объекта So ис-
пользуется физический измерительный прибор, отвечающий заданной зависи-
мости S=f(s0). Признак слухового объекта ho, получаемый на выходе, непос-
редственному измерению не поддается
образом: схема замещения эксперта
представляется состоящей как бы из
двух последовательно соединенных
элементов. Первый из них назовем
воспринимающим элементом, вто-
рой — описывающим. Эксперт соглас-
но предварительной договоренности
либо сам дает показания по интере-
сующему признаку в виде чисел, либо
описывает своя ощущении так, что
по ним можно получить числовые зна-
чения. Методы, позволяющие этого
достичь, рассмотрены в § 1-3.1. Опи-
сывающий элемент схемы должен об-
ладать такими свойствами, чтобы
описания Ъо не его выходе являлись
численными описаниями hD, т. е. что-
бы представляли собой результаты
измерений. Отсюда можно записать
бо=п. Таким образом, эксперт одно-
Оп измеряется косвенно следующим
Рис. 3. Схема нзмерення психофизи-
ческой функции h=f(s).
/ — измерительный прибор: 2 — восприни-
мающий элемент системы: 3— описываю-
щий элемент системы.
временно служит и объектом исследования, подвергающимся измерению (вос-
принимающий элемент системы), и ныполняет функции психофизического из-
мерительного прибора. Если проанализировать такое измерение в отношении
точности и повторяемости результатов, то обнаруживается следующее.
При измерении h—f(s) погрешность измерений необходимо учитывать дваж-
ды. Во-первых, погрешность, присущую физическому прибору, и, во-вторых,
независимую от первой — погрешность психофизических измерений. Дважды
при этом будет сказываться и ограниченная повторяемость результатов
измерений. Она проявляется в разбросе показаний и по признакам зву-
кового объекта и по признакам слуховых ощущений. Эти разбросы взаи-
мосвязаны между собой, потому что рассматриваемые признаки связаны
между собой как входные и выходные параметры каждого данного
эксперта. При изменении соответствующим образом изменяется и ho. От
эксперимента к эксперименту изменяется, как правило, и евм воспринимаю-
щий элемент системы, независимо от того одни эксперт участвует в несколь-
ких последовательных экспериментах, или несколько экспертов одновремен-
но участвуют в групповом эксперименте. Отсюда следует, что показания h0
изменялись бы н при постоянных sQ.
Обработка этих взаимосвязей на практике упрощается благодаря сле-
дующим допущениям.
I. Повторяемость параметров звуковых возбуждений и точность кх изме-
рения настолько велики, что на время слухового эксперимента s0 может счи-
таться величиной постоянной.
2. Методика психофизических измерений такова и эксперты инструкти-
руются так, что психофизический измерительный прибор может считаться ин-
вариантным по отношению к повторным экспериментам и смене экспертов.
После таких допущений колебания признаков слуховых объектов и разб-
рос результатов их измерений можно уже объяснить изменениями воспри-
нимающего звена схемы замещения эксперта.
Эти изменении часто не поддаются предварительному учету и не зависит
от условий эксперимента. Следовательно, на результаты измерений наклады-
11
12
маются случайные ошибки, что всегда надо учитывать. Для систематизации
результатов измерений используют обычные средства статистики, а для интер-
претации-методы оценки и проверки взвешивающей статистики (см. Гил-
форд, 1950; Зигель, 1956; Граф-Хенниг-Штанге, 1966; КроЙсциг, 1967 и др.).
Статистические методы обработки данных построены на предпосылке того,
что полученные результаты измерений представляют собой выборки из задан-
ной совокупности, отобранные по случайному закону и независимо одни от
другого. Поэтому и выбор экспертов для слуховых экспериментов должен
также быть случайным. Однако это требование обычно полностью не удовлет-
воряется, так как руководитель эксперимента часто прибегает к услугам экс*
пертов-добровольцев и уже из их числа отбирает наиболее подходящих — об-
ладающих нормальным слухом. Необходимо иметь в виду, что нарушение
указанных предпосылок ограничивает общий характер результатов измерений.
Другой принципиальный вопрос: можно ли вообще обобщать («объекти-
визировать») результаты измерений, полученные по высказываниям экспертов.
Прн измерениях физическими методами обычно предполагают, что получаемые
результаты независимы от экспериментатора и, следовательно, в принципе
всегда верны и объективны». Такое утверждение объясняется способностью
большинства люден совмещать положение стрелки с меткой на шкале прибора,
или считывать цифровые показания без вносимых различий. Более глубокий
анализ показывает, однако, что и эти показания люден сугубо индивидуальны.
Следовательно, физические и психофизические измерения нс отличаются тем,
что первые в принципе объективны, а вторые — субъективны. Различие меж-
ду ними состоит лишь в степени совпадения результатов, даваемых разными
лицами Поэтому в практике психофизических измерении принят специальный
коэффициент, характеризующий степень этого совпадения, — коэффициент
объективности (Гилфорд, 1954; Сикстл, 1967). Полная объективность соответ-
ствует совпадению результатов двух измерений, буль то результаты, получен-
ные одним экспертом в нескольких последовательно проведенных эксперимен-
тах или несколькими экспертами в одном групповом эксперименте. Можно так-
же сказать, что полная объективность достигается в случае, когда исследуемые
процессы обладают статистическим свойством эргодичности. Результаты иссле-
дований пространственных свойств слуха, имеющиеся в литературе, очень ред-
ко сопровождаются расчетом объективности, поэтому построенные на их осно-
ве теории вызывают серьезные сомнения.
При построении схемы замещения эксперта (см. рис. 1—3) было принято,
что входными величинами являются признаки звуковых объектов. Будем счи-
тать далее, что множество возможных входных величии относится ко всем
признакам физических явлений и процессов н определенным образом корре-
лируется с положением слухового объекта в акустическом пространстве. Для
обнаружения таких явлений и процессов целесообразно исходить из вопроса
о том, какие органы чувств человека участвуют в создании физиологического
состояния мозга, вызывающего слуховое ощущение. Тогда в качестве корре-
лируемых можно рассматривать признаки, связанные с органами чувств, дру-
1ими словами, признаки, на которые как на сигналы реагируют органы
чувств — принимают их, обрабатывают и передают дальше (так называемые
адекватные раздражения).
В табл. I приведены психофизические теории пространственного слуха,
физические явления и процессы, корреляция которых с ощущением положения
слухового объекта либо уже доказана, либо предполагается. «Воздушные»
теории названы основными (базисными), потому что любая теория простран-
ственного слуха основана на анализе звуковых колебаний в воздухе у бара-
банных перепонок. Только в тех случаях, когда звуковые сигналы у барабан-
ных перепонок неоднозначно связаны с ощущением места его происхождения,
к анализу дополнительно привлекают другие физические признаки (дополни-
тельные теории). По числу органов чувств, участвующих в слуховом процес-
се, теории слуха можно разделить на одиосеисорные и многосенсорные. Нако
иен, признаком деления теорий иа статические и моторные служит состояние
головы эксперта: неподвижность или обязательные рефлекторные движения.
13
1.3. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
В предыдущей гласе были рассмотрены некоторые основные вопросы
психофизических измерений. Показано, что объект исследований (эксперт) в
процессе слухового эксперимента выполняет две роли. Он одновременно в
объект исследований и измерительный прибор. Функции эксперта как измерн
тельного прибора состоят в том, чтобы по заранее оговоренным правилам да-
вать количественную оценку своим ощущениям слухового объекта (например,
направление на источник звука нли расстояние до него), Т. е. выдавать чис-
ленные данные измерений. Разработаны специальные методы, позволяющие
экспертам давать свои показания с максимально возможной точностью. Неко-
Рис. 4. Система координат для слухо-
вых экспериментов (г — радиус; tp —
азимут; Ъ — угол возвышения)
/ •— фронтальная плоскость; 3 — медиан-
ная плоскость: 3 — направление казах:
4 — направление вперед; 5 — горизонталь-
ней плоскость
торые нз них, используемые в изучении пространственных свойств слуха, крат-
ко рассмотрены далее.
Очень кратко рассмотрены также некоторые основные свойства сигналов
и акустических полей. Один нз параграфов посвящен специальным нзмери
тельным приемникам звука, предназначенным для измерения звукового дав
леиня в слуховом канале н ушных раковинах. Укажем, кстати, что при иссле-
довании пространственных свойств слуха параметры локализации (положение
слухового объекта, место расположения источника звука, точка, в которой
проводятся измерения, и т. д), как правило, задаются системой сферических,
отсчитываемых относительно головы эксперта координат. Это означает, что
при любом смещении головы система координат смещается вместе с ией
Поскольку человек не может менять положение своих ушей относительно го-
ловы, то «привязка» системы координат к голове одновременно является к
«привязкой» к ушам.
Впредь (если не будет особых оговорок) будем пользоваться системой ко-
ординат и направлениями отсчета углов, показанными на рис. 4. Начало ко-
ординат помещено в середину отрезка между верхними точками входов слу-
ховых каналов.
Верхние границы слуховых каналов и нижние границы глазниц лежат в
горизонтальной плоскости (принятая в международном масштабе «черепная
горизонталь»). Фронтальная плоскость проходит через верхние точки слуховых
каналов н перпендикулярна горизонтальной плоскости. Медианная плоскость
перпендикулярна н к фронтальной и к горизонтальной плоскостям. Все три
плоскости пересекаются в начале координат. Если считать, что череп имеет
симметричную форму, то медианная плоскость будет н плоскостью симметрии
1.3.1. Психометрические методы
Методы измерений психофизики н психологии (так называемые психо
метрические методы) можно разделить на две группы:
I. По роду оценки измеряемого параметра, требуемой от эксперта. В соот-
ветствии с четырьмя видами шкал различают методы оценки по номинальной,
порядковой, интервальной и относительной шкалам.
14
2. По способу предъявления эксперту входной величины, прячем здесь
имеются два варианта.
Первый основан на предположении, что оцениваемый признак физической
величины плавно изменяется. Это изменение осуществляется в процессе экспе-
римента, и эксперт фиксирует выполнение заранее оговоренного требования.
Само регулирование здесь играет второстепенную роль. Его может проводить
и экспериментатор н сам эксперт нли, наконец, автоматическое устройство.
Методы, в основу которых положен этот принцип, можно назвать методами
восстановлении» нлн уравнивания. Онн особенно целесообразны, когда слухо-
вые эксперименты проводятся сериями с участием одного н того же эксперта.
Imu.ii Область воспринимаемых
интенсивностей 1макс
1'эк 1 £1
V
у ZTS г\ / i \ ! \ \ ~0 есть 50 7о дольше t дольше одинаково, 50 % 50% нет SO’/o меньше1, чем неодинаково 50 7о 757о меньше 75 % больше 50 % одинаково 25 % дольше 25 % меньше 50 % неодинаково
интенсивность
звука
Громкость А
кет
да
Рис. 5. Определение порогов восприятия, порогов различения и точек одина-
кового восприятия.
Второй вариант состоит в том, что эксперту для оценки предлагается вход-
ная величина, интересующий признак которой в течение всего времени оценки
остается постоянным. Из набора заранее оговоренных оценок эксперт выби-
рает одну наиболее подходящую с его точки зрения. Эксперимент повторяет-
ся несколько раз при измененной входной величине. Получаемые от эксперта
оценки статистически обрабатываются по специальной методике. Закон изме-
нения входной величины эксперту неизвестен (чаще всего изменения случай-
ны). Эти методы можно назвать методами постоянства, опроса нлн оценки.
Их целесообразно использовать для слуховых экспериментов, в которых од-
новременно участвует несколько экспертов.
Мы рассмотрим только некоторые из этих методов, используемых при
слуховых экспериментах. Подробно н наиболее полно пснхометрнческие методы
измерений оннсаны в книгах Фехнера, 1860; Стивенса, 1951; Гилфорда, 1954;
Снкстля, 1967; Робинсона н Джексона, 1972. Поскольку результаты субъектив-
ных (с участием эксперта) измерений определенным образом зависят от выб-
ранного метода измерений, то его всегда следует указывать в протоколе из-
мерений. Для субъективных измерений преимущественно используют методы,
основанные на оценке номинальных н порядковых значений. Именно этн мето-
ды позволяют измерять пороги восприятия, пороги различимости н устанавли-
вать точки одинакового восприятия. Пояснение этих понятий дается на рнс. 5.
Для примера рассмотрим слуховой эксперимент по исследованию взаимо-
связи между интенсивностью звука н громкостью слухового объекта. Шкалы
значений прн таких измерениях имеют одно измерение. Это шкалы интенсив-
ности звукового объекта н громкости слухового объекта.
Порогами восприятия в нашем примере будут две точки /нвя н Ашо
на шкале интенсивности, которые ограничивают область воспринимаемых ин-
15
тенснвностей, т. е область, в пределах которой существуют слуховые объекты.
От эксперта требуют давать слуховому объекту номинальные оценки да»
(слышно) или «нет» (не слышно). Точно на пороге восприятия обе эти оценки
будут даваться с одинаковой вероятностью (0,5).
Пороги различимости имеют на шкале интенсивностей вид отрезков, со-
ответствующих минимально воспринимаемым различиям громкости, например
Д(Л)мив и Л(/7)м«и- От эксперта требуют номинальных или порядковых оце-
нок. Если для оценки громкости используют номинальные понятия «одинако-
во» или «неодинаково», то порог различимости займет участок от начальной
точки Л до точки на шкале интенсивностей, верояпюсть оценки «неодинаково»
которой равно 0,5. Если же принята оценка «больше» или «меньше», то край-
ние точки интенсивностей, по которым с вероятностью 0,75 даны соответствен-
но обе оценки, будут ограничивать участок шкалы, вдвое больший порога раз-
личимости1.
Точками одинакового восприятия для рассматриваемого примера будут
точки /экн /эк, потому что нм соответствуют звуковые объекты одинаковой
громкости. Для примера будем рассматривать два источника звука, излучаю-
щих непрерывные тоны частотой соответственно 100 и 200 Гц. Пусть, напри-
мер, громкость обоих сигналов оценивается как одинаковая в случае, когда
интенсивность тоиа 100 Гц равна 10 дБ, а тона 200 Гц равна 15 дБ». От
эксперта требуются порядковые оценки. Если требовать оценки только «боль-
ше» и «меньше», то в точке одинакового восприятия обе оценки будут равнове-
роятны (по 0,5).
К методам восстановления, используемым для измерения порогов восприя-
тия, порогов различения н точек одинакового восприятия, можно отнести мето-
ды средних ошибок и минимальных изменений. Между собой они различаются
тем, что в одном нз них (метод средних ошибок) сам эксперт изменяет приз-
нак звукового объекта иа входе до тех пор, пока ошушенне ие достигнет за-
ранее заданной субъективной оценки, п то время как в другом (метод мини-
мальных изменений) признак звукового объекта малыми ступенями изменяет-
ся экспериментатором до тех пор, пока эксперт не скажет, что достигнутое
ощущение отвечает заранее оговоренной оценке. Затем, многократно повторяя
эксперимент, получают кривую распределения результатов измерения по из-
меняемому признаку. Как правило, оиа имеет вид нормального распределения.
В зависимости от направления изменения признака — от больших значений к
меньшим нли наоборот — меняется положение кривой относительно оси абс-
цисс. По полученным п результате двум кривым расчетным путем получают
кривую распределения средних значений (рис. 6). Для измерения порога вос-
приятия сначала изменяют уровень звука, например, от меньших значений к
большим до тех пор, пока эксперт ие даст оценку «звук воспринимается», за-
тем это же измерение проводят при изменении уровня звука от больших зна-
чений к меньшим до получения оценки «ие воспринимается». В качестве поро-
гового принимается значение в вершине кривой распределения средних
значений.
Для измерений порога различимости и точек одинакового восприятия
эксперт дает соответственно оценки «одинаково», «неодинаково» пли «больше»
и «меньше». Одним из вариантов метода восстановления является автомати-
ческий метод балансного регулирования (уравнивания), предложенный Беке-
ши в 1947 г. (см. § 2.2.3).
Для измерения порогов п точек одинакового восприятия методом постояв
ства экспертам предъявляется несколько входных величии, в которых интере-
сующий экспериментатора признак выражен по-разиому н меняется в неизве-
стной для эксперта последовательности. Так, например, если требуется изме-
рить порог восприятия, то эксперты должны давать оценки только
1 В зависимости от метода оценки измеренные пороги различимости могут
оказаться разными. В литературе иет единого мнения о более предпочтитель-
ном методе.
г Здесь с ле топало бы говорить об уровне интенсивности. — Прим. ред.
16
воспринимается». «не воспринимается». Разумеется, что последовательность
входных величин должна быть подобрана в предварительных экспериментах
таким образом, чтобы область изменений интересующего признака, в которой
ожидается порог, перекрывалась более равномерно. После многократного
предъявления ряда входных величин получают кривые распределения обеих
оценок в функции входного признака. Примерный вид этих кривых показан
на рис. 7, а
Рис. 6. Оценка результатов измерений, проводимых ме-
тодом восстановления.
/ — результат первого измерения при увеличении входной вели-
чины: 2 —среднее значение 1,2: 3 — результат второго измере-
ния при уменьшении входной величины; 4—порог или точив
одинакового восприятия.
Двойная область Двойная область
порога различения порога различения
Шкала признаков входной Величины --------------*•
б) В)
Рис 7. Оцецка результатов измерений, проводимых методом постоянства.
а, б — номинальные оценки; а — порядковые оценки.
Точка с ординатой 0,5 на обеих кривых определяет значение порога. Для
измерения порогов различения н точек одинакового восприятия эксперту дол-
жны одновременно нлн поочередно предлагаться по меньшей мере две вход-
ные величины. Одна нз них (эталоп) остается неизменной при всех предъяв-
чениях, другая от предъявления к предъяаленню изменяется. В зависимости
от типа выбранных оценок «одинаково» — «неодинаково» или «больше» —
«меньше» в результате серии экспериментов получают кривые распрсделення,
приведенные на рис. 7, б н в. На графике показан также способ определения
порогов различения и точек одинакового восприятия. Разновидность метода
постоянства представляет собой метод «сравнения тройки»: эксперту для
2-810
17
оценки предлагают три входные величины, из которых две сохраняются не-
изменными, а третья изменяется. Задача эксперта состоит в идентификации
изменяемой величины.
Перечисленные методы не позволяют, однако, без дополнительных при-
емов сопоставить точкам шкалы восприятий конкретные значения входной
величины и наоборот. Другими словами, они не дают возможности поточечно
строить соответствие между этими двумя шкалами. Относительно просто эту
задачу можно решить с помощью методов измерений, основанных на субъ-
ективной оценке интервалов и отношений. Некоторые варианты этих методов
можно также назвать методами восстановления или постоянства. Подробно
рассматривать эти методы мы здесь не будем; их сущность должна стать по-
нитной из сказанного ранее.
Методы, которые рассматриваются далее, отличаются от описанных тем,
что эксперт в процессе эксперимента даст оценки непосредственно в виде за-
ранее оговоренных значений, поэтому эти методы называют также методами
прямых измерений.
При измерениях методом, основанным на оценке интервалов, эксперту
предлагают обращать внимание на различия между восприятиями. Восприя-
тие, интересующий признак которого оценивается как «два», должно отли-
чаться от восприятия с оценкой «единица» ровно настолько, насколько оно
отличается от восприятия с оценкой «три». Особенно хорошую повторяемость
результатов дают два метода измерений. Одни из ннх называется методом
равных интервалов. Эксперту одновременно или поочередно предъявляют не-
сколько входных величин, и он должен систематизировать свои восприятия в
группу последовательных категорий. Категории задаются таним образом, что-
бы на шкале восприятия они были эквидистантными. Другой метод называ-
ется методом деления пополам. Эксперт должен отрегулировать входную
величину по интересующему признаку таким образом, чтобы соответствующее
восприятие располагалось точно в середине между двумя фиксированными
значениями на шкале восприятий.
В основу метода оценки отношений положена мысль о том, что эксперт
в состоянии ощущать отношение двух интересующих признаков восприятия.
Схему измерений по этому методу можно представить в следующем виде:
эксперту предлагают прослушать входную величину и говорят, что по инте-
ресующему признаку его восприятие соответствует оценке «единица». Затем
ему предлагается входная величина с измененным признаком, и он должен
ответить на вопрос, какое во втором случае значение признака восприятия.
Вместо этого можно также спросить, во сколько раз или па сколько процентов
увеличился или уменьшнлеи интересующий признак. Задачу оценки можно
облегчить, предложив эксперту оценивать отношение по интересующему при-
знаку так, чтобы сумма числителя и знаменателя дроби была равна 100. Так,
например, отношение 1:1 выразится числами 50:50, а отношение 4:1 —числами
80:20 (метод постоянных сумм). При измерениях методом восстановления
эксперт, варьируя входную величину, должен добиться, чтобы по интересую-
щему признаку впечатление о входной величине было во сколько-то раз боль-
ше (или меньше) одновременно или поочередно предлагаемого эталона.
В звключение общего обзора психометрических методов посмотрим, как
можно нх применить для измерении пространственных признаков слуховых
объектов. Пространственным признаком нвляетси положение слухового объ-
екта, нлн (если объект нмеет большие размеры) все положения внутри и на
ограничивающих его поверхностях.
В гл. 1.1 уже отмечалось, что положение объекта невозможно указать
абсолютно. Оно определяется только расстоянием и направлением относи-
тельно другого объекта. При этом направление описывается углом к неко-
торому заданному направлению. Следовательно, измерять следует не поло-
жения, а расстоиния и углы. Для того, чтобы полностью определить положе-
ние объекта, необходима пространственней (трехмерная) система координат.
Такая система показана на рис. 4. Шкалы на осях такой системы (шкалы ди-
станции н углов) относятся к уровню относительных. Это зпачит, что к ним
можно применить все четыре ктасса оценок (поминальные, порядковые, ин-
18
тервольные н относительные) н, следовательно, использовать во всех рассмот-
ренных методах измерений
Прн измерении пороговых значений углов и дистанций нецелесообразно
отдельно рассматривать пороги восприятии и различения, так как каждая из
этих величии с помощью преобразования коордипат всегда может быть пре-
образована в другую. Иногда говорят о пороге различения положения, на-
правлении или удаления, что не совсем точно, потому что в действительности
имеются в виду минимальные измерения рассматриваемого признака входной
величины, вызывающие изменении в восприятии положения слухового объ-
екта. Позднее (гл. 2.1) для таких порогов будет введен специальный термин
«размытость локализации». Для их измерения можно, например, использо-
вать два источника звука, которые попеременно излучают одинаковые сиг-
налы и могут смещаться относительно друг друга. Важно прн этом, чтобы
эксперты давали оценку только пространственным признакам слухового объ-
екта и не обращали внимания на изменения громкости, тембра и т. д.
Дли измерения точек одинакового восприятия пространственных призна-
ков объектов преимущественно применяют так называемые «векторные ме-
тоды*. Задвча эксперта состоит в построений вектора, стрелка которого ука-
зывала бы точно на слышимый объект, а длина соответствовала расстоянию
до объекта. Векторы могут быть также зрительными и осязвтельнымн. Метод
акустического вектора состоит в том, что эксперт изменяет положение ис-
точника звука — указатели так, чтобы соответствующий ему слуховой объект
совпал с положением исследуемого слухового объекта. Если в эксперименте
использовать источник света и сравнивать положение слухового объекта с по-
ложением зрительно воспринимаемого объекта, то при этом получим опти-
ческий вектор. Он же получается и в случаях, когда эксперт указывает на
слышимый объект рукой или указкой.
Пример получения осязательного тактильного веитора описан Бекеши в
1930 г. Он состоит в следующем. Из сопла на лоб эксперта направляется тон-
кая струя воздуха. Находя точки равного восприятия, можно определить
тс изменении взаимного положения источников звука или источников звука
с источниками света, которым соответствует одинаковое восприятие иссле-
дуемого пространственного признака. Однако этим методом невозможно уста-
новить взаимосвязь между положением слухового объекта и источника звука.
Так, только по одним указательным движениям эксперта нельзя судить о
направлении к слуховому объекту. Это стало бы возможно, если была бы
известна связь между физически измеренным направлением вектора и направ-
лением зрительного ощущения «вектор». Часто это обстоятельство не учиты-
вается.
Непосредственно установить, как связаны положения слуховых объектов
(углы, удаление) с признаками звуковых объектов, можно, используя методы
оценки интервалов и отношений. Наиболее распространенным является метод,
при котором эксперту предлагают передвигать источник звука так, чтобы
ощущение направления к слуховому объекту н расстояние до него совпали
с наперед заданными, или ему ставится задача оценить количественно ощу-
щение направления или удалении слухового объекта. Другой метод состоит
в том, что слуховые объекты распределяются по заранее оговоренным интер-
валам углов и расстояний. Все этп методы позволяют более или менее точно
определять положение слуховых объектов в пространственной системе коор-
динат.
1.3.2. Сигналы и звуковые поля
Пусть эксперт в процессе слухового экслеримепта подвергается воздей-
ствию звука. Это воздействие состоит в том, что один или несколько источ-
ников звука, рассредоточенных определенным образом в пространстве, излуча-
ют одинаковые или разные звуковые сигналы, которые, распространяясь в
виде звуковых волн в окружающей среде (как правило, в воздухе), доходят
до барабанной перепонки уха. Сигналы у барабаииой перепонки могут быть
описаны временной функцией звукового давления. Вяд функции звукового
2*
19
давления р(1) для данного эксперта зависит от параметров пространственной н
временной структуры звуковых полей: от вида, количества и расстановки источ-
ников звука; от характера сигналов, излучаемых источниками звука. Для слу-
ховых экспериментов в принципе могут быть использованы звуковые поля
любой сложности. Однако из-за невозможности учета всех параметров слож-
ные поля не пригодны для систематизированных исследований пространст-
венных свойств слуха. В слуховых экспериментах стараются использовать
звуковые поля возможно более простой временной н пространственной струк-
туры, стремясь при этом к тому, чтобы результаты измерений можно было
распространить и на более с южные поля. Некоторые соображения по выбору
сигналов и источников звука поля рассмотрены ниже. Более глубоко теория
Рнс. 8. Элементарные сигналы н их спектры энергии и мощности (кривые &
нижнем риду построены в двойном логарифмическом масштабе)
сигналов изложена в книгах Ля, 1960; Кюпфмюллера, 1968; Фишера, 1969;
Уибсхауэна, 1960. Вопросы теории источников звука рассмотрены в книгах
Скучика, 1954; Майера н Ноймана, 1967; Райхардта, 1968; Кремера, 1971.
Любой сигнал х(/), являющийся функцией времени, например звуковое
давление, колебательная скорость, напряжение к т. Д-, может быть разложен
в ряд элементарных сигналов, которые обычно н используются в качестве
измерительных сигналов в слуховых экспериментах. Так, любую функцию-
врсменн можно разложить на множество очень коротких импульсов. В основу
анализа положен так называемый интеграл свертки
x(t) = j х(т)б(/-т)Л, (1>
где б(/—т) —тан называемая единичная функция (дельта-функция Дирака)
в момент времени t. Единичный импульс — это воображаемый импульс, пло-
щадь которого равна 1, а длительность при неизменной площади стремится к
0. Достоинство короткого импульса в качестве элементарного измерительного
20
сигнала состоит в том, что его энергия целиком приходится на определении А
момент времени и при этом равномерно распределена по всем частотным со-
ставляющим. Временная диаграмма распределения спектральной
плотности энергии (энергии, прнходящсйси иа полосу частот шириной
1 Гц) очень узкого прямоугольного импульса показана на рис. 8, а. Достаточ-
ная для практических целей равномерность распределения плотности энергии
в области звуковых частот (16 Гц—16 кГц) достигается уже прн длительности
импульса менее 25 мкс.
Кроме того, любую функцию времени х(/) можно разложить в ряд гар-
монических колебаний (непрерывных тонов) Это делают с помощью ин
теграла Фурье:
*(')= (2>
здесь X(t)—комплексная спектральная характеристика рассматриваемого
сигнала. Вещественная часть величины е*2*** представляет собой гармо-
ническое колебание с частотой / н амплитудой, равной 1. Энергии элементар
кого колебания, используемого в качестве измерительного сигнала, точно
характеризуется по шкале частот и не определяется на временной оси, так
как длительность непрерывного тона бесконечна. На рис. 8, б представлены
характеристики непрерывного тона и его спектра. Вследствие бесконечной дли-
тельности непрерывного тона бесконечно велика и его энергия, а понятие
плотности энергии теряет смысл. В связи с этим будем оперировать спектром
плотности мощности, принимая за плотность мощности отношение мощности
енгиалв на выходе фильтра с конечной шириной полосы к ширине полосы
(т. е. мощность, приходящуюся на по юсу частот шириной 1 Гц).
Непрерывные топы используют в качестве измерительных сигналов в тех
случаях, когда энергию сигнала желательно сосредоточить в бесконечно узкой
полосе частот, а импульсы — в тех случаях, когда эпергню сигнала жела-
тельно сосредоточить в бесконечно узком временном интервале.
Существует бесконечное множество элементарных составляющих, на ко-
торые можно разложить сигнал как функцию времени. Здесь справедливо
следующее общее правило: чем больше эпергии требуется сконцентрировать
в данный момент времени, тем более широкополосным должен быть сигнал
в частотной области, и наоборот: чем больше энергии должно быть сосре-
доточено в данной частотной полосе, тем более протяженным должен быть
сигнал во времени. Оптимуму этих двух требований удовлетворяет так на-
зываемый гауссов тональный импульс (рнс. 8,а). Поэтому его часто приме-
няют в слуховых экспериментах.
Гауссов импульс н его спектр опредетяют выражениями:
*(О = Ле 1 41 •' Re(e/2ltw); (3)
X (/) = (4г) е-Р"«-Ы«.+ (~ZF) е-/ад/+м<. ] . (4>
здесь А — максимальная амплитуда заполняющего тона; Д/— ширина равно-
великого прямоугольного импульса той же амплитуды. Можно показать что
Д*-Д/=1.
Если требуется создать широкополосное возбуждение, например возбуж-
дение во всем диапазоне звуковых частот, то согласно сказанному в качестве
возбуждающего сигнала следует использовать короткий нм пульс. Правда,
энергия, которую при этом можно сообщить системе, будет ограниченной, по-
тому что максимальная амплитуда звукового давления не может превысить
некоторый предел, за которым появляется опасность повреждения источника
нли приемника звука (органа слуха). Этого можно избежать, использовав
вместо одиночного импульса бесконечную постедоватетъиость коротких нм-
21
пульсов, полярность я частота следования которых случайны Полагая, что
любые интервалы следования импульсов и их полярности равновероятны, при-
ходим к понятию «белого шума». Его энергия не ограничена, поскольку не
ограничена длительность. Плотность мощности белого шума одинакова на
всех частотах. Плотность вероятности, с которой мгновенное значение белого
шума принимает определенные значения, описывается норгальпой функцией
распределения (рис. 9).
С помощью линейной фильтрации из белого шума можно получить слу-
чайные сигналы любой полосы частот н с любым спектром плотности мощно
у/(х)
Рис. 10. Типичные спектры плотнос-
ти мощности речи и музыки.
Ряс. 9. Плотность вероятности ш'(х)
мгновенных значений белого шума
х(0.
сти. Используя такие сигналы, можно исключать резонансы возбуждаемой
системы, например образование в помещении стоячих волн. Шум можно ис-
пользовать и дли имитации речи и музыки (по крайней мере по спектру плот-
ности мощности). Типичные спектры речи (2) н музыки (1) приведены на
рис. 10 (по Скучику, 1954)
Спектры плотности мощности, которые при определенных условиях яв-
ляются и спектрами плотности энергии, можно изучать с помощью фильтров,
с перестраиваемой полосой пропускания. В акустике для этой цели нсполь
зуют фяльтры двух типов: с постоянной шириной полосы при любой централь-
ной частоте (A/=const— фильтры с постоянной абсолютной шириной или
фильтры скользящего тона) и с постоянной относительной шириной полосы
пропускания (A//fo—const)—треть-октавные нлн октавные. Если построить
зависимости уровней мощности на выходе фильтра от центральных частот
полосы пропускания, то эти зависимости для обоих типов фильтров полу-
чаются различными. На рис. 11 для примера приведены такие зависимости
для случая белого шума и так называемого грозового шума». В случае бело-
го шума мощность, приходящаяся на полосу частот постоянной ширины, не
зависит от частоты. При розовом шуме независимой от частоты оказывается
мощность, приходящаяся на относительную полосу частот. Поскольку органы
слуха человека в процессе формирования ощущения громкости разлагают
сигнал на составляющие с почти постоянной относительной шириной полосы,
то для слуховых экспериментов в качестве измерительного сигнала очень
удобно использовать розовый шум.
На некоторые свойства пространственного слуха оказывают влияние оги-
бающие сигналов. Функции времени х(/) (без постоянных составляющих, что
для звука всегда справедливо) могут быть записаны в виде
х (0 = Л («**«>). (5)
Способ пересчета описан в книге Б Фолькера, 1966.
В общем виде х(Л представляет собой колебание с непрерывно изменяю
щейся амплитудой и фазовым углом (т. е. частотой и фазой). На рис. 12 по
22
казан график такого сигнала. Функция А (/) — огибающая. Она показана на
рис. 12 штриховой линией.
Подобно тому, как любая функции времени может быть разложена на
элементарные сигналы, так и любое звуковое поле может быть разложено на
элементарные звуковые поля. Одни нз возможных способов разложения ос-
нован на принципе Гюйгенса н Френеля, согласно которому каждую точку
волнового поли можно рассматривать как источник сферической волны. На
ложеннем таких элементарных волн определяют колебательный процесс в
любой точке измеряемого поля»
Рис. 11. Спектры мощности белого
и розового шумов.
а — мощность, приходящаяся на полосу
частот постоянное абсолютное ширины
(здесь 60 Гц); б—мощность, приходящая-
ся на полосу частот постоянной относи-
тельной ширины (здесь третьоктава); f —
крутизна нарастанк 3 дБ/окт; 2 — кру-
тизна спада 3 дБ/окт.
кГц
Рис. 12
Рис. 12. К пояснению
Рис 13
понятия «огибающей».
Рис 13. Звуковое давление, колебательная скорость и интенсивность звука
в ближнем и дальнем поле сферического излучателя нулевого порядка.
/ — спад колебательной скорости в ближнем поле пропорционален l/r* (при удвоении
расстоянии до излучателя составляет 12 дБ): 2 —спад звукового давления пропорциона-
лен \/г (при удвоения расстояния до излучателя составляет В дБ); 3 — спад интенсив-
ности пропорционален 1/г* (при удвоении расстояния составляет 6 дБ): 4 — спад коле-
бательной скорости в дальнем поле пропорционален 1/г (при удвоения расстояния равен
6 дБ); 6 - область ближнего поля; 6 — область дальнего поля.
Сферическая волна — волна, обладающая центральной симметрией, т. е.
волна, параметры которой зввисят только от расстоянии до источника и не
завысят от направления Источники звука, излучающие сферические волны,
называются сферическими излучателями нулевого порядка, элементарными
излучателями, или пульсирующими шарами. Название пульсирующий шар она
получили потому, что источник сферических волн сам должен иметь сфериче-
скую форму. Кроме того, его поверхность дол жив колебаться так, чтобы все
ее точки (если смотреть из центра шара) сиифазио перемещались по радиусу
23
в обоих направлениях. Таким образом, шар как бы раздувается и стягива-
ется, или «пульсирует».
Звуковое поле пульсирующего шара испытывают двумя уравнениями:
₽ (1. г) = Re {const !^- е™ . (6)
v(t,r) = Re {const . (7)
где ро — плотность среды. Видно, что амплитуда звуковою давления изме-
няется пропорционально 1/г, т. е. с увеличением расстояния от центра сферы
Рис. 14. Вид сферической волны, образованной любым
пульсирующим излучателем звука, размеры которого
малы по сравнению с длиной волны (на больших рас-
стояниях от излучателя волна становится плоской).
амплитуда давления уменьшается, причем при каждом удвоении расстояния
амплитуда уменьшается вдвое. Эта зависимость в двойном логарифмическом
масштабе показана па рис. 13.
Амплитуда колебательной скорости на больших (г>-2лг/Х расстояниях
от источника спвдает также пропорционально 1/г. Вблизи сферы (г«с2лг/Л,)
амплитуда уменьшается пропорционально 1/г5. На больших расстояниях от
сферы звуковое давление и колебательная скорость сипфазны. Отношение
p(t)lv(t) представляет собой чисто активное сопротивление, принимающее
значение характеристического сопротивления среды z0=poc.
Уравнения поля сферической волны с достаточной степенью приближе-
ния справедливы не только для пульсирующих сфер, по и для пульсирующих
излучателей другой формы, в том числе и для случаев колебания отдельных
частей поверхности излучателя (рис. 14). Такое приближение возможно, если
точка измерений достаточно удалена от излучателя и размеры излучателя ма-
лы по сравнению с длиной волны.
Первое условие удовлетворяется легко, второе — сложнее. Закрытый ящик
громкоговорителя обычных размеров (большая сторона равна около 30 см)
может считаться сферическим излучателем только для частот не выше несколь-
ких сотен герц. На более высоких частотах излучение в разных направлениях
различно. Однако для верхних частот условия сферического излучателя могут
быть восстановлены, если к громкоговорителю через специальную камеру
присоединить одним концом отрезок трубы. Тогда противоположный (откры-
24
тый) конец трубы будет представлять собой «пульсирующий» излучатель,
размеры которого определяют диаметром трубы. Эта возможность моделиро-
вания небольших сферических излучателей была использовала Миллсом, 1958,
Шоу н Тераниши, 1967.
С увеличением расстояния от любого излучателя можно считать излуча-
емую волну вес более плоской.
Звуковое давление н колебательная скорость становятся практически син-
фазными, н искривление фронта волны в пределах препятствия конечных раз-
меров становится все менее заметным. Даже для обычных громкоговорителей
уже на расстоянии 3 м разность измеряемых микрофоном уровней прн его
смещении перпендикулярно осн излучателя на ±9 см (размер головы чело-
века) не превышает 1 дБ. Таким образом, микрофон перемещается практи-
Рис. 15. Фронт отраженной волны,
представленный как фронт зеркаль-
но-отображенного источника.
/ — первый фронт волны; 2 — второй (от-
раженный) фронт волны: 3— точке прие-
ма; 4 — реальный источник звука; Б—
зеркально-отображенный источник звука-
чески в плоскости одинакового звукового давлении. Искривление фронта
волны становится малозаметным, мы имеем поле почти плоской волны.
Звуковое поле источника перед плоской отражающей стеной может быть
представлено как результат наложения неискаженного собственного поля и
предполагаемого зеркально расположенного источника (рис. 15). Это значи-
тельно облегчает объяснение свойств пространственного слуха в закрытых
помещениях. В гл. 3 будет показано, что в закрытых помещениях решающее
для слухового восприятия значенпе имеет фронт волны, поступающий к органу
слуха первым. Распространение первых фронтов легко может быть просле-
жено на модели с зеркально-отображенным источником звука.
В заключение рассмотрим головной телефон (наушник), который в каче-
стве источника звука широко применяют в слуховых экспериментах. Головные
телефоны используют в тех случаях, когда для целей измерений необходимо
исключить явлении дифракции, затенения, резонанса наружного уха, взаимное
влияние сигналов у обоих ушей, т. е. псе явления, которые имеют место в
свободном звуковом поле. По типу конструкции различают тстефоны-вклады-
ши и телефоны воздушной и костной проводимости.
Первые плотно вставляются в слуховой канал, вторые охватывают уш-
ную раковину, прилегая к голове, третьи более или менее плотно прижима-
ются к ушной раковине.
До сих пор считалось, что головной телефон создаст одинаковое звуковое
давление во всем присоединенном объеме, т.е. что он нагружен как бы иа
камеру давления. Это мнение не соответствует действительности н отчастп
является причиной того, что некоторые свойства пространственного слуха дол-
го оставались необъяснимыми. Если учесть объем замыкаемого телефоном
пространства, то можно видеть, что на частотах выше 1 кГц процессы следует
рассматривать как волновые (Б. Виллчур, 1969). Именно эта область частот,
т.е. область выше 1 кГц, особенно важна для пространственного слуха.
1.3.3. Акустические зонды
Важнейшими дли эксперта входными величинами в слуховом экспери-
менте являются звуковые сигналы у барабапной перепонки. Для того чтобы
измерять эти сигналы или хотя бы сигналы в слуховом канале близ перепонок.
25
Рис. 16. Акустический зонд для измерений звукового давления в слуховом
канале.
/—микрофонный капсюль тина Брюэль Кьер 4134; 1 — уплотнительное кольцо: 3~-
конусный переходник: 4 — мембрана
необходимы специальные звукопрнемные устройства. Они должны удовлетво-
рять следующим требованиям: их присутствие в слуховом канале не должно
заметно искажать поле, должны позволять проводить измерения параметров
Рис 17. Акустический зонд в работе
сигналов во всем диапазоне звуковых
частот, должны быть безопасными
лля эксперта.
Этим условиям удовлетворяют
так называемые акустические зонды.
Акустический зонд представляет со-
бой конденсаторный микрофон, к ко-
торому присоединена тонкая трубка.
Такая система есть не что ниое, как
приемник звукового давления: на
выходе микрофона развивается элек-
трическое напряжение, пропорци»
опальное звуковому давлению на
входе трубки. Правда, коэффициент
пропорциональности вследствие ре-
зонансных ивлений н затухания в
трубке зонда сильно зависит от ча-
стоты. Акустические зонды имеют
круговую характеристику направлен-
ности, т. е. они одинаково чувстви-
тельны к звукам, приходящим по
всем направлениям. Это можно по-
яснить на основании закона обрати-
мости. Если бы такой преобразова-
тель звука работал в режиме нзлу-
чатетя (что для конденсаторного
26
Рис. 18. Электрическая схема корректирующего операционного усилителя
МС 1439 (фирмы Моторола). (Сопротивления резисторов указаны в омах, ин-
дуктивности катушки в генри, емкости конденсаторов в фарвдах).
микрофона вполне возможно), то выход трубки, размеры которой малы пэ
сравнению с длиной волны, был бы сферическим излучателем нулевого поряд-
ка (см. § 1.3.2).
Рнс. 19. Частотные ха-
рактеристики (действн-
тельиаи составляющая
коэффициента передачи)
акустического зонда до
и после коррекции к эк-
вивалентные уровни ме-
шающего шума.
I — после коррекции: Я —
до коррекции; 3 — уровень
напряжения шумя в широ-
кой полосе; 4 — уровнеграм-
ыа шума в трегъожтавных
полосах.
Для измерений в слуховом канале применяют акустические зонды с диа-
метром трубки от 1 до 2 мм. Для того, чтобы можно было проводить изме-
рения непосредственно у барабаниой перепонки, на трубку одевают насадку нз
мягкого пластика. Звуковое поле прн этом искажается незначительно, в чем
можно убедиться, введя в слуховой канал вторую зондирующую трубку н на-
блюдай, как изменяется напряжение на выходе первого зонда Резонансы
трубки зонда могут быть либо задемпфированы минеральной или металлической
ватой, либо скорректированы электрически.
27
Литературный обзор по вопросам измерений с использованием акустичес-
ких зондов приведен в гл. 2.2. Здесь рассмотрим только один специальный
микрофон, разработанный Лоусом в 1972 г. и применяемый автором книги во
многих измерен и их. Размеры этого микрофона приведены па рис. 16. В основу
конструкции положены элементы набора зондов фирмы «Брюэль и Кьер» (Ко-
пенгаген). Трубка зонда изогнута так, что позволяет измерять звуковое да-
вление на расстоянии 0,5 см от входа слухового канала и при надетых голов-
ных телефонах (внешний диаметр трубки зонда — 1 мм, внутренний — 0,6мм).
На рис. 17 показано крепление микрофона, видно также устройство для фик-
сации положения головы эксперта.
Особенность этого микрофона состоит в том, что с помощью специального
корректирующего усилителя (рис. 18) неравномерность частотной характе-
ристики в слышимом диапазоне частот можно уменьшить до ±1 дБ. На рис.
19 приведены частотные характеристики микрофона-зонда до и после кор-
рекции. Кроме того, здесь же приведен измеренный с помощью треть-октавных
фильтров уровень электрических шумов на выходе цепи, в которую включен
микрофон, катодный повторитель, предварительный усилитель н корректиру-
ющий каскад. Электрические шумы эквивалентны широкополосному акусти-
ческому шуму на входе микрофона с уровнем громкости от 50 до 55 фон'.
Полученный относительный уровень помех совершенно недостаточен для высо-
кокачественной передачи музыки, но вполне удовлетворителен для большинст-
ва измерений.
2. ПРОСТРАНСТВЕННЫЙ СЛУХ В СЛУЧАЕ ОДНОГО ИСТОЧНИКА
Анализ физических и психофизических свойств пространственного слуха
целесообразно начать с простейшего с физической точки зрения случая — на-
лично одного источника звука. Зная физику формировании звуковых сигналов
у барабанной перепонки при одном источнике, произвольно расположенном
относительно эксперта, можно на основании принципа суперпозиции распро-
странить полученные выводы на любые комбинации источников, поскольку
уравнения звукового поля существенно линейны.
С точки зрения психофизической дело обстоит гораздо сложнее, поскольку
органы нервной системы„ участвующие в оценке ушных сигналов и выработке
ощущения положения слухового объекта в пространстве, не могут рассматри-
ваться как линейные системы. Хотя в принципе психофизические параметры
пространственного слуха при одном источнике справедливы и для нескольких
источников, но специфика явлений в последнем случае требует некоторых
существенных дополнений.
Говоря о «единственном» источнике звука, будет понимать источник зву-
ка в свободном звуковом поле, где нет отражений. Отраженный звук может
1 Впредь будем оперировать тремя понятиями уровня.
1. Уровень звукового давления L, дБ:
L=20 log—, где ро=2О мкНм“2.
Ро ГС
2. Относительный уровень звукового давления L, в до:
L=20 log — ,
Pj
где р. — порог слышимости исследуемого звукового объекта.
3. Уровень громкости Л в фонах:
р,, кГц
Л=20 log---------- ,
₽•
где ро=2О мкНм-2; рь кГц —уровень звукового давления тона с частотой
1 кГц в месте расположения эксперта, в случае когда субъективные громкость
этого тона и исследуемого звукового объекта одинаковы (см. стандарт ДИН-
1318. 1969 г.).
28
рассматриваться как звук мнимого зеркально-расположенного источника. Этот
случай описан в разд. 3. Свободные звуковые поля существуют в природе,
это, к примеру, поле источника звука, установленного на вершине холма, нз
заснеженном или заросшем высокой травой поле. В лабораторных условиях
свободное звуковое поле достаточно точно можно создать в заглушенной
камере.
Л1ного исследований пространственных свойств слуха проведено с исполь-
зованием головных телефонов. Их результаты рассмотрены в настоящей главе
(§ 2.3.2, 2.4.3) в той степени, в какой они касаются пространственных свойств
слуха при наличии одного источника.
2.1. ЛОКАЛИЗАЦИЯ И ЕЕ РАЗМЫВАНИЕ
В последующих главах подробно рассмотрены пространственные свойства
слуха, сделана попытка раздельно проанализировать свойства и функции фи-
зических и психофизических элементов и выяснить их значение для системы
в целом. Однако перед тем, как приступить к рассмотрению деталей, целесооб-
разно обсудить общие возможности и свойства системы. Другими словами,
перед тем, как рассматривать роль, которую в формировании слуховых ощу-
щений играют, например, ушные раковины, целесообразно поставить более об-
щий вопрос: насколько «хорошо* человек вообще ощущает пространственность
звуков?
Для этого сначала определим два понятия: локализацию и размывание
локализации.
Локализация — правила н законы соотнесения ощущаемого положения
слухового объекта в пространстве с определенным признаком или признаками
звукового или другого возбуждения, коррелируемого со слуховым ощущени-
ем. Примеры: взаимосвязь между воспринимаемым положением слухового объ-
екта и местом расположения источника, между ощущением направления на
объект (ориентацией) н бинауральными различиями уровня звукового давле-
ния, между ощущением направления на слуховой объект и поворотом головы
и т. д.
Размывание локализации — минимальное изменение данного признака или
признаков звукового возбуждения, которое вызывает ощущение смещения
слухового объекта в пространстве (по направлению или удаленности). Раз-
мывание локализации — свойство локализации. Примеры: размывание четкого
ощущения направления на слуховой объект при боковых смещениях источника
звука; размывание ощущения расстояния между слушателем и слуховым
объектом при изменениях спектрального состава сигналов. И для случая одно-
го источника звука, в для более общего случая нескольких источников с этими
понятиями связаны два частных вопроса: где располагается слуховой объект
при данном положении реального источника (вопрос локализации); каким
должно быть минимальное изменение положения источника звука для того,
чтобы вызвать минимально заметное ощущение смещении слухового объекта
(вопрос размывания локализации).
В употреблиемом нами смысле слова локализация — это показатель (опе-
ратор) отображения точек пространства источников звука в точки пространст-
ва слуховых объектов. Оба пространства не идентичны, и положения источни-
ков звука и слуховых объектов не всегда совпадают. Локализация может
зависеть не только от положения источника звука, но нот характера излучае-
мого сигнала, а также от предыстории звукового события. В некоторых усло-
виях эта зависимость может быть многозначной, т. е. один источник звука мо-
жет вызвать ощущение нескольких слуховых объектов. Кроме того, в опреде-
ленных пределах локализация меняется и от эксперте к эксперту. Ояа под-
вержена также временным колебаниям, которые практически не поддаются
учету.
Явление размывания локализации свидетельствует о том, что слуховое
пространство в меньшей степени дифференцируемо, чем пространство источ-
ников звука. Объемная разрешающая способность слуха оказывается мень-
29
шей, чем разрушающая способность физических приборов. Реальный точечный
источник звука ощущается как объект с размытыми в слуховом пространстве
границами Кроме того как было указано выше, размыванию локализации
свойственны колебания во времени
Впредь под размыванием локализации будем понимать такие изменения
расположения источников звука, которые вызывают соответствующие мини-
мально заметные ощущения у 50% экспертов (см. § 1.3.1)
Заимствованные из литературных источников данные основанные на дру-
гих определения к пороговых ощущений, по возможности пересчитывались с
учетом нормально о закона распределения результатов измерений.
Теперь следует поставить вопрос о том, какова вообще доступная слуху
точность пространственной локализация, илн, говоря более точно, каково
минимальное размыва пне локализации в оптимальных условиях. Было уста=
новлено, что область максимальной пространственной остроты слуха распо-
ложена по направлению вперед или вблизи этого направления, и в пределах
этой области наибольшие изменения положения слуховых объектов вызыва
ются боковыми смещениями источников звука.
На этом основании во многих работах размывание локализации направле
ний на источники звукв под малыми углами <р и б1 считается максимальной
пространственной разрешающей способностью слуха, В табл. 2 приведены ре-
зультаты некоторых измерений Видно, что абсолютный нижний предел раз-
мывания локализации составляет около 1°
Таким образом, разрешающая способность слуха почти па два порядка
меньше, чем зрения так как глаз способен распознавать изменения напра-
вления, составляющие менее одной угловой минуты.
Из табл 2 видно, что прн измерениях с узкополосными сигнала: <н (на-
пример, тоны п гауссовы импульсы) данные по размыванию локализации
имеют заметный разброс Тщательный анализ показал также наличие харак-
терной зависимости размывания от частоты сигнала. Результаты соответству-
ющих измерений приведены иа рис, 20. Они получены методом, прн котором
эксперты давали один нз двух возможных ответов Сначала эксперту сигнал
для оценки подавался точно спереди, а затем — от источника, смещенного
Таблнца 2
Автор, год Вид сигнал Размывание локализация
Клемм, 1920 Кинг н Лэйрд, 1930 Стевеис и Ньюмен, 1936 Шмидт н др., 1953 Сандель и др., 1955 Миллс, 1958 Штиллер, 1960 Бергер, 1965 Гарднер, 1968 Перро 1969 Блауэрт, 1970 Хаусштейн и Ширмер, 1970 Щелчок Последовательность щелч- ков Непрерывный тон То же Узкополосные шумовые им- пульсы, косинус-кв ад ратные импульсы Гауссовы импульсы Речь Тональные импульсы раз- личной крутизны фронтов н частоты Речь Широкополосный шум 0,75-2° 1,6° 4.4° 1° 1,1—4° 1,0-3, г 1 4—2,8° 0,8—3,3° 0,9° 1,8—11,8“ 1,5’ 3,2°
Примечание. Поскольку данные получены при измерениях разными методами
то даются ссылки на источники
1 <р«0 н С~0 (см. рис. 4).— Прим, ред
30
<юд некоторым углом. Эксперт должен был лишь отмечать, левее или правее
первого звучит второй сигнал При такой методике смещение источника звука
считалось установленным при совпадении 75% положительных ответов. Это
среднее значение между Б0% одинаковых ответов (равновероятность, т. е.
случай, когда предполагается, что нн один нз экспертов не заметил бокового
смещения источника) н 100% одинаковых ответов (когда все эксперты это
смешение заметили).
Для дальнейшего анализа про-
странственных свойств слуха рас-
смотрим три частных случая:
Рис. 21
Ряс. 20
Рис. 20. Зависимость размывании локализации Д(<р=>0)няв от частоты сигна-
ла для случая боковых смещений источника звука.
кривая а —в случае непрерывного тона (Миллс, 1958, 3 эксперта, уровень звукового
явления БО дБ, положение головы зафиксировано); кривая б —в случае тональных га-
уссовых импульсов с полосой в одну частотную группу (Бергер, J965, 4—7 экспертов,
уровень громкости согнала от 60 до БО фон. голова неподвижна).
Рис. 21. Размывание локализации Д<рМяя н локализации н горизонтальной
плоскости (измерительный сигнал — белый шум, уровень громкости 70 фои,
положение головы зафиксировано). Направление прихода звука показано
стрелкой.
1. Размывание локализации и локализация направления прихода звуков
при разных направлениях на источник в тоскости, горизонтальной к источнику
(анаправленность слуха» в горизонтальной плоскости).
2. Размывание локализации и локализация направления прихода звука
при разных углах возвышения в медианной плоскости («направленность слуха»
в медианной плоскости).
3. Размывание локализации и локализация в зависимости от расстояния
до источников («локализация по глубине»).
Итак, первый вопрос — направленность слуха в горизонтальной плоскости.
Ранее (табл. 2, рис. 20) мы видели, что размывание локализации мнннмальво
в узком растворе углов вблизи переднего направления. Если угол прихода
звука спереди увеличивать влево или вправо до 90° (звук точно сбоку), раз-
мывание локализации увеличивается относительно начального значения в 3—
10 раз (Политцер, 1876; Блок, 1893; Перскалии, 1930; Ван-Гильзе и Роэлофс,
1937; Стивенс и Нейман. 1936; Тониинг. 1970 и др.). При дальнейшем увели-
чении угла до 180е (звук сзади) размывание локализации уменьшается до
значения вдвое больше начального.
На рнс. 21 приведены результаты массовых слуховых экспериментов, опи-
санных Прайбиш-Эфенбергером (1966), Хаусштейном и Ширмером (1970).
Они проводплись с участием 600—900 экспертов, не имевших никакой специ-
альной подготовки. Измерялись размывание локализации и локализация и
горизонтальной плоскости. Сначала эксперты поворачивали подвижный громко-
31
говоритель до совпадения направления прихода звука с неподвижный источ-
ником — указателем, а затем так, чтобы по слуховому ощущению он распо-
лагался точно спереди, слева, справа н сзади. В этих экспериментах осталось
неясным, ке является ли отклонение показаний для углов 0, 30, 180 н 270° це-
ликом или частично систематической ошибкой экспертов в оценке направления
прихода звука. Такие же отклонения наблюдались Феером (1957) п Вилькен-
сом (1972).
Приведенные на рнс. 21 результаты слуховых экспериментов справедливы
для случая, когда в качестве измерительных звуков использовали шумовые
импульсы длительностью ЮОмс. Сигналы другой длительности и с другими
Рнс. 22. Отличия направлений прихода длительных тонов (или гауссовых им-
пульсов с полосой в одну частотную группу) н широкополосного шума (пока-
зан стрелкой) прн совпадении направлений к вызываемым имя слуховым
объектам. Сплошная линия — непрерывный тон (по Занделю и др., 1955,
уровень звукового давления 35 дБ, Б экспертов, положение головы зафикси-
ровано). Пунктирная линия — импульсы Гаусса (по Бергеру, 1965, уровень
громкости 50—60 фон, 4—7 экспертов, положение головы зафиксировано).
Рнс. 23. Аномалия локализации, часто наблюдаемая в случае узкополосных
сигналов- направления на слышимый объект (Н/) симметричны относитель-
но слуховой оси с направлениями действительного прихода звука (S/).
спектрами приводят к большему разбросу показаний. Так, например, из работ
Цсрлнна (1959), Тобиаша н Церлниа (1959), Хаутгаста и Пломпа (1968) мож-
но предположить, что прн длительностях измерительного сигнала до 700 мс
размывание локализации уменьшается. Это предположение в определенной
степени подтверждается работой Дубровского н Черняка (1971).
Когда в качестве измерительного сигнала используют непрерывный тон,
размывание локализации увеличивается так же, как н в случае широкопо-
лосного сигнала при смещениях источника в сторону от передней осн (Шмидт и
др., 1953). Кроме того, наблюдалась сильная зависимость размывания локали-
зации от частоты сигнала, в том числе н дли источников, расположенных точно
спереди, причем в боковых направлениях появляются дополнительные мини-
мумы размывания (Галгинайтнс, 1956; Миллс, 1958).
Локализация непрерывных тонов н других узкополосных звуков отлична
от широкополосных сигналов. На рис. 22 показано, какими должны быть
смещения источника непрерывного топа, или гауссовых импульсов, относитель-
32
но источника широкополосного сигнала для того, чтобы совпали направления
к вызываемый ими слуховым объектам. Приведены три случая, когда источник
звука (громкоговоритель) помещали относительно эксперта под углом <р=
=320, 0 н 40°.
По этим результатам видно, что сигналы, включающие в себя несколько
узкополосных составляющих (последовательности тональных импульсов нли
музыкальные звуки), могут вызвать ощущение нескольких слуховых объектов,
расположенных в разных местах н слышимых одновременно или со сдвигом во
времени. Так, например, Хорнбостель (1926) пишет, что звуки, издаваемые
неподвижно сидящей певчей птицей, всегда ощущаются приходящими из раз-
Рис. 24
Рнс. 25
Рнс. 24. Размывание локализации Абмжи н локализация в медианной плоскости
знакомого голоса. Направление прихода звука показано стрелкой.
Рнс. 25. Траектории перемещения слухового объекта в зависимости от ос-
новной частоты узкополосного шума, излучаемого источником нз произволь-
ной точки медианной плоскости (1 эксперт, положение головы зафиксировано).
ных направлений. Другой пример. Если на громкоговоритель подать синусои-
дальное напряжение, вызывающее незначительную перегрузку так, чтобы воз-
никли гармонические составляющие, обусловленные искажениями, н изменять
частоту снгната, то у слушателя создастся впечатление, что несколько слухо-
вых объектов перемещается в разных направлениях»
Высота тона слышимых объектов определяется частотами основного си-
нусоидальнего сигнала н высших гармонических составляющих. Другая «ано-
малия» локализацки, особенно часто наблюдаемая на узкополосных синга-
лах, состоит в том, что слуховые объекты могут слышаться по направлениям,
симметричным относительно слуховой осн-—прямой, проходящей через оба
уха в данной полуплоскости, направлениям на действительные источники зву-
ка (Речей, 1877; Перекалив, 1930; Стивенс и Нейман, 1936; Фишер и Фрид-
ман, 1968 и т. д«)» В горизонтальной плоскости звук, приходящий под углом
гр =30°, слышится под углом 150° (рнс. 23). Позже будет показано, что ин-
формацию о том, по какому из двух симметричных к слуховой осн направле-
ний воспринимается объект, слух извлекает из спектра поступающих сигна-
лов. В случае узкополосных нли «неестественно» искаженных сигналов эта
информации либо отсутствует, либо искажена.
Естн эксперту предоставлена возможность свободно поворачивать голову
и длительность сигнала такова, что он успевает ориентировать голову на
звук, то подобные эффекты практически не наблюдаются. Посте нескольких
движений головой эксперт всегда слышит объект с того направления, откуда
звук в действительности приходит (подробнее об этом см. § 2.5.1). Псленгн-
рующне движения головой играют важную роль во всех случаях аномальной
локализации.
Направленные свойства слуха в медианной плоскости значительно отли-
чаются от свойств в горизонтальной. Причина состоит в том, что в медианной
3—810
33
плоскости звуки, доходящие до ушей, не имеют бинауральных различий, на
которые слух moi бы реагировать.
Размывание локализации Д(в=0)Мкп при изменениях угла возвышения
фронтально расположенного непрерывно говорящего незнакомого (диктора)
составляет 17° (20 экспертов, уровень громкости 35 фон, Блауэрт, 1970), а в
случае, когда голос доктора знаком, — около 9° (7 экспертов, уровень гром-
кости 65 фон, положение головы зафиксировано, Дамаске п Вагенер, 1969),
для бе того шума это составзяст около 4° (2 эксперта, уровень громкости 60
фон, Ветшурск, 1971). В работах Дамаске и Вагенера приведены также дан-
ные о локализации и размывании токализании (речь, знакомый голос) и
для некоторых других направлений медианной плоскости. Представление об
этом дает рис. 24 (см. также Резер, 1969).
Рис. 26. Расстояние слухового
объекта в зависимости от рас-
стояния до источника звука
для разных речевых сигналов
в случае прихода звука спе-
реди.
/ — крик: 2—норма 1ьн1к речь;
3 — шепот.
В своей работе Пленге и Бру швеи (1971) указывали, что при очень ко-
ротких импульсных звуках наблюдается тенденция смещения слухового объ-
екта в тыльную медианную полуплоскость. Если эксперт просушивает измери-
тельный сигнал незадолго до начала измерения, то этот эффект отсутствует. Та-
ким образом, для направленных свойств слуха медианной плоскости имеет
значение и фактор ознакомления эксперта с измерительным сигналом На узкопо-
лосных сигналах (ширина полосы частот меньше одной-двух терций) явления
локализации и размывания локализации в медианной плоскости не обнаруже-
ны. Для таких сигналов направление на слуховой объект зависит не от на-
правления па действительный источник звука, а только от частоты (Блауэрт,
1968). Закономерных взаимосвязей между направлениями к источнику звука
и к слуховому объекту не обнаружено. На рис. 25 показаны траектории пере-
мещения слухового объекта при изменении основной частоты узкополосного
шума, приходящего к эксперту от источника, расположенного в произвольной
точке медианной плоскости.
Укажем здесь, что все направления в медианной поскостн симметричны
отноептепыю слуховой осп. Наблюдаемое в горизонтальной плоскости па
некоторых сигналах несовпадение направлений к источнику звука и к слухо-
вому объекту, которые оказываются расположенными симметрично относи-
тельно слуховой осн, имеет место п в мешанной плоскости и может и «у чать-
ся, так сказать, в «чистом виде»
Несколько общих замечаний к «дистанционным» свойствам слуха. Для
правильной оценки удаленности слухового объекта большую роль играет
фактор претварительпого ознакомления эксперта с измерительным сигналом.
Для сигналов, хорошо знакомых эксперту, папрпмер для речи с нормальной
громкостью, расстояния до слухового объекта и тействителитого источника
звука достаточно хорошо совпадают. Но они становятся различными даже
тогда, когда меняется просто манера речи. На рнс. 26 приведены кривые
зависимости локализации трех вариантов речевых сигналов — нормальная речь,
крик н шепот на расстоянии от 3 до 7,5 м. Эти данные получены Гарднером
<1969, 10 экспертов).
34
Такую же отчетливую корреляцию между расстояниями от источника звука
до слухового объекта, которую Гарднер обнаружил для речевых сигналов.
Хаусштейн (1969) подтвердил и для импульсных звуков. Правда, до начала
эксперимента эксперту давали прослушать измерительные сигналы (щелчки,
уровень громкости 70 фон) при разных расстояниях до источника. Получен-
ные в этих экспериментах данные также позволяют обнаружить явление раз-
мывания локализации дистанций, хотя результаты усреднены не по серин дан-
ных одного эксперта, а только по показаниям 20 экспертов (положение голо-
вы зафиксировано) в одном эксперименте (рис. 27). Здесь следует указать
также, что по методике опроса экспертов интересовало нс расстояние непо-
средственно до слухового объекта, а предположительное расстояние до ис-
точника звука (на рисунке показано жирной линией). Для незнакомых зву-
11м 2,5м У,5м 6,6м 8,6м
, till
0 1,3 м 2,7 м 4,6 м 5,7 м 5,3 М
±0,27 ±0,44 ±0,53 ±0,50 ±0,44
Рис. 27. Размываипе локализации ДгМия я расстояния до источника звука н
слухового объекта и случае прихода звука спереди (расстояние до источ-
ника 4 м).
ков (громкость которых неизвестна эксперту ни при каких расстояниях да
источника) локализация по расстоянию очень неопределенна. Хотя слуховой
объект четко локализуется по направлению, при расстояниях от источника
звука 3 м и более (для узкополосных шумов н меньше 3 м) локализация по
глубине нс зависит от расстояния до источника звука, а определяется только
громкостью. Для широкополосных сигналов при небольшом (меньше 3 м) уда-
лении источника и для незнакомых звуков обнаружена тенденция ощущать
слуховые объекты в непосредственной близости от головы тн даже внутри нее.
Отдельные вопросы слухового восприятия удаленности источников рассмот-
рены в § 2.3 2.
Как отмечено выше, пространственные свойства слуха в профильной плос-
кости, в особенности глубинная локализация, сопровождаются явлениями
адаптации, таким образом, локализация изменяется и зависимости от времени.
Скажем здесь еще на один «временной» эффект пространственных свойств
слуха — инерционность. Под инерционностью понимают свойство слуха реаги-
ровать на изменения в положении источника не мгновенно, а с определенной
задержкой во времени. Это необходимо учитывать всегда, когда речь идет о
быстро перемещающихся источниках звука.
В 1963 г. было опубликовано сообщение Ашоффа о слуховом эксперимен-
те, при котором эксперты располагались в центре окружности, образованной
18 громкоговорителями. Каждый громкоговоритель поочередно излучал шу-
мовой сигнал. Громкоговорители переключались с помощью контактора При
медленном переключении экспертам показалось, что источник шума вращается
вокруг головы. С увеличением частоты переключения громкоговорителей слу-
ховой объект уже нс представлялся вращающимся, а воспринимался то справа,
то с лева от эксперта. Наконец, при дальнейшем увеличении частоты церек.люче-
ния слуховой объект становился диффузно локализуемым я, сохраняя объем,
ощу щался в центре головы.
В более поздних экспериментах (Елауэрт, 1968; Плат н др., 1970) нам
удалось показать, что при перемещении источника звука справа — налево
з- 35
инерционность слуха оказывается меньшей, чем прн перемещениях вперед-
назад в медианной плоскости. Дли того, чтобы слуховой объект успевал сле-
довать за источником сигнала, перемещение источника из одного крайнего
положения в другое должно осуществлиться в первом случае за время, равное
172 мс, в во втором—233 мс (белый шум, громкость 50—60 фон, 10 экспер-
тов). Эту зависимость инерционности слуха от плоскости перемещения источ-
ника звука следует объяснить тем, что во втором случае звук поступает поч-
ти без бинауральных различий
Функциональные нарушения слуха, в особенности тугоухость, всегда вы-
зывают изменения и пространственных его свойств. Много раз делались по-
Рис. 2В. Зависимость размывания
юкалнзацнн Д<pNn в передней гори-
зонтальной полуплоскости от воз-
раста. По ординате отложено относи-
тельное число случаев, когда разли-
чие направлений на источник звука
и слуховой объект не превышает
7.5°.
пытки измерить н диагностически интерпретировать эти изменения на ото-
лярннгологическнх больных. В последнее время такие исследования проводи-
лись Резером (1965, 1966), Прайбиш-Эффенбергером (1966), Штейнбергом
(1957), Платом, Блауэртом, Клеппером (1970). Однако ин один из предло-
женных методов измерений н диагностики до настоящего времени не получил
широкого распространения (но крайней мере в медицинской практике). И все-
таки мы хотели бы здесь остановиться на двух замечаниях из области мети-
цнны, которые представляют интерес с точки зрении пространственных свойств
нормального слуха. Во-первых, при симметричной тугоухости (потеря до 30—
40 дБ) локализация и размывание локализации нарушаются весьма незна-
чительно (Резер, 1965). В особенности малы нарушения пространственных
Рис. 29. Размывание локализации
Дфмва н локализация в горизон-
тальной плоскости при левосто-
ронней полной глухоте и здоровом
правом ухе (Прайбиш-Эффенбер
гер. 1966, импульсы белого шума
длительностью 100 м, уровень
громкости 70 фои, 32 эксперта,
положение головы зафиксиро-
вано.)
*8{Г
свойств слуха (по крайней мере азимутальная локализация в горизонтальной
плоскости) прн возрастной тугоукости. Па рис. 28 приведена зависимость
размывания локализации от возраста человека (белый шум, уровень громкости
70 фон, 428 экспертов). Во-вторых, прн асимметричности тугоухости размы-
вание локализации меньше, чем при нормальном слухе, и локализация изменя-
ется. Даже при полной односторонней потере слуха у людей обнаруживаются
остаточные явления размывания локализации и определенная способность
к локатнзацни (Блох, 1893; Ангель и Фите, 1901; Клемм, 1913; Аллерс и Бе-
неси, 1922; Раух. 1922; Брунцлов, 1925, 1939; Ван Гнльзе» 1928; Файте, 1936;
Гюттнх, 1937; Мейер Готесбергер, 1940; Кленш, 1949; Иопгкис и Феер, 1958;
Батье, 1967).
На рнс. 29 представлены результаты измерений, проведенных на 32 эк-
спертах. Кроме того, Ангель и Фите (1901), Резер (1965), Перро н Эленер
(1968) и др. показали, что прн несимметричном нарушении слуха или одно-
сторонней глухоте размывание локализации по мере привыкания больных к
дефекту слуха становится меньше, а способность локализации улучшается
настолько, что направления на источник звука (показаны отрезком с кружоч-
ком в центре) и слуховой объект (показаны стрелкой) совпадают все точнее
(сведения приведены в работах Гюттнха, 1937 и Ленхардта, 1960).
Пространственные свойства слуха людей с односторонней глухотой пред-
ставляют интерес для изучении нормального слуха потому, что при таком не-
чостатке исключена оценка слухом бинауральных различий ушных сигналов.
Пространственные свойства слуха людей, страдающих односторонней глухотой,
аналогичны свойствам здорового слуха прн восприятии звуков в медианной
плоскости.
2.2. ЗВУКОВОЕ ПОЛЕ У ОБОИХ УШЕЙ
На рис. 30, а приведепа возможная схема цепи звукопередачи. В оба уха
эксперта VPi введены акустические зонды, которые реагируют на звуковое
давление у входа в слуховой канал. Электрические сигналы микрофонных
зондов записывают на магнитную ленту. Затем эти же сигналы прослушивают
Рис. 30. Система звукопер аачн, обеспечивающая правильное воспроизведе-
ние первоначального направления на слуховой объект.
о - запись сигналов в слуховых каналах эксперта; б — з пись сигналов от <ыскусствен-
яоЯ головы».
сами эксперты через головные телефоны. Включенный в цепь звукопередачи
усилитель-корректор позволяет при воспроизведении сохранить на входе слу-
хового капала значения и фазы звукового давлении почти такими же, какими
они были до записи. И при записи и прн воспроизведения голова эксперта не-
подвижна, помещение затемнено.
С помощью такой установка можно искусственно воссоздать слуховой
объект с такими же признаками (направление и днетанпня), как при записи.
37
Это соответствие обеспечивается, несмотря па допотнитстьные помехи в вос-
производимых сигналах, обусловленных собственным шумом микрофонных
зондов.
На рис. 30, б приведена схема цепи звукопередачи, в которой звук прини-
мается двумя микрофонами, помешенными в «искусственной голове». Вопросы
использования так называемой «искусственной головы», в той нли иной мере
имитирующей естественную, часто рассматриваются в литературе (например’
Файрстон, 1930; Де-Боер и фермельс, 1939; Де-Боср, 1949; Кок, 1950; Низе,
1956/1957; Вендт, 1963; Нордлунд и Лнден, 1963; Харрис, 1964; Мертенс,
1965; Ширмер, 1966; Торик н др., 1968; а также более новые работы—Да-
маске и Вагенер, 1969; Кюрер, Пленге и Вилькенс, 1969; Дамаске, 1971; Внль-
кенс, 1971/1972 и Миллерт, 1972), причем и в этом случае для воспроизведе-
ния используют головные телефоны, а при необходимости предусматривается
возможность электрической коррекции.
Вместо головных телефонов для воспроизведения можно использовать
громкоговорители, по тогда для устранения взаимного влияния каналов вос-
произведения необходимо специальное устройство компенсации (Бауэр, 1961;
Атал и Шредер, 1966). Один из способов компенсации, так называемый способ
«Традпс», кратко описан в гл. 3.3 (Дамаске и Меллсрт, 1969/1970, 1971; Да-
маске, 1971).
В результате многих исследовании, проведенных с «искусственной голо-
вой», было установлено, что воспроизвести исходное слуховое пространство
без искажении не удается. Наименьшие искажения звукопередачи вносит
«искусственная голова», имитирующая не только форму головы, по и ушные
раковины, слуховые каналы, барабанные перепонки.
Из сказанного можно сделать два вывода:
1. Звуковые сигналы в слуховых каналах (ушные сигналы) являются
определяющими для пространственных свойств слуха.
2. Даже незначительные искажения ушных сигналов могут вызвать за-
метные искажения пространственных свойств слуха.
Таким образом, для того, чтобы понять процессы формирования прост-
ранственных слуховых ощущений, необходимо прежде всего тщательно изу-
чить свойства ушных сигналов. Рассмотрение ушных сигналов, анализ завлен-
мостей свойств от места расположения источника звука будут освещены
дальше. Предварительно дадим самые общие сведения по анатомии уха (Бер-
гер, 1952; Собота и Бехер, 1963; Справочник по отолярннгологин, 1955; Морике
н Мергснталер 1959; Плат, 1969; Клинке, 1972).
Различают наружное, среднее н внутреннее ухо. Наружное ухо состоит
пЬ ушной раковины н наружного стухового канала. Среднее ухо — нз бара-
банной перепонки, барабанной полости с находящимися в пей слуховыми ко-
сточками (наковальня, молоточек, стремя), мышечными тканями п связками,
а также евстахиевой трубы, соединяющей среднее ухо с носоглоткой. Do
внутреннем ухе (лабиринте) находятся как с духовые нервные окончания,
представленные кортиевым органом, расположенным в улитке, так н вести-
булярный аппарат — статолиты, расположенные п преддверии, и ампульные
органы в трех полукружных каналах, вестибулярные ампулы. На рнс. 31 схе-
матически показано анатомическое строение уха. Нас будет интересовать
преимущественно звуковое поле в наружном ухе, т. е. поле на участке до ба-
рабанной перепонки. Рассмотрим поэтому потробнес основные части уха.
Ушная раковина расположена между челюстным суставом и отростком
височной ностп. Она огибает вход пухового канала и наклонена к плоскости
черепа под углом от 25 до 45°. Ушная раковина состоит из хрящевидпого ос-
това, туго обтянутого кожей. Она имеет характерные очертания и рельеф с
четко выраженными индивидуальными признаками. Долгие годы не признава-
лась роль ушных раковин для слуха, нм преиисывались только защитные
функции (Хсннсберг, 1941). Теперь мы знаем, что ушные раковины выполня-
ют весьма важную задачу в формировании пространственных свойств слуха
и, кроме того, они могут демпфировать возникающие у головы ветровые шу-
мы (Фельдман и Штейман, 1968). Особенностей формы ушных раковин мы
коснемся несколько ниже.
38
Наружный слуховой канал — это слегка изогнутая покрытая кожей труб-
ка, начинающаяся у центральной полости раковины и заканчивающаяся у
барабанной перепонки. Наружная треть канала образована соединительной
тканью и хрящом (хрящевой слуховой канал), дальше кожное покрытие при-
мыкает непосредственно к барабанной перепонке (костный слуховой канал).
Средняя длина всего слухового канала — 25 мм. Длина стенок канала различ-
на (передней стенки — 27 мм, задней — 22 мм, верхней —2] мм и нижней —
26 мм). Средний диаметр слухового капала —- 7—8 мм. сечение его может
Рис 31. Анатомическое строение
уха (по Мёрикс I! Мергента леру,
1959).
В — полукружные каналы; 5 —улитка;
М— связки Сарабии ной пепепонки;
£ — евстахиева труба; С —ушная ра-
ковина; G — наружный слуховой ка-
нат; Т—барабанная перепонка. Я —
молоточек.
быть круглым или слегка овальным. Сечение отверстия на входе канала имеет
диаметр 5—7 мм. далее п хрящевой части канал расширяется до 9—И мм н
затем в костной части опять сужается до 7—9 мм.
Наружный слуховой канал заканчивается на барабанной перепонке, ко-
торая представляет собой тонкую кожаную мембрану почти крупой или слегка
овальной формы (большая ось—10—Н мм, меньшая — 8,5-9 мм, толщина —
около 0,1 мм). Барабанная перепонка наклонена к слуховому каналу под уг-
лом 40—50°. Колебания барабанной перепонки, вызываемые изменяющимся
звуковым давлением в канале, через цепочку слуховых косточек передаются
во внутреннее ухо. Соединенная со слуховыми косточками часть барабанной
перепонки имеет площадь около 0,55 см2 (по Бекеши, 1941). Таким образом,
барабанняя перепонка акустически нагружена на цепочку слуховых косточек
и внутреннее ухо. Кроме того, она колеблется иа подушке, образуемой воз-
духом в барабанной полости н других примыкающих к перепонке полостях.
Статическое давление воздуха в полости регулярно уравнивается с атмосфер-
ным давлением, когда при глотательных движениях н зевках на короткое вре-
мя открывается евстахиева труба В норма льном состоянии евстахиева труба
плотно закрыта, благодаря чему закрыта н воздушная полость внутреннего
vxa. Ко]Да давление на барабанной перепонке превышает определенное зна-
чение (больше 90 дБ), рефлекторно расставляются мышца между евстахиевой
трубой и молоточком (связка барабанной перепонки) и другие мышцы внут-
реннего уха. Этот процесс называется акустическим рефлексом. Акустический
рефлекс вызывает натяжение барабаппой перепонки п приводит к уменьшению
чувствительности уха. К этому эффекту мы вернемся ниже.
2.2.1. Распространение звука в слуховом канале
Наружный слуховой канал заканчивается барабанной перепонкой. Звук
в слуховом канале вызывает колебания барабанной перепонки, которые пере-
даются среднему и внутреннему уху. Таким образом, п отношении наружного
уха барабанная перепонка представляет собой приемник звука. Другой способ
звукоприсма во внешнем слуховом канале, а именно возбуждение его стенок
39
и передача колебаний на внутреннее ухо височной костью (костная проводи-
мость), в нормальных условиях имеет второстепенное значение
Барабанная перепонке — это мембрана. Для того, чтобы вызвать ее ко-
лебание, необходимо приложить силу. Эта сила определяется как разность
звукового давления по обеим сторонам мембраны и может быть выражена
в виде
£=5вмЬ-Рв). (8)
где — эффективная площадь мембраны. Звуковое давление за барабан-
ной перепонкой определяется внешним звуковым полем лишь в той мере, в
какой от него зависит звуковое давление перед мембраной. Иначе (т. е. без
барабанной перепонки) воздушная полость внутреннего уха прн нормально
закрытой евстахиевой трубе была бы недоступна для внешнего звукового
поля Таким образом, в выражении (8), определяющем силу F, единственной
переменной величиной является ре, следовательно, практически
F пропорционально рс. (9)
Приемник звука, у которого действующая на одну сторону мембраны сила
зависит только от звукового давлении, называется приемником давления
(Райхврдт, 1968; Ашофф, 1968; Кремер, 1971). В этом смысле барабанная
перепонка представляет собой приемник давления. Воспринимаемой (входной)
величиной н адекватному этой величине раздражению органа слуха при при-
еме звука, распространяющегося по воздуху, служит звуковое давление у
барабанной перепонки pe(t)-
Барабапиая перепонка как приемник звука помещается в конце слухового
канала. Если приближенно представить слуховой капал в виде трубы рав-
номерного диаметра, имеющей акустические жесткие стенки, то распростра-
нение звуковой волны внутри нее можно описать уравнениями длинной липни.
Для случаи линнп с малыми потерями, на вход которой подастся синусоидаль-
ный сигнал, уравнения принимают вид:
Zx
P(Z) =P(Jchv/ + -y-p6shvZ;
- - -в -
9(') = «chvZ + —9(jshv/,
_x -
(10)
(11>
где ре и до — соответственно звуковое давление и объемная скорость на на-
грузке линии, т. е. в нашем случае — в эквивалентной плоскости барабанной
перепонки (рис. 32). Из-за небольшого наклона барабанной перепонки поло-
жение плоскости определяется с точностью ±2 мм;
— акустическое волновое сопротивление линии, определяемое форму-
лой
С2)
где 20 — характеристическое сопротивление воздуха; S — площадь сечения
воздушного столба;
Zb — акустическое сопротивление нагрузки, т. е. отношение среднего со-
противления барабанной перепонки к площади сечения линии:
Рб Рб
- 96 S
Уравнения длинной линии в приведенном виде справедливы для случая,
когда вдоль трубы может распространяться только плоская волна. Верхняя
граничная частота, для которой удовлетворяется это условие нрн диаметре
(13)
40
трубы 8 мм, рассчитана Ску-
чиком (1954) и равна 23 кГц.
Таким образом, условие, прн
котором уравнение справедли-
во, лежит выше интересующего
нас диапазона частот. Предпо-
лагаем далее, что стенки слухо-
вого канала обладают акусти-
ческими свойствами. Согтасно
Бекеши (1932) акустическое
сопротивление кожного покры-
тия приблизительно соответ-
ствует сопротивлению поверх-
ности воды. Новейшие иссле-
дования подтвердили этот вы-
вод (Крюкель, 1972). Поэтому
можно считать, что коэффици-
ент отражения звука от стенок
слухового каната приблизи-
тельно равен единице Более
подробные сведения об отра-
жающих свойствах стенок слу-
хового каната приведены в
книге Метиа (1946). Затухания
волны в слуховом канале из-
за влияния во юс невстнкн.
Поэтому в уравнениях (10) н (11) они не учтены.
Уравнения (10) и (11) показывают, что распределение давления, а также
объемной иди колебательной скорости звука в трубе зависит только от на-
грузки. Функцию передачи звукового давления от данной точки капала до
барабанной перепонки можно представить в виде
₽б 1
—?г-
chyJ + T-shH
Mi
И наоборот, по заданной функции А({) можно, естественно, рассчитать
потное сопротивление барабанной перепонки. Предполагая, что звук распро-
страняется без потерь, выражение (14) можно упрощенно записать в виде
Рч 1
= -------------------------
- ' COS ₽1 + / -=^ sin pi
Zfi
здесь вместо комплексного коэффициента распространения у фигурирует вол-
новое число р=2л/Л.
Таким образом, если известно полное сопротивление барабанной пере-
понкп, то с помощью уравнения (15) можно рассчитать функцию передачи
звукового давления от входа слухового каната до барабанной перепонки.
Кроме того, расчетным путем можно определить входное полное сопротивление
слухового канала, являющееся сопротивлением нагрузки ушной раковины.
Для полного сопротивления тлили без потерь в какой-либо точке имеем:
^ + /2, tg₽/
Z(() = ——=----------
t ~_ а) i'-o
Z р(1)| q(i) 1 Ig S.‘ Is* it i5
1 S) - zr
3 Ы [Jzj
9
Рис. 32. Слуховой капал (а), эквивалентная
труба (б) я схема электрического анало-
га (в)
(14)
(15)
Z„
1+/-^- lg₽(
(16)
Измерения полного сопротивлении барабанной перепонки широко осве-
щены в литературе (Трегер, 1930; Геффкен, 1934; Ветцман и Каёбс, 1936;
41
Кайбе, 1936, Бекеши, 1936; Метц, 1946, 1951; Мортон и Понес, 1956; Звислоц-
ки, 1957; Моллер, 1959, I960; Оихн, 1961; Звнелоцки. 1962; фпшлер и др,
1966)
Живой интерес к сопротивлению барабанной перепонки вызван тем, что,
знай его, можно судить о функциях внутреннего уха, непосредственно при-
мыкающего к барабанной перепонке, а это имеет существенное значение для
медицинской диагностики с духа. Имеющиеся в литературе результаты изме-
рений ограничены областью нижних частот (приблизительно до 3 кГц). Ис-
ключение составляют лишь результаты, приведенные О их и и Фиш лером и др
Они охватывают область частот до 10 кГц н получены при измерениях на
анатомически препарированном ухе. Поэтому в 1972 г. Лове и Блауэрт для
получения дополнительных данных провели специальные измерения.
Прежде чем приступить к анализу результатов, рассмотрим кратко не-
которые методы измерений ночного сопротивления барабанной перепонки.
Часть из них может быть использована также для измерения сопротивления
иагрузкн головных телефонов. Обзор литературы по этому вопросу, не яв-
ляющемуся предметом данной монографии, можно найти у Делани (1964).
Подробный обзор методов измерений акустических сопротивлений приведен
в книге Берапека (1949).
Метод непосредственного измерения полного сопротивления барабанной
перепонки состоит в том. что на перепонке измеряются звуковое давление и
котебательпая скорость. Звуковое давление легко может быть измерено с
помощью акустического зонда (впервые зтот способ предложил Куль в 1939 г.)
Намерение колебательной скорости связано с определенными трудностями, но-
вместо нее можно определять смещение, продифференцировав которое по вре-
мени получаем колебательную скорость. Измерять смещение перепонки можно
с помощью емкостпых акустических зондов (Бекеши, 1941; Фишлср и др,
1966)—миниатюрного зеркальца, наклеиваемого па барабанную перепонку
(Бекеши, 1936), а также новыми методами с помощью лазерного интерферо-
метра (Тондорф п Кхана, 1970). основанными на эффекте Месбауэра (Гилад
и др., 1967). Па людях подобные измерения до настоящего времени не про-
водились.
Другой группой методов, основанной на измерении сопротивления бара-
банной перепонки как сопротивления нагрузки длинной линии, можно опре-
делить, например, распредетонне вдоль линии максимумов и минимумов зву-
кового давления (Трегер, 1930). Однако для таких измерений потребовались
бы липни длиной в несколько длин волн, которые трудно поддаются согласо-
ванию. Кроме того, сопротивление барабанной перепонки как функция часто-
ты должно измеряться по точкам. Другая возможность состоит в измерении
модуля н фазы функции передачи звукового давления между двумя опреде-
ленными точками линии. Затем с помощью уравнения (15) по полученным ре-
зультатам можно рассчитан, сопротивление нагрузки линии.
Акустическое полное сопротивление можно определить, подключая изме-
ряемый обект к источнику звука с исходной объемной скоростью qc=v<So
и известным внутренним сопротивлением Zl и измеряя звуковое давление Рп
на нагрузке (Звпсчоскн. 1957; Моллер, 1959, 1960). Искомое полное со-
протнптеине рассчитывают по формуле
Этот метол поясняется рис. 33, на котором изображены акустическая си-
стема и схема электрического аналога. Если выбрать Zt очень большим, то
получим источник постоянной объемной скорости. Тогда Zx=pxlq0. Опреде-
лить qD и Zi неизвестного источника звука можно, измерив рх на двух заведо-
мо известных сопротивлениях1. При этом получим два уравнения рх=
1 Здесь имеются в виду комплексные сопротивления. — Прим. ред.
42
=$O|Z<|1ZI|, Ut=/o|Z.<|l&l, нз которых можно определить д? uZt. На рис. 34
схематически показан метод, который применял автор. Аналогичный метод
был применен в 1961 г. Онхн. Он подключал к источнику постоянного звуко-
вого давления цепочку из двух последовательно соединенных резисторов. Со-
противление одного резистора известно, а другого — нет. По звуковому дав-
лению па резистор неизвестного сопротивления можно было найти это сопро-
тивление.
Еще один метод, который был использован Бексшп (1936) и Метцом
{1946, 1951), основан на применении акустического моста, предло-
Рис. 33. Измерение полного акустического сопротивления с помощью источни-
ка звука с известными параметрами.
женного в 1936 г. Шустером- Принцип работы такого моста проиллюстрирован
на рис 35. В одно плечо моста включают измеряемое (2), в другое — регути-
руемое эталонное сопротивление (5). Мембрана (/) позбужтает плечи моста
в противофазе. Когда измеряемое сопротивление становится равным эталон-
ному, сигналы в прослушиваемой диагонали моста (/) взаимно компененру-
Рнс 34. Метод измерения по шого входного сопротивления
„ - (£f
* — ------------- слухового кавата.
(El - Ex)
а — искусственное ухо; б эксперт.
ются. Практическая эффективность метода определяется в основном качеством
переменного эталонного сопротивления.
Трудности акустической балансировки можно обойти с помощью микрофо-
нов. предварительно измерив звуковое дав тонне перед искомым п эталонным
сопротивлениями и затем электрическим способом сбалансировав выходные
напряжения микрофонов (электроакустический мост). Балансные (мостовые)
методы измерения полного сопротивления барабанной перепонки все более ши-
роко применяют в отолярлнготопш.
Применяя некоторые из упомянутых методов, можно измерять не само
сопротивление барабанной перепонки, а входное полное сопротивление слухо-
вого канала. Затем, используя уравнение (16), можно найти искомое сопро-
43
тивлеине барабанной перепонки. Часто для расчетов используют не уравнения
длинной линии, а считают объем воздуха между головкой измерительного при-
бора и барабанной перепонкой — элементом акустической упругости (Граи
1968). Если в качестве допустимой считать ошибку 10%, то принятое приб-
лижение оказывается справедливым в диапазоне частот приблизительно до
1500 Гц. Точное значение граничной частоты зависит от положения головки
измерительного прибора в слуховом каназс
Рис. 35. Принцип работы акустического измерительного моста.
На рнс. 36, а приведены результаты намерений полного сопротивления)
барабанной перепонки, полученные разными авторами. Данныеп приво-
димые Звнсдонки (1962), обобщают результаты, приведенные большой,
группой исследователей ио измерениям, проведенным на 120 экспер-
тах (Трегер, 1930; Геффекен, 1934; Ветцмап н Кайбс, 1936; Бекеши, 1936;
Метц, 1946; Моллер, 1960; Мортон н Ионес, 1956). Измерения проводились-
у самого входа слуховых каналов или ка небольшой их глубине. Кривые
приведенные Онхн (1961), получены на анатомических препаратах. Измерн
тельные зонты помещались непосредствен по у барабанной перепонки с обеих
Сторон. Различия результатов, полученных Звнслоцки н Онхн. самими авто-
рами объясняются по-разному. Минимумы н максимумы в об части высоких
частот па кривых Онхи подтверждены работами Фишлера и др. (1966). Прав-
да, эти авторы измеряли только модуль полного сопротивтения барабанной
перепонки также на анатомических препаратах.
На рис. 36,6 показаны результаты контрольных измерений (Лаве. 1972;
Блаузрт, 1972), проводимых методом, показанным на рис. 34. На графики
нанесены значения, усредненные по показаниям 11 экспертов, отмечены также
некоторые ср еднеквадр этические отклонения. Результаты наших изме-
рений па порядок меньше, чем полученные Онхи. Порядок величин достиг-
нутых нами результатов дополните 1ьно проверялся п был подтвержден нзме
ремнями импульсным методом, проведенными на пяти экспертах. Можно, по-
видимому, утверждать, что полное акустическое сопротивление барабанной
перепонки людей и анатомических препаратов сравнивать нельзя Для пахож
дения частотной характеристики полного акустического сопротивления бара-
банной перепонки человека на частотах выше I кГц были проведены дополни-
тельные измерения Результаты измерений, показанные на рис. 36, б, близки
к данным, полученным Звнслоцки в 1962 г. при измерениях на электрической
аналоговой модели среднего уха.
Наконец, на рис 37 приведены результаты измерений функции передачи
звукового давления на участке от входа слухового капала до барабанной
перепонки. По ординатам отложены разности уровней звукового давления
20 log [Л (f) | и 1 рупповос время задержки Trp=dW2nf [см. уравнение
(42)]. На рисунках приведены результаты прямых нзмереппй с помощью
акустических зондов, а также расчетные значения сопротивления барабанной
перепонки (расстояние между точкой зондирования п барабанной перепонкой
принято равным 21 мм). В принципе общий ход измеренных кривых совпа-
дает с теоретическими предсказаниями Бекеши в 1932 г.
41
В заключение напомним еще раз о явлении, обусловленном влиянием
сопротивления барабанной перепонки,— о так называемом вкустнческом реф-
лексе. Акустический рефлекс — это сокращение мышц уха (с задержкой по
времени), которое ведет к уменьшению гибкости в цепи звукопередачи средне-
го уха и тем самым к уменьшению чувствительности сзуха.
Одновременно увеличивается почти вдвое полное сопротивление барабан
ной перепонки (Метц, 1951; Моллер, 1962; Фельдман и Звнслоцки, 1965; Росс,
Рис 36
Рнс. 36. Результаты намерений полного акустического сопротивления барабан-
ной перепонки.
а -по Звнслоцки (1962] и Онхи (1961); б —полученные автором при измерениях мето-
дом. показанным на рис 34 (сплошной линией показана активная, а пунктирной — реак-
тивная составляющая).
Рис. 37. Частотные характеристики передачи звукового давления роп/р(/) —
= Д([) иа участке от барабанной перепонки до входа слухового канала (на
глубине 4 мм).
а—-расчеты по Онхи ([961); б—расчеты автора. II экспертов; е — измерения Винера
Росса (1946), 6 экспертов: г—измерения Яна (i960). В экспертов.
1968, Мюллер 1970). Акустический рефлекс начинает проявляться при уров-
нях звукового давления от 80 до 90 дБ (по измерениям с чистыми тонаяч
нлн шумами в свободном звуковом поле) н достигает максимума при уров-
нях больше 100 дБ. При изменении сопротивления барабанной перепонки,
вызываемом акустическим рефлексом, изменяются и полное входное сопро-
тивление слухового капала и. следовательно, нагрузка иа ушные раковины
[уравнение (16)].
2.2.2. Ушные раковины и влияние формы головы
Открытый торец наружного слухового канала выходит в главную полость
ушной раковины. Таким образом, ушная раковина связана непосредственно
со слуховым каналом и нагружена на его акустическое сопротивление. По
45
своему акустическому действию ушная раковина представляет собой линей-
ный фильтр, характеристика передачи которого зависит от направления иа
источник звука и расстояния до него. Таким образом, внося в принимаемые
звуковые сигналы линейные искажения, зависящие от направления прихода и
удаленности источника, ушные раковины выполняют как бы функцию преоб-
разования пространственных признаков звукового поля во временные. В этом
и состоит их роль в формировании пространственных свойств слуха
Акустическое действие ушных раковин основано иа разных физических
явлениях: отражении, затенении, рассеянии, дифракции, интерференции и ре-
зонансе. И здесь, как и в случае слухового канала, можно исходить из того,
’ПО волновое сопротивление ушных раковин очень велико но сравнению с
сопротивлением воздуха.
Первые эксперименты по выяснению функций ушных раковин исходили
из предположения об их «звукособирательпом* действии. В 1684 г. Шезька-
мер, экспериментируя на ухе животного, считал, что звук направляется в
слуховой канал в результате ряда отражений. Путь звуковой волны он пола-
гал возможным определить по законам i сометрической оптики (Штеннауэр,
1877, 1878). Аналогичные представления, но уже в отношении уха человека
высказывал Петри (1932). Он считал, что звуки, которые приходят ие со
стороны самого раструба раковины, отражаются н в слуховой канал не по-
гадают. Это ошибочное представление было построено на необоснованной
аналогии прямых и отраженных звуков с оптическими лучами. Такая анало-
гия была бы возможной, если бы речь шла об отражающих поверхностях,
размеры которых велики по сравнению с длинами волн. В отношении же уш-
ных раковин человека и длин воли звуковых сигналов дето обстоит не так.
Поэтому в действительности ие отражения и затенения имеют здесь значе-
ние, а явления дифракции и рассеяния, которые из-за неопределенности фор-
мы раковины и ее индивидуальных особенностей математическому анализу
пока не поддаются.
Противоположное «лучевому» и тоже ошибочное представление о роли
ушных раконпи до недавнего времени было широко распространено в отоля-
рпнгологни (Резер, 1965; Медицинский справочник, 1965). На том основа-
нии, что ралмеры ушных раковин малы по сравнению с длиной волны сиг-
налов средних звуковых частот (речь), делался вывод, что, кроме функций
чисто механической защиты, другого значения ушные раковины ие имеют.
При этом не учитывалось, что ушные раковины человека имеют характерные
полости, в которых «вук распространяется «направленно». Явления резонанса
могут наступать в том случае, когда размеры полости соизмеримы с четвер-
тью длины волны звуковою колебания.
Представление об ушных раковинах как об отражателях звука возро-
дилось в недавнем прош лом в несколько измененном виде (Батье, 1967, 1968).
В своих рассуждениях Батье учитывал интерференцию между прямым и от-
раженным от ушных раковин звуком- Зависимость функции передачи звука
в раковинах от направления на источник звука и расстояние от него он объя-
снял меняющимися различиями в длине путей прямого и отраженного звуков.
Отражения, по мнению Батье, п основном возникают иа бугорках раковин;
другим элементам он также приписывал вполне определенные функции Схе-
матически эти представления изображены на рис. 38. Если рассматривать
источник звука в горизонтальной плоскости, то согласно схеме на рис. 38, а
получим два отражения. Для этого случая справедлива эквивалентная схема
на рис 38,6. Переходная характеристика раковины описывается уравнением
*(/)-«(/) (18)
п функция передачи в этом случае имела бы вид:
A (f) = 1 + я1е_2'1Л'+ а, е"2"/’-. (19)
Для того, чтобы проверить гипотезу Батье, нужно найти такие значения
«ь а2. т, н т2, при которых функция A(f) совпадает с функцией передачи
звука, реально измерсиноц на естественном ухе. Решение задачп в таком ви-
де пока неизвестно.
46
В остальном д «я модели Батье, как и для всех моделей, в основу кото-
рых положено отраженно звука, в силе остается ставное затруднение: размеры
отражающих поверхностей малы по сравнению с длинами волн. Наряду с
отражениями (или вместо) возникает и рассеяние, следовательно, н отражен-
ных сигналов с различными временными задержками будет множество. Сам
Батье отдавал себе отчет в этом и для расчета функинн передачи рассмат-
рнва i систему с бесконечным множеством параллельных лннпй задержки, в
результате чего получил выражение
Л(/) = + hdje-r^dt, (20)
Рис. 38. Модель ушной раковины
(а), электрическая эквивалентная
схема модели для случая источни-
ка звука в горизонтальной плос-
кости (б).
/ — детектор угла возвышения; 2—
сдвоенный рефлектор для детектиро-
вания удаленности источника; 3—де-
тектор азимута; 4—вход слухового
канале.
которое представляет собой преобразование Фурье1 для переходной функции,
справедливое для всех линейных систем. Любая линейная система может
рассматриваться как цепь с бесконечным множеством параллельных линий
задержек. Так, попытка Батье просто объяснить влияние ушных раковин,
исходя из их переходной функции (т. е. во временной области) успеха не
имела.
Рис 39. Установка для модельных
исследований звуковых процессов в
ушной раковине
I источник сферической волны. 2 —зонд;
3 — основание; 4 — жесткая перегородка.
Другим путем тля исследования процессов в ушных раковинах, а именно
рассмотрением их свойств в частотной области, пошли Шоу и Тераннчи
(1968). В тщательных экспериментах, проведенных иа модели наружного
уха и на живом ухе, они с помощью акустических зондов измеряли функцию
передачи звукового давления прн разных условиях прихода звуковой волны.
Им удалось установить происхождение пиков н провалов частотной характе
ристики коэффициента перечачи (правда, только для случая прихода звука
по направлению стуховой осн). На этой работе следует остановиться подроб-
нее.
На рис. 39 показана схема установки (по Шоу и Тераннчи 1968), которую
использовали для некоторых измерений иа модели ушной раковины. Модель
Вместо преобразования Фурье Батье применят преобразование Лапласа.
47
была сделана нз резины и закреплена па основании, в котором нмелась по-
лость, имитировавшая слуховой канал уха. Перегородка в конце полости бы-
ла съемной и выполнялась нз разных материалов. На схеме показан вариант
с жесткой перегородкой С помощью акустического зонда можно было из-
мерять звуковое давление в любом месте слухового канала. Источником зву-
ка служила трубка диаметром I см, расположенная на расстоянии 8 см от
входа слухового канала. Противоположным концом трубку подключали к ис-
точнику звука. Звуковое давление на выходе трубки поддерживали постоян-
ным на всех частотах.
Рис. 40. Распределение давления на резонансных частотах в модели наруж-
ного уха с отражвющей перегородкой. Пунктиром показаны узловые поверх-
стк звукового давления.
Важнейший результат исследований Шоу —Тераннчи состоял в том, что
им удалось обнаружить па модели несколько резонансов. Первые пять резо-
нансов схематически приведены на рис. 40. Частоты резонансов совпадают с
максимумами иа частотой характеристике коэффициента передачи звука на
участке от источника до входа в слуховой канат (или до барабанной пере-
понки). Возникновение этих максимумов объясняется обнаружевиымн резо-
нансами системы Первая собственная частота — около 3 кГц — это, но-види-
мо.му, частота четвертьволнового резонанса трубки, закрытой на одном конце
жесткой перегородкой. Эффективная длина трубкп оказывается равной 30 мм.
что и а '/з больше слухового капала модели. Следовательно, акустически
ушная раковина действует как удлинитесь слухового канала. Свое влияние
оказывает и так называемый «эффект сужения»
На второй резонансной частоте (jc»=5 кГц) область максимума давле-
ния простирается па всю основную потость ушной раковнпы. Распределение
давления оказывается почти таким же, как при полностью заглушенном вхо-
де слухового канала, закрытом заглушкой-
Шоу н Тсраничн назвали резонанс па частоте четвертьволновым резо-
нансом «глубины» главной полости ушной раковины. Около половины эффек-
тивного значения глубины они приписывали эффекту сужепня, указывая, что
этот первый резонапс главной полости вызывает синфазные колебания иа
всех поверхностях, граничащих со звуковым полем. Таким образом, резонанс
демпфируется большим акустическим сопротивлением излучения, и резонанс-
ная кривая становится шире. Тот факт, что максимум коэффициента передачи
48
иа частоте 5 кГц действительно обусловлен резонансом главной полости,
подтвержден и автором настоящей работы. В экспериментах с заполнением
полости пластилином было установлено, что провал в частотной характерис-
тике коэффициента передачи появляется именно в этой области частот. Это
подтвердили также в своих работах Я и агути п Сухи в (1956).
На более высоких частотах (fu—9 кГц, /о* = 11 кГц, /оза13 кГц) резонан-
сы обусловлены стоячими волнами в продольном направлении. Узловые по-
верхности звукового давления разделяют главную полость ушной раковины
иа участки Добротность резонансов более высоких частот оказывается боль-
Рнс. 41. Звуковое давление в моде-
ли наружного уха со звукоотражаю-
щей перегородкой на частоте 10 кГц
при приходе звука под углами <р = 0°
и ф=180°.
/ — слуховой канал; 2 — главная полость
ушкой раковины.
“i 1 1। ; <।
0 10 20 J0 40 5П мм
шей, чем добротность иа частоте /« Это объясняется худшими условиями со-
гласования и, следовательно, меньшими потерями излучения.
Шоу и Тераничи в дополнение к экспериментам па модели провели из-
мерения на шести ушных раковинах и еще раз доказали существование пер-
вых двух резонансов (for, /02). Следующие резонансы (иа частотах for. fok и
/os) также проввились иа характеристике коэффициента передачи относи-
тельно широкими плоскими участками. Положение резонансов па ося частот
оказалось иным, чем у модели, что можно понять, если учесть различия гео-
метрических размеров модели и уха, а также иные параметры вкустическоЙ
нагрузки в плоскости барабанной перепонки.
После того, как были доказаны резонансные явления, вызывающие вы-
бросы частотной характеристики коэффициента передачи уха при падении
звуковой волны вдоль слуховой оси, оставалось выяснить, чем вызвана зави-
симость функции передачи ушпых раковип от места расположения источни-
ка звука. Шоу и Тераничп измерили эту зависимость, но полного объясне-
ния ей ие дали. Объяснение получил только острый минимум характеристики
коэффициента передачи в окрестности 8 кГц, который зависел от угла возвы-
шении источника. Его объясняли как следствие интерференции. По-видимому,
здесь свою роль сыграли также явления рассеяния и огибания, о которых
упоминалось выше. Подтверждение этому предположению автор получил в
1967 г. в результате экспериментов па модели Шоу и Тераннчи (за исключе-
нием параметров искусственного слухового канала).
В этих экспериментах исследовалась зависимость характеристики пере-
дачи ушных раковин от направления прихода звука в горизонтальной плос-
кости. Было установлено, что выброс характеристики в области 5 кГц, обу-
словленный резонансом в основной полости раковины, имеет одинаковые
значения для углов прихода звука между 0 и 90е. При изменении угла от 90
до 110° выброс спадвет иа 15—20 дБ и сохраняет это значение вплоть до
угла <р«180°.
Таким образом, резонанс проявляется сильнее тогда, когда звук прихо-
дит из направления перед слуховой осью, и слабее — из направлений за слу-
ховой осью. Было установлено также, что иа некоторых частотах па характе-
ристике звукового давления вблизи ушной раковины появляется неравно-
мерность, зависящая от направления прихода звука. В слуховом же канале
этого явлеиня нет. На рис. 41 эта зависимость показана для частоты 10 кГц,
т. е. для частоты лежащей в области резонансов fos, fot (по оси ординат от-
ложен спад звукового давления, а ио оси абсцисс расстояние / от барабан-
4—810
49
ион перепонки до оси слухового канала). В случае прихода звука пол углом
ф—О’ волнистости характеристики звукового давления в основной полости
ушной раковины вообще нет, ио она сильно проявляется при приходе звука
под углом <р=180°. Это явление также указывает на различные условия воз-
буждения главной полости при изменении направления прихода звуковой
волны.
Попытка объяснения акустических свойств ушных раковпи по их частот
ным характеристикам позволяет сделать следующие общие выводы: ушная
раковина вместе со слуховым каналом образует единую акустическую резо-
нансную систему. Возникновение каждого резонанса системы зависит от на-
правления на источник звука и расстояния до него. Болес точные данные пока
отсутствуют.
Мы рассмотрели распространение звука в системе, образуемой слуховым
каналом и ушной раковиной. При этом мы не учитывали, что этн элементы
органа слуха находятся не в свободном пространстве, а на акустически жест-
ком теле (голова человека). Голова, однако, представляет собой ощутимую
преграду на пути распространения звука. Вызываемые ею нарушения звуко-
вого поля существенно влияют на звуковые сигналы в ушной раковине и
слуховом канале
Для исследования влияния головы на звуковом поле ее обычно представ-
ляют в виде шара таких же размеров (Хартли н Фри, 1921; Файрстоц. 1930;
Кнтц. 1953; Вудворт н Шлосберг, 1954; Мертенс, I960; Ашофф. 1963; Вендт,
1963; Резер. 1965). Строгий расчет звукового поля на поверхности звукоот-
ражаюшего шара впервые произвел Реллей в 1904 г. Позднее такие расчеты
были проделаны Стюарт, 1911. 1914, 1916; Балантайи, 1928; Штенцель, 1938;
Шварт, 1943.
Рассмотрим кратко принцип расчета. Пусть точечный источник звука,
находящийся достаточно далеко от шара, излучает синусоидный звуковой сиг-
нал, поле которого в окрестности шара можно считать плоским Тогда зву-
ковое давление в данной точке воображаемой шаровой поверхности в отсут-
ствие шара (нсвозмущенная плоская звуковая волна) равно:
Р»(0= Яг(р»е/М") - (21>
Поскольку дифракция представляет собой линейный процесс, то звуковое
давление в той же точке в присутствия шара (плоская возмущенная волна)
р (() = Re (р е«2я/'+*>) (22)
Выражение
л
-£- = (23)
Р» л л
Ро р„
представляет собой так называемое дифракционное отношение с коэффициен-
тами р'ро н Ф нли Ь. Для расчета коэффициентов дифракции необходимо оп-
ределить граничные условия. Возмущенное звуковое поле должно удовлетво-
рять следующим условиям: иа большнх расстояниях от шара оно должно
иметь свойства плоской неискаженной волны; нормальная составляющая век-
тора колебательной скорости иа поверхности шара должна быть равна нулю.
Для решения используют принцип Гюйгенса — Френеля, согласно которому
поле любой волны можно разложить на сферические волны. Решение имеет
вид (по Морзе, 1948):
50
Рис. 42. Зависимости отношения (в децпбеллах) звукового давления у левого
уха и в центре воображаемого шара от направления прихода звука (углы
ориентации левого уха ср 100°, 6=0°).
Рис. 43 Бинауральная разность звукового давления в функции угла прихода
звука. Рассчитано для шара диаметром 19,5 см н углов ориентации уха
tj)=100°, <р=260° при 6—0° (горизонтальная плоскость).
4'
51
От и Dm определяются из выражений
(2m-Ь |)D„,cosOw = р +
+ (m + 1) JVM —) j (25)
н
(2m + 1)D„tsinOTO — J “[(m+ — • <26)
где Lm(Z), /m(Z), A'm(Z) ~ соответственно функции Лежандра, Бесселя, Ной-
мана m-го порядка. Такой комплексный ряд обладает плохой сходимостью, и
его расчет очень трудоемок Необходимые таблицы приведены у Шварца
(1943).
Рис. 46. Зависимости бинауральных
различий уровня звукового давления
от расстояния до источника звука
на частоте 1860 Гц.
0° 30° 60° 90° 120° 150° 180°
Результаты расчетов для других случаев представлены на рис. 42—45.
Диаметр шара, имитирующего голову человека, был принят равным 17,5 см.
Предполагалось, что уши расположены па поверхности шара в горизонталь-
ной плоскости под углом 100° к переднему направлению.
На рис. 42 приведен график зависимости разности уровней звуковых дав-
лений неискаженного плоского поля н поля у левого уха для случая, когда
звук приходит в горизонтальной плоскости под углами 100°^ ср ^280°. При-
мечательно, что в случае прихода звука к уху сзади звуковое давление у уха
оказывается большим, чем давление свободного звукового поля. Несмотря на
то, что шар помещен точно между источником звука и ухом, он оказывает не
ослабляющее, а усиливающее действие.
С точки зрения пространственных свойств слуха особенный интерес пред-
ставляют также бннауральиые (от уха к уху) различия сигналов, т. е. отно-
шение
(рправ ' Рлев) *** (рирав Рлев) е~^Ь- (^7)
Соответствующие зависимости для шара приведены на рис. 43—45. При-
нималось, что к источнику звука обращено левое ухо. На рис. 43 показаны
графики зависимости бинауральных различий звукового давления, на рис. 44—
бинауральных фазовых задержек Ь/2л/ и на рис. 45 — бинауральных разли-
чий группового времени задержки dfc/d-2n* Во всех случаях (за исключени-
ем случая <р=0° н ф=180С1) звук достигает противоположного уха позже и с
ослаблением. При приходе звука под углом 90° в бинауральном затухании
наблюдается интерференционный провал. Следует ожидать, что для реальной
головы он будет выражен слабее, чем для шара из-за влияния шен человека.
Если и точечный источник звука приблизить настолько, что поле у голо-
вы уже нельзя считать плоским, то бинауральные различия сигналов значи-
тельно изменяются. Для шара завненмость коэффициентов днфракции от рас-
стояния до источника звука была рассчитана Стюардом в 1914 г., а Хартля
53
н Фрей в 1921 г. определили бинауральные различия уровней звукового дав-
ления и фазы. Графики зависимостей приведены на рис. 46. Хартли и Фрей в
1921 г. показали, что в области частот до 1,86 кГц бинауральные различия
уровней звукового давления сильно зависят от расстояния до источника зву-
ка. л различия фазы и группового времени задержки зависят от расстояния
намного слабее или не зависят совсем.
Как было уже показано, функция передачи звукового давления на участ-
ке от источника до барабанной перепонки формируется из составляющих, ко-
торые зависят от полного акустического сопротивления барабанной псреион-
Рис. 47. К расчету бинауральных различий сигналов.
а — л тоская звуковая волна; б, в — точечный источник звука вблизи головы.
ки, сопротивления слухового канала, процессов в ушных раковинах и у го-
ловы. Точный расчет функции передачи может быть проведен только с учетом
всех этих факторов. В литературе имеется ряд упрощенных методов, в осо-
бенности для расчета бинауральных различий сигналов. Кратко рассмотрим
эти методы.
Самый простой метод был предложен Хорнбостелем и Вертхаймером в
1920 г. Принималось, что расстояние между ушами составляет 21 см. Влия-
ние головы не учитывалось совсем. В случае прихода звука к ушам парал-
лельными путями (п мекая волна) возникает разность хода AS, отсюда би-
науральное различие времени прихода звука опредс жегся выражением
AS — xsinip, (28)
где и=21 см.
Этому так называемому «синусоидальному» закону направленности слу-
ха придавалось большое значение в литературе 20-х годов. Поскольку значе-
ние х = 21 не соответствует диаметру головы и в выражении не учтено влия-
ние затенения, вносимого головой, то позже была введена эмпирическая по-
правка и выражение получило вид:
AS — Dx' sin ср, (29)
где D — диаметр головы, а коэффициент х= 1,2-=-1,3.
Ьолее точные выражения, учитывающие огибание звуком головы, были
нитучены де-Боером (1940); Китием (1953); Вудвартом и Шлосбергом
(1954); Вендтом (1963) и Резером (1965, 1966); Вудварт н Шлосберг, как
п Рсзср. в своих выкладках рассматривали случай точечного источника зву-
ка, расположенного вблизи уха.
54
Полученные выражения имеют впд:
для случая плоской звуковой волны (пара ысльныс «лучи»), т. с. когда
r>D/2 (рпс. 47, а) •
D
AS — (ф — sin ф); (30)
для случая точечного источника звука, расположенного вблизи головы
таким образом, что звук достигает ушей только за счет дифракции, т. е ког-
да sin^D 2 (рис. 47. б);
AS = £hf; (31
для случая точечного источника звука, расположенного около головы
так, что прямой звук приходит к одному уху, т. е. когда sin<p>D/2
(рис. 47, о):
AS = £>|jn+ *-)cose + -y (ф + е) —
где
-] л*-Ьл 4--|—(n + ^-jslnq> ,
D
п =-------— ; в = arcsin I ~ 'j — a res in (—Ц—) .
D ’ ' 2r / Ч + 2л'
(32)
Зависимости бпнаура ц>ной разности пути звука от азимута ф для разных
расстояний до источника звука были рассчитаны по этим формулам Резсром
(1965, 1966). Результаты расчетов приведены па рпс. 48.
Расчет по приближенным формулам в некоторых случаях дает резуль-
таты. близко совпадающие с экспериментальными Об этом свилете гьствует
рпс. 49. иа котором приведены результаты расчетов по (30) бинауральных
различив сдвига фазы т=А5/с (с — скорость звука), а также данные измере-
ний, проведенных двумя авторами. Измерялось время запаздывания первого
фронта пмпутьсов. т. с приближенно — среднее бинауральное групповое вре-
мя задержки. Аиаюгичные результаты получил также Норд, ун в 1962 г.
Рнс 48. Зависимость бинауральной разности путп от расстояния до источни-
ка звука.
Рис. 49. Зависимость бинауральной разности времени прихода фронтоп корот-
ких прямоугольных импульсов от угла падения звуковой волны (кружочком
отмечены результаты измерений по Вендту 1963. крестиком — по Федерсеиу
и др., 1937).
55
2.2.3. Функции передачи наружного уха
В двух предыдущих параграфах рассмотрело влияние головы к эте.мен-
тов внешнего уха иа звуковые сигналы, воспринимаемые с пухом. Здесь мы
этот же вопрос рассмотрим в более общем виде. Не вдаваясь в детали, будем
интересоваться линейными искажениями сигналов на пути к барабанной пе-
репонке и их зависимостями от направления прихода звука я расстояния до
его источника.
Линейные искажения сигналов в линейной системе могут быть описаны
функцией передачи системы. Применительно к наружному уху существуют
три следующих определения функции передачи: функция передачи по свобод-
ному полю, монауральная и бинауральная функции передачи. Рассмотрим
каждую из иих в отдельности.
1. Функция передачи по свободному полю.
Эта функция характеризует связь звукового давления в дайной точке
слухового канала (преимущественно у барабагшой перепонки) со звуковым
давлением, которое тот же источник, не меняя расположения, создавал бы
в центре головы (начало координат) в отсутствие эксперта.
2. Монауральная функция передачи
Эта функция характеризует взаимосвязь между звуковым давлением в
данной точке слухового канала при любом направлении н расстоянии до ис-
точника звука п давлением, создаваемым в этой же точке опорным источни-
ком звука, расположенным под определенным углом н на определенном рас-
стоянии от эксперта. (Обычно в качестве эталонного используют источник
плоской волны с углами прихода ф=0° и 6 = 0°)
3. Бинауральная функция передачи.
Отношение звуковых давлений в одинаковых точках обоих слуховых ка-
налов. В качестве нормировочного служит звуковое давление в ухе, обра-
щенном к источнику звука.
Дэя всех трех определений справедливо выражение
Л'2л/Н-Ф(Н]
Л(/)= —-------------
РоеЛ-’яр4-Ф,(П1
где ро, Фо(/)—параметры звукового поля, относительно которого нормирует
ся .4(f).
В каждом конкретном случае должно указываться, о какой функции пе-
редачи идет речь, какой источник звука используют при измерениях, под ка-
ким углом н на каком расстоянии он установлен, какое поле служит опор-
ным. Вместо | AJf) | впредь будем подставлять разность уровней A£=201og
|A(f)|, вместо фазового коэффициента 6(f)—групповое время задержки
Trp(f)=d^(f)d-2nf. Величина тгр содержит всю информацию о b(f), за ис-
ключением постоянной интегрирования, которая определяется фазовым коэф-
фициентом на любой частоте [см уравнение (42)]. Другая используемая ве-
личина — фазовая задержка Тф —Ъ (f) - 2nf.
Измерения функции передачи по свободному полю, как правило, проводят
у барабанной перепонки эксперта. Техника таких измерений полностью отра-
ботана и при правильном проведении безвредна для человека. Вводить акус-
тический зонд к барабанной перепонке уха рекомендуется с участием прача-
отоляринголога, так как только врач, как правило, владеет техникой рефлек-
тоскоини слухового капала. Поскольку функция передачи давления слухового
канала ие зависит от источника звука н его расположения, то точку для из-
мерений можно выбрать ие непосредственно у барабанной перепонки, а у вхо-
да в слуховой канат (на глубине не менее 5 мм). По полученным данным
можно рассчитать фуккцпю передачи н до барабанной перепонки, учитывая
И (/И (33)
56
значения функции передачи соответствующего участка слухового канала
(си. данные рис. 37). При измерениях иа входе слухового канала большое
значение имеет точность повторных вводов зонда в требуемое место (Джан.
1958; Джан и Фогельзанг, 1959).
Для измерения моиауральной функции передачи зонд можно распола-
гать непосредственно у входа в слуховой канал, так как опорная волна
проходит и по самому капал у. Если требуется знать только абсолютную ве-
личину функции передачи, или разность уровней, то вместо измерений с акус-
тическим зондом можно проводить субъективные измерения, поскольку (как
показал Джаи, 1958) каждому значению звукового давления у барабанной
перепоини всегда соответствует определенная субъективная громкость (влия-
ние акустического рефлекса должно быть исключено, т. е. уровни звукового
давления при эксперименте должны быть меньше 80—90 дБ).
Существуют два метода психометрических измерений: измеряют порог
восприятия в функции частоты при разных условиях прихода звука, которые
н исследуют (метод слухового порога); в функции частоты измеряют точку
равиой субъективной громкости исследуемого и опорного звуков сигналов
(метод сравнения громкостей).
Модель моиауральиой функции передачи находится как разность зна-
чений кривых равной громкости пли слухового порога, иайденных при иссле-
дуемых условиях, и значений соответствующих кривых, полученных с опорным
источником.
Эти эксперименты проводят методом балансирования, предложенным
Бекеши в 194/ г. (см. книгу Цвнкера и Фельдкеллера <Ухо как приемник
информаций». Связь, 1971). Данный метод относится к njynne так называ-
емых методов восстановления. Он состоит в следующем. С помощью автома-
тического устройства плавно укеличнвается уровень звука, восприятие кото-
рого исследуется. В момент, когда уровень достигает оиределеииого значе-
ния, эксперт нажимает кнопку и начинается спад уровня до момента, когда
эксперт опять нажмет кнопку, посте чего уровень снова начинает возрас-
тать.
Такое балансирование повторяют несколько раз. Ести в эксперименте оп-
редетяют слуховой порог, то эксперт нажимает кнопку всякий раз в момент,
когда звук по его впечатлению начинает ощущаться нлн исчезать. Если в эк-
сперименте проводят сравнение громкости, то эксперт соответственно нажи-
мает кнопку в моменты, когда исследуемый звук становится то громче, то
тише эталонного. Очевидно, что прн таком манипулировании уровень звука,
предлагаемого эксперту для прослушивания, все время колеблется около ис-
комого порога.
Используя самописец уровпя, эти колебания можно зарегистрировать на
скользящей частоте. Затем, усредняя регистрограммы, получают крквую ис-
комого порога в функции частоты.
Рассмотрим теперь методы измерения бинауральной функции передачи.
Строго говоря, по этпм методам измерения следует проводить одновременно
в обоих слуховых каналах. При измерениях с участием большого числа эк-
спертов можно считать в среднем что голова эксперта симметрична. Сделав
такое допущение, бинауральную фуккнию передачи можно рассчитать как
по моиауральпой функции, так и по функции передачи по свободному полю.
Ее получают как обратное отношение функции передачи уха, обращенного к
источнику, к функции того же уха, получающего звук по зеркальному отно-
сительно медианной плоскости направлению:
.... (Лмояаур ф=330"
_'бииаур ф—30*-
_ V 'монаур ф—30*
(34)
Подробные сведения о функции передачи наружного уха и ее зависимос-
ти от направлеипя прнходв звука и расстояния до источника представляют
интерес не только для изучения пространственных свойств слуха, но н при
решении проблем борьбы с шумом. Этим объясняется большое число иссле-
67
Таблица 3
Автор, год Условия Измерений Измерительный звук Измерительная часто- та, kJ ц Количество экспертов
Трегер 1930 Ошо ухо, горизонтальная плоскость О’СЧ-^ <360*. Слуховые эксперименты (сравнение гром- кости с эталонным звуком) при гр = О Измерения в дальней зоне свободного поля Тоны 0,2: 0.4; 0,6; 0.8: 1,0; 2,5 1
Сивиаи и Уайт, 1933 Одно ухо, горизонтальная плоскость 0’<ф< С360°. Слуховые эксперименты (пороговые изме- рения). Громко!оворитсль на расстоянии 1 м в заглушенной химере Топы 0.3: 0,5; 1,1: 2,2: 3 2: 4 2; 5. 6,4; 7,6; 10; 12; 15 3
Винер и Росс, 194G Одно ухо, измерения с акустическим зондом в разных точках слухового канала, модуль звуко- вого давления относительно свободного поля. Го- ризонтальная плоскость ф = 0, 45, 90’. Заглушен- ная камера, удаление громкоговорителя ио указано Тоны Скользящая ча- сто га от 0,2 до 8 6-12
Виньр 1947 Одно ухо, акустический зонд в слуховом кана- ле. Звуковое давление измерялось относительно свободного поля. Горизонтальная плоскость ф = = 0, 45, 90, 135, 180, 225, 270, 316е. Заглушенная камера, источник звука на расстоянии 140 см Тоны Скользящая ча- стота от 0,2 до 6 б
Фсдерсеп, Сан- дель, Тис и Джеф- фри, 1957 Два уха, акустический зонд в слуховом канале, бинауральное различие уровней звукового давле- ния и бинауральное «групповое время задержки> (см рис. 49). Горизонтальная плоскость 0“<q< С 180’. Расстояние до громкоговорители — около 2 м. Характеристики помещения не приведены Тоны и короткие импульсы 0,2; 0,5-, 1; 1,8; 2,5: 3; 4; 5, 6 5
Джан и Фогель- занг, 1959 (пред- варительные рабо- ты Джана, 1958) Одно ухо, акустический зонд у барабанной пере- понки, измерялся модуль звукового давления от- носительно ф=0в, 6=0°, для 0’<ф<360’ при 6=0, 30, 60 90е, заглушенная камера, плоская волна Третьоктавпые шумы От 0,9 до 1,14; от 2 до 2,56 2
Робинзон 1Г Уайтл, I960 Одно ухо, акустический зонд в главной полости ушной раковины, горизонтальная, медианная и фронтальная плоскости ступенями по 10е (ф и 5) Модуль звукового давления относительно ф = 0°, 5=0°, заглушенная камера, громкоговоритель па расстоянии около 1 м Узкополосные шумы 1,6; 2.5; 4; 6,4; 8; 10 1G-20
Ширмер, 19G3 Одно ухо, акустический зонд у барабанной пе- репонки. Измерялось звуковое давление относи- тельно Ф=0’, 6 = 0° для О’СфСЗбО'1, при б = = 15, 30, 45, 60, 90, —15, —30, —60’, заглушен- ная камера, громкоговоритель на расстоянии 1,5 м Третье ктавные шумы 0,7; 3,5; 5 20
Шоу, 1966 Одно ухо, акустический зонд па входе слухово- го канала, измерялось звуковое давление относи- тельно свободного поля. Горизонтальная плоскость Ф=0, 45, 90, 180, 270, 315°, заглушенная камера, громкоговоритель па расстоянии 1 м Тоны Скользящая ча- стота от 0,2 до 1.5, иногда от 0,2 до 8 10
Блауэрт, 19G9 Одно ухо, акустический зонд на входе слухового капала, горизонтальная плоскость ф=0, 180’, из- мерялся модуль звукового давления ф=180’ от- носительно давления при ф = 0в, заглушенная ка- мера, плоская волна То же в медианной плоскости: модуль звуково- го давления при 6 = 90° относительно 6=СГ Третьоктавпые шумы Третьоктавпые шумы От 0,125 до 16 третьоктавными ступенями 10
Продолжение табл. 3
Автор, гид Условия измсреиий Измерительный звук Измерительная частота, кГц Каличе! тво экспертов
Харрисон н Да- уни, 1970 Два уха, акустические зонды па входах слухо- вых каналов, Бинауральная разность уровня зву- кового давления —90’^ф^4-90°. 1 ромкоговори- телъ ла расстоянии 90 см на высоте 60 см на ч звукоотрзжзюшей поверхностью, сведения о по- мещении не приведены Тоны 4 3
Уилкенс, 1971, 1972 Одпо ухо, слуховой эксперимент (сравнение громкости) относительно гр—0°, Горизонтальная плоскость О’^ф^ЗбО” ступенями по 30е и ф=45°, заглушенная камера на расстоянии 2 м Акустический зонд у барабанной перепонки ф« = 0’, 6=0°, остальные условия прежние Узкополосный шум (f— 100 Гц) Топы 0,25; 0,5: 0,7. 1; 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 5; 6; 7; 8,2; 10; 12; 14 От 0,2 до 15 2
Блауэрт, Харт- ман и Лаве, 1971 Два уха, акустические зонды па входах слухо- вых каналов. Модуль звукового давления и груп- повая задержка при ф=0° (громкоговоритель на расстояпия 25 см) относительно ф = 0° при рас- стоянии 3 м. А также при ф= 180° при расстоянии 3 м, относительно ф=0° и при расстоянии 3 м. Бинауральная интенснвностная и временная раз- ности (3 м, ф = 0, 30, 60, 90, 120, 150°), заглушен- ная камера Тоны ОТ 0,1 ДО 16. Тгр только от 0,5 до 10 5-12
Меллерт, 1972 Одпо ухо, пороговые измерения функции переда- чи по свободному полю при ф=90°. 6-0° Топы От 0,5 до Ю 17
Лаве, 1972 Одно ухо, изм1рения порогов разности относи- тельно ф-=0°, расстояние 3 и. Расстояния гром- коговорителя при ф = 0’ 25 см, 50 см, I м, 2 м. Измерения акустическим зондом на входе слухо- вого капала: уровень звукового давления и груп- повая задержка относительно ф=0° и 3 и при расстоянии громкоговорителя 25 см, 60 см, 1 м, 2 м (при расстояниях 50 см, 1 м, 2 м групповое время задержки отсутствует). Заглушенная ка- мера Топы Слуховые экспе- рименты 0,2—16, скользящая часто- та. Измерения с акустическим зон- дом; 0.1—16. Тгр только на частотах от 0,5 до 10 3-12 12
Дни пей работа Одно ухо, акустический зонд в слуховом xaua- к Горизонтальная плоскость, уровень звукового давления, групповое и фазовое время задержки относительно ф=0’ для 6 = 30, 60, 120, 150, 180. 210, 240. 270, 300, 330°, заглушенная камера гром- коговоритель iiii расе гоя нии 2 м Импу.пли Ог 0,5 до 16 25
довашш. Те, к которым автор нмет доступ, сведены в табл. 3. Там же поме-
щены п краткие сведения о программе измерений. Кроме того, Ксссель (1882);
Брунцлов (1925, 1939) и Кленш (1948, 1949) приводят и качественные харак-
теристики направленных свойств наружного уха.
На рис. 50 показана схема установки, использованной автором для из-
мерения мензуральных и бинауральных функций передачи наружного уха.
Эксперименты проводились в заглушенной камере, эксперты сидели на вра-
щающемся стуле, поза была зафиксирована, причем зафиксировано было не
только положение головы, но и верхней части туловища. Эта мера оказалась
необходимой после измерений времени групповой задержки (Лаве, 1972).
Источником звука служил громкоговоритель, установленный на расстоянии
3 м от эксперта и создавший звуковое поле, которое с достаточным приб-
лижением можно было считать плоским. Измерения проводились двумя ме-
тодами.
1. Обычный метод. С помощью звукового генератора и самописца ре-
гистрировалась разность уровней. Для измерения времени групповой задерж-
ки применяли специальный прибор, созданный Лавсом, в основу которого
была положена идея Найквиста н Бранда (1930)
2. Импульсный метод (метод отчетов). Экспертам предлагался для про-
слушивания короткий звуковой импульс. Принятый импульс дискретизиро-
вался с частотой 40 кГц, вводился в устройство памяти на ферритовых сер
дечннках и записывался на перфоленту. Затем с помощью ЭВМ рассчитывали
функцию передачи 1.
Нескотько замечаний к операции сканирования сигналов. Для того, что-
бы определить функцию передачи A(f) линейной системы, можно использо-
вать импульсные измерительные сигналы, которые с помощью преобразова-
ния Фурье могут быть представлены в виде ряда гармоник. Функцию A(f)
получают как отношение преобразований Фурье для временных выходной и
входной функций. Схема такой системы показана па рнс. 51.
При выборе входной временной функции необходимо учитывать, что в
ее частотном спектре не должно быть нулевых составляющих в интересую-
щем диапазоне, так как в противном случае функция передачи была бы неоп-
ределенной. Наиболее подходящими для этих измерений являются прямо-
угольные импульсы длительностью до 25 мкс. Приближенно можно считать.
Рис. 50. Установка для измерения функции передачи наружного уха с по-
мощью акустических зондов.
1 Расчеты проводились па ЭВМ СД-6400 в вычислительном центре Поли-
технического института н Аахене
62
<ito в облает» частот от 0 до 16 кГц спектральные составляющие такого им-
пульса имеют почти одинаковые амплитуды (—2,4 дБ на частоте 16 кГц).
Поскольку преобразование Фурье осуществляется на ЭВМ, то времен-
ные функции ия входе и выходе системы должны быть представлены н виде
последовательностей чисел. Для этой цели и требуется дискретизировать вход-
ную и выходную функции. Согласно теореме Шеннона 1 (1949) временная
функция, спектр которой ограничен сверху частотой Д,>, полностью опрелечя-
ется выборками г интервалами отсчстов т——— Спектр дискретной функции
, 2Ггр
чисто формально можно представить на осп частот в периодической форме.
Полученную пернодичсект ю зависимость можно разложить в ряд Фурье Прн
этом получим :
Vp<7) М а„,е-^тт, (35)
2l*)
2Zrp
' 'Гр
Z/'P J
ЧГр
df.
(36)
A(f)
Рис. 51. Схема для измерений импуль-
сным методом
Обратное преобразование Фурье
даст исходную временную функцию
волна в заглушенной камере ме-
тод измерения — обычный.
кривые а го Виперу (19J7). 6 экспер-
тов; б — по Джану (I960). 6 экспертов;
в — по Шоу (196€), IC экспертов: г —
измерения ввтора. 12 экспертов
кГц
1 До Шеннона и независимо от него эга теорема была доказана В. А. Ко-
тельниковым — Прим, per)
63
Ряс. 53. Монауральная функция передачи.
а —звук спереди «р-О*. 6-0*). громкоговоритель на расстоянии 25 см. показаны также
пределы разброса средних значений для у—95: б — звук сзади (ф-180*. б—О’), громкого-
воритель на расстоянии 3 м, кривые нормированы относительно источника звука, распо-
ложенного спереди на расстоянии 3 м. 12 зкелертов. заглушенная камера, метод измере-
ния обычный. Кривые: / — по измерениям автора и Лавса (1972 г.): 2—по измерениям
Ширмера (1963, 20 экспертов): 3 — по измерениям Шоу (1966. 10 экспертов); 4 —по из-
мерениям Блауэрта (1968, 10 экспертов).
а — углы прихода звука <р—90*, б—О’; громкоговоритель на расстоянии 3 м: б —углы
прихода звука «р-ЗУО0. 6—О’; громкоговоритель на расстоянии 3 м. В обоих случаях
результаты нормированы относительно сигнала, приходящего спереди от громкоговори-
теля. расположенного на расстоянии 3 м; заглушенная камера, метод измерения обыч-
ный. кривые: / — по Венеру (1947. 6 экспертов); 2 — по Шоу (1966. 10 экспертов); J —
но Ширмеру (1963. 20 экспертов): 4 — измерения автора (Б экспертов); В — результаты
расчета для сферы (согласно рис. 43).
64
Рис. 55. Бинауральная функция передачи для нескольких направлений прихо-
да звука в горизонтальной плоскости. Запушенная камера, метод измерения
обычный, громкоговоритель на расстоянии 3 м, 5 экспертов.
а—результаты расчета функции для сферы согласно рис. 43; б — результаты измерения
Шоу (1466. 10 экспертов).
fuH
кГц
Рис 56. Мензуральные функции передачи левого уха для нескольких направ-
лений прихода звука в горизонтальной плоскости, нормированные относи-
тельно звуковой волны, падающей спереди (<р=0°, 6=0°). Заглушенная камера,
громкоговоритель на расстоянии 2 м, импульсный метод измерений, 25 эк-
спертов, усреднено.
1мс
В точках тт. выражения ат и *(/,
совпадают с точностью до постоянного
коэффициента Таким образом, коэффи-
циенты Фурье аЯ1 определяют как функ-
цию Xp(i), так п функцию Х([). Сдедо-
вательно, преобразование Фурье данной
временной функции может быть рассчи-
тано ио дискретным отсчетам последней.
Приведенные соотношения лишь
приближенно справедливы для сигналов,
ограниченных во времени, отображаемых
конечным чистом отсчетов. Ошибка ап-
проксимации может быть сколь угодно
уменьшена выбором достаточно высокой
частоты дискретизации (Ш.тюслер. 1958).
Преобразовапне Фхрьс по отсчетам вре-
менной функции рассчитывается по удоб-
ному для ЭВМ алгоритму — так назы-
ваемому быстрому преобразованию
Фмрьс (Б. Кули и Тюки, 1965; Гольд н
Ра дер, 1959; Геринг, 1971).
На рис 52—57 приведены результа-
ты измерений функции передачи наруж-
ного уха. проведенных разными автора-
ми при раздичных условиях прослуши-
вания сигналов одного i ромкоговоритс
ля. Анализируя эти результаты, следует
иметь в виду, что они усреднены по по-
казаниям группы экспертов и нс обя-
зательно характеризуют индивидуальные
свойства каждого. Индивидуальные
кривые отличаются от усредненных
прежде всего четко выраженными мак-
симумами и более глубокими мппнму
мамн. Для каждого в отдельности сни-
мались кривые разности уровней и ipyn-
повой задержки. Затем по ним полу-
чались средние кривые разности уровне!
и средние кривые rpynnoBofi задержки.
В акустике такой способ усреднения яв
тястся обычным. Сопоставление индиви-
дуальных кривых с усредненными при-
ведено в работе Шоу (1966)
Кривые, при веденные па рис 56—57.
получены в ре<ультате преобразования
Фурье для усредненных по времени им-
пульсов на входе песне дуемой системы
В частотной области л им у методу со-
ответствуют раздельное усреднение дей-
ствительной и мнимой составляющих нп
дивидуальных функций передачи и по-
следующий расчет средних кривых раз-
ности уровней и кривых групповой за-
держки. Только такой метод усреднения
можно считать теоретически правильным,
хотя получаемые в некоторых сдучая.х
результаты имеют значительный разброс
б*
67
Рис. 57. Бинауральные функции передачи, рассчитанные ио кривым рис. 56
(25 экспертов, импульсный метод измерений).
2.3. ОЦЕНКА ИДЕНТИЧНЫХ УШНЫХ СИГНАЛОВ
В гл. 2.2 было показано, что на пути к барабанной перепонке звуковые
сигналы претерпевают лнпсйныс искажения, которые зависят от места рас-
положения источника. Было также установлено, что сигналы у барабанных
перепонок — один из факторов оценки слухом места расположения источника
звука и что можно привести много случаев, когда места расположения ре-
ального источника звука и слухового объекта в большей нлн меньшей степе-
ни совпадают.
Итак, бинауральные сигналы содержат признаки, характеризующие мес-
то расположения источника звука, а слух, оценивая их. формирует ощущение
места слухового объекта. Хотя совпадение в пространстве мест расположе-
ния источника звука и слухового объекта — очень частое явление, но отнюдь
не единственно возможное. Нередко бывает и так, что места слухового объ-
екта и источника звука совершенно противоположны. Следовательно, выска-
занное выше предположение оказывается справедливым нс всегда. Задачей
настоящего и последующих разделов как раз н будет более подробный ана-
лиз этих взаимосвязей.
У человека со здоровым слухом функционируют оба уха Анализируя
поступающие к ним сигналы, следует различать два класса признаков:
]. Признаки сигналов, для приема которых в принципе достаточна работа
68
одного уха. Эти признаки могут бить приняты человеком с односторонней по-
терей слуха. Очень часто такие признаки кратко называют монауральнымп.
2. Признаки различия нлн отношения сигналов, для приема которых в
принципе нужны два уха. Их называют бинауральными.
Для исследования роли монауральных и бинауральных признаков сигна-
лов в процессе формирования слуховых ощущений и их влияния на свопства
слуха необходимо, чтобы в ходе экспериментов прн изменении одних приз-
наков другие оставались неизменным к. и наоборот. Отдельно исследовать
нтияние на слух бинауральных признаков в свободном (на открытом возду-
хе) звуковом иоле невозможно, потому что при изменении расположения ис-
точника звука вместе с бинауральными
неизбежно изменяются к монауральныс
признаки. Поэтому в слуховых экспери-
ментах по исследованию бинауральных
признаков применяют способ днхотиче-
ской1 подачи звука эксперту, осущест-
вляемой с помощью головных телефонов.
Рис. Б8 Рис. Б9
Рис. 68. Среднеквадратическне отклонения бинауральных разностей уровня
и групповой задержки от «нуля» в случае прихода звука точно спереди
(<р=0°, 6—0°), Ю экспертов.
Рис. 59. Относительная частота амплитуд движения головы прн слушании
шумов спереди и сзади (10 экспертов, по каждому направлению 20 замеров,
положение головы механически не зафиксировано, средний угол поворота
головы х0,22°).
Более подробно способы подачи звука эксперту описаны в гл. 2.4.
В экспериментах с моиотическпм способом подачи сигналов также мож-
но использовать головные телефоны. Но это должны быть специальные «дие-
тические» телефоны, которые позволяют с большой точностью обеспечить
идентичность двух сигналов для того, чтобы в них не было бинауральных
признаков.
Последнее требование, хотя н приближенно, может быть удовлетворено
и в свободном акустическом пространстве, например, когда источник звука
расположен в медианной плоскости. Если форму головы человека считать
1 Различают три способа подачи звука с помощью головных телефонов
(Штумпф, 1905): мопотнческий — сигнал включается только на один наушник;
диетический — один н тот же сигнал включается на оба наушника; дихотн-
ческий — на два наушника включаются разные сигналы.
69
симметричной, то ушные сигналы в этом случае оказываются одинаковыми.
Еслп источник звука (громкоговоритель) меняет место расположения но
остается в медианной плоскости, то изменяются только монауратьныс пр т-
накн сигналов, бинауральные же остаются неизменными п равными О
Если источник звука находится в медианной плоскости или если одина-
ковы сигналы иа обоих ушах, то слуховой объект, как правило, также распо-
тагается в медианной плоскости. Для более точного определим я места слу-
хового объекта в медианной плоскости по оценке сигналов на обоих ушах
с 1ухом используют только мензуральные признаки. Таким образом, простран-
ственный слух в медианной плоскости или аналогичный ему случай, когда оба
\ха получают одинаковые сигналы, особенно интересен для экспериментиро-
вания, поскольку позволяет сделать выводы о том, как оцениваются простран-
С1 венным слухом монауральные признаки сигналов. Рассмотрим в этом ас-
пекте данный случай более подробно.
Основная предпосылка для получения одинаковых сигналов от источни-
ка звука в медианной плоскости симметричность формы головы, т. с. отсут-
ствие бинауральных различий сшпатов. Результаты контрольных измерений
приведены па рис. 58.
Па десяти экспертах измерялись стандартные отклонения бинауральных
различии но уровню и групповому времени задержки от теоретических пуле-
вых значений.
Если сравнить эти данные с данными табл. 4 и 5. то можно видеть что
могут быть случаи, когда воспринимаемые различия оказываются выше слу-
хового порога. Значит, предположение, что в стучае прихода звука от источ-
ника в медиацией плоскости ушные сигналы абсолютно идентичны. *>ожно
считать только прнбчиженным
Вторая предпосылка исследования пространственных свойств слуха прн
поступлении звуковых сигналов от источника в медианной плоскости состоит
в том, что во время подачи сигнала эксперт смещает голову незначительно.
Это условна всегда удовлетворяется для сигналов длительностью нс более
200—300 мс, поскольку, как показал Вильмовски (I960), от момента вктюче-
ння сигнала до поворота головы (Он может быть вызван сигналом) должно
пройти определенное, так называемое «мертвое» время, в среднем 350 мс
Вудворт и Шлосберг (1954) назвали интервалом ^моторной реакции про-
межуток в 250 мс. Тур лов и Мсргснер (1970) не обнаружили изменении п раз-
мывании локализации источника звука при фиксированном и свободном поло-
жении головы при длительности сигнала 300 мс
Если предлагаемые эксперту зв\-кп имеют большую длительность, то воз-
можные движения головы уже необходимо учитывать. Известны тва исследо-
вания, в которых учитывались непроизвольные движения, когда эксперт зара-
нее получал указания держать голову «абсолютно» неподвижно (Кёниг и Зус-
ман, 1966 Блауэрт. 1969) Методика измерений в обоих случаях была одной
и той же. На голове эксперта крепилось небольшое зеркальце, отражает на
измерительную шкалу направленный на него луч света. По перемещениям «зай-
чика» по шкале рассчитывали угол поворота головы эксперта в градусах. Гла-
за эксперта во время эксперимента были закрыты. Кёниг и Зусман сообщают
об обнаруженных синхронных с импульсами небольших движениях головы в
пре телах до 5 угл мин ч значительных перемещениях до 5 град, которые со-
вершал эксперт через нерегулярные интервалы времени вплоть до нескольких
секунд.
Блауэрт (1969) в своих экспериментах предлагал экспертам для прослу-
шивания шумы длительностью I с. Звук поступал точно спереди и сзади. Ре-
гистрировались амплитудные значения поворота головы независимо от направ-
ления. Результаты эксперимента приведены на рис. 59. Статистическая обра-
ботка результатов показывает что вероятность поворота головы более чем на
1 град не превышает 5%.
Из этих исследований можно сделать следующий вывод: если проводятся
слуховые эксперименты с источником звука в медианной плоскости, то прн
длительности звхков до 1 с принимать специальные меры но фиксации поло-
жения головы, сс in эксперта заранее просили не поворачивать голову, нстрс-
70
бустся. Если же эксперименты проводятся с более длительными сигналами или
сели один и тот же эксперимент повторяется много раз, то для того, чтобы
исключить необходимость каждый раз заново ориентировать голову, рекомен-
дуется использовать простой подголовник. Как правило, более сложное фикси-
рующее устройство ие нужно.
2.3.1. Направленность слуха в медианной плоскости
Под понятием «направленность сзуха в медианной плоскости» понимают
взаимосвязи между направлениями к слуховому объекту в этой плоскости и
признаками других величии, коррелируемыми с этими направлениями, и в пер-
вую очередь особенностями признаков звуковых объектов. В этом парагра-
фе мы остановимся только на взаимосвязи места расположения источника зву-
ка с признаками сигналов на обоих ушах. Другие взаимосвязи будут рассмо-
трены в 1л. 2.5.
Существовавшие ранее представления, а также результаты некоторых ис-
следований ио этому вопросу описаны в работах Прайера. 1887; Урбанчича,
1889: Криса. 1890; Блоха, 1893; Сейшора, 1899; Пирса, 1905; Майерса, 1914
Гехта, 1922; Керстена и Селипджера, 1922; Хорнбостеля, 1926.
Остановимся кратко на современных трактовках. Раньше считалось, что
направленность слуха в медианной плоскости — специальный стучай, для ко-
торого бинауральные различия ушных сигналов как признаки, оцениваемые
слухом, отсутствуют. В экспериментах но исследованию направленных свойств
слуха было замечено также, что в случаях, когда источник звука располагал-
ся в медианной птоскости, очень часто направление к слуховому объекту не
совпадало с направлением на источник звука. Было замечено далее, что ча-
стота появлении этой ошибки локализации зависит от вида звукового сигнала.
Расхождении между направлениями па источник звука и слуховой объект воз-
никали нс как случайные явления, тенденция появления характерных «оши-
бок» наблюдалась при экспериментах с определенными видами сигналов. Так.
в случае широкополосных измерительных сигналов, в особенности когда они
длительны или многократно повторялись, совпадение направлений на источник
звука и слуховой объект оказывалось довольно хорошим. При изменении на-
правления на источник звука размывание локализации в профильной плоскости
было значительным (в 3 раза больше, чем для горизонтальной плоскости).
Урбанчнч в экспериментах, проведенных диотнческим способом, во время ко-
торых повторявшиеся речевые сигналы от камертонов подавались эксперту
через два связанных Т-образных звукопровода, заметил, что положение «субъ-
ективного слухового поля» зависит от частоты сигнала. Однако он не связы-
вал это явление с направленными свойствами слуха в профильной плоскости.
Позже возникло предположение о том, что направления на суховей объект
каким-то образом связаны с искажениями звуковых сигналов у головы н уш-
ных раковин. Описаны, например, случаи, когда громкие звуки ощущаются в
передней медианной полуплоскости чаще, чем тихие. Майерсу удалось пока-
зать, что если в звуке, состоящем из четырех гармонических составляющих,
изменять интенсивность верхних составляющих, то меняется направление к
слуховому объекту, т- е ощущение направления зависит от спектра сигналов.
Блох, Керстек и Селинджер описывают следующий эксперимент. Если источ-
ник широкополосного звука установить перед экспертом и предложить ему
прикрыть руками уши так, чтобы раскрытые ладони были обращены назад, то
слуховой объект сразу же переместится назад. Такой же эффект имеет место
и в обратном случае, когда источник звука расположен сзади, а уши прикры-
ты руками так. что ладони обращены вперед. Слуховой объект в этом случае
будет восприниматься спереди.
Большое значение для направленности слуха в медианной плоскости при-
давалось фактору тренировки. Оказывается, что после определенной трениров-
ки эксперт может точно определять направление к источнику звука в профиль-
ной плоскости, если источник излучает непрерывный достаточно широкополос-
ный сигнал. Прн этом, однако, не ясно, по какому признаку эксперт опредсля-
71
ет положение источника — по тембру звука или ио расположению стихового
объекта. Без достаточного теоретического обоснования предполагалось, что
впечатление о месте слухового объекта в медианной плоскости формируется
по оценке тембральных признаков звука. Хорнбостель (1926), например, счи-
тает, что направленные свойства слуха в медианной плоскости определяются
только фактором привыкания: «... если эксперименты неоднократно повторя-
ются, то в конце концов эксперт по опыту узнает, какие звуки из каких на-
правлений приходят». Положение слухового объекта в таких рассуждениях
вообще нс участвует
Дальнейшие исследования направленных свойств слуха в медианной пло-
скости оказались затруднительными, поскольку раньше ие было источников, по-
зволявших получать звуковые сигналы с точно контролируемыми свойствами.
Оставался неяскым также вопрос о том, можно ли, произвольно меняя пара-
метры выбранных сигналов, предопределять результаты локализации (Крис),
т. е. создавать слуховой объект в определенном направлении медианной пло-
скости, подбирая соответствующим образом параметры ушных сигналов.
Для анализа исследований, проведенных в последнее время (начиная при-
близительно с 1930 г.), целесообразно разделить всю проблему «направленные
свойства слуха в медианной плоскости» на несколько более узких:
1. Роль линейных искажений звуковых сигналов у головы и в наружном
ухе.
2. Вопрос о том, при каких видах сигналов направления к источнику зву-
ка и к слуховому объекту совпадают н при каких нет.
3. Роль опыта, адаптации, знакомства с сигналом и т. п.
4. Вопрос о специфических признаках сигналов, корректированных с на-
правлением на слуховой объект, т. е. оцениваемых слухом.
С течением времени дальнейшее подтверждение получило предположение
о роти линейных искажений звуковых сигналов у головы и в ушных ракови-
нах. В 1930 1. Перекалив провел эксперименты, исключив влияние ушных ра-
ковин Для этого п слуховые каналы экспертов вставляли короткие резиновые
трубочки. Эксперимент состоял в сравнении локализации направления ка слу-
ховой объект в нормальных условиях при использовании v казанных трубок.
Он установил, что прн использовании трубок направления на источник звука
и слуховой объект совпадали значительно реже, чем без них. Аналогичный ре-
зультат был получен в эксперименте, при котором ушные раковины отгибались
вперед под углом 90° к височной кости. При этом часто наблюдались инверсии
локализованных направлений — источник звука, установленный перед экспер-
дам, слышался сзади и наоборот.
Такие же эксперименты в последующие годы проводили Кити (1952, 1953)
п Тарночи (1958). Правда, они исследовали лишь случаи размещения источни-
ка только спсрсдк или только сзади, сузив, таким образом, вопрос до так на-
зываемого ощущения «спереди—сзади». Эксперимент проводился следующим
образом. В заглушенной камере (Кнтц) или в свободном пространстве (Тар-
ночи) в случайной очередности в направлениях <р=0° и ф= 180° (при б —0)
излучался широкополосный измерительный шум. Ушные раковины экспертов
модифицировались, как показано на рис. 60: о —ушные раковины в нормаль-
ном состоянии; б — в слуховые каналы вставлены короткие (3 см) латунные
трубки; в — на трубки надеты миниатюрные рупоры, имеющие форму рас-
крытой ладони; г — иа латуппыс трубки надеты рупоры из гииса (Китц) или
тастилппа (Тарночи), имитировавшие ушные раковины. Рупоры могли по-
ворачиваться, занимая нормальное положение, вперед пли назад (только на
модели Тарночи).
Эксперименты показали, что когда ушные раковины открыты (рис. 60 о),
направления к источнику звука и слуховому объекту, как правило, совпадают»
даже селя измерительные сигналы эксперту незнакомы.
После введения латунных трубок (с рупорами илп без) большинству
экспертов звук казатся приходящим сзади, независимо от направления к дей-
ствительному источнику (позже это явление было подтверждено Блауэртом,
1969). Когда вместо рупоров на трубки надеватн имитаторы ушных раковин,
восприятие направлений к источнику звука и слуховому объекту становилось
72
таким же, как в случае (рис. 60,о). При повороте имитатора ушных раковин
назад слуховой объект регулярно ощущался из направления, противополож-
ного действительному направлению прихода звука
Другой вариант эксперимента, позволивший полностью исключить ошиб-
ки, возможные в экспериментах Китца н Тарночи, был проведен автором
(Блауэрт, 1969а 1969/1970). Фильтрами служили ушные раковины экспертов,
что позволило отказаться от применения имитаторов. Эксперимент проводили
следующим образом (см. рис. 30. а): эксперту (спереди и сзади) предлагались
для прослушивания определенные звуки (шумы, речь, музыка), и в это время
вкустнческнм зондом принимали
и записывали иа магнитную лен- >.
ту сигналы у входов слуховых \
каналов. Затем записанные сиг- J у —
налы воспроизводили п опять Д К ]
предлагали эксперту. 5)
Воспроизводящее устройство °)
было откорректировано так, что
сигналы на входе слуховых кана- s'**'-"
лов получались такими же, как f\ / у z
при закиси. Несмотря на то, что к , -J V—J г^"
громкоговорители при воспроизвс- Л у \. J г>
дении были Другими, эксперты В) >
всякий раз оценивали направления .. . , _______
прихода звука так же, как нрн ₽«• 60. Модификации ушных раковин
записи. Эксперимент проводили с в экспериментах оценки направлений
десятью экспертами, и он всегда «спереди сзади».
удавался Так была подтверждена
роль искажений сигналов у го-
ловы и наружного уха. После этого можно было приступить к систематнзнро
ванному изучению второго вопроса: прн каких типах сигналов направления к
источнику звука и слуховому объекту уверенно совпадают. Дело в том, что
фильтрующее действие головы к наружных ушей при узкополосных сигналах
может сказаться только на уровне сигналов. В случае же широкополосных
сигналов фильтрующее действие может привести к изменениям как значения
функции передачи, так и соотношения фаз спектральных составляющих
между собой и, следовательно, к сдвигам моментов времени прихода со-
ставляющих сигнала барабанной перепонки. На этом основании можно пред-
положить, что воспринимаемый каждым ухом широкополосный ушной сигнал
может содержать больше информации о месте расположения слухового объ-
екта. чем сигнал с узкой полосой частот. Соответственно и совпадение на-
правлений к источнику звука и слуховому объекту должно быть более час-
тым для широкополосных сигналов. Имеется целый ряд работ, которые под-
тверждают это предположение
Стевенс и Ньюмэн (1936) установили, что направления «спереди—сзади»
часто изменяются на обратные в случае чистых тонов, особенно когда в ходе
эксперимента постоянно изменяется уровень измерительного сигнала. Бургер
(1958), использовавший для исследования совпадений направлений «спереди—
сзади» шумовые импульсы октавной ширины, часто (около 35%) обнаруживал
полную инверсию направлений к источнику звука н слуховому объекту. Свои
эксперименты он проводил на 15 экспертах. Зависимость направления на слу-
ховой объект от уровня звука он не обнаружил. Франссен (1960) показал, что
если в экспериментах по локализации направлений «спереди—сзади» исполь-
зовать тональные посылки прямоугольной формы, то направления к источнику
звука и слуховому объекту совпадают приблизительно в 85% случаев (для
одного эксперта). Обнаружено, что большое значение прн этом имеет крутиз-
на варастапия и спада импульса (широконолосность). Об обнаруженной за-
висимости направления иа слуховой объект от ширины полосы измерительного
сигнала в своей работе сообщает Тул (1969).
Тщательные исследования угла возвышения слухового объекта с исполь-
зованием сигналов разных типов провели Роффлср н Батлер (1968), исследо-
73
вапия локализации «спереди—сзади» — Блауэрт (1969). В результате этих
исследований установлено, что направления на источник звука и слуховой
объект в медианной плоскости, как правило, совпадают, если прослушиваемый
сшнвл удовлетворяет следующим требованиям.
1. По углу возвышения (Роффлер и Батлер): сигналы должны быть ши-
рокополосными и содержать составляющие выше 7 кГц. Прн изменении на-
правтения на источник звука размывание локализации уменьшается в этом
случае до 4° (для сравнения см. гл. 2.1).
2. По направлениям «спереди—сзади» (Блауэрт): сигналы должны быть
широкополосными, например, шум на выходе фильтра верхних частот среза
от 2 до 8 кГц.
Если шум низкочастотный (фильтр нижних частот), то направление ока-
зывается инвертированным, появление инверсий стабильно зависит от верхней
граничной частоты шума. На очень коротких сигналах (например, щелчках
длительностью 0,5 мс) явления инверсны направлений наблюдаются довольно
часто. Зтссь, очевидно, длительность сигнала недостаточна для того, чтобы
слух успел его оценить.
Следующий частный аспект пространственного слуха в медианной пло-
скости— роль, которую в формировании ощущения направления па стухопой
объект играет предыстория звукового события. Однако перед тем как при-
ступить к обсуждению результатов экспериментальных исследований, прове-
дем чисто умозрительный анализ проблемы.
Известно, что б одном и том же эксперименте эксперту можно ставить две
разные задачи локализации: оцепить направление на слуховой объект («где
находится то. что Вы слышите?») п направление на источник звука («где на-
ходится источник звука’»). Гели при ответе на первый вопрос показания
эксперта основываются на оценке исключительно положения стухового обьек-
та. то во втором случае наряду с местом расположения объекта могут
оцениваться совершенно другие критерии, например тембр звука.
Что касается предыстории звукового события, то зависимость от нес
должна означать, во-первых, что впечатление направления на слуховой
объект, относящееся к данному сигналу, приходящему из данного направления,
может быть различным. Это значит, что локализация как таковая должна
быть рариантной во времени, что опа может меняться или уточняться в ре-
зультате адаптации и тренировки. Во-вторых, адаптация или тренировка озна-
чает, что эксперт заранее настроек на восприятие определенных звуков из
определенных направлений н запоминает распределение звуков по направле-
ниям. В литературе эта два взгляда на адаптацию раздельно не рассмотрены
Поэтому делать окончательные выводы о значении предыстории для простран-
ственного слуха в медианной плоскости преждевременно. Однако некоторые
соображения высказать можно
Рис. 61. Направленность слуха в медианной плоскости; знакомый и незнако-
мый голос. 10—20 экспертов. Нанесена относительная частота, с которой
«сигнал» после предварительного прослушивания слышался из определенно!<>
направления.
71
Ознакомление с сш налом до эксперимента не для всех типов сигналов
является условием совпадения направлений к источнику звука и слуховому
объекту. Так, например, Кнтц (1962) сообщает, что в экспериментах по иссле-
дованию восприятия направлений «спереди—сзади» эксперты часто давали
совпадающие показания направлений к источнику звука и к слуховому объек-
ту и в тех случаях, когда измерительные сигналы для предварительного
ознакомления пе предлагались. Измерительными сигналами служили удары
различными предметами о дерево или металл. Кстати говоря, автор книги
провел аналогичные эксперименты на 140 экспертах, испотьзовав короткие
импульсы белого пли розового шума. Направления на четко локализуемый
слуховой объект и на источник звука совпадали у 90% экспертов. С другой
стороны, можно показать, что для многих видов сигналов место источника
звука достаточно точно локализуется экспертами и тогда, когда они заранее
ознакомлены с измерительным сигналом.
Количественные данные по этим вопросам приводят Батье (1967), Плен-
же и Бруншен (1971). Батье в своих экспериментах использовал макет на-
ружного уха, а вместо барабанной перепонки — микрофон. Сигнал от микро-
фона с помощью пары головных телефонов без искажений монотнчсскн пода-
вался для прослушивания экспертам, которые должны были определять
направление на источник звука относительно макета уха. Измерительным
сигналом служили импульсы белого шума. После серии из шести экспери-
ментов, в каждой из которых было получено 36 показаний, средняя «ошибка*
тести участвовавших экспертов значительно уменьшилась. Результат показал,
что у людей с односторонней потерей слуха способность правильно локализо-
вать направления к источнику звука со временем восстанавливается
(см. гя 2.1).
Плеижс и Брупшсн (1971) разместили в верхней медианной полу плоскости
пять громкоговорителей, через которые эксперты слушали речевые фрагменты
(.тогатомы) знакомых и незнакомых голосов. Знакомые голоса перед экспери-
ментом дополнительно Просту шквал н по 40 раз поочередно из всех
пяти направлений, перед каждым предварительным прослушиванием
эксперту сообщалось, какой громкоговоритель включен. Незнакомые голоса
предварительно не прослушивались, более того—фрагменты (логатомы)
произносились вперемежку. Эксперт в этом эксперименте должен был отве-
чать на вопрос: «из какого направления слышалась речь?» Некоторые резуль-
таты эксперимента привечены на рис. 61. Четко видно, что в случае знакомою
голоса совпадение кажущихся и действительных направлений на источник зву-
ка намного лучше (сплошная линия), чем для незнакомого (пунктирная).
Нешакомый голос иногда локализуется сзади. Кстати, ряд других авторов
также сообщает, что когда эксперт не уверен в своем ощущении, то в его от
встах преобладает оценка «сзади» (Валлах, 1938; Тариочи, 1959 н др.).
Бекеши в 1930 г. п экспериментах с головными телефонами наблюдал, что
при одном и том же сигнале эксперт может давать противоположные оценки
(«спереди—сзади») в зависимости от психологического состояния (ожидания,
желания и т. д.). Здесь, однако, следует учитывать, что при использовании
го зонных тепефонов исключено фильтрующее действие ушных раковин, н
поэтому сигналы, воспринимаемые обоими ушами, как прежде не содержат
никакой информации о месте расположения источника звука. Эту способность
человека локализовать один и тот же слуховой объект то спереди, то сзади
Бекеши сравнивает с эффектом оптического обмана, ноказапным на рис 62
(см. также Кленш, 1949). Произвольную инверсию локализуемых направлений
он объясняет способностью человека сосредоточивать свое внимание па опре-
деленных признаках в ущерб другим, т. е. в конечном счете — эффектом адап-
тации.
Современные представления по данному вопросу сводятся, таким образом,
к следующему. Для многих типов сигналов направление на слуховой объект
в медианной плоскости иногда совпадает с направлением на источник звука
и тогда, когда эксперту данный звук ранее был незнаком. Степень расхожде-
ния действительных н кажущихся направлений к источнику звука и, возмож-
но, к слуховому объекту может уменьшаться после привыкания эксперта к
75
условиям эксперимента пли в результате специальной тренировки. Это зна-ттг
что при появлении в ушлых сигналах противоречивых признаков эксперт но
истечении некоторого отрезка времени учитывает только те из них, которые
позволяют сделать правильную оценку. Это предположение приводит к пос-
леднему из рассматриваемых частных аспектов проблемы пространственных
свойств слуха в медианной плоскости — к вопросу о специфических признаках
ушных сигналов, коррелируемых с ощущениями направлений.
Ранее мы уже упоминали о работе Урбанчича (1889), в которой указано»
что прн диетическом способе подачи сигналов эксперту положение слухового
объекта меняется с измененном частоты. Аналогичный эффект наблюдал Пратт
в 1930 г., его подтвердил и Триммер в 1934 г. Этот эффект был тщательно
исследован Роффлером и Батлером в 1968 г. Пратт установил также, что слухо-
вые объекты более высокой тональности локализуются и под ббтьшпм углом
возвышения, чем звуки низкого тона. Тримбл проводил свои эксперименты, из-
меняя частоту измерительного сигнала. Он обнаружил, что при увеличении
частоты слуховой объект кажется поднимающимся вверх, а при уменьшении —
опускающимся. Более строго этот эксперимент провели Роффлер и Батлер с
участием большой группы экспертов (около 50 человек). Схема эксперимента
в характерные результаты, полученные на тональных импульсах различной
частоты, приведены на рис. 63.
Во время основного эксперимента громкоговорители были оттетспы от
экспертов хорошо освещенным светлым занавесом. Для облегчения задачи
экспертов по указанию направлений на слуховые объекты позиции громкого-
ворителей обозначили числами. Эксперты держали голову неподвижно. Затем
провели контрольные эксперименты прн разных уровнях сигналов с участием
разных экспертов — слепых, детей (для которых понятия «высокий тон», «низ-
кий тон» неизвестны), при разных позах экспертов, в том числе лежа. Сущест-
венных (вменений в результатах контрольные эксперименты нс дали. Получен-
ное таким образом распределение субъективных направлений к слуховым
объектам, упорядоченное по углу возвышения, показано на рис. 63 (частоты
измерительных сигналов от 250 Гц до 7,2 кГц). В 1967 г. автор, не располагая
описанными данными, провел аналогичные эксперименты, несколько расширив
наблюдения. Сидя перед громкоговорителем, который излучал то» скользящей
частоты (от 200 до 16 000 Гц), он ощущал систематические качания слухового
объекта по дуге над собой спереди назад н обратно (см. рнс. 25). Позднее это
Рис. 62
чД
ЧД
чд
ЧД
7,2 кГц
4,8 кГц
3,2 кГц
1,4 кГц
0,6 кГц
0,25 к Гц
150 см
Рнс. 63
°А
Рис 62. Оптический аналог произвольной инверсии направлений на слуховые
объекты в медианной плоскости. Фигура кажется то выступающей усеченной
пирамидой, то полым углублением.
Рнс. 63. Схема эксперимента Роффлсра и Батлера (1968) Прк слушании то-
нальных импульсов различной частоты слуховой объект независимо от на-
правлении прихода звука располагается в направлениях, показанных стрелками.
76
наблюдение было повторено и подтверждено Меллертом (сообщение приведено
в книге Дамаске, 1971), затем последовал целый ряд экспериментов (Блауэрт,
1968, 1969, 1969/1970), давших важные сведения о признаках бинауральных
сигналов, оцениваемых слухом прн формировании ощущения направления к
слуховому объекту в медианной плоскости. Два основных этапа проведенных
исследований описаны ииже.
На первом этапе эксперимента эксперты помещались в затемненную за-
глушенную камеру; измерительными енгкаламн служили третьоктавные поло-
сы шума, которые излучались поочередно одним из источников, показанных
Рнс. 64. Различные положения источников звука для получения идентичных
нли близких бинауральных сигналов.
а: /а—источник спереди; 16— источник сзади; /в —источник сверху; 2—2' — источники
слева я справа (работают одновременно н синфазно): 3 — головные телефоны (синфаз-
ные); б — условная шкала направлений на слуховой объект, известная экспертам.
на рис. 64, а. Положение головы экспертов фиксировалось: перед экспертами
слабо горела красная ламна, служившая ориентиром для положения головы.
Длительность шумовых импульсов изменялась в пределах от 100 мс до 1 с,
сигналы имели уровень 30. 40, 50 н 60 дБ относительно 20 мкН/м3. Отношевне
(енгиал/шум) было лучше 65 дБ, коэффициент нелинейных искажений— мень-
ше 2%. Частота, уровень и источники измерительного сигнала чередовались
в хаотической последовательности. В каждой серии экспериментов принимали
участие от 5 до 20 экспертов с нормальным слухом.
После того, как было установлено, что все предложенные 3b}tch воспри-
нимаются действительно в медиапиой плоскости нли близко к ней (не ииже
15° к горизонтальной плоскости), для классификации оценок направтений
к слуховым объектам была принята единая шкала, показанная на ряс. 64,6.
На рнс. 65. а—в приведены результаты экспериментов, проведенных с 20 экс-
пертами. которым измерительные сигналы предлагались спереди и сзади. На
всех трех семействах кривых отчетливо видна зависимость относительной
частоты ответов «сверху», «спереди», «сзади» от центральных частот треть-
октавных полос. Статистическая обработка результатов показывает, что от
других факторов, например от уровня сигналов пли угла прихода звуков
относительная частота одинаковых оценок ие зависит. Результаты не измени-
лись и прн других способах подачи экспертам звуковых сигналов.
Отклонения от установленной закономерности не обнаружены и в случае,
когда для исключения влияния ушных раковин в каждое ухо эксперта встав-
лялась латунная трубка длиной 5 см.
На рис. 66 показаны графики статистической обработки результатов, про-
иллюстрированных на рнс 65. Можно видеть, что в некоторых областях
частот абсолютное большинство экспертов давало определенные ответы вдвое
чаще двух других возможных ответов, вместе взятых. Частотные полосы, для
77
которых это явление справедливо, назовем «пеленговыми» (полосы, опреде-
ляющие направление на слуховой объект в медианной плоскости). Для про-
верки объективности положения пеленговых полос на шкале частот средне-
квадратические отклонения показаний одного выбранного эксперта, получен-
ные в 10 экспериментах, сравни-
вались с аналогичными данными
по группе из 10 экспертов, полу-
ченными в одном эксперименте
(рис 67). Из диаграммы видно,
что границы пеленговых полос
имеют индивидуальные различия.
Однако в центральных эонах по-
лос совпадение показании разных
экспертов хорошее. Отмстим так-
же, что для 40% экспертов, как
это видно на рис. 66, число и
структура пс тентовых полос от-
ветов оказались одинаковыми: две
«сзади», одна «вверху» и две«спе
реди». Для 15% экспертов пелен-
говые полосы ответов образуют
следующие комбинации: две по-
лосы «сзади», одна «вверху» н
три «спереди».
Второй этап исследований
состоял в объективных измерени-
ях функции передачи наружного
уха для звуков, приходящих спе-
реди я сзади. Измерения прово-
Рис. 65. Относительная частота
объектов «сзади» (а) (20 экспер-
тов, измерительный сигнал -
трстьеоктавныс полосы шума с
разной центральной частотой, каж-
дый сигнал один раз подавался
спереди, один — сзади); «сверху»
(6); «спереди» (в)
Рис. 66. Относительное число эк-
спертов, дававших с достовер-
ностью 95% один из трех ответов
(«сзади», «сверху», «спереди») ча-
ще. чем двух других, вместе взя-
тых. Вверху на рисунке показаны
частотные полосы, в которых аб-
солютное большинство экспертов
давали одни ответ вдвое чаше
двух других, вместе взятых Неза-
штрпхонанные полосы соответству-
ют 90% достоверности, заштрихо-
ванные — наибольшей вероятности.
78
дичись на входе слухового канала методом, описанным в § 2.2.3. На
рис. 68 приведена полученная в результате измерений частотная характеристи-
ка разности уровней звукового давления у барабанной перепонки для сигна-
лов, пришедших спереди и сзади. Из рисунка видно, что в отдельных частот-
ных полосах уровень звукового давления, вызываемый у барабанной перепон-
ки сигналом спереди, в среднем выше, чем уровень, вызываемый сигналом,
приходящим сзади. В некоторых частотных полосах наблюдается обратное.
Если обобщить результаты измерений всего коллектива экспертов, то можно
заметить «области подъемов», которые показаны в верхней части рис. 68.
1-сгереди 2-сверху 3 -сзади
Рис. 67, Среднеквадратические отклонения ответов «сзади», «сверху», «спе-
реди» (стрелка соответствует достоверности выше 95%).
а— 1 эксперта, прослушавшего восемь сигналов в каждой терцин 10 роз; б—группы ж»
10 экспертов, прослушавшей восемь сигналов в каждой терцин | раз.
Кривые на рис. 69 показывают, что для звуков сверху область подъема при-
ходится на полосу частот в окрестности 8 кГц (Шоу и Тераннчи, !968).
Каковы же взаимосвязи результатов первого и второго этапов исследова-
нии? На первом этапе экспертам для прослушивания предлагались узкополос-
ные сигналы. Влияние головы н ушных раковин на эти сигналы проявляется
лишь в изменении уровня. Изменений составляющих в спектре сигнала не про-
исходит. Результаты слуховых экспериментов показывают, что узкополосные
сигналы нс содержат никакой информации о направлении прихода звука, кото-
рую слух мог бы оценивать. Ощущение направления па слуховой объект вы-
рабатывается слухом в результате оценки частоты ушных сигналов. Локализа-
ционная способность слуха может быть описана с помощью так называемых
пеленговых частотных полос. На втором этапе проводились измерения фильт-
рующего действия головы и ушных раковин. Частотные характеристики раз-
ности уровней звукового тавления сигналов, прихотящнх спереди в сзади,
имеют подъемы. Когда звук приходит сверху, потъем наблюдается как в от-
ношении сигнала спереди, так и сигнала сзади.
На рис. 70 еще раз показано положение пеленговых полос к областей
подъема иа осн частот. Видно, что по своему расположению полосы
сзади определенным образом связаны с областями подъема, соот-
ветствующими углу ф=!80в. Аналогичная взаимосвязь прослеживается между
полосами «спереди* и областями для угла <р=0, за исключением частоты
16 кГц, где полоса «спереди» просто отсутствует. Если же обратиться к гра-
фику на рис 66, то .можно видеть, что в принципе такая полоса может сущест-
вовать и ее можно обнаружить в экспериментах с большим числом экспертов1.
Пеленговые полосы были обнаружены в слуховых экспериментах с узко-
полосными шумами. Можно предположить, что на локализацию в медианной
1 Полоса, определяющая направление «сверху», н связанная с ней об-
1асть подъема для упрощения рассуждений не рассматриваются.
79
илоскости они влияют так, что ощущение направления формируется преиму-
щественно по тем полосам, в которых сосредоточена большая часть
мощности сигнала. Тогда взаимодействие головы и внешнего уха с другими
элементами органа слуха можно было бы объяснить так, как это схематически
показано ва рис. 71. В первом столбце здесь приведены спектры мощности
St(f) Для трех сигналов. Допустим, что сигналы поступают к эксперту спере-
ди. Тогда голова и ушные раковины будут представлять собой фильтр, подоб-
ный гребенчатому. Характеристика разности уровней такого фильтра
Рис. 68. Частотные характеристики разности уровней звукового давления у
барабанной перепонки для звуковых сигналов, приходящих спереди и сза-
ди. Средине значения и доверительный интервал по показаниям 10 экспертов.
Вверху показаны «области подъема», для которых звуковое давление у ба-
рабанной перепонки сигналов спереди по показаниям абсолютного большин-
ства экспертов бы то большим, чем для сигналов, приходящих сзади, и наобо-
рот. Незаштриховаиные участки — достоверность 95%, заштрихованные участ-
ки — зоны наибольшей вероятности.
Рис. 69. Частотные хврактернстнкн
разности уровней звукового дав-
ления у барабанной перепонки
для звуковых сигналов, приходя-
щих спереди (или сверху) и
сзади. Усредненные результаты
измерений двух экспертов
20 log |Л (f) | приведена во втором столбце. Пройдя через фильтр, сигналы до-
лучат относительный подъем в областях 0°. Спектры мощности сигналов
У барабанных перепонок показаны в третьем столбце. Если считать
справедливым, что направление к слуховому объекту определяют пелепговые
полосы с максимальной мощностью, то слуховой объект, которому соответст-
вуют сигналы первого и второго ридов, будет восприниматься спереди. Это же
будет справедливо н для многих других сигналов, для которых спектральное
распределение мощности равномерно В этом мы видим объяснение того, что
для многих типов сигналов априорное их знание отнюдь не является предпо
сылкой совпадения направления на источник звука н слуховой объект.
Только для очень непривычных сигналов, показанных, например, на рис. 71
в третьем ряду, или других специальных сигналов с ограниченной полосой
частот такая система оценки допускает «ошибки» и слуховой объект появляет-
ся не в направлении источника звука.
80
Справедливость этого предположения автор доказал с помощью сигналов
со специально введенными искажениями (Блауэрт, 1969). Были проведены
также эксперименты для выяснения того, что произойдет, когда в пеленговых
полосах определенной группы нет четкого преобладания энергии. Если при-
мерно одинаковая мощность приходится, например, иа пеленговые полосы
«спереди» (незаштрнхованные участки) или «сзади» (заштрихованные), то
слуховой объект ошушается в самой голове (см. § 2.3.2) или расщепляется
на два объекта, один из которых слышен спереди, другой — сзади. Если мак-
Спереди Сзади Спереди Сзади
1 1 LL..J
2 U р ~0° JI 180° 0° LJI—JU 180* 0°
125 250 500 Рнс. 70. Положение п LogS,(f) Гц 1 2 Ь еленговых полос (/) н о на осн частот. 20 8 16 КГц 5л астей подъема (2) loyCsWIxWi’j
_J—l_r_L_T_|
0° 0* 0° к/ Л
"LTLTL. 0° 0° 0°
аУ 0° 0° 0° *) е)
Рис. 71. Совместное проявление фильтрующего действия головы, наружных
ушей и механизма, описываемого с помощью пеленговых по юс, показаны
примеры оценки трех специальных шумовых сигналов.- поступающего сигнала
(а), гребенчатого фильтра (б) н сигнала у барабанной перепонки (в).
енмум энергии приходится на полосу «сверху» в окрестности 8 кГц, то слухо-
вой объект располагается под определенным углом возвышения. Этот вывод
согласуется с результатами экспериментов Пратта, Тримбла, а также Роффлера
н Батлера, которые использовали сигналы частотой не выше 7,3 кГц и инте-
ресовались только углом возвышения. В этих исследованиях эксперты не сле-
дили за направлениями «спереди — сзади». Более того, они заведомо знали,
что громкоговоритель расположен именно спереди.
Принятый нами механизм оценки при формировании слухом ощущений
направления на слуховой объект в медианной плоскости еще раз показан в
6—810
81
виде функциональной схемы иа рис. 72. Осталось лишь объяснить, как форми-
рование ощущения направления может быть связано с предысторией звуко-
вого события. Здесь можно предположить, что положение печенговых по юс
инварнаптпо во времени и что оно зависвт от конкретных условий. Однако
против такого предположения говорит следующее наблюдение: около 10%
экспертов при исследовании направленных свойств слуха в медиапиой плос-
кости даже на широкополосных измерительных сигналах не указали на ка-
кую-либо зависимость направления па слуховой объект от направлении прихо-
да звука. В затемненном помещении слуховой объект, например, всегда
располагался либо спереди, либо сзази. Выборочные эксперименты показали.
что для отдельных экспертов положения пеленговых полос и областей подъе-
ма не совпадают. Не существует, ио-видимому, никакой взаимосвязи между
положением пеленговых полос н индивидуальными особенностями ушных
раковин.
Второй путь дтя объяснения явления адаптации состоит в допущении, что
постоянные ai...a„ функциональной схемы изменяются во времени. Это озна-
чает. что изменяемы во времени факторы оценки энергии, приходящейся на
пеленговые полосы, что может быть следствием афферентной фильтрации
внутреннего уха или центратьной нервной системы. Примеры таких явлений в
физиологии мозга известны. В действительности, однако, физио тогическне
процессы намного сложнее, чем их можно описать на модели.
В заключение укажем еще на одни существенный недостаток модели До
сих пор в качестве критериев оценки мы рассматривали только удельную мощ-
ность, приходящуюся на пеленговые полосы частот. Такой подход имеет смысл
лишь для процессов, стационарных во времени. В случае импульсных сигпа кв
вместо удельной мощности следует учитывать и энергию импульсов. Поскольку
энергия импульса сосредоточена во времени, то следует, очевидно, учитывать
и момент ее появления. Однако для составляющих энергии разных пеленговых
полос эти моменты, как правило, не совпадают. В некоторых полосах соответ-
ствующие составляющие энергии появляются раньше, чем в чр\гн\\
82
Анализ этих явлений средствами теории сигналов довольно сложен, поэто-
MV здесь мы его подробно проводить ие будем. Интересующихся отсылаем к
paf ам Б. Габора (1946); Мертенса (I960, 1965). Одни из вариантов анализа
состоит в том, чтобы по огибающим составляющих сигнала в отдельных пе-
ленговых полосах рассчитать положение максимумов плотности энергии Вза
ммнос положение рассчитанных таким образом максимумов изменялось бы в
зависимости от группового времени задержки сигнала. Поскольку сигнал,
достигающий юловы и наружных ушей, испытывает ipynnoeoe время задерж-
ки, зависящее от направления прихода (см. рнс. 53—56), то и взаимвое поло-
жение максимумов плотности аиерши также зависело бы от направления при-
хода звука
Влияние группового времени задержки или временных относительных
сдвигов составляющих сигнала у барабанных перепонок на направленные свой-
ства слуха в медиапиой плоскости пока глубоко не исследовалось. То, что
такое влияние действительно имеет .место, автору удалось доказать на двух
относительно простых экспериментах В одном с помощью фазового фильтра
задерживались опрсдетенные спектральные составляющие сигнала, в другом —
создавался временной сдвиг между огибающими двух разночастотиых тональ-
ных импульсов Гаусса, предлагавшихся одновременно. В обоих случаях явно
ощмцатись изменения направления на слуховой объект. О том, что стух че-
ловека в принципе способен выявлять информацию о спектре сигнала уже из
фронта сю нарастания, т е за очень короткий промежуток времени, свиде-
тельствуют. в частности, результаты работ Петерсона и Грина (1970. 1971)
2.3.2. Локализация по глубине и локализация «внутри головы»
Теории «дистанционного слуха» анализируют взаимосвязи между уда-
ленностью слуховых объектов и признаками других величин, коррелируе-
мых с ней Впредь расстоянием до слухового объекта будем считать его
расстояние от средней точки слуховой осн (см. рис. 4) и рассматривать
взаимосвязь между этим расстоянием и признаками звукового возбужде-
ния. Локализация «внутри головы» появляется в тех случаях, когда рас-
стояние до слухового объекта меньше радиуса головы, т. с. когда слуховой
объект находится как бы в самой голове слушателя. Проблема локализуе-
мое™ «внутри головы* имеет большое значение при разработке систем
электроакустической передачи с использованием головных телефонов, по-
скольку в них это явление как мешающий эффект наблюдается очень часто.
Отдельные принципиальные вопросы слухового восприятия расстояний
были рассмотрены в гл. 2.1. Здесь мы обсудим эту проблему более деталь-
но. Укажем попхтно, что наиболее полная библиография по этой проблеме
приведена в работах Колемана (1963) и Лавса (1972). Вообще же следует
сказать, что, несмотря па многочисленность проведенных работ, знания
о «дистанционных» свойствах слуха в отличие от направленных его свойств
сравнительно скромны. Это объясняется чрезвычайной сложностью явлений.
Исследования в области слухового восприятии расстоянии и локали-
зуемое™ «внутрп головы» в большей части касаются мензуральных при-
знаков сигналов. Многие из исследований проводились с источниками звука,
расположенными в медианной плоскости, или с помощью головных телефо-
нов в диотичсском режиме. Этны и объясняется вводная часть данной главы
под названном «оценка одинаковых ушных сигналов». Кратко значение би-
науральных признаков сигналов для формирования ощущения удаленности
слухового объекта рассмотрено в § 24.2. В гз. 3.3 рассмотрено влияние
отношения прямых и отраженных звуковых сигналов па слуховое восприя-
тие расстояния.
Пусть в медианной плоскости эксперта находится источник звука, кото-
рый излучает стационарный во времени широкополосный сигнал. Тогда слу-
ховой объект, как правило, занимает положение, точно совпадающее с ме-
стом источника звуки или близкое к нему. Если расстояние до источника
увеличить, то увеличится и расстояние до слухового объекта; соответствсн-
6*
83
но при уменьшении расстоянии до источника уменьшится и расстояние до
слухового объекта.
Объяснить совпадение расстояния до слухового объекта и источника
звука по аналогии с эффектами направленного слуха в медианной плоско-
сти можно иа основании предположения о том, что определенные признаки
звукового сигнала в слуховом канале зависят от расстояния до источника,
и того, что слух реагирует на эти признаки прн формировании ощущения
расстояния до слухового объекта.
Анализ признаков сигналов, зависящих от расстоянии до источника
звука, привел к следующей классификации.
I. При средних расстояниях до источника (для точечных источников —
от 3 до 15 м) и при стационарных во времени сигналах уровень звукового
давления1 ушных сигналов зависит только от удаления источников звука
В свободном звуковом поле при каждом увеличении расстояния вдвое уро-
вень звукового давления падает на 6 дБ [см. кривую 1/г па рис. 13 и уравне-
ния (6), (7)].
2. Прн больших (больше 15 м) расстояниях воздух между источником
звука и экспертом уже не может рассматриватьси как канал звукопередачи,
ие вносящий искажений. Здесь наряду с независимым от частоты изменением
уровня звукового давления, подчиняющимся закону 1/г, начинает сказываться
затухание, зависящее от расстояния, проходимого звуковой волной. При этом
высокочастотные составляющие сигналов затухают быстрее, чем низкочастот-
ные Таким образом, не только уровень звукового давлений ушных сигналов
зависит от расстояния до источника звука, но и форма спектра (точнее, отно-
сительные иэмсиеиия уровня и фаз в функции частоты).
3. При небольших расстояниях (для точечных источников — не более 3 м)
искажение фронта волны у головы не может уже считаться пренебрежимо ма-
лым по сравнению с размерами головы. В этом случае линейные искажения
сигналов, вызванные влиянием головы и ушных раковин, изменяются с изме-
нением расстояния до источника звука (см. рис. 53). Таким образом, и при
небольших расстояниях до источника звука с изменением этого расстояния ме-
няется не только уровень звукового давления, но и форма спектра ушных сиг-
налов. Правда, здесь это изменение носит иной характер, чем прн больших
расстояниях.
4. Четвертый случай касается звукопередачи с помощью головных теле-
фонов, когда полностью исктючено нормальное фильтрующее действие ушных
раковни. Головные телефоны находятся иа ушных раковинах непосредственно
у входов в слуховые каналы. В такой системе звукопередачи ушные сигналы
подвергаются специфическим линейным искажениям, тесно связанным с часто
наблюдающейся в этих условиях локализацией <внутрн головы*.
В дальнейших рассуждениях будем исходить из условий, что источник зву-
ка а медианной плоскости находится па таком расстоянии от эксперта, что до-
стигающие его звуковые волны можно рассматривать как плоские. Если изме-
нить расстояние между источником звука и экспертом, то звуковое давление
РэФФ ушных сигналов измелится обратно пропорционально расстоянию. Если
при начальном расстоянии г0 звуковое давление равно 8фф, то
4^-=v мн (з8>
РОЭфф ' •
или в уровнях относительно 20 ыкП
L (г) = 20 log (Розфф/20 мк Па) — 20 log (г/г0). (39)
Из формул видно, что для определения расстояния до источника звука по
уровню ушных сигналов необходимо удовлетворить два требования. Во-пер-
вых, должна быть постоянной во времени и сохраняться неизменной прн изме-
1 Здесь под уровнем звукового давления понимается эффективное значе-
ние уровня, рассчитанное по среднеквадратнческому значению сигнала, изме-
ренному в широкой полосе.
84
венки расстояния средний излучаемая мощность источника. Во-вторых, должен
быть известен уровень звукового давления при данном исходном расстоянии от
источника. Эти условия удовлетворяются ие всегда. Если в качестве источника
звука служит громкоговоритель, то, изменяя подаваемое иа него напряжение,
можно изменять звуковой сигнал так, чтобы прн постоянном расстоянии до
громкоговорителя менялся уровень бинауральных сигналов или чтобы при из-
менении расстояния уровень звукового давления у голоиы оставался п •чзмеи-
ным. Однако ни в том, ин в другом случае соотношения между уровнем зву-
кового давления и расстоянием до источника не будут описываться приведен-
ными уравнениями. Следует также иметь в виду, что положенный в основу
Рис. 73. Кривые равной громкости чистых тонов в случае при-
хода звука спереди (стандарт ДИН-45630, 1966). Слуховой порог
показан пунктирной линией.
этих уравнений закон 1/г справедлив лишь дзя случая распространения сфе-
рических воли в свободном звуковом поле. Эго условие часто не удовлетворя-
ется прн оценке пространственного слуха в обычных условиях.
Исходя из этих чисто физических соображений, можно ожидать, что рас-
стояние до слухового объекта, определяемое слухом, в результате оценки уров-
ней сигналов может значитезьно отличаться от расстояния до источника зву-
ка, в особенности в тех случаях, когда звуковой сигнал эксперту малознаком
ичи когда необычны условия распространения звуковых волн.
Прежде чем приступить к рассмотрению результатов измерений зависимо-
стей между уровнем ушных сигналов и расстоянием до слухового объекта, не-
обходимо указать еще па одно затруднение. Дело в том, что уровень звукового
давления ушных сигналов связан не только с расстоянием до слухового объек-
та, но и с громкостью и тембром сигналов. При увеличении уровня звукового
давления громкость звука возрастет, но при этом более тусклым становится
тембр. Последнее обстоитечьство можно проследить по «кривым равной гром-
кости» (рис. 73). По ним видно, что в случае широкополосного сигнала низко-
частотные составляющие с возрастанием уровня оказываются громче высоко-
85
частотных. Таким образом, если нсючпик широкополосного сигнала прибли-
жается к эксперту, то расстояние до слухового объекта сокращается, но одно-
временно возрастает громкость звука и тускнеет тембр. На это явление ука-
зыва т еще Мах в 1865 г.
Здесь мы оказываемся перед тон же трудностью, что и при анализе на-
правленных свойств слуха в медианной плоскости: эксперты в ходе слухового
эксперимента реагирхют на изменения различных параметров звука. Поэтому
даваемые экспертами опенки оказываются зависимыми от характера постав-
ленной перет нпми задачи.
Рис 74. Типичная кривая зависимости расстояния до слуховою объекта от
уровня звукового давления в месте расположения слушатели (речевые сиг-
налы, запушенная камера). Включались только два громкоговорителя: на
расстоянии от экперта 3 м (показаны кружочками) н 9 м (треугольниками).
Следует различать два вида постановки вопросов перед экспертами:
I. Вопрос о расстоянии до слухового объекта. С точки зрения простран-
ственных свойств слуха он и представляет основной интерес
2. Вопрос о расстоянии до источника звука. Здесь эксперт, помимо рас-
стояния до слухового объекта, в качестве критериев идентификации может ис-
пользовать громкость и тембр звука. Поэтому достоверно измерить локализа-
цию в употребляемом нами смысле стова прн такой постановке вопроса не-
возможно. К сожалению, в большинстве имеющихся работ вопрос ставится
именно таким обрати.
Поскольку прн изменении расстояния меняются громкость и тембр слухо-
вого объекта, то во многих работах предпринята попытка оценивать для объ-
яснения свойств слуха взаимосвязь между громкостью и расстоянием или меж-
ду тембром и расстоянием (Томсон. 1882; Бекеши, 1938; Колеман, 1963; Мор-
ман, 1939; Варрен, 1963; Мах, 1865; Клемм, 1913). По этому поводу следует
заметить, что расстояние, |ромкость и тембр звука — вее совокупные признаки
счухового объекта. Их взаимозависимости, конечно, можно измерить, но они
ничего не скажут об интересующих нас взаимосвязях меж ту удаленностью
слухового объекта и признаками источника зпука. Громкость и тембр в луч-
шем случае могут с тужить лишь вспомогательными параметрами для описания
взаимосвязи между уровнем ушных сигналов и расстоянием сзухового объек-
та, если известна их зависимость только от уровня ушных сшналов. Но здесь
следует дополнительно учитывать, что громкость и тембр зависят не только
от уровня, но и от спектра ушных сигналов.
86
После этих предваритечьиых замечаний можно перейти к анализу резуль-
татов измерений н прежде всего к результатам, характеризующим зависимость
между уровнем ушиык сигналов и расстоянием до слухового объекта. То, что
такая зависимость действительно существует, а именно то, что расстояние до
слухового объекта с возрастанием уровня уменьшается, часто утверждается,
и приводятся экспериментальные данные (Штейнхаузер, 1879; Мацумото, 1897;
Гамбле, 1909; Старч и Гревфорд, 1909; Тримбл, 1934, Штейнберг и Сноу, 1934,
Бекеши, 1949; Стивенс и Гняро, 1962; Гарднер, 1969; Хауштейн, 1969; Лаве,
1972 и др.). На рис. 74 приведены результаты, полученные Гарднером в 1969 г.
Показана зависимость расстояния до слухового объекта от уровни сигнала
в месте расположения эксперта для двух направтений до источника звука.
Видно, что на расстояние до слухового объекта не влияет расстояние до нсточ-
Рис. 75. Зависимость расстояния
до слухового объекта от рас-
стояния до источника звука
(дпктор) (5 экспертов, на гла-
зах экспертов повязки) Усред-
нено по показаниям пяти эк-
спертов.
ника звука. Оно зависит только от уровня сигнала в месте слушания. Ощуще-
ние удвоении расстояния до слухового объекта наступает лишь при уменьшении
уровня более чем на 20 дБ, а не на 6 дБ, как ожидалось. Этот результат сов-
падает с результатами Бекеши (1949) и Лаоса (1972).
Отсюда следует, что когда уровень звукового давления ушных сигналов
представляет собой единственный признак сигнала, оцениваемый слухом при
формировании ощущения удаленности, то расстояние до слухового объекта
увеличивается медленнее, чем расстояние до источника звука. Эту тенденцию
можно наблюдать и по результатам измерений других авторов (Бекеши, 1949;
Кохран и др., 1968, Хауштейн, 1969).
На рис. 75 приведена кривая локализации по глубине тля речи в заглу-
шенной камере. По кривой четко видно, что расстояние до слухового объекта
отстает от расстояния до источника звука при увеличении последнего. Ни
основании этой кривой Бекеши (1949) высказан предположение о том, что слу-
ховое пространство имеет определенный предел, т. с. что слуховой объект не
может удаляться сколь угодно далеко («акустический горизонт»),
К вопросу локализации по глубине в случае речи относится также кривая
на рис. 26, рассмотренная в гл. 2.1. Она характеризует взаимосвязь между рас-
стоянием до счухового объекта и расстоянием до источника различных рече-
вых сигналов (речь, крик, шепот) в заглушенной камере. На глазах экспертов
была повязка В этом случае тенденция отставания расстояния до слухового
объекта от расстояния до источника проявляется только на шепоте. Однако
эти кривые свидетельствуют о существовании другой весьма интересной взаи-
мозависимости. Несмотря на то, что при одном и том же расстоянии источника
уровень ушлого сигнала при крикс выше, чем при нормальной речи, расстояние
до первого слухового объекта оказывается большим, чем до второго. При ше
поте эта зависимость носит обратный характер. Значит, ощущение положения
слухового объекта определяется не только уровнем звукового давления ушных
сигналов, но зависит и от характера сигнала.
Многие авторы подчеркивают, что эффекты восприятия слухом расстояний
особенно чегко удается наблюдать тогда, когда экспертам знакомы предлагае-
87
мые в экспериментах сигналы. Правда, при этом неясно, имеется ли в виду
полное совпадение расстояния до слухового объекта и расстояния до нсточнн
ка или то, что эксперты хорошо могут оценивать расстояние до источника
звука. Последние работы в этой области (Колеман, 1962; Хауштейн, 1962)
подчеркивают, пожалуй, второе предположение, так как в обоих видах экспе-
риментов ставилась задача идентифицировать расстояние до источника звука,
а не до слухового объекта. Правда, может быть и так, что место слухового
Рнс. 76. Взаимосвязь между кажущимися и действительными расстояниями
яо источника звука. Усреднено по показаниям 20 экспертов для случая чис-
тых топов и щелчков прн различных условиях эксперимента (затемненная за-
глушенная камера, положение готовы зафиксировано)
объекта эксперты использовали как критерий оценки его дистанции. Однако
нельзя утверждать, что этот критерий единственный.
В исследовании Колемана (1962) 20 экспертам предлагался широкополос-
ный шум постоянной мощности, который излучался одним из 14 громкогово-
рителей, установленных па открытой (заснеженной) местности на расстояниях
3—8 м. Разница кажущихся и действительных расстояний до источника зна-
чительно сокращалась от первого до одиннадцатого прослушивания. На рис. 76
приведены результаты экспериментов Хауштейна (1969) В левой части по-
казаны кривые, характеризующие зависимость между действительным и ка-
жущимся расстояниями до источника звука; эти эксперименты проводились на
чистых тонах с частотой 150 Гц. Измерительный сигнал непрерывно излучался
громкоговорителями, установленными на разных расстояниях от экспертов, ко-
торые должны были оценивать эти расстояния.
В одном случае напряжение на громкоговорителе было таким, чтобы уро-
вень звукового давления в место расположения эксперта на расстоянии 1 м
от громкоговорителя был 58 дБА. При изменении расстояния между экспер-
том и громкоговорителем напряжение иа громкоговорителе сохранялось неиз-
менным. В другом—напряжение при изменении положения громкоговорителя
регулировалось так, чтобы уровень звукового давления в месте расположения
эксперта сохранился неизменным. Эксперименты проводились в затемненной
заглушенной камере. Результаты показали, что эксперты способны очень точ
ио оценивать расстояние до источника звука. Решающим признаком, по кото-
рому оценивалось расстояние, оказался уровень звукового давления в месте
расположения эксперта: прн неизменном уровне звукового давления кажущееся
расстояние не зависит от действительного Неясно, правда, воспринимали ли
88
эксперты остро локализованный слуховой объект на удалении источника, или
ои был диффузным н удаление источника оценивалось по громкости звука.
В правой части рис. 76 приведены результаты аналогичных экспериментов,
в которых использовались щелчки, т. е. широкополосные сигналы. Условия
экспериментов были следующими: кривая а —напряжение иа громкоговори
тете было неизменным и соответствовало уровню звукового давления 70 дЬЛ
па расстоянии 4 м; сигнал эксперту незнаком; кривая б — уровень звукового
давления в месте расположения эксперта независимо от удаления источника
составлял 70 дБА сигнал эксперту знаком: кривая в — уровень звукового дав-
ления в месте расположения эксперта поддерживался постоянным и равным
65 дБА, звук эксперту незнаком.
Так же, как в эксперименте с непрерывным топом (150 Гц), кривые сви-
детельствуют о хорошем совпаденнп кажущегося и действнтечьиого расстояний
до источника. (О причинах неполного совпадения можно судить по кривой,
изображенной на рнс. 27.) Кривая б не вполне соответствует ожиданиям. Если
руководствоваться прежними представлениями, то можно было бы предпо-
ложить, что прн расстояниях больше 3 м никакой взаимосвязи между кажу-
щимися и действительными удаленпямн источника быть не должно.
Обиаружеипое противоречие следует, по-видимому, объяснить двумя осо-
бенностями экспериментов Хауштсйна: во-первых, помещение было бы не иде-
ально заглушенным, и, во-вторых, использовавшийся громкоговорнтеть не
обеспечивал строго сферическую волну и на расстояниях более 3 м.
Кривая в характеризует взаимосвязь между кажущимся и действитель-
ным расстоянием до источника звчка в случае, когда эксперту измерительным
сшназ заранее не предъявлялся. Видно, что при расстоянии более 4 м взаи-
мозависимость полностью отсутствует.
II. наконец, последняя работа, посвященная свонству слуха, — исследова-
ние размывания локализации (при среднем расстоянии до источника), прове-
денное Эдвардсом в 1955 г. Правда, из самой работы неясно, в каком поме-
щении проводились эксперименты. По-видимому, камера не быта заглушена.
Источник звука располагался сзади эксперта (q) = I80“ 6=0°). Оценивалось
минимальное смещение источника звука Дгм>и, вызывавшее минимально за
метное смешение слухового объекта *. Для звуков метронома отношение
ДГивя/г при расстояниях до источника от 3 до 5 м составляло около 25%
(31 эксперт). Для звука часового механизма это отношение при увеличении
расстояния до источника от 1 до 8 м уменьшалось соответственно от 55 до
22% (50 экспертов).
Рассмотрим случай больших расстояний до источника. Как уже упомина-
лось выше, при больших расстояниях наряду с независимым от частоты умень-
шением уровня звукового давления по закону !/г становится заметным частот-
но-зависимое уменьшение уровня, обусловленное поглощением звука в воз-
духе на пути от источника до эксперта. Это затухание зависит также от влаж-
ности воздуха и скорости ветра (обусловлено турбулентным движением воз-
духа). Характерные зависимости затухания звука на открытом пространстве
показаны на рис. 77, Более подробные сведения приведены в работах Колема-
на (1969) и Ашофа (1963). В последней работе имеются выводы об ожидае-
мом затухании зиука в лесной местности Имеющиеся данные позволяют сде-
лать вывод о том, что влияние поглощения звука воздухом па спектр ушных
сигналов в области выше 10 кГц может стать заметным на слух начиная с
расстояния 15 м.
В качестве примера Ашоф указывал на глухие звуки грома далекой гро-
зы. Коземаи проводил эксперименты, используя громкоговоритель, пзлучапшин
на разных расстояниях от эксперта короткие щелчки. С помощью фптьтра
пижпих частот спектр сигналов ограничивался частотами 7.7 и 10.6 кГц Вег
всех случаях сигнал на входе фильтра был одинаковым. В результате было
установлено, что при ограничении спектра частотой 7,7 кГц определяемые экс-
1 Прн таком подходе опредезяют фактически порог локатизацин по глу-
бине, а не размывание локализации.'—Прим ред.
89
портами расстояния оказываются значительно большими, чем при ограничении
частотой 10,6 кГц. Однако из-за изменения верхнем граничной частоты изме-
нялись не только форма спектра, ио н общий уровень звукового давлении
ушных сигналов, т- е- «спектральный» эффект нсстсдовался не изолированно.
Не вызывает, очевидно, никакого сомпеиия тот факт, что эксперты в со-
стоянии ассоциировать гчухне звуки грома с представтснисм о далекой грозе
Отнако до сих пор экспериментально не проверено, далеким ли представляет-
ся гром как слуховой объект. Кроме того, до настоящего времени эксперимен-
тально не подтверждено мнение о том, что при формировании ощущения рас-
стояния слух оценивает частотно-зависимое затухание звука в воздухе. В этой
Рис. 77. Частотные характеристики
поглощения звука на открытом воз-
духе (с поправками по Ингарду,
1953). Учтено затухание, обусловлен
иое дивергенцией сферических воли
(закон 1/г), влажность воздуха 40%.
1 — ветреная погода; 3 — штиль.
связи вспомним еще раз утверждение Бекеши (1949) о том, что протяжен-
ность слухового пространства в отличие от пространства источников звука
ограниченна
Рассмотрим теперь локализацию по глубине при небольших расстояниях
до источника звука (точечный источник, расстояние меньше 3 м). Прн таких
расстояниях линейные искажения звуковых сигналов у головы слушателя уже
независимы от расстояния до источника. Это связано с тем, что звуковые вол-
ны, достигшие слушатечя, нс могут рассматриваться как плоские. Для одного
случая результаты экспериментов приведены на рис. 53, где показаны разно-
сти уровнен и временных задержек звукового давления ушных сигналов при
использовании в качестве источника звука специального громкоговорителя
(Изофон ХЭВ 12/8), установленного па расстояниях 25 см и 3 м от эксперта.
До частоты примерно 600 Гц измеренная разность уровней составляет 20 дБ,
что соответствует закону \/г. С увеличением частоты начинает сказываться
дополнительное aaryxafine, частотный ход которого напоминает характери-
стику гребенчатого фильтра. Расчетная разность группового времени задержки,
вызванная тотько различиями расстояния, составляет примерно 8 мс. Изме-
ренные разности группового времени задержки в функции частоты отличались
от указанных на ±0,5 мс.
Зависимость функции передачи наружного уха от расстояния до источни-
ка звука использовалась еще Бекеши (1939) для объяснения локализации по
глубине в ближнем поле сферических излучателей нулевого порядка. Он исхо-
дил из того, что полное акустическое сопротивление барабанной перепонки иа
средних частотах (выше I кГц) равно волновому сопротивлению воздуха и что
в этой области частот ухо можно считать «приемником колебательной ско-
рости». Если рассматривать изменение колебательной скорости в звуковом
поле сферического излучателя нулевого порядка (см. волновые уравнения сфе
рического излучателя в § 1.3 2), то можно видеть, что оно содержит состав-
ляющую, ие зависящую от частоты и преобладающую в ближнем поле (г<
<Х/6), н составляющую с коэффициентом 1/X~f, преобладающую в дальнем
поле (г>1/6). Таким образом, в случае источника, излучающего широкополос-
ный сигнал, в спектре колебательной скорости ближнего поля будут присут-
ствовать низкочастотные составляющие, пропорциональные длине волны Iff.
Согласно представлениям Бекеши они и используются слухом прн оценке рас-
стояния до слухового объекта.
90
Против гипотезы Бекеши имеется следующее соображение. Приемник, воз-
буждаемый только с отпой стороны, независимо от сопротивления мембраны
всегда является приемником давления, а не приемником колебательной скоро-
сти (см. § 2.2.1). В этой связи ухо скорее можно сравнить с акустическим зон-
дом. С другой стороны, стсдует помнить, что на частотах выше 1 кГц ближнее
поле сферического излучателя начинается лишь на расстоянии менее 5 см от
центра пульсирующей сферы. Если поместить эксперта так, чтобы вход слу-
хового канала находился близко от излучателя, то приемник звука, очевидно,
будет оказывать обратное влияние па акустическое поле. Одиако с позиции
гипотезы Бекеши это обратное действие (т. е. относительный подъем иижнич
Рис 7В рис 79
Рис. 78. Расстояние до слухового объекта и зависимости от громкости бело-
го шума (эксперты с сигналом предварительно не ознакомюпы). Эксперимен-
ты проводились при двух положениях громкоговорителя (средние значения и
средлсквадратичсские отклонения по показаниям 27 экспертов, затемненная
заглушенная камера, положение головы зафиксировано).
Рис 79. Зависимость между кажущимся и действительным расстоянием до
источника звука (усреднено по показаниям 20 экспертов для случая щелчков
в разных условиях экспериментов, затемненная заглушенная камера, поло-
жение головы зафиксировано).
/ — сигналы известны; 2 — напряжение на громкоговорителе постоянно: 3— постоянный
уровень звукового давления сигнала у готовы.
частот ушных сигналов) до настоящего времени экспериментально не под-
тверждено *.
Бекеши для подтверждения своего предположения приводит следующее
иабтюдепие. Если источник звука, излучающий широкополосный сигнал, при-
ближать к эксперту, то тембр воспринимаемого звука тускнеет. Это явление
описано многими авторами (например, Блок, 1893: Хорнбостель, 1923; Лшоф,
1963; Хауштейи, 1969). Значительный подъем низкочастотных составляющих
сигнала прн приближении источника нс может служить объяснением этого яв-
ления, поскольку, как это следует из кривых равной громкости, повышение
уровня сигналов, достигших уха, вызывает изменение тембра и без одновре-
менного изменения формы спектра Так как повышение уровня ушиых сигна-
лов пропорционально относительному изменению расстояния до источника, то
при его уменьшении одинаковые абсолютные изменения расстояния сказыва-
ются сильнее и, следовательно, оказывают большее влияние на изменение темб
1 Об пмитацни ближнего поля сферического излучателя в дальнем поле
двух громкоговорителей и о влиянии его на локализацию по глубине имеются
указания в работе Лавса (1971).
91
ра Таким образом, возникает вопрос о том, использует ли стух вообще для
оценки расстояния до слуховых объектов в случае близких источников те при-
знаки сигналов, которые сказываются на зависимость функции передачи иа
ружного уха от расстояния до источника сигнала. Указания на этот счет мож-
но почерпнуть из работы Лавса (1972).
На рис. 78 приведена зависимость расстояния до слухового объекта от
громкости для двух положений громкоговорителя. (Значения громкости были
определены в слуховом эксперименте.) Видно, что прн постоянной громкости
слуховой объект, соответствующий громкоговорителю, удаленному на 25 см,
ощущается блнже (пунктирная линия), чем для громкоговорителя, установлен-
ного на расстоянии 3 м (сплошная линия). Правда, различия в удаленности
слуховых объектов оказываются намного меньше различий в расстоиииях до
громкоговорителей. Если учесть, что каждому удвоению громкости соответст-
вует повышение уровня ушных сигналов примерно на 10 дБ, то можно ска-
зать, что изменения спектра сигналов, вызываемые приближением громкого-
ворителя, по своему влиянию на оцениваемое расстояние до слухового объекта
равнозначны повышению уровня менее чем на 10 дБ. Таким образом, при рас-
стоянии до громкоговорителя, равном 25 см, не обнаруживается сколько-ни-
будь значительного влияния изменения формы спектра иа оценку расстояния
до слухового объекта. В этих исследованиях использовался тот же громкого-
воритель, что и в экспериментах, описанных на рис. 53.
Лаве (1972) в своих экспериментах ставил экспертам вопрос об удален-
ности слуховых объектов. Интересно сравнить полученные им результаты с ре-
зультатами субъективной оценки уда тения источника звука. Данные Хау-
штейна (1969) для сравнения неудобны, так как они получены в эксперимен-
тах с сигналами, знакомыми для экспертов (рис. 79). Кроме того, в его экспе-
рименте контролировались не громкость, а уровень звукового давлении. И все-
таки результаты Хауштейна показывают, что при постоянном уровне звуково-
го давления около головы эксперты достаточно точно определяют расстояние
до источника звука. Какие признаки ушных сигналов прн этом играют решаю-
щую роль, неясно.
Среди других авторов, занимавшихся исследованиями локализации по глу-
бине при расстояниях до источника звука менее 3 м, следует упомянуть Крича
(1890); Блоха (1893); Икенбсррн и Шутта (1898); Пирса (1901); Арпса и
Клемма (1913); Вернера (1922). Правда, все они проводили эксперименты не
в специально подготовленных помещениях. Кроме того, из этих работ не ясно,
что оценивали эксперты: удаленность слуховых объектов или расстояния до
источника звука; нет сведений и о том, сообщалось ли экспертам расстояние
до некоторой отсчетной точки.
В перечисленных работах исследуются в основном два следующих вопроса:
1. Насколько точны пространственные свойства слуха прн небольших рас-
стояниях до источника звука?
2. Имеют ли значение при таких расстояниях другие признаки ушных сиг-
натов кроме уровня звукового давления (в частности — форма спектра)?
По первому вопросу, который в сущности является вопросом размывания
локализации, интересны результаты, полученные Пирсом. Он установил, что
при расстояниях до источника от 50 до 150 см относительное размывание ло-
кализации А/мин/г для разных сигналов, таких, как щелчки, звонки (электри-
ческий звонок), звуки органа, лежит в пределах от 0,13 до 0,15. Эти данные
довольно хорошо совпадают с результатами исследований Арпса и Клемма,
которые использовали тональные импульсы с частотой 383 Гц. В то же время
по результатам Вернера, использовавшего в качестве измерительного сигнала
звуки ударов молотка, размывание локализации Дгмия/г прн тех же расстоя-
ниях до источника оказалось почти вдвое больше.
О зиачеинн изменений формы спектра ушных сигналов говорят, например,
наблюдения Криса. С помощью головного телефона ои создавал щелчки на
расстояниях 35 и 75 см и в широких пределах варьировал мощность звука.
Эксперты, несмотря на то, что уровень звука изменялся случайным образом,
всегда четко различали ближнее и дальнее положение источника. Такой же
результат дали эксперименты, в которых измерительным сигналом служил
92
звук от ударов двух деревянных брусков. Результаты наблюдений Блоха, ко-
торые он проводил, используя звуки ксилофонов, совпадают с приведенными,
если меняется лишь интенсивность, а ие характер шума. Когда в эксперимен-
тах дополнительно изменялась форма спектра (деревянная или металлическая
плита), то показания экспертов сразу становились противоположными, особен-
но иа расстояниях больше 35 см.
В заключение укажем, что Шутт в экспериментах с узкополосными сигна-
лами (форма спектра которых ие может изменяться) обнаружил большее, чем
для широкополосных шумов, размывание локализации Лгии. Заканчивая рас-
смотрение вопроса о локализации по глубине при небольших расстояниях до
Рис. 80. Устройство для создания
эффекта локализации «внутри го-
ловы» (слуховые трубки могут
подключаться к одной общей труб-
ке через Т-образиын элемент, на-
ушники — параллельно к одному
микрофопу).
НЦ
источника звука, можно утверждать, что, кроме уровня, слух оценивает и ис-
кажения формы спектра ушных сигналов, которые зависят от расстояния до
источника. Однако, начиная с расстояния более 25 см, влияние спектральных
признаков оказывается незначительным. Нс выяснено пока, какие специфиче-
ские спектральные признаки при этом оцениваются слухом
Остановимся теперь на специальном случае локализации «внутри головы».
Под локализацией «внутри головы» понимают ощущение слухового объекта
в самой голове. О том, что такое ощущение существует, известно всем. Прн
этом, как правило, имеются в виду звуки «собственного голоса», в особенности
слуховые ощущения, вызываемые голосом при сомкнутых губах и еще боль-
ше— при закрытых ушах. Особый интерес вызывает эффект локализации «вну-
три головы» потому, что он может возникнуть и в случае, когда источник зву-
ка находится вне головы. Как указывали еще Пуркайн (1859). Томсон (1877,
1978) и Урбанчич (1881), слуховой объект внутри головы возникает всегда в
случае, когда в оба уха с помощью трубок подаются одинаковые или по край-
ней мере схожие сигналы. Вместо трубок можно применять головные телефо-
ны— наушники (Томсон). Если изменить полярность сигнала иа одном из на-
ушников, то слуховой объект «внутри головы* смещается, как правило, назад
(рис 80).
В 1890 г. Шефер (вопреки существовавшим представлениям) на основе
серии экспериментов установил, что «чем ближе воспринимается каждый из
источников звука в отдельности, тем ближе к голове в медианной плоскости
локализуется и акустическая картина прн совместном звучании источников.
То же самое происходит и в черепной коробке, если каждый из источников в
отдельности воспринимается локализованным непосредственно в правом или
левом ухе».
В наше время эффект локализации «внутри головы» вновь стал предме-
том исследований, особенно в связи с разработкой «головной» стереофонии
(при записи сигналы поступают от искусственной головы, прн воспроизведе-
нии — подаются на головные телефоны). В последнее время высказан ряд мне-
ний о причинах возникновения эффекта локализации «внутри головы» в слу-
чае использования головных телефонов; Кнтц (1953) пытался объяснить этот
эффект влиянием собственных резонансов микрофонов и головных телефонов;
Фраисссн (1950) объяснял «леремодуляцией» (перегрузкой) нервной системы.
Ширмер (1966) обобщил ряд других гипотез; неизменность ушных сигналов
при поворотах головы (см § 2.5.1); нагрузка барабанной перепонки на со-
противление, отличающееся от сопротивления свободного звукового поля; ста-
тическое давление головных телефонов (наушников) на голову; отсутствие
звуковой волны, воздействующей иа все тело слушателя. Сам Ширмер окон-
чательно не прянил ни одно из этих предположений, которые в общем сводят-
93
ся к тому, что локализацию «внутри головы» с подует объяснять различиями
двух каналов звукоперсдачи. Сон? и др. (1968) высказали предположение. что
причина эффекта в неестественности соотношения составляющих звука, при-
нимаемых по воздуху и каналу костной проводимости (см. § 2.5 2).
В 1968 г. Райхардт п Хауштейн опубликовали работу, в которой подроб-
но рассмотрена проблема локализации «внутри головы» при использовании
головных течефоиов. В ней еще раз изложена гипотеза Ширмера о том. что
этот эффект вызывается различиями каналов передачи звука к левому и пра-
вому уху. Для подтверждения этой гшютс<ы они проводит эксперименты
с двумя слуховыми трубками одинаковой длины н высококачественной хста
новкой звукоперсдачи с электростатическими головными телефонами, которые
позволили свести бинауральные различия каналов к уровню, лежащему ниже
порога восприятия. В обоих случаях эффект сохранялся. Авторы указали на
случаи, когда он не возникал, несмотря на различия ушных сигналов (таковы,
собственно, обычные условии восприятия пространственных звуков). Райхардт
п Хауштейн предположили далее, что эффект локализации «внутри головы»
может быть вызван исключением или изменением функций ушных раковин, так
как и в экспериментах со слуховыми трубками, и при использованиях голов-
ных телефонов отсутствуют обычные линейные искажения сигналов, обуслов-
ленные в зиянием ушных раковин.
Эффект локализации -внутри головы» может быть создан и в заглушен-
ной камере при использовании громкоговорителя, если умело прикрыть рука-
ми ушные раковины. Авторы приветят также некоторые результаты, которые
ие подтверждают эти предположения в той мере, в какой они ожидали
Свои основные выводы Райхардт и Хауштейн сделали из наблюдения
о том, что эффект локализации «внутри головы» проявляется в случае когда
два установленных недалеко от ушей громкоговорителя излучают одинаковые
или очень схожие сигналы. Авторы указывают, что для получения эффекта
необходимо удовлетворить двум требованиям:
I) оба ушиых сигнала должны быть настолько схожими (когерентными),
чтобы созданный ими слуховой объект казался единым;
2) каждый из двух источников звука должен находиться недалеко от уха
ИЛИ «слышаться» недалеко.
Практически это новая редакция предположения Шефера (1890).
Если сформулировать второе условие в более общем виде, то оно означа-
ет, что каждый из ушных сигналов должен обладать такими свойствами, что
бы вызываемый нм слуховой объект помещался в непосредственной близости
от головы. При такой постановке вопроса рассмотрение проблемы может быть
сведено к анализу самих ушных сигналов вне зависимости от рода источников
звуков и их расположения в пространстве.
Экспериментальное подтверждение справедливости предположения о том
что признаки, оцениваемые слухом при формировании ощущения источника
звука внутри готовы, кроются главным образом в ушных сигналах, дал Лаве
(1972). Ниже на рис. 81 приведены результаты его экспериментов.
Эксперименты проводились следующим образом. Сначала с помощью аку-
стического зонда па 12 экспертах в заглушенной камере измерялись частотные
характеристики уровня и времени задержки ушных сигналов, создававшихся
громкоговорителем, установленным на расстоянии 3 м. а затем — головными
телефонами. Напряжение на громкоговорителе и головных телефонах поддер-
живалось постоянным. Затем были построены разностные характеристики уш-
ных сигналов при озвучивании двумя способами и собрано устройство, доста
точно точно имитировавшее разностные кривые. Есзн такое устройство вклю-
чить до головного телефона, то можно подучить ушные сигналы, точно воспро-
изводящие сигналы, получаемые от громкоговорителя. Так, с помощью науш-
ника и электрического корректора имитировался громкоговоритель
Па рис 82 приведены релу аьтаты экспериментов, проведенных с помошыо
такого корректора. Измерялась локализация слухового объекта по глубине п
функции громкости для безого шума. Перед экспериментами сигналы экспер-
там не предъявляли* ь Без корректирующего устройства (пунктирная линия)
в цепи одного телефона (ДТ48) слуховой объект при любой громкости сигма-
94
ла ощущался «внутри головы». Когда же в цепь телефонов включался коррек-
тор (сплошная линия), слуховой объект ощущался в медианной плоскости вне
головы, хотя и приближался при увеличении громкости. Если сравнить эти
результаты с кривыми на рис. 78, то можно видеть, что при имитации гром-
коговорителя расстояния до слухового объекта в среднем оказываются мень-
шими, чем до громкоговорителя. Вероятно, это можно объяснить тем, что кор-
Рис. 81. Электроакустические частотные характеристики разностей уровней
звукового давления н групповых задержек на входе слуховых каналов (а).
Усреднено по 12 экспертам прн постоянном напряжении на источнике звука
(2 В). Сплошные линии — громкоговоритель «Изофон KSB 12/8» (<р=0°
6-0°); пунктирные линии — головные телефоны «Бейер DT-48». Сопоставле-
ние частотных характеристик разности уровней н временных задержек ушных
сигналов при использовании громкоговорителей и головных телефонов (б>.
Сплошные линии — результаты измерений на 12 экспертах, пунктирные — на
электрическом эквиваленте. Все измерения проводились в заглушеипой каме-
ре. Числа у кривых указывают, насколько нужно сдвинуть данные кривые
для того, чтобы они совпали с измеренными
ректирующая цепь имитирует не индивидуальные разностные характеристики,
а усредненные по показаниям 12 экспертов.
Из экспериментов Лавса следует, что в случае, когда ушные сигналы ока-
зываются такими же, как в условиях свободного звукового поля, эффект ло-
кализации «внутри головы» не проявляется независимо от вида источника зву-
ка. Значит, появление нли исчезновение эффекта определяется только самими
ушными сигналами. (Другие факторы могут только усиливать эффект,
см. гл. 2.5.) Этот вывод подтверждается тем, что в некоторых современных
системах стереофонии, в которых используют искусственную голову с микро-
фонами, точно имитирующими уши, эффект локализации «внутри головы» при
использовании головных телефонов обычно не наблюдается *. Если же иа нс-
1 Автор убедился в этом на электроакустических системах стереофонии в
Западном Бер тине (Кюрер, Пленже и Вклькеис. 1969; Вильпене, 1971, 1972) и
Геттингене (Дамаске и Вагенер, 1969; Дамаске, 1971; Миллерт, 1972).
95
кусственную голову надеть наушники, то у слушатезя сразу же возникает этот
эффект. Эффект локализации «внутри головы» возникает не только при нс
пользовании слуховых трубок hih головных телефонов. Известны и другие си-
стемы прослушивания, при которых он также наблюдается.
Исследованию этого явления посвящены работы Ширмера, 1966; Крум-
бахера, 1969; Тула, 1970; Пленже, 1971, 1972. Системы источников звука, при
использовании которых часто или почти всегда проявляется эффект локализа-
ции «внутри головы», — это, например, большое число громкоговорителей, раз-
мещенных симметрично относительно медианной плоскости и излучающих оди-
Рис. 82. Расстояние до слухового
объекта п функции громкости бе-
лого шума с коррекцией н без кор-
рекции в цепи (сигналы экспер-
тами предварительно ие прослу-
шивались). Средние и среднеквал-
ратическпе зиачення по показани-
ям 27 экспертоп. затемненная за-
глушенная камера.
маковые сигналы, или два противофазио включенных громкоговорителя.
Решающую роль в возникновении эффекта играют ушные сигналы. Соответ-
ствующих исследований ушных сигналов в таких системах пока не проводи-
лось. Явления, возникающие в случае двух противофазных сигналов, рассмо-
трены также в § 3.1.1.
Мы установили влияние спектра ушных сигналов на эффект локализация
«внутри головы». Интересен вопрос, возникает ли это явление и прн узкопо-
лосных сигналах. Наблюдения показывают, что оио появляется при достаточ-
но высоком уровне звукового давления ушных сигналов. Впрочем, по этому
поводу есть н другие данные (например, Блауэрт, 1969); Лаве (1972) указы-
вает, что импульсы Гаусса локализуются по глубине очень неточно и давае-
мые в слуховых экспериментах оценки в значительной степени зависят от пред-
ставлений, связанных у экспертов со слуховым объектом.
Пленже (1971, 1972) установил, что иа шумовых импульсах с шириной
полосы 300 Гц и центральной частотой 400 Гц, которые поочередно прослуши-
ваются через головные телефоны и громкоговорители, показания экспертов о
расстоянии («объект внутри головы» или «громкоговоритель вне головы») за-
висят не от способа подачи звука, а от индивидуальных особенностей восприя-
тия эксперта. Локализация по глубине прн нечетко выраженных признаках
ушных сигналов существенно зависит от других факторов: предварительного
прослушивания сигнала, ожидания, привычки, характерных ассоциаций.
В своих последних работах Плепжс (1970, 1972) высказывает мысль
о том, что в отношении локал из уемостн «внутри головы» предварительное
знакомство со звуковым событием имеет куда большее значение, чем это пред-
полагалось ранее. Для подтверждения этого он пропел следующий экспери-
мент. 34 эксперта, имевших опыт в оценке удаленности слуховых объектов,
находились в звуковом поле Через некоторое время после того, как экспер-
ты вслушались в звуковую картину, в нее с помощью громкоговорителя, уда-
ленного на 2 м, кратковременно вводились дополнительные сигналы (речь или
музыка с реверберацией и без нее). Этот дополнительный слуховой объект
всегда локализовался экспертами либо в «самой голове», либо в непосред-
ственной близости. Отсюда Пленже дечает вывод, что эффект локализации
«внутри головы» возникает всегда в тех случаях, когда эксперт ничего (или
почти ничего) нс знает об источнике звука и помещении, в котором воспроиз-
водится звук, т. е. когда слушатель как бы обескуражен слуховым объектом.
96
Ои предполагает также, что необходимая информация об источниках звука
и помещении фиксируется оперативной памятью и прн смене акустической
среды стирается, после чего память может фиксировать новую информацию.
2,4. ОЦЕНКА СЛУХОМ РАЗЛИЧНЫХ УШНЫХ СИГНАЛОВ
В гл. 23 рассмотрен случай, когда источник звука расположен в медиан-
ной плоскости и, следовательно, когдв ушные сигналы почти одинаковы.
Тогда слуховой объект локализуется в медианной плоскости. Теперь перей-
дем к более общему случаю, предполагая, что источник звука расположен
в пространстве слева или справа от медианной плоскости. В этом случае би-
науральные сигналы уже не одинаковы, а отличаются между собой в зави-
симости от направлении к источнику звука и расстояния до него. Как было
показано в гл. 2.2, отношение частотных характеристик двух ушных сигна-
лов описывается бинауральной функцией передачи
Л(П = |Л(/)|е-'ВД. (40)
Результаты измерений функции передачи A(f) для некоторых случаев
приведены на рис. 56, 57.
Считается, что информация, по которой слуховой объект локализуется
в боковых направлениях (слева или справа), выделяется преимущественно
из бинауральных различий ушных сигнатов. Есть основание предполагать,
что слух оценивает не все, а лишь определенные хорошо обнаруживаемые раз-
личия, выделяя из них необходимую информацию. Существуют два следую-
щих класса таких различий:
1. Различия времени прихода бинауральных сигналов или их составляю-
щих могут быть описаны фазочастотной характеристикой 6(f). Их будем на-
зывать бинауральными временными различиями сигналов.
2. Различия ушных сигналов или их составляющих по среднему уровню
звукового давления характеризуются абсолютной величиной функции пере-
дачи A(j). Их будем называть выплитудныын различиями или различиями по
уровню.
Для того, чтобы их анализировать раздельно и независимо друг от друга,
необходимо обеспечить всевозможные комбинирования бинауральных сигна-
лов, которых в нормальных условиях не бывает. Например, получить два
сигнала с одинаковым уровнем звукового давления, но сдвинутых одни отно-
сительно другого во времени. В свободном звуковом поле достичь этого не-
возможно. Для таких исследований почти всегда применяют головные телефо-
ны. Способ передачи различных бинауральных сигналов с помощью головных
телефонов называется днхотичсскнм. Выше говорилось о том, что прн слуша-
нии через головные телефоны слуховой объект локализуется <в голове» или в
непосредственной близости от нее Это обычно имеет место и в слуховых экс-
периментах с дихотнческой подачей сигналов. Поэтому прн проведении экс-
периментов перед экспертами всегда ставится конкретная задача — оцени-
вать боковые смещения слуховых объектов вдоль осн (ушная ось), соединяю-
щей слуховые каналы. Функциональная взаимосвязь между измеренными та-
ким способом боковыми смешениями слухового объекта и признаками би-
науральных сигналов называется латерализацией (в отличие от локализации,
определение которой дано в гл. 2.1). Првмой взаимосвязи между латерали-
зацией и локализацией, благодаря которой каждому положению точки иа
ушной оси соответствовало бы определенное направление иа слуховой объ-
ект, не существует (Джеффри и Тейлор, 1961). Из рис. 83 вядно, что боковое
смещение слухового объекта прн постоянном направлении зависит от рас-
стояния до источника звука.
Слуховые эксперименты ио литерализации позволяют судить о способ-
ности слуха оценивать бинауральные различия сигналов. По результатам этих
экспериментои можно строить гипотезы о процессах формирования ощущения
направлении иа слуховые объекты и использовать их для изучения простран-
ственных свойств слуха в свободном звуковом поле. Именно поэтому оста-
новимся подробнее на днхотическнх исследованиях.
7-810 97
Методы измерения боковых смещений слуховых объектов очень схожи
с рассмотренными выше методами измерения локализации. Так, например,
латералиэация оценивается тоже по единой шкале или сравнением с резуль-
татами оценки неподвижного или перемещающегося стандартного слухового
объекта. Измерения размывания литерализации также проводятся метода-
ми, аналогичными локализации, т. е, путем определения таких изменений рас-
сматриваемых признаков бинауральных сигналов, которые вызывают мини-
мально заметные изменения латералиэации. В этой связи особо укажем на
часто применяемый метод установления середины (нулевые боковые смеще-
Рис. 83. Зависимость боковых
смещений слухового объекта от
направления и расстояния.
Рис. 84. Метод нулевого сме-
шения.
ивя), так называемый метод нулевых перемещений, разработанный Кикучи
в 1977 г. Он состоит в периодическом перекрестном переключении электри-
ческих сигналов иа головных телефонах (рис. 84): сначала сигнал 1 — теле-
фон 1, сигнал 2 па телефон II, затем сигнал 1— на телефон II, сигнал 2 — на
телефон I и т. д. Если прн этом слуховой объект не меняет места, то это
значит, что найдено его среднее положение.
2.4.1. Бинауральные временные различия
В основу рассуждений положим частный случай, когда абсолютное зна-
чение бинауральной функции передачи ле зависит от частоты и равно едини-
це, т. е. будем считать, что уровень звукового давления обоих ушных сигна-
лов одинаков.
Мыслимые при этих условиях различия сигналов могут быть описаны
фазочастотиой характеристикой b(f). Как было указано в § 2.23, вместо фа-
зочастотной характеристики можно без потери информации задавать также
частотную характеристику фазовой задержки T$(f)=b(f)/2nf или частотную
характеристику групповой задержки тгр ^db(f) ‘2nft т. е. справедливо
Ь(Л = -»ф(Г)*2я/ (41)
и
6(D = pPp(v).2n<fv + 6(f0). (42)
Для уравнения (42) дополнительно необходимо задать бинауральную раз-
ность фаз прн любой частоте сигнала f0.
Бинауральные различия сигиалои. которые могут быть описаны фазовой
задержкой, состоят, очевидно, во временных взаимных сдвигах двух сигна-
лов или некоторых их составляющих. Иногда их ие совсем строго называют
«бинауральными временными различиями» ушных сигналов. По мнению боль-
шинства авторов, бинауральные временные различия являются важнейшими
признаками сигналов, определяющими положение слухового объекта в бо-
ковых направлениях. Первые гипотезы высказывались еще несколько дсся-
98
тилетий тому назад. Приверженцами так называемой «временной* теория
направленного слуха были Релей (1907); Маллок (1908), Клемм (1914, 1918).
Классические вклады сделаны Хорнбостелем и Вертхаймером (1920), а также
Бекеши (1930). Фазочастотные характеристики, измеренные в свободном зву-
ковом поле 6(6, ф, г, [), довольно сложны. В экспериментах латерализацни,
описанных ниже, моделировались упрощенные характеристики, поддающиеся
теоретическому анализу. Поэтому эти эксперименты имеют искусственный ха-
рактер, и, переноси полученные в них результаты на «естественный» простран-
ственный слух, следует быть весьма осторожными.
Рис. 85. Примеры бинауральных аременпых задержек.
а — сдвиг по времени при постоянной фазовой задержке; б — инверти-
рование при горизонтальной фвючастотной характеристике.
Простейший случай бинауральной аремсннбй задержки состоит в том, что
временные функции двух сигналов, совершенно одинаковые по форме, раз-
несены во времени на определенный интервал (рнс. 85, а). Для этого необ-
ходимо, чтобы были одинаковыми задержки всех составляющих запаздываю-
щего сигнала относительно опережающего. Таким образом, функция бинау-
ральной передачи должна удовлетворять требованию Тф(/)—const, и, следо-
вательно,
Ь (f) = 2я/Тф (/) = 2 л/ «const. (43)
Следовательно, чтобы без искажений сдвинуть сигнал по времени, сдвиг
по фазе должен увеличиваться прямо пропорционально частоте.
На рис. 86 схематически показана установка для проведения слуховых
экспериментов, с помощью которой можно получить два бинауральных сигна-
ла и без искажений сдвинуть один относительно другого во времени. Один и
тот же сигнал подается на два уха через две линии задержки, время задерж-
ки которых может раздельно изменяться. Практически такие линки задержки
можно создать либо акустически (слуховые трубки разной длины, открытые
звуковые каналы переменной длины, проходя по которым звук поступает к
уху), либо электрически (электрические линии задержки, устройства задерж-
ки, устройства задержки с магнитной лентой, регистры сдвига, накопители
иа магнитных сердечниках и т. д.).
Если линии задержки создают одинаковые сдвиги, то слуховой объект
поместится точно в медианной плоскости эксперта. Если в одной из линий
изменить задержку, то слуховой объект сместится в сторону того уха, к ко-
торому сигнал приходит раньше. Так, создавая искусственно временные за-
7*
99
держкв между бинауральными сигналами, можно создавать эффекты боко-
вых смешений слухового объекта
Проше всего в этом можно убедиться на следующем известном экспери-
менте: в оба уха вставляют концы одной резиновой трубки длиной прибли-
зительно 1 м. Если ударить по трубке точно в ее середине, то слуховой объект
локализуется в центре головы. Если ударять по трубке в других местах, то
слуховой объект б> нет смещаться в сторону того уха, к которому точка уда-
ра ближе. Значение бокового смещения слухового объекта увеличивается
почти линейно до тех нор, пока разность участков трубки до обоих ушей не
РЯС. 88 Рнс. 87
Рис. 86. Схема получения постоянной бинауральной временной задержки.
Рис. 87, Боковое смещение слухового объекта в функции фазовой задержки
сигналов. Кривая справедлива для импульсных сигналов (5 экспертов, гром-
кость от 30 до 80 фон, по измерениям Тула и Сойерса, 1965).
достигнет приблизительно 21 см. Этот путь соответствует задержке звука на
630 мкс. При такой задержке между бинауральными сигналами боковое по-
ложение слухового объекта оказывается таким, как при слушании одним
ухом. При дальнейшем увеличении бинауральной задержки увеличение боко-
вого смещения объекта замедляется и прн задержке 0,8-1 мс прекращается.
В немецкой литературе разность пути 21 см часто называется постоянной
Хорнбостеля — Вертхаймера, хотя известно, что эта величина не является
константой, а может зависеть от уровня звукового давления и рода сигнала.
Физический сиысл этой величины а том, что путь длиною 21 см приблизительно
соответствует максимальной разности путей для звука сбоку. Однако, как
показано в § 2.2.3, отсюда не следует, что при угле прихода звука, равном
90°, бинауральная задержка фазы составила бы 630 мкс независимо от часто-
ты. В действительности дело обстоит гораздо сложнее.
В последнее время проводились тщательные измерения боковых смещений
слухового объекта в функции независимого от частоты фазового сдвига для
различных типов сигналов. Такне измерения проводили Тисс (1962), Сойерс
(1964), Сойерс и Тул (1964, 1965).
На рис 87 приведена типичная кривая латерализацни шумовых импуль-
сов (щелчков), которая справедлива и дли других коротких сигналов — шу-
мовых или речевых. По ординате отложены значения боковых смещений слу-
хового объекта, оцениваемых экспертами по линейной шкале. Нуль шкалы
соответствует центру головы, максимальное отклонение характеризуется циф-
рой 5, соответствующей дислокации слухового объекта у самого входа слу-
хового канала. Ход кривой до значений т$=630 мкс линеен.
Итак, слух должен обладать способностью с большой точностью опреде-
лять моменты появления импульсных составляющих ушных сигналов. Если
попытаться объяснить механизм такого детектирования, то наиболее просто
100
«го можно представить как «отпирание» слуха в моменты, когда уровень
данного ушного сигнала превышает определенный порог. Следовательно, мо-
мент «отпирания» определяется тем участком фронта сигнала, при котором
имеет место это лревышенне.
Для наших целен такая модель вполне приемлема, если дополнительно
учитывать, что мы рассматриваем внутреннее ухо как анализатор гармоник,
в котором ушной сигнал грубо разделяется иа спектральные полосы. Таким
образом, для определения момента прихода сигнала решающим оказывается
превышение порога не всем спектром, а лишь наиболее выраженными его
составляющими. Кроме того, предполагается, что слух предпочтительно или
исключительно оценивает фронты сигналов, соответствующие уменьшению
давления, т. е. разрежению воздуха у барабанной перепонки Это предполо-
жение было сделано на основе анализа физиологических свойств внутренне-
го уха. Справедливость этого предположения подтверждена слуховыми Экс-
периментами Флаиагаиа, Давида и Уотсона (1962, 1964), а также Тула и
Сойерса (1965).
В своих экспериментах эти авторы предлагали прослушивать импульсы,
подававшиеся на левое и правое ухо со сдвигом фазы иа 180° (см. рис. 85,6).
Было установлено, что слуховые объекты, вызываемые разнополярными им-
пульсами, локализуются менее точно, чем синфазными, хогя при этом и воз-
никает доминирующая составляющая, отклоняющаяся в сторону. Если бы
внутреннее ухо одинаково реагировало на положительные и отрицательные
фронты сигналов, то положение и протяженность слуховых объектов при
синфазных и противофазных импульсах сохранялись бы неизменными. Боковое
отклонение слухового объекта прн разнополярных импульсах, наблюдавшееся
в экспериментах Фланагана н др. (1964), было точно таким же. как при одно-
полярных импульсах с бинауральной задержкой иа 350 мкс. Болес глубокий
анализ формы сигнала во внутреннем ухе показал, что самой выраженной в
спектре рассматриваемого сигнала была составляющая с периодом 700 мкс
(рис. 88). Таким образом, бинауральный сдвиг фазы иа 18СГ соответствовал
здесь точно 350 мкс. Слуховой объект отклонялся в ту сторону, с которой
раньше появлялся фронт сигнала, аналогичный спаду давления
Объяснить ослабление локализации слухового объекта в случае бинау-
рального сдвига сигналов на 180° можно, используя характеристику фазовой
скорости в системе с постоянным фазовым сдвигом (см. рис. 85, б). Спект-
ральные составляющие одного сигнала оказываются по-разному сдвинутыми
по фазе относительно составляющих другого сигнала. Поэтому слуковой
объект распадается на составляющие различной высоты, которые имеют раз-
ное боковое отклонение, вызывая впечатление расширения объекта в простран-
стве. Это легко распознаваемое кажущееся расширение слухового объекта
используют на практике как простой способ фазировании сигналов громкого-
ворителей стереофонических установок (о других проявлениях неправильной
полярности сигналов иа громкоговорителях стереофонических установок
см. § 3.3.1). Допуская, что под влиянием частотно-зависимого бинаурального
сдвига фаз слуховой объект может распадаться иа составляющие в простран-
стве, мы одновременно предполагаем, что слух в состоянии распознавать и
оценивать спектральные составляющие ушных сигналов по бинауральным
временным сдвигам. Справедливость этого предположения убедительно до-
казали Сойерс (1964); Тул н Сойерс (1965).
В упомянутых экспериментах на оба уха экспертов подавалась последова-
тельность импульсов с периодом следования 6 мс. Бинауральная задержка по
фазе была независимой от частоты, и ее можно было регулировать. Оказа-
лось, что в этих условиях эксперты различали несколько одновременных слу-
ховых объектов, которые, очевидно, соответствовали гармоникам бинаураль-
ных сигналов. В зависимости от фазовой задержки изменялось н боковое
отклонение каждого слухового объекта. Типичные характеристики литерали-
зации основного тона и второй гармоники показаны иа рис. 89 (схематически
по Тулу и Сойерсу, 1965). Обе кривые имеют периодический характер, функ-
ция литерализации второй гармоники имеет частоту, вдвое ббльшую частоты
основного тона. Периодический характер кривых объясняется ниже при рас-
смотрении латерализации чистых тонов.
101
Вопросы латерализации чистых тонов (стационарные тоны без переходных
процессов) при бинауральных сдвигах фаз в литературе описаны довольно
подробно, хотя зачастую (даже в последнее время) трактуются неверно (Ре-
лей, 1907; Леихардт, i960; Эльперн и Наунтон, 1964). Здесь мы ограничимся
рассмотрением современных общепринятых представлений (Баулкер, 1907;
Халверсон, 1922; Хорнбостель, 1923, 1926 и др.).
Если исходить из представления о том, что реакция внутреннего уха
наступает в момент, когда сигнал превышает некоторый порог (см. выше), то
применительно к слушанию чистого тона такой момент наступает 1 раз за пе-
риод. Бинауральный временной сдвиг между этими точками для двух ушей
Рис. 88. Форма сигнала (по осн ординат отложена амплитуда) в точке мак-
симального возбуждения внутреннего уха.
Рис. 89
Рис. 89. Характеристики латерализации основного тона и первой гармоники
последовательности импульсов, период 6 мс, частота 168 Гц.
/ — позже; 2 — слева раньше; 3 — первая гармоника; 4 — основное тон.
может быть определен двояко в зависимости от того, какое ухо (левое или
правое) считается получившим звук первым (рис. 90).
Здесь сразу же напрашивается предположение о том, что слух, регистри-
руя эту двузначность, вызывает ощущение двух объектов. В действительно-
сти так оно и есть, ио дополнительно а действие вступает закон превалиро-
вания ближнего и медианной плоскости слухового объекта (который соответ-
ствует меньшей бинауральной временной задержке). При бинауральном
сдвиге сигналов приблизительно на полпериода слуховые объекты четко раз-
личают и неопытные слушатели. Иногда, правда, боковое отклонение ошибоч-
но оценивается как нулевое, или описывается боковое положение одного из
слуховых объектов.
Внести ясность адесь позволяет характеристика латерализации тона
600 Гц, опубликованная Сойерсом а 1964 г. (рис. 91). Из рисунка видно, что
при бинауральных сдвигах фаз иа 180° слухом ощущаются два объекта. Если
построить кривую средних боковых отклонений, то она получит внд периоди-
ческой кривой, как показано иа рис. 87. Информация о возникновении двух
объектов прн таком усреднении теряется. По-виднмому, в этом и кроется
причина того, что по некоторым данным (они появляются и в последнее аре-
мя) максимум бокового Отклонения наступает при бинауральном сдвиге
на 90°.
Выше указывалось, что полное боковое отклонение слухового объекта
наступает при бинауральной фазовой задержке 630 мкс. Если иметь в виду,
что доминирующими являютси слуховые объекты, соответствующие меньшим
временным сдвигам, то приходим к выводу, что полное отклонение слухового
объекта на чистых тонах достигается лишь в случае, когда полупериод тона
102
не меньше 630 мкс. т. е. когда его частота не превышает 800 Гц На частотах
выше 800 Гц достигаемое максимальное отклонение слухового объекта ста-
новится все меньшим. Кроме того, оно наступает уже не при Тф=630 мкс,
а при тф=772.
Сюда же, вероятно, можно отнести и другой эффект, уменьшающий мак-
симально достижимое отклонение слухового объекта с увеличением частоты.
Оказывается, что клетки внутреннего уха, отреагировавшие на данный сиг-
нал, в течение 1—2 мс остаются невосприимчивыми к следующему возбужде-
нию (время невосприимчивости). Если периоды превышения порогов сигна-
лами меньше времени невоспри-
имчивости, то число импульсов
нервного возбуждения за время
каждого превышения скачкообраз-
но уменьшается Согласно иссле-
дованиям Стсвенса и Давида
(1938) это происходит на частотах
сигнала около 800 и 1600 Гц.
1 ffifa Справа 1 '
т г i
-я -я/2 о я/г я
Рис. 90. Бинауральные временные
различия для двух сдвинутых во
иремеии периодических процессов
(двузначны).
Рис. 91. Кривая латерализации тона
600 Гц (точками показаны оценки
экспертов, кривой — усредненные дан-
ные).
Имеющиеся в литературе сведения об экспериментах по латерализации
чистых топов однозначно подтверждают описанное резкое уменьшение откло-
нения слуховых объектов на частотах выше 800 Гп. На частотах выше 1,6 кГц
явление бокового отклонения слуховых объектов, как правило, не наблюдает-
ся. Наиболее просто это доказывается существованием так называемых би-
науральных биений — эффекта, который, как утверждают, был обнаружен
Томпсоном еще в 1887 г. Затем он наблюдался Петерсоном (1916), Стюар-
том (1917), Хорнбостелем (1923, 1926) и в последнее время изучался Перро
и Нельсоном (1969, 1970). Эффект состоит в следующем. Если к ушам чело-
века подвести два тона различной частоты (разность частот должна быть
небольшой), то слуховой объект «будет колебатъся> внутри головы из сторо-
ны в сторону с разностной частотой. На частотах выше 1,6 кГц эффект пол-
ностью исчезнет.
На рис. 92 приведены результаты измерений, проведенных Шерером
в 1959 г. Его эксперты должны были обнаружить введение бинауральной фа-
зовой задержки в 20 мкс. Как и ожидалось, для чистых толов с повышением
частоты процент правильных ответов постепенно уменьшался. На частоте
сигнала около 800 Гц число правильных ответов стало меньше 50%, а иа ча-
стотах выше 1,6 кГц правильных ответов не было вообще. Для частотно мо-
дулированных тонов (девнация—100 Гц, модулирующая частота — 8 Гп)
результаты были такими же, но спад кривой начинался выше 1,2 кГц.
Совершенно по-иному обстоит дело в случае октавных шумов или то-
нальных импульсов. Здесь боковые отклонения на частотах выше 1,6 кГц
распознаются не хуже, чем на низких частотах По-видимому, на этих сигна-
лах слух в состояния распознать бинауральные различия по таким крите-
103
рням, которых нет у чистых тонов и биений Такими критериями могут быть
бинауральные сдвиги огибающих сигналов.
Рассмотрпм подробнее роль бинауральных временных сдвигов огибающих
в пространственных свойствах слуха. Эксперименты могут быть построены
Рнс. 92. Распознаваемость бинау-
ральных фазовых задержек (в про-
центах) в фупкции частоты для раз-
ных сигналов, 1 эксперт.
I — чистыВ тон: 3 — чветотно-модулмро-
влкный тон; Я —тенильные импульсы; 4—
сктввный шум.
следующим образом. Эксперту подаются два сигнала (по одному иа каждое
ухо) с синфазными несущими, огибающие которых сдвинуты во времени. Та-
кие сигналы можно получить от двух амплитудных модуляторов (рис 93)’.
С помощью подобной установки проводили эксперименты Лики, Сойерс и
Черри (1958). Бергер (1965). Сакаи и Иное (1968). Несущими колебаниями
служили тоны различной частоты, огибающими — тоны или узкополосные
шумы с частотами до 1,6 кГц, а также импульсы Гаусса
Рассмотрим случаи, когда частота несущей больше 1,6 кГц. Во всех этих
случаях боковое отклонение слухового объекта в фупкции сдвига огибающих
наблюдается четко. Кривые латерализацни имеют точно такой же вид, как
если бы сдвиг получал весь сигнал. Это служит подтверждением того, что
на сигналах без спектральных составляющих до 1,6 кГц слух не реагирует иа
временные сдвиги «микроструктуры» сигналов, а оценивает только огибаю-
щую. Более того, ограниченный в пространстве слуховой объект возникает
даже тогда, когда ушные сигналы совершенно различны, ио огибающие оди-
наковы. Шуберт и Верняк (1969) показали это для двух некоррелированных
шумовых сигналов, модулированных по трапецеидальному закону. Если в ка-
честве испытательных сигналов служат два чистых тона различной частоты,
модулкроааииых по одному закону, то ощущение единственного слухового
объекта существует до тех пор, пока разность частот сигналов не превышает
определенного порогового значения (Ебата и Соне, 1968; Перр, Вряггс и Пер-
ро, 1970). Если же частоты сигналов различны, то слуховой объект распа-
дается иа два, один из которых воспринимается левым ухом, другой —
правым.
Отсюда следует, что оценке подвергается огибающая ие всего сигнала.
Сначала внутреннее ухо с доступной ему разрешающей способностью разде-
ляет спектр сигнала иа отдельные полосы и затем оценивает огибающие каж-
дой полосы. Ощущение целостного слухового объекта создается, очевидно,
лишь в случае, когда временные сдвиги огибающих совпадают во всех выде-
ленных областях спектра.
При слушании в открытом звуковом поле, когда звук падает сбоку,
взаимно сдвинутыми во времени оказываются и несущие двух сигналов и их
огибающие, хотя сдвиги, как правило, различны. Для узкой спектральной
группы, как, иапрнмер, у амплнтудио-модулированного сигнала (рис. 94),
временной сдвиг несущей вызывается фазовой задержкой, а сдвиг огибаю-
щей — групповой задержкой иа частоте несущей. Обычно бинауральные фазо-
вая н групповая задержки неодинаковы.
‘ Приведенное в начале параграфа предположение о том, что бинаураль-
ные временные сдвиги могут быть описаны только фазочастотной функцией
b(f), в данном случае, вообще говоря, несправедливо, так как амплитудные
модуляторы представляют собой нелинейные системы.
104
Для ушных сигналов, содержащих составляющие выше 1,6 кГц, никаких
противоречий нс возникает. Латерализацни происходит путем оценки оги-
бающей. По-ииому обстоит дело, когда песущая содержит составляющие
только ниже 1.6 кГц. Влияет ли огибающая на результат латерализацни, в
Рис. 93. Получение двух сигналов со сдвинутыми во времени огибающими и
синфазными несущими.
Рнс. 94 Ряс. 95
Рис. 94. Различные бинауральные временные задержки для колебания несу-
щей частоты и огибающей.
Рнс. 95. Порог смещения латерализацни Л(т=0)>.цО в случае, когда между
бинауральными сигналами нет временного сдвига (Л/ 0); чистые тоны и им-
пульсы Гаусса шириной в одну частотную группу; 5. 6 экспертов, гром-
кость 50—60 фон.
1 — несущая; 2 — огибающая; 3 — полный сигнал; 4 — чистые тоны.
данном случае зависит от формы огибающей. Сакаи и Иноуэ (1968) сообщают,
например, что при тоне 500 Гц, модулированном по амплитуде сигналом
200 Гц, эксперты ощущают три слуховых объекта, соответствующих состав-
ляющим 300, 500 и 700 Гц. Влияние огибающей при этом не обнаруживается.
Если же в спектре огибающей содержатся составляющие высших частот (для
сигналов с крутыми фронтами, скачками и т. д.), то сдвиги огибающей на-
105
чинают оказывать свое влияние и при несущих меньше 1,6 кГц (Бергер, 1965;
Шуберт и Вернии, 1969), Детридж (1961) указывает, что когда спектр ушных
сигналов содержит составляющие ниже и выше 1,6 кГц, а бинауральные
временные сдвиги огибающих и несущих различны, то слуховой объект распа
дается на две части. Однако доминирующей здесь оказывается та часть слухо-
вого объекта, которая обусловлена сдвигом огибающей (см. § 2.4.3). Если
спектр огибающей содержит более или менее выраженные составляющие
ниже 3—4 Гц, то слуховой объект кажется движущимся (Блауэрт, 1970).
Дислокация объекта в каждый данный момент времени зависит от мгно-
венного значения бинауральной разности звукового давления. Для того что-
бы можно было сравнивать значение для литерализации временных сдвигов
с различиямн других параметров сигналов необходимо оценить чувствитель
ность» слуха к бинауральным временным различиям Для этого изм ряют так
называемый порог смещения латерализации, представляющий собой мини
мальное изменение бинауральных фазовой или группой задержек (или сдви-
га по фазе), вызывающих боковые отклонения слухового объекта.
Некоторые результаты изиерений порога смещения латерализации в слу-
чае неискаженной временной задержки ушных сигналов для слуховых объек-
тов в медианной плоскости Д(тф=0)Нвп приведены в табл. 4
На рис. 95 приведены кривые порога смещения латерализации чистых
тойон в функции частоты, полученные Клумпом и Эйди в 1956 г., а также
Звнслоцки и Фельдманом в 1956 г. На рисунке приведены также результаты
измерений для импульсов Гаусса полосой в одну частотную группу получен-
ные Бергером в 1965 г. При измерениях временной сдвиг получали либо толь-
ко несущая, либо огибающая, либо весь сигнал. Видно, что при сдвиге несущей
кривая обрывается на частоте 1,5 кГц, что характерно и для чистых тонов.
Оценка слухом огибающей становится заметной уже иа частоте несущей
500 Гц и с ростом частоты становится точнее Прн неискажеииом едете
всего сигнала четкая латерализации наблюдается во всем диапазоне частот
Кприкэ и др. (1971) обнаружил», что для лолуоктавных шумов порог смеще-
ния латерализации узелнчивается почти линейно от 35 мкс на частоте 400 Гц
Таблица 4
Автор, год Вид сигнала Уровень громкости приближенно Порог смеще- ния латералн зации. мкс
Ба^лкер 1908 Тоны Данных ист 7—14
Клемм.1920 Щелчки То же 2—10
Гехт, 1922 Данных нет Около 30
Клумп. 1953 Клумп и Эйдн, 1956 Топы и шумы Щелчки Последовательность щелчков Шумы: широкополосный 150—1700 Гц 425—600 Гц 410—440 Гц 2400-3400 Гц 3056—3344 Гц Оптимальный 60—80 фон 6—12 28 11 10 9 14 19 44 62
Холл 1964 Щ лчки 80 фон 20—50
Гершкович и Дур- лах,1969 Тон, 500 Гц 50 фон 11,7
Цвиккер и Фельд кет лер «Ухо как
1 О понятии <частотная группа» см.
приемник информации». Связь, 1971.
106
до 65 мкс иа частоте 4 кГц (3 эксперта, громкость снгната около 50 фон).
Пост, Витман и Грни (1971) при изиерениях иа щелчках, спектр которых
ограничивался фильтром, обнаружили, что Д(тф-0)мив увеличивается, когда
иижняя граничная частота фильтра больше 800 Гц, т. е когда сигналы не
содержат низкочастотных составляющих (3 эксперта, громкость около
70 фон).
Эльфнер и Том си к (1968) показали, что точность оценки огибающей при
латерализации сильно зависит от крутизны фронтов сигнала. Они провели сле-
дующий эксперимент. На два уха эксперта с помощью головных телефонов
Д fu© ~0)мин
0 20 40 60дБ 80
Рис. 0в Рис. 97
Рис 96. Зависимость порога смещения латерализации Д(Тф=0)ЫиВ от длитель-
ности измерительных сигналов Эксперименты проводились с широкополос-
ными шумовыми импульсами 5 кГц), громкость около 65 фон, 5 экс-
пертов.
Рис. 97. Зависимость порога смешения латерализации Д(Тф=0)инв от уровня
звукового давления измерительного сигнала — тона с частотой 500 Гц. 8 экс-
пертов [по данным Звнслоцки и Фельдмана (1958), а также Гершковича и
Дурлаха (1969)].
синфазно подавался чистый тон с плавно нараставшим фронтом (время на-
растания от 10 до 250 мс). Сигналы каждого из телефонов включались в раз-
ные моменты времени (создавался бинауральный временной сдвиг). Резуль-
таты показали, что порог смещения латерализации зависит от длительности
нарастания сигналов. На сигналах от 600 до 6000 Гц порог смещения, латера-
лизацин изменялся при изменении длительности нарастания фронта от 6 до
38 мкс. Одни эксперт прн длительности нарастания фронта 250 мс вообще ие
смог дать показаний.
До сих пор речь шла о смещении латерализации слухового объекта вбли-
зи медианной плоскости. При боковых отклонениях объекта, вызываемых
временными сдвигами до 630 мкс, субъективная четкость объекта не ослаб-
ляется. Поэтому можно считать, что в указанных пределах мало изменяется
и порог смещения латерализации. Соответствующие эксперименты были про-
ведены Гершковичем и Дурлахом в 1969 г., а также Кэмпбелом в 1959 г. Герш-
кович и Дурлах использовали той 500 Гц, Кэмпбел — низкочастотные шумо-
вые импульсы (граничная частота 1,3 кГц). В обоих случаях было установле-
но, что при увеличении бинауральной фазовой задержки от 0 до 600 мкс
Лтфмпв также увелнчнваетси, достигая удвоенного значения.
В заключение укажем еще на два важных свойства смещения латерали-
зации при временных сдвигах бинауральных сигналов. Они состоят в том, что
порог уменьшается при возрастании уровня сигналов н при увеличении их
длительности. О первом свойстве свидетельствует кривая иа рис. 96, получен-
ная для тона 500 Гц (по Тобиашу и Церлину, 1959; Хауггасту и Пломпу,
107
1968). Такая же зависимость получена н для коротких импульсов давления
(Холл. 1964). Второе свойство иллюстрирует кривая на рис 97. Оно бытО об-
наружено также Клумпом и Эйди в 1956 г. (см. табл. 4). Попытки объяснить
этн свойства сводятся к тому, что и повышение уровня и увеличение длитель-
ности сигналов приводит к увеличению числа импульсов возбуждения нерв-
ной системы.
2.4.2. Бинауральные разности уровня
В настоящем параграфе рассматривается влияние таких признаков
бинауральных различий сигналов, которые могут быть описаны модулем
функции передачи |Л (f)] или разностью уроппей звукового давления
20 log |Л_(Г)|. Исследования строятся на следующем эксперименте. На оба
уха эксперта подается одни и тот же сигнал. Последовательно с каждым те-
Рис. 98
Рис 99
Рис 98. Способ создания бинауральной разности уровней звухового дав тения
Рнс. 99. Боковое смещение слухового объекта в функции бинаура чьной раз-
ности уровней сигнала. Широкополосный шум (отрезки с кружочками в цент-
ре) и тон 600 Гц (точки), 4 эксперта, громкость 30—50 фон.
лефоном включается аттенюатор, с помощью которого можно изменять ам-
плитуду данного сигнала, получая два сигнала с различными уровнями зву-
кового давления (рнс. 98).
Если затухание аттенюаторов одинаково, то слуховой объект лоцируется
в медианной плоскости эксперта. Если же изменить амплитуду одного из сиг-
налов. то слуховой объект переместится к уху. получающему сигнал боль-
шей амплитуды. Следоватечьио, эффект бокового отклонения слухового
объекта может вызываться изменениями бинауральной разности уровней уш-
ных сигналов. Это явление лежит в основе так называемых «нитенсивност-
ных» теорий направленности слуха1 — самых старых теорий слуховых ощу-
щений. Сторонники этих теорий (Релей, 1877; Штейн хаузер, 1877; Томпсон,
1882; Мацумото, 1897; Пирс, 1901; Штефаиини, 1922, Крайдл и Гачер, 1923)
считали, что бинауральные разности уровней звукового дав тения — важней-
шие, если ие единственные факторы, вызывающие ощущение отклонения
1 Поскольку здесь понятие «интенсивность» используется не в том смысле,
который ему придается в акустике, то впредь мы его применять ис будем
108
слухового объекта. Как сейчас известно, в действительности это ие так, хоти
не вызывает никакого сомнения тот факт, что свою роль в формирований
пространственных свойств слуха разность уровней определенно играет.
Разность уровней ушных сигналов Д£(б, <р, г, /), возникающая в свобод-
ном звуковом поле, зависит от частоты. Однако в описываемых экспериментах
по латерализацни эта зависимость ие учитывается. Ощущения боковых от-
клонений слухового объекта исследовались только в зависимости от частотно-
незавненмых разностей уровня (рис. 98). Это обстоятельство следует иметь
в виду при анализе и обобщении результатов, например при малых уровнях
звукового давления, когда составляющие одного ушного сигнала ниже слухо-
вого порога, а другого — еще воспринимаются слухом (см. рис. 73). Кктц
(1953) показал, что если бинауральная разность уровней лежит а пределах
15—20 дБ. то слуховой объект может лоцироваться «полностью сбоку* прн
любой частоте сигнала. В условиях локализации «внутри головы» это соот-
ветствует положению слухового объекта у уха, получающего сигнал с боль-
шим уровнем. Как показали Пинейро и Томии (1959), аналогичное явление
наблюдается и иа импульсах белого шума или низкочастотном шуме (верхняя
граничная частота 1,2 кГц) при бинауральной разности уровней 10 дБ. Одна-
ко к этим данным следует относиться с определенной осторожностью, по-
скольку, как отмечают все авторы, исследовавшие латерализацию, если раз-
ность уровней превышает 8—10 дБ. то уменьшаются ширина слухового объек-
та н, следовательно, эона литерализации Поэтому измерить предельную
разность уровней, соответствующую субъективной оценке «полностью сбоку»,
весьма трудно (Бекеши, 1930; Сойерс, 1964).. До тех пор, пока не достигну-
то ощущение «полностью сбоку*, отклонения слухового объекта линейно зави-
сят от бинауральной разности уровней
На рис. 99 показаны результаты измерений на шумовых импульсах и
нмпутъеах тона 600 Гц (Сойерс, 1964). Отклонения оценивались по линейной
шкале, за О принималась точка в центре головы, точка 5 соответствует откло-
нению объекта до входа в слуховой канал.
При постоянной бинауральной разности уровней латерализацни чистых
тонов зависит от частоты сигнала. Федерсен н др. доказали это эксперимен-
тами, проводимыми методом акустического эталона. Своны экспертам они ста-
вили задачу совмещать слуховой объект, перемещающийся под влиянием раз-
ности уровней, с акустическим эталоном — ориентиром. Измерения проводили
с чистыми тонами, акустическим ориентиром служит шум (полоса от 100 ДО
3000 Гц).
Дислокация акустического ориентира изменялась путем ввода бинаураль-
ных временных сдвигов. Результаты эксперимента приведены иа рис 100, из
которого видно, что в районе 2000 Гц разность уровней, необходимая для того,
чтобы вызвать определенное отклонение слухового объекта, минимальна.
В сторону меньших частот крутизна кривой больше, а в сторону больших
частот — меньше. Когда в эксперименте использовали сигналы со спектраль-
ными составляющими ниже 1,6 кГц, то эксперты, обладавшие определенным
опытом, ощущали не одни, а два слуховых объекта. При невнимательном слу-
шании они сливались в одни объект, ширина которого соответственно увели-
чивалась (Банистор, 1926, 1927). Раздельно латерализацию двух появляющих-
ся слуховых объектов исследовали Витворт и Джеффри (1961), используя в ка-
честве измерительного сигнала чистый тон 500 Гц. Акустическим ориентиром
у них служил также чистый тон той же частоты. Дислокация ориентира из-
менялась искусственным введением бинауральных временных сдвигов. Экс-
перименты показали, что одни из двух слуховых объектов сохраняет свое по-
ложение в центре головы, в то время как другой меняет свое положение
пропорпиоиалыю увеличению разности уровней (рис. 101). Таким образом,
бинауральная разность уровней сказывается только на дислокации одного из
слуховых объектов, другой же под влиянием временных бинауральных сдви-
гов сосредоточивается в центре головы. Эффект расщепляющегося слухового
объекта может наступить и тогда, когда различны по уровню спектральные
составляющие двух ушиых сигналов. Для периодических сигналов это явление
подтверждено экспериментами Тула и Сойерса (1965).
109
Для того чтобы оценить значение бинауральной разности уровней в фор-
мировании пространственных свойств слука, рассмотрим и здесь порог сме-
щения латерализации, понимая под этим минимальные изменения разности
уровня звукового давления, которые вызывают ощущение бокового отклоне-
ния слухового объекта. В табл. 5 даны результаты измерений этого порога,
проведенных несколькими авторами, прн исходной бинауральной разности
уровней 0 дБ, т.е. для слуховых объектов, лежащих в медианной плоскости.
Рис. 100. Бинауральные разности уровней, вызывающие смещения слухового
сбъекта до совпадения с акустическим ориентиром (шум полосой от 100 до
3000 Гц). 6 экспертов, громкость около 60 фон (по Федерсену и др, 1957).
Рис. 101. Боковое смещение обоих слуховых объектов, возникающих прн би-
науральном прослушивании тона 500 Гц. Громкость около 50 фои, 1 эксперт.
На рис. 102 приведены аналогичные данные для чистых топов и импульсов
Гаусса в зависимости от частоты (Мнллс, 1960; Бергер, 1965). Такне же из-
мерения на шумах с октавной шириной полосы были проведены Шерером
(1959). Результаты аналогичны случаю чистых тонов.
Рис 102. Частотные характерис-
тики порога смещения латерали-
зации при бинауральной разности
уровней 0 дБ.
Кривая а — для тональных импульсов
Гаусса (по Бергеру, 1»65). Кривая б —
для чистых тонов (по Миллсу, 1960):
длительность тона ! с. сигнал вводит-
ся постепенно; громкость Б0—€0 фон,
4—5 экспертов. На кривых указаны
длительности Импульсов.
Размывание латерализации при боковых отклонениях слухового объекта
исследовали Гаге (1935); Хохол (1957); Роуланд и Тобиаш (1967); Эльфнер
н Перро (1967); Бабков и Саттон (1969). Как можно было ожидать, расшире-
ние слуховых объектов приводит и к увеличению порога смещения латерали-
зации. Это особенно заметно иа низкочастотных тонах, распадающихся на
два слуховых объекта.
В последних трех работах попутно была проверена гипотеза Бекеши
(1930) о том, что изменение уровня одного из ушных сигналов, необходимое
НО
Таблица 5
Автор, ГОД Вид сигнала Уровень громкости, фон Порог смещения латералнзацня (приблиаительно). ДБ
Бекеши, 1930 Щелчки 40 1.5
Аптон, 1936 Тон 800 Гц 40 -60 1
Форд, 1942 Тон 200 Гц Тон 2000 Гц 50 60 1.5 0,6
Холл, 1964 Щелчки 80 1.5
Эльфнер и Перро, 1967 Тон 1000 Гц 60 2
Роуланд и Тобнаш. 1967 Тоны: 250 Гц 2000 Гц 6000 Гц 60 Б0 50 1,15 0,72 0.92
Гершкович и Дурлах, 1969 Тон 500 Гц 40-80 0.8
Бабков и Саттон, 1969 Щелчки 53 1.5
для того, чтобы вызвать боковое отклонение слухового объекта, точно соот-
ветствует мензуральному порогу различимости громкости этого же сигнала.
Данные, полученные Эльфиером и Перро и в особенности Бабковым и Сатто-
ном (рис. 103), свидетельствуют в пользу этой гипотезы, однако эксперименты
Роуланда и Тобнаша ее ие подтверждают. Общий для экспериментов трех
авторов недостаток состоял в том, что эксперты при оценке боковых отклоне-
ний слухового объекта могли по ошибке ориентироваться на изменения
громкости, поскольку варьировался уровень одного ушного сигнала.
Можно утверждать, что порог смещения латерализации зависит от уровня
(рис 103). Прн увеличении уровня до средних значений порог спадает
(Роуланд и Тобнаш, 1967; Гершкович и Дурлах, 1969). Далее на кривой на-
блюдается почти равномерный участок, на котором порог остается постоян-
ным и затем начинает опять медленно возрастать (Аптон. 1936; Холл, 1964;
Бабков и Саттон, 1969). Если слух возбуждается в течение длительного
отрезка времени, то чувствительность его уменьшается в зависимости от ха-
рактера сигнала, уровня и длительности возбуждения. Это свойство слуха
называют адаптацией или утомлением. Адаптация — быстрое уменьшение
чувствительности» наступающее уже через несколько секунд иосле начала
возбуждения и достигающее максимума через 3—5 мни. Реадаптация (т.е.
возврат слуха и исходной чувствительности) длятси от 1 до 2 мни. Утомление
наступает при возбуждении слуха громкими сигналами, а также при длитель-
ных возбуждениях. Для восстановления чувствительности слуха после утом-
ления требуются более длительные паузы. Переход от адаптации к утомлению
плавный.
Оба эти явления имеют определенное значение для латерализации при
бинауральной разности уровней звукового давления. Дело в том, что в рас-
111
сматриваемых условиях уши принимают сигналы различного уровня п то из
них, которое получает более громкий сигнал, уменьшает свою чунствитель-
иосгь в большей степени, чей противоположное ухо. Но это означает также,
что боковое отклонение слухового объекта при длительном слушании сигнала
уменьшается. Слуховой объект смешается к середине (Урбаичич, 1881; Том-
сон, 1869; Бекеши, 1930).
Этот эффект может быть использован для измерения адаптации (Врайт,
1960). Сначала измерительный сигнал подается па одно ухо. После того, как
ухо адаптируется, сигнал переключается на другое ухо. После адаптации
Рис. 103. Зависимость порога раз-
личимости громкости (кривая а)
и порога смещения латерализа-
цнн (кривая б) от уровня гром-
кости изменяемого сигнала Ис-
пытательный сигнал — щелчки
2 эксперта.
второго уха слуховой объект смещается в медианную плоскость. Измеряется
отрезок аремени от начала возбуждения второго уха до наступления эффекта
смещения слухового объекта в медианную плоскость.
Из работы Эльфнера и Перро (1965) следует, что естн слуху сообщать
звуки с различными уровнями в течение 2 ч, то наступающие эффекты лате-
рализации уже нельзя объяснить только адаптацией и утомлением. Иногда
наступает эффект смещения слухового объекта в сторону уха, получающего
более громкий сигнал. Причины этого явления пока не выяснепы.
Если искусственно повысить чувствительность уха, например, хирурги-
ческим путем (Петцольд, 1890; Резер. 1965) или с помощью капсюля-усили-
теля, вставленного в слуховой канал (Бауэр и др., 1966), то эффект смещения
слухового объекта в сторону уха с более интенсивным возбуждением в первое
время усиливается. Но через какое-то время (часы, дни, недели) эффект
полностью исчезает и симметрия слуха восстанавливается. Здесь, по-видимому,
сказывается фактор «переучивания», поскольку «время привыкания» (см. вы-
ше) путем соответствующих тренировок может быть сокращено (Бауэер и др.,
1966).
Таким образом, мы установили, что латералнзация при бинауральной
разности уровней звукового давления изменяется со временем. Эти измене-
ния могут быть как кратковременными, обусловленными, например, адапта-
цией и утомлением, так и длительными — существующими в течение всего
времени «обучения».
Следует учесть, что иа оценке слухом бинауральной разности \ ровней
звукового давления сказывается и различие чувствительности ушей как ин-
дивидуальное свойство экспертов. Практически взаимосвязь между индиви-
дуальными различиями чувствительности (конечно, в определенных пределах)
и особенностями оценки бинауральной разности уровней пока ие доказана
(Сандель и др., 1955; Бергман, 1967; Шоель и др., 1961; Ферри и Колпнз.
1911). Возможно, в этом проявляется свойство механизма оценки разности
уровней приспосабливаться путем тренировки к особенностям чунствнте тьно-
стн слуха.
2.4.3. Взаимодействие временных и амплитудных бинауральных
различий
Ощущение слухового объекта в боковых направлениях может возникнуть
лишь при различных ушных сигналах, возникающих в результате огибания
звуковой волной головы слушателя, экранировки и резонансных явлений
у головы и во внешних ушах. Влияние иа слух этих очень различных по ха-
рактеру различий сигналов можно исследовать с поиощью экспериментов
латерализации. Ранее было показано, что рассмотренные бинауральные раз-
личии ушных сигналов можно разделить иа следующие два класса, предела-
у
го so ооо гоо ооогцо г s w го кГц
Рис. 104 Частотные области, в которых слухом оцениваются определенные
признаки бинауральных различий сигналов
оценка бинауральных разностей уровня звукового давления: 2 — бинауральные вре-
менные сдвиги несущей; 3— бинауральные временные сдвиги огибающей.
внтели каждого из которых могут вызвать ощущение боковых отклонений
слуховых объектов: бинауральные временные сдвиги и бинауральные разно-
сти уровней.
Класс бинауральных временных сдвигов разделяется на два подкласса.
Дело в том, что слух способен оценивать временные сдвиги как иес}щих коле-
баний, так и огибающих ушных сигналов. На рис. 104 графически показаны
области спектра частот, в которых свое действие могут оказывать бинаураль-
ные временные сдвиги огибающих и разность уровней. Сдвиги несущих ока-
зывают влияние только в области частот ниже 1,6 кГц. Сдвиги огибающих,
напротив, теряют свое влияние с уменьшением частоты несущей; нижняя
частотная граница этого влияния зависит от формы огибающей. Что касается
бинауральной разности уровня звухового давления, то она оценивается слу-
хом во всем диапазоне звуковых частот.
В условиях «естественного» пространственного слушания бннаурачьные
различия сигналов, как правило, содержат признаки разных классов и под-
классов. Поэтому встает вопрос о долевом значении каждого из классов и
о их взаимодействии. Бинауральные временные и амплитудные различия
одинаково влияют на дислокацию слухового объекта: оба вызывают эффект
его бокового отклонения. Поэтому для сравнения этих двух факторов целе-
сообразно поставить вопрос о том, какие временные сдвиги по оказываемому
воздействию эквивалентны разностям уровня звукового давления и, наоборот,
какие разности уровня эквивалентны временным сдвигам.
Для измерений этой эквивалентности часто применяют разработанный
Клеимом (1920) и Виттманом (1925) метод взанмокомпенсацни временных и
амплитудных различий. В ходе эксперимента создаются заранее известные
временные и амплитудные различия сигналов, вызывающие ощущение боко-
вого смещения слухового объекта на некоторое значение. Затем слуховой
объект, так же искусственно, «возвращается» а исходное положение н изме-
ряются те встречные изменения амплитудных н временных различий, которые
вызывают ощущение обратного смещения объекта в медианной плоскости.
Получаемое в результате измерений отношение временных различий
к эквивалентным различиям уровня звухового давления в мкс/дБ называют
8—810
113
коэффициентом компенсации. Обзор результатов большого числа эксперимен-
тов сделай Резером (1965) Полученные коэффициенты компенсации лежат
в пределах от 2 до 200 мкс/дБ. Такой большой разброс результатов нельзя
объяснить только неточностью измерений, вообще присущей методу компен-
саций. Этот разброс необходимо учитывать (Гершкович и Дурлах. 1969).
Совершенно очевидно, что взаимное влияние бинауральных временных и ам-
плитудных различий весьма дифференцировано и поэтому не может быть
охарактеризовано одним единственным коэффициентом.
В последнее время слуховые эксперименты методом компенсации на им-
пульсных сигналах проводились многими авторами (Давид, Гуттман и Ван
Рис 105. Типичные кривые компенсации, полученные при использовании широ-
кополосных щелчков различного уровня в качестве измерительного сигналя
(по Давиду, Гуттману н Ван Бергейку, 1959).
Бергейк, 1959; Дитридж н Хирш, 1959; Кайдель н Виганд, I960; Харрис,
1950) Установлено, что коэффициент компенсации зависит от громкости.
Громкие сигналы требуют для компенсации бинаурального временного разли-
чия большей разности уровней звукового давления, чем тихие.
На рис. 105 приведены часто упоминаемые в литературе кривые Давида
и др., из которых эта зависимость четко видна. Характеристики компенсации
(сугубо нелинейные) с увеличением громкости сигнала становятся более по-
логими. В своих экспериментах Давид и др. использовали сигналы двух видов:
щелчки, получавшие взаимный бинауральный сдвиг фаз, независимый от
частоты, и шумовые бинаурально не коррелированные импульсы (использо-
вали два генератора шумов). Одинаковыми по форме были только огибающие,
которые могли сдвигаться во времени относительно друг друга. Примечатель-
но, что для обоих видов сигналов кривые компенсации получились почти
одинаковыми.
Дальнейшие исследования зависимости кривых компенсации от громкости
провел Харрис в I960 г. В ходе экспериментов СП с помощью фильтра верхних
частот ограничивал сверху частотную полосу шумовых импульсов, предла-
гавшихся для прослушивания. Он установил, что зависимость кривых ком-
пенсации от громкости измерительного сигнала наступает лишь в тех случаях,
когда его спектр содержит частоты выше 1,6 кГц. Если спектр измеритель-
ного сигнала ограничивать сверху более низкой частотой, то спад кривых
компенсации начинается прн меньшнх громкостях (рис. 106). Есть основание
предполагать, что зависимость компенсации от громкости связана с оценкой
слухом бинауральных сдвигов огибающей, так как она касается только слгна-
114
лов с такими составляющими, на которых исключена оценка временных
сдвигов несущего колебания.
Результаты компенсационных слуховых экспериментов показывают, что
степень влияния бинауральных временных сдвигов и разностей уровня ушных
сигналов иа свойства слуха зависит от вида звуковых сигналов. Бинаураль-
ная разность уровней оказывает наибольшее влияние в тех случаях, когда
сигнал содержит составляющие выше 1,6 кГц и громкость звука мала.
Для упрощения анализа сложных взаимодействий временных и амплитуд-
ных различий принято считать, что процессы в центральной нервной системе
мс
-0,5 -
1*Гц 1,4 кГц
05
Z кГц 2,8 кГц Ц кГц
О
1,0
Рис. 106. Типичные кривые компенсации узкополосных щелчков с уроанем
звукового давления 20 дБ (сверху показаны верхние граничные частоты).
при ощущении отклонения слухового объекта одинаковы независимо от того,
различаются ли ушные сигналы по времени нлн уровню. При таком допущении
роль признаков обоих классов и, следовательно, коэффициента компенсация
определяется только свойствами тех внешних органов слуха, в которых вы-
рабатываемая по временным или амплитудным различиям информация об
отклонениях объекта преобразуется в форму, поступающую в центральна
нервную систему.
В литературе обсуждаются две группы гипотез, основанных иа приведен-
ной упрощающей предпосылке. Согласно первой группе принято считать, что
отклонение слухового объекта распознается нейтральной нервной системой
только по временным сдвигам нервных импульсов, поступающих от двух ушей
(Б. Джефри, 1948; Китц, 1957; Днтридж и Хирш, 1959; Резер, 1960; Сойерс
и Линн 1968 и др.). Таким образом, в этой группе гипотез ведущая роль
приписывается временным различиям ушных сигналов и, следовательно, сдви-
гам нервных импульсов. Тот факт, что различия ушных сигналов по уровню
также приводят к ощущению смещения слуховых объектов, объясняется до-
полнительными эффектами, два из которых приведены иа рнс. 107, а.
1. Эффект маскировки. Нервная клетка посылает свой импульс с опреде-
ленной временнбй вздержкой, которая увеличивается с уменьшенном ампли-
туды входного сигнала. Если ущи принимают сигналы различного уровня, то
время задержки оказывается меньшим для импульса того уха, сигнал у кото-
рого сильнее, и поэтому идущие от него нервные импульсы достигают мозга
раньше импульсов другого уха.
2. Пороговый эффект. Два сигнала одинаковой формы, ио различные по
амплитуде превышают порог реагирования и разные моменты времени. Сигнал
с большей амплитудой и в данном случае возбуждает нервный импульс рань-
ше другого сигнала.
Существует предположение о том, что центральная нервная система вы-
рабатывает усредненную временную задержку по типу скользящей перекрест-
ной корреляции (Ликлидер, 1956, 1962; Сойерс и Черрн, 1957; Грубер, 1967
и др.). Более подробно об этом см. § 3.1.1.
8*
115
Вторая группа гипотез основана иа предпосылке О том, что ощущение
отклонения слухового объекта вырабатывается в результате оценки частоты
следования импульсов, поступающих от ушей в центральную нервную систе-
му (Б. Боринг, 1926; Матцкер, 1958; Ваи-Бергейк, 1926; Эленер и Томсик,
1958: Перро, 1969). В этих условиях первичными признаками должны служить
бинауральные разности уровня звукового давления, поскольку громкпй сигнал
возбуждает большее число нервных клеток, чем слабый. Для того, чтобы
оценке слухом подвергались также и временные различия, они должны пре-
образовываться в различия уровней. На рис 107,6 приведены две возможные
схемы таких преобразований;
Латентный эффект
Нервная клетка
Вход •—-ч. Выход
_П_ ; -^0_______________£
^0 to + ZL
а) 1 2
Пороговый з/рфект
Контралатеральное торможение Эффект нарастания фронта
ДЛЛ/1/1 „ С „ ДДДДД, f
vuVI/v ° ? ° uvvVl/ 1
t/t/U °" у-1 ° vvv ’ Справа
i) г° авансу
Рис. 107. Схемы некоторых преобразований сигналов в слуховом аппарате,
а — преобразование разности уровней во временную задержку; б — преобразование вре-
менной задержки в разность уровней.
1 Двустороннее (коитрлатеральное) торможение. Импульсы уха, возбуж-
денного первым, попадают иа противоположное ухо или в соответствующий
ему нервный канал, где и уменьшают чувствительность.
2 Нарастание фронта. Во время нарастания ушных сигналов и их огибаю-
щих существующих временной сдвиг на короткое время вызывает к бинау-
ральную разность уровней. Более подробно обе группы гипотез описаны
в литературе по физиологии слуха (Б. Розенцвейг, 1961; Шварцкопф, 1962,
1968; Кайдель, 1966 и Днтридж, 1966).
Против абсолютной справедливости каждой из упомянутых групп гипотез
имеются веские возражения. Так, например, против теорий временных задер-
жек свидетельствует тот факт, что при проведении слуховых экспериментов
с балансированием (уравниванием) создаваемые искусственно временные за-
держки и опережения уже ие позволяют вернуть слуховой объект в медиан-
ную плоскость в случае, когда бинауральная разность уровней превосходит
25 дБ (Сайерс и Черри, 1956; Гутман, 1962). Графики латерализации для
этого случая приведены на рис. 108 (по оси ординат отложены боковые сме-
щения слухового объекта). Теория разности уровней ие может полностью
объяснить оценку слухом сдвигов огибающих. Ее необходимо дополнить
объяснением о том, почему при оценке огибающих учитываются только на-
растающие фронты сигналов. Это может происходить, например, благодаря
дифференцированию слухом огибающих или других функциональных реакций
116
нервной системы (Франссел, 1963). Болес глубоко эти представления пока не
проработаны.
Кроме того, не обосновано предположение о том, что центральная
нервная система не может различать бинауральные временные сдвиги и раз-
ности хровией звукового давления. С ббльшим основанием можно предполо-
жить. что в центральную нервную систему раздельно в кодированном виде
иаправзяются по меньшей мерс два вида информации. Один нз лих касается
бинауральных сдвигов несущих колебаний, другой-—разности уровней зву-
кового давления и (или) сдвигов огибающих. Этот вывод вытекает нз сле-
дующих наблюдений.
Рис. 108. Кривые латерализации для случая частотно-пезависнмого
бинаурального временного сдвшан одновременной компенсирующей
бинауральной разности уровней (справедливы для широкополосных
сигналов].
1 — AL—0 дБ: 2 — A£=—5 дБ (слева громче]; 3 —АД—25 дБ (слева гром-
че).
Иссчедовате in всегда отмечали, что в экспериментах, проводимых мето-
дом }равиипанкм, ощущения экспертов ие такие, как в случае диетического-
слушанпя. В последнее время это наблюдение подтверждено и систематизи-
ровано измерениями Гафтера н Карьера, 1969. Слуховой объект кажется ши-
роким и размытым или даже распадается иа две части, особенно при больших
(несколько децибе i) бинауральных разностях уровня. На это мы уже указыва-
ли ранее, в § 2.4.2.
Здесь можно еще раз сослаться на упомянутую ранее работу Витворта и
Джеффри (1961). В своих экспериментах эти авторы (как до них Мучекяи и
Джеффри) несколько из и ей или классический метод балансирования. Слуховой
объект балансировался ие по центру головы, а по положению акустического
ориентира. Участвовавшие в экспериментах опытные эксперты могли прово-
дить это уравнивание раздельно но двум слуховым объектам. На рис 109 при-
ведены типичные результаты таких экспериментов. Сами авторы трактуют их
следующим образом (в свободном переводе): «Эксперты ощущали два слу-
ховых объекта Боковое смещение одного из них зависечо, во первых, от
бинауратьных временных различий и. во-вторых (в ботьшей степени), от би-
науральной разности уровней. Боковое смещение второго объекта определя-
лось почти исключительно бинауральными временными различиями». Один
объект они назвали «иитенсивностпым», другой — «временным».
Гафтер и Джеффри (1968* расширили эти эксперименты, использовав то-
нальные импульсы частоты 500 Гц и щелчки (спектральная плотность энергии
была сосредоточена а окрестности 2,5 кГц). И в экспериментах с такими дву-
мя сигналами временная и нптенсивиостная составляющие слухового объекта
воспринимались раздельно. Для щелчков определялась зависимость коэффи-
циента компенсация обеих состав чг.ющих от звукового дав пения. Из рис. 110
следует, что дтя временной составляющей коэффициент компенсации с уве-
117
личеннем звукового давления практически остается неизменный, для янтен-
снвиостной — с увеличением звукового давления уменьшается.
Если сравнить эти результаты с результатами исследований Давида и
др., Харриса (см. рнс. 105 и 106), то можно сделать следующие выводы
(Блауэрт, 1972). Для низкочастотных сигналов с составляющими ие выше
1,6 кГц боковое смешение слухового объекта определяется, очевидно, <гвре-
менибй» составляющей. Влияние бинауральных различий уровня при этом не-
значительно (максимальный коэффициент компенсации около 40 мкс/дБ). Для
сигналов с составляющими выше 1,6 кГц ннтенснвностная составляющая пре-
Рис. 1Q9 Рис. но
Рис. 109. Боковое смещение двух составляющих слухового объекта, возника-
ющих при бинауральном прослушивании тона с частотой 500 Гц (сплошная
линия—'Временная составляющая, пунктирная — ннтенснвностная). Измере-
ния проведены с помощью акустического ориентира, громкость около 50 фон,
бинауральная разность фаз сигнала: кривая а—270 мкс; 6—180 мкс; в —
90 мкс; д—0 мкс.
Рнс. ПО. Завнснмостн коэффициента компенсации временной (сплошная ли-
ния) я ннтенсявностной (пунктирная) составляющих, полученные в экспери-
ментах уравнивания прн использовании широкополосных щелчков, 3 эксперта.
валнрует и в случаях, когда сигнал содержит н низкочастотные составляющие.
Смещение «интенсивностной» составляющей при этом определяется бинау-
ральными сдвигами огибающих н различиями уровней звукового давления
сигналов. Коэффициент их взаимной компенсация лежит в пределах от 290
до 70 мкс/дБ. Пря увеличении громкости он уменьшается.
Более подробно значение временной н интенсивностной составляющих для
физиологии внутреннего уха мы здесь рассматривать ие будем. По этому
вопросу мы отсылаем читателя к работам Витворта я Джеффрн, Гафтера и
Джеффри. Укажем, однако еще па два исследования, проведенных Джеффрн
и Мак-Фаденом (1971), Мак-Фаденом, Джеффри я Эрмсем (1971), из которых
•следует, что значение обеих рассматриваемых составляющих может быть раз-
личным у разных экспертов.
Сравнение динамических свойств слуха при оценке бинауральных времен-
ных различий и разности уровней звукового давления показывает, что меха-
низм образования интенсивностной составляющей, по-видимому, менее
инерционен, чем временнбй (Блауэрт, 1970). Форма ушных сигналов, с кото-
рыми проводились эксперименты, показана на рис. 111. К ушам эксперта под-
водились две последовательности импульсов, модулированных по амплитуде
118
или фазе При низких частотах модуляции у эксперта создается впечатление
качания слухового объекта внутри головы. Если частоту модуляции увеличи-
вать, то после превышения некоторого ее порогового значения ощущение
качания объекта постепенно исчезает.
Минимальный временной сдвиг, необходимый для того, чтобы вызвать
ощущение перемены сторон дислокация слухового объекта при бинауральной
разности уровней сигналов, составляет в среднем 162 мс, при бинауральном
сдвиге фаз — около 207 мс (импульсы частотой следования 80 Гц, громкость
около 60 фон, 40 экспертов).
Рнс. 111. Ушные сигналы для
исследования инерционности
механизма латерализацни.
а — модулирующий сигнел; б — уш-
ные сигналы, модулированные по
амплитуде: в — ушные сигналы,
модулированные по фазе.
Исходя из современных знаний механизма оценки слухом бинауральных
временных сдвигов и разностей уровня звукового давления, из результатов
экспериментов по латерализацни можно сделать ряд выводов.
Слуху свойственны по меньшей мере два метода оценки, функционирую-
щие совершенно независимо друг от друга. Первый оценивает бинауральные
временные сдвиги несущих колебаний ушных сигналов н формирует ощуще-
ние боковых смещений слухового объекта лишь тогда, когда сигналы не
содержат составляющие выше 1,6 кГц. Второй характеризует бинауральные
различия уровней звукового давления и бинауратьные временные сдвиги
огибающих. Его влияние иа ощущение смещения слухового объекта преобла-
дает в случаях, когда спектр сигнала насыщен составляющими выше 1,6 кГц.
Второй метод варнантен во времени; на него может повлиять тренировка
слуха (см. § 2.4.2 в Хельд, 1955). Что касается первого метода, то по наблю-
дениям автора вариантность его во времени пока не доказана. Относительная
К»ль каждого из методов может быть различной для разных индивидуумов.
ервый, по-видимому, инерционнее второго.
Эти выводы справедливы только для латерализацни. В отношении лока-
лизации и, следовательно, направленности слуха в открытом звуковом поле
можно сделать следующие выводы. Поскольку подавляющее большинство
119
звуковых сигналов в повседневной жизни (речь, музыка, шумы окружающей
среды) содержат составляющие выше 1,6 кГц, то решающая роль в выра-
ботке слухом ощущения направления к объекту должна быть признана за
вторым методом. Следовательно, бинауральные разности уровня звукового
давления и сдвиги огибающих ушных сигналов — это важные бинауральные
признаки
В датьнейшнх рассуждениях будем опираться на характеристики би-
науральных функций передачи, поскольку именно они описывают возникаю-
щие прн естественном слушании бинауральные различия сигналов. Графики
на рнс. 55 и 57 показывают, что и средние разности уровней, и средние фазо-
вые я групповые задержки пря увеличении боковых отклонений источника
Рнс. 112. Сравнение бинаураль-
ных разностей уровня AL(A(<p—
=0)н>я] и фазовых задержек
Хф[А(ф«0)цан], соответствующих
минимально заметным боковым
смещениям объекта, с кривыми
порога смещения латерализации
Д(Д£=0) мян Н Д(Тф=0)«ж». Спра-
ведливо для непрерывных тонов
в узкополосных тональных им-
пульсов (по Миллсу, 1960).
звука становятся большими. Следовательно, по своему влиянию на ощущение
бокового отклонения слухового объекта они действуют однонаправленно.
Частотная зависимость бинауральной разности уровней звукового давления
для всех направлений прихода звука имеет тенденцию увеличения с ростом
частоты. В первом приближении можно считать, что средняя разность уровней
тем ботыпе, чем больше энергии сигнала сосредоточено в области верхних
частот.
Анализ влияния бинауральных сдвигов огибающих яа локализацию более
затруднителен, поскольку нх нельзя непосредственно выделить из бинаураль-
ной функции передачи. Здесь, однако, можно исходить нз того, что во внут-
реннем ухе спектр сигнала разделяется на полосы, в которых огибающие
оцениваются слухом отдельно. Бинауральный сдвиг огибающих спектральных
полос может быть описан (приближенно) групповым временем задержки в со-
ответствующей частотной области. Вопрос о том, каким образом результаты
оценок слухом отдельных спектральных полос участвуют в суммарной оценке,
пока изучен недостаточно. Есть основания полагать, что сдвиг огибающих
в области наибольшей плотности энергии учитывается с большим коэффици-
ентом оценки (Фланаган и др., 1963).
Из сказанного выше вытекает, что угол бокового отклонения слухового
объекта прн неизменном угле прихода звуковой волны может зависеть от
вида енгпала (см. рис. 22). Вопрос о том, распознает ли и учитывает слух
пря локализации характерные изменения бинауральных функций разности
уровней и групповых задержек, изучен мало. К настоящему временя доказано
лишь» что если в частотной характеристике групповой задержки имеются про-
валы нли выбросы, то слуховой объект меняет дислокацию н локализация
становится более размытой. Прн этом, правда, не учтен случай восприятия
звуков в открытом звуковом поле (Ликлндер и Вебстер, 1950; Шредер, 1961:
Блауэрт, Хартмап н Лаве, 1971).
В старых литературных источниках часто можно найти суждение, полу-
ченное в результате исследований с использованием непрерывных тонов: прн
локализации широкополосных шумов временные сдвигя н разности уровней
оказывают свое действие совместно, причем низкочастотные составляющие ло-
120
кал поются по опенке временных сдвигов несущих, а высокочастотные — по
разно! тн уровней. Графики на рнс. 112 иллюстрируют это.
На рисунке (штриховой линией) показаны приведенные ранее частотные
характеристики порога смещения латера тизация для бинауральных временных
сдвигов и разностей уровня (см. рнс. 95 н 1С2). справедливые для случая
непрерывных тонов. Две другие кривые получены следующим образом. Прямо
перед экспертом был установлен громкоговоритель, который мог перемещать-
ся. В эксперименте измерялось минимальное боковое смешение громкоговори-
теля, вызывавшее ощущение смещения слухового объекта. Затем по этим ми-
нимальным смешениям рассчитывались бинауральные временные и амплитуд-
ные различия ушных сигналов. В результате быля получены две кривые
(сплошные линии). Из графика видно: в области нижних частот крявая порога
смешения латерализации пря бинауральных временных сдвигах близка к ча-
стотной характеристике временных различий, соответствующих минимально
воспринимаемым смешениям громкоговорителя.
На верхних же частотах, напротив, совпадающими в определенной обла-
сти частот оказываются кривая порога смещения латерализации при бинау-
ральных разностях уровней и кривая разности уровней, соответствующих
минимально воспринимаемым смещениям громкоговорителя. Таким образом,
подтвержден вывод о том, что в случае непрерывных тонов нижние частоты
латералкзуются и соответственно локализуются по разностям фаз, а верхние
частоты— по разностям уровней. Одпако распространить этот вывод на любые
сигналы нельзя, поскольку ие учтены бинауральные сдвиги огибающих,
а временные сдвиги несущих и разности уровней рассматриваются как равно-
ценные факторы. В действительности же направление иа слуховой объект
в случае широкополосных сигналов определяется преимущественно интенсив-
костной составляющей, т.е. по разностям уровня я сдвигам огибающих.
В заключение рассмотрим роль бинауральных признаков сигналов в ди-
станционных свойствах слуха. В § 2.2.2. было указано, что бинауральная
функция передачи зависит ие только от угла прихода звука, но и от удаления
его источника. Эту зависимость бинауральных признаков ушных сигналов от
удаления нсточнииа звука называют также акустическим паралаксом. Вспом-
ним здесь графики на рнс. 46—48, из которых вытекает, что зависимость би-
науральных признаков ушных сигналов от удаления источника звука оказы-
вается наибольшей при приходе звука во фронтальной плоскости (<р=90° и
<р=270в).
Исходя из физического эффекта акустического паралакса, многие авторы
высказали предположение о том, что слух при выработке ощущения расстоя-
ния до объекта наряду с монауральными учитывает также бинауральные прн
зяакн сигналов (Томпсон, 1882; Хорнбостель, 1923; Вудворт и Шлосберг, 1954,
Хирш, 1968). По-вяднмому, это предположение соответствует действительно-
сти. Так, яапрнмер, Фельдман в 1972 г. показал, что если при днхотической
подаче сигнала создается только временная задержка около 1 мс. то слухо-
вой объект лоцируется недалеко от головы. Если же дополнительно соз-
дать и разность уровней, то слуховой объект приближается и самой голове
и может даже лоцироваться внутри нее.
Укажем далее еще на одни эффект, который более подробно рассмотрен
в § 3.1.1. Если эксперту подавать одинаковые, ио сдвинутые по фазе на 180°
сигналы от двух громкоговорителей, расставленных слева н справа, то н
тогда слуховой объект лоцируется очень близко к голове ялн даже внутри
нее. Этот эффект наступает только тогда, когда громкоговорители удалены от
эксперта на несколько метров Для изучения этого эффекта Хансон и Кок
(1957) в своих экспериментах учитывали только те бинауральные различия
сигналов, которые могут возникнуть в таких условиях (см. § 3.1.1.).
Поскольку эффект акустического паралакса зависит от угла прихода зву-
ка, то можяо было бы предположить, что и локализация и неточность лока-
лизации при слушания отдаленных источников также зависят от угла прихода
звука. Однако результаты экспериментов однозначно это предположение не
подтверждают. Штарк и Гравфорд (1909) установили, например, что не-
точность локализации дистанции не зависит от угла прихода звука. Юнг
121
(1931), напротив, обнаружил, что при постоянном удалении источника кажу-
щаяся дистанция до слухового объекта оказывается зависимой от у г та при-
хода звука. Эксперименты проводились на установке, подобной приведенной
из рнс. 119 (Псевдофон). Другие эксперименты проводили Вернер (1922),
Кохран, Труп и Симпсон (1968), Гарднер (1969), а также Хольт и Тур нов
(1969). Результаты экспериментов Вернера, Гарднера, Хольта н Турлова
указывают на существование зависимости точности локализации от утла
прихода звука, а в экспериментах Кохрана и др. эта зависимость не обнару-
жена. Вернер заметил, правда, что когда звук приходит спереди, то неточ-
ность локализации расстоянии оказывается меньшей, чем в случае его при-
хода сбоку. Но этот вывод противоречит эффекту акустического парадакса.
Таким образом, этот комплекс вопросов не может рассматриваться как пол-
ностью разрешенный.
2.5. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
Предыдущие параграфы были посвящены анализу пространственного
слуха для двух граничных условий:
1. Рассматривались только взаимосвязи между направлением на слу-
ховой объект н кажущимся расстоянием до пего с параметрами звуковых
сигналов у барабанных перепонок.
2. Во всех исследованиях предполагалось, что эксперты не меняют поло-
жение головы относительно источника звука либо сами, либо с помощью
специальных устройств. В некоторых экспериментах сигналы подавались
через головные телефоны.
Иначе говоря, рассматривались только те входные параметры, на кото-
рые для оценки своих ощущений эксперты могли реашровать в системе, изо-
браженной на рнс. 30. Головные телефоны создавали на входах слуховых
каналов такпе же сигналы, какие ранее в этпх точках принимались микрофо-
нами-зондами.
Из сказанного выше можно видеть, что в этих условиях слух при фор-
мировании ощущения места слухового объекта учитывает как монауральные,
так и бинауральные признаки ушных си та лов Под монауралъными здесь
понимаются в основном временные сдвиги и разности уровней различных
спектральных составляющих одного ушного сигнала, а под бинауральными —
временные сдвиги н разности уровней соответствующих спектральных состав-
ляющих двух ушных сигналов.
Из экспериментов с использованием одинаковых ушных сигналов выте-
кает, что монауральные признаки сигналов участвуют пря формировании
слухом ощущений направления к слуховому объекту в передней и зад-
ней медианных полуплоскостях, т. е. угла возвышения и дистанция. Бина-
уральные признаки учитываются слухом прн формировании ощущения от-
клонений стухового объекта во фронтальной плоскости. Можно считать спра-
ведчнвым (хотя и ие полностью доказанным) вывод о том, что в форми-
ровании ощущений направления к слуховому объекту в любом направлении в
на любой дистанции совместно участвуют монауральные и бинауральные
признаки сигналов.
Прн слушании в открытом звуковом поле, когда эксперт может свободно
поворачивать голову, а окружающее его пространство хорошо освещено, в
расположении эксперта имеется целый ряд других признаков, оценивая ко-
торые оп может де чать суждения о месте расположения источника звука. Эти
дополнительные параметры локализация и рассматриваются в следующих па-
раграфах.
2.5.1. Моторные модели слуха
Передаточные функции наружного уха являются функциями местополо-
жения источника звука. Линейные искажения, которые звуковые сигналы пре-
терпевают на пути к барабанной перепонке, зависят от направления на ис-
точник звука и расстояния до пего. Если эксперт во время прослушивания
122
звукового сигнала перемещает голову относительно источника звуиа, то соот-
ветственно меняются монауральные я бинауральные признаки сигналов у
барабанной перепонки. Теория (модели) пространственного слуха, описываю-
щие взаимосвязи между местом слухового объекта и изменениями ушных
сигналов во времи движений головы, называются моторными моделями (мо-
дели поворота).
Моторные модели описывают такие изменения слухового восприятия во
время движения головы, особенно — громкости и тембра, по которым эксперт
может судить о местоположении источника звука. Часто можно наблюдать,
как эксперты с одним здоровым ухом, используя, очевидно, приобретенную в
результате тренировок способность оценивать динамические изменения гром
кости и тембра слуховых объектов, совершают характерные движения голо-
вой для определения напоавления к источнику звука (Брунцлов, 1925, 1939;
Мейер-Готесберге, 1940; Кленш, 1949 и др.). Однако до настоящего времени
не подвергался исследованию вопрос о том, каким образом движение головы
люден с односторонним слухом коррелируется с местом слухового объекта.
Характерные движения головой прн слушании пространственных звуков
можно наблюдать и у экспертов со здоровым слухом. При этом можно раз-
личить два вида движений.
1. Непроизвольный (рефлекторный) поворот головы в сторону слухового
объекта, т. е. в направления вероятного расположения источника звука. Био-
логический смысл таких движений очевиден. Они возникают, поскольку до
начала движении в сознании эксперта существует более или менее точио ло-
кализованный слуховой объект. Локализация прн повороте головы обостряется
потому, что слуховой объект помещается в створ максимальной чувствитель-
ности слуха.
2. Движения пеленгации, совершаемые сознате тьно. Цель их состоит, оче-
видно, в том, чтобы на основе дополнительной информация более четко лока-
лизовать в пространстве слуховой объект. Во время такого движения острота
локализации слухового объекта обычно повышается. К тому же в зависимости
от обстоятельств слуховой объект во время движения может изменить свое
положение, переместившись спереди назад, вверх и т. д.
Ниже будут рассматриваться в основном движения второго вида.
Первое признание моторные модели слуха получили как дополнения к
теории временных сдвигов, разработанной Хорнбостелем и Вертхаймером
Рис. 113 Рнс. 114
Рис. 113. Согласно модели Хорнбостеля — Вертхаймера геометрическое место
точек, разность пути которых до правого (/) н левого (2) уха одинакова,
в горизонтальной плоскости образует пшерболу (а), а в пространстве (на
больших расстояниях) —коническую поверхность (б>.
Рис 114- Изменения бинауральных различий ушных сигналов прн движениях
головы (они противоположны для звуковых волн, приходящих спереди н
сзади).
123
(1920). Оин предложили рассматривать уши в системе бинаурального звуко-
приемника в виде двух точек, отстоящих в пространстве одна от другой па
расстоянии 21 см (см. § 2.2.2). В такой модели разность путей звука от всех
источников, расположенных по гиперболе в горизонтальной плоскости, будет
одинаковой для всех точек (рис. 113). С ледовательно, звуковые волны, исхо-
дящие из любой точки гиперболы, будут доходить до обоих ушей с постоянной
задержкой. Если представить гиперболу се расходящимися асимптотами и рас-
сматривать модель в пространстве, то геометрическим местом соответствующих
точек рапной задержки будет поверхность конуса. Прн очень малых затержках
поверхность конуса переходит в медианную плоскость. Отметим, что в модели
Хорнбостеля н Вертхаймера (как, впрочем, и в других) голова рассматривается
как жесткий шар, бинауральные временные различия неодинаковы по направ-
лениям прихода звуковых волн.
Первым, кто указал на способность слуха независимо от этой анизотропия
разностей пути правильно определять направления прихода звука (благодаря
движениям головы), был Ван Соест (1929). Принцип его рассуждений показан
на рис 114 Есди принять, что бинауральные различия сигналов равны нулю,
т е что звук поступает па обе барабанные перепонки одновременно и с оди-
наковым уровнем то в медианной плоскости направления прихода звука мо-
«ут быть любыми, а в горизонтальной — строго сзади (/) и спереди (2).
Если эксперт поворачивает голову относительно вертикальной осп вправо,
то ближе к источнику звука, находящемуся спереди, оказывается левое ухо,
а к источнику звука, помешенному сзади, — правое. Следовательно, изменения
бинауральной временной задержки звуковых волн, приходящих спереди или
сзади, при движении головы в данном направлении встрсчны. Это же спра-
ведливо н для бинаурального различия уровней сигнала.
Ван Соест предположил, что слух распознает знак изменения бинаураль-
ных временных сдвигов и оценивают нх при формировании ощущения места
слухового объекта. Легко видеть, что для получения нужной для точной оценки
информации эксперт должен распознавать не только изменения самих ушных
сигналов, но одновременно направление и амплитуду движения головы. По-
следнее может быть функцией вестибулярного аппарата с участием органов
зрения или рецепторов состояния затылочных мышц. Таким образом, моторные
модели слуха можно считать гетеросенсорнымн.
Если отойти от модели Хорнбостеля—Вертхаймера и других моделей, по-
строенных на осевой симметрии головы, то положение усложнится из-за явле-
ний, связанных с широкополосиостью сигналов, и сложности процессов в на-
ружном ухе. Иначе обстоит дело в случае узкополосных сигналов. Здесь оди-
наковые бинауральные различия могут существовать и прн различных направ-
лениях прихода звука. Особенное значение моторные теории слуха приобрета-
ют для объяснения движений головы я влияния наружного уха иа звуковые
сигналы. То, что такие влияния имеют место в действительности, будет показа-
но ниже.
Продолжая анализ моторных моделей пространственного слуха, рассмот-
рим три группы вопросов.
1. Свойственны ли нормальному бинауральному слуху движения головой
вообще? Если да. то каковы они’
2. Какие специфические изменения ушных сигналов создаются при пово-
роте головы и как они оцениваются слухом?
3- Каково влияние движений головы иа ощущение места слухового объ-
екта?
В своих рассуждениях автор опирался на работы следующих исследова-
телей: Перекалнн (1930); Юнг (1931); Валлах (1938/1940); Де-Боер и Фер-
мейлен (1939); Де-Боер и Ван Урк (1941); Де-Боер (1947); Клепш (1948,
1949); Клепш (1950); Кениг и Зусман (1955); Бургер (1958); Иоичкис и Ван
де Феер (1958); Фишер и Фридман (1968); Турлов, Мангельс н Рунге (1967);
Турлоп н Рунге (1967); Турлов н Мергепер (1970).
Первый вопрос глубоко исследовался Турловым, Маигслъсом и Рунге
(1967). Они проводили эксперименты более чем с 50 экспертами с нормальным
слухом, которые с завязанными глазами должны были определить место распо-
124
ложення источника звука в заглушенной камере. Источник звука излучал
узкополосный шум (полосы от 500 до 1000 Гц или от 7500 до 8000 Гц). Для
размещения источника звука были выбраны 10 точек по всей камере. Во время
эксперимента экспертам разрешалось свободно поворачивать голову, ио они
должны в полном покос держать верхнюю часть туловища. Движения головы
регистрировались кинокамерой
и впоследствии анализкрова-
1ись. При анализе движения
классифицировались ио трем
видам (рис 115): кивок
(«вниз—вверх»), поворот
(«вправо — влево»), качание
(«вправо—влево»). Результа-
ты экспериментов привезены в
табл. 6 и 7, из которых следу-
ет, что максимальную ампзн-
Рнс. 115. Классификация движений го-
ловы.
а — поворот; б — кивок; в — качание.
туду имели повороты головы.
Наиболее частыми были сочетания движений поворот — кивок. По поводу
направления движений головы следует отметить, что большинство экспертов
сразу поворачивали голову в направлении прнхода звука. Чаще всего движе-
ние прекращалось, как только источник звука оказывался точно перед экс-
пертом. Более половины экспертов совершали по несколько движений, напри-
мер, поворачивали голову несколько раз то вправо, то влево. Результаты пока-
зывают, что эксперты, если нм это разрешают, для точного определения на-
правления па источник звука всегда совершают определенные пелеигярующие
Таблица 6
Вид движения головы Средние амплитуды движений и стандартный разброс показаний
Сигнал 500—1000 Гц Сигнал 7500-5000 Гц
Поворот 42°zt20,4° 29,2°2=18,6°
Кивок 13. Г* 13,5° 15,2°+12.9°
Наклон 10,2°±9,6° П,6О±8,3°
Таблица 7
Комбинированные движения Относительная повторяемость совпадающих показаний, % Относительная повторяемость показаний более 10°, %
головы Сигнал МО—1000 Гц Сигнал 7500-8000 Гц Сигнал ДЮ—1000 Гц Сйгиал 7500-5000 Гц
Поворот, кивок, наклон Поворот, КИВОК - - Поворот, наклон Кивок, наклон . Поворот . . Кивок Наклон 39 70 22 4 48 13 3 36 62 19 6 41 15 5 10 32 3 48 1 1 17 26 7 32 3 о
125
движения головой. Определим, какие специфические изменения ушных сигналов
возникают во время таких движений. Повороты н покачивания наиболее глу-
боко изучал Валлах (1938).
Ранее мы установили, что благодаря движению головы (точнее, повороту
относительно вертикальной оси) вырабатывается информация о том, находит-
ся ли источник звука спереди илн сзади эксперта. Это происходит потому, что
при повороте головы в данном направлении соответственно изменяются бина-
уральные признаки сигналов. Легко видеть, что так же можно отличать
источники звука, находящиеся в передней полусфере, от источников тыльной
полусферы. Если, например, дли определения направления прихода звука в пе-
редней полусфере эксперт, совершая пеленгирующее движение, ориентирует
в данном направлении левое ухо, то этим же движением псленгируются в все
остальные направления иа полуокружности. Если в дополнение к повороту ои
еще н наклоняет голову, т. е. совершает поворотное двнжеине головы вокруг
осн пересечения медианной н горизонтальной плоскостей, то можно получить
информацию о том, находится лн источник звука в верхней яли ннжней полу-
сфере.
Оценка слухом изменений бинауральных различий ушпых сигналов, воз-
никающих во время движения головы, позволяет таким образом определять
один нз четырех пространственных квадратов («спереди вверху», «спереди
внизу», «сзади вверху», «сзади внизу»), в котором находится источник звука.
Если изменения бинауральных сигналов оцениваются и в зависимости от ам-
плитуды движения головы, то с помощью поворотов н кивков можно дополни-
тельно получить информацию об угле возвышения источника звука над гори-
зонтальной плоскостью илн отклонения от фронтальной плоскости. Кратко
приведем ход рассуждений для понимания существа явлений.
Сначала ограничимся рассмотрением поворотных движений, т. е. движений
относительно вертииальной осн (лниин пересечения фронтальной в медианной
плоскостей). В этом случае плоскостью вращения будет горизонтальная пло-
скость. Рассмотрим два частных случая:
1. Источник звука находится в горизонтальной плоскости, например, спе-
реди. Пусть эксперт поворачивает голову так, что по окончании движения ис-
точник звука оказывается точно сбоку, слева. Во время этого движения
бинауральные различия возрастут от 0 до максимума.
2. Источник звука находится точно над головой. Пусть голова поворачи-
вается на 90° в горизонтальной плоскости. Бинауральных различий сигналов
в этом случае ие возникает потому, что источник звука сохраняет свое относи-
те тьное расположение в медианной плоскости.
Можно заметить, что переход от одного нз этих экстремальных случаев
к другому (максимальные изменения бинауральных различий в первом случае
и отсутствие их — во втором) плавный. Величина, которая в конечном итоге
определяет бинауральные различия сигналов, — угол у между направлением
прихода звука н медианной плоскостью. Он связан с горизонтальным в верти-
кальным углами отклонения источника следующим образом:
sin у = cos б sin ф. (44)
На рис. 116 показаны графики зависимости угла у от б и ф. Две кривые
с параметрами 6=0 в 6=90° соответствуют двум рассмотренным выше экст-
ремальным случаям. Крутизна кривых тем больше, чем больше сам угол б.
Зависимости бинауральных различий сигналов от амплитуды покачивания
имеют такой же вид, как для поворотных движений. Принципиально отличным,
однако, является случай кнвковых движений, которые, как это видно из табл. 6,
наблюдаются довольно часто. Кнвковые движения — вертикальные повороты
головы относительно ушной оси. Если считать форму головы строго шаро-
образной, то бинауральные различия сигналов при таких движениях должны
сохраняться неизменными. В действительности, однако, в прн кивковых дви-
жениях обязательно возникают изменения бинауральных и в особенности
монауральиых признаков сигналов в зависимости от направления и амплитуды
126
движения. Специально этот вопрос в работах, приведенных в § 2.2.3, не ис-
следовался.
Из теоретических рассуждений вытекает, что оценка слухом изменений
сигналов у барабанных перепонок во время движений головы в принципе
может дать информацию о месте расположения источника. Покажем теперь
на результатах некоторых экспериментов, что эта информация используется
слухом илн помогает слуху определить место слухового объекта. Очень нагляд-
ные эксперименты были проведены Кленшем (1948) и позже подтверждены
Ионгкисом и Ван де Феером (1958). Схема нх приведена иа рис. 117.
Рнс. 116. Зависимости угла у между
направлением прихода звука н ме-
дианной плоскостью от азимута <р
н угла возвышения б.
В ходе экспериментов Клеши вводил в каждое ухо эксперта по резиновой
трубке одинаковой длины с миниатюрным металлическим рупором. Таким об-
разом, искажения сигналов, возникающие в наружном ухе, были исключены.
Рупор всегда был обращен к источнику звука. Исследовались сдсдмощне
случаи, показанные на рис 117.
Рис. 117. Схема слуховых экспериментов Кленша (1948). Кружки и жирные
стрелки показывают положение слухового объекта или направление на него;
тонкие стрелки — направление перемещения рупоров и движения головы.
127
а) Голова неподвижна. Ушные рупоры равноудалены от источника звука.
В этом случае слуховой объект возникает внутри головы, как в случае диети-
ческой подачи сигналов через головные телефоны.
б) Голова неподвижна, рупоры обращены к источнику и попеременно то
удаляются от него, то приближаются. Слуховой объект возникает в голове, ио
«перемещается» по линии между ушами. Это соответствует случаю диохоти-
ческой подачи сигналов через головные телефоны.
е) Ушные рупоры неподвижны н установлены на одинаковом расстоянии
от источника звука. Голова подвижна. Этот случай соответствует диетической
подаче сигналов через головные телефоны. При движении головы ушные сиг-
налы не изменяются. Слуховой
объект «помещается» в центре го-
ловы.
г) Голова подвижна. Рупоры
перемещаются вместе с поворотом
готовы. Слуховой объект возника-
ет спереди.
<?) Голова подвяжяа. Рупоры
перемещаются навстречу движени-
ям ушей Слуховой объект возни-
кает сзади.
е) Голова подвижна. Левый
рупор введен в правое ухо, пра-
вый — в левое, и оба перемеща-
ются. Слуховой объект возникает
сзади.
Отметим особо, что в трех по-
следних случаях, несмотря на по-
дачу сигналов как бы через голов-
Рис. 118. Схема слухового эксперимента ныс телефоны, слуховой объект
Валлаха (1938—1940). возникает ие внутри готовы. О
расстоянии до слухового объекта
автор ие сообщает. Однако в од-
ной работе Боера и Ван Урка (1941) показано, что н в этих условиях слухо-
вой объект возникает внутри головы или вблизи нее.
Результаты эксперимента Кленша. а также Иоигкиса и Вап-де Феера пол-
ностью совпадают с выводами теоретических рассуждений. Правда, условия
эксперимента не соответствуют естественному стушанию, поскольку исключе-
но влияние наружных ушей. Валлах (1928, 1939) провел эти эксперименты.
Схема их приведена на рис. 118. По дуге около эксперта были установлены
20 громкоговорителей. Голова эксперта с помощью редуктора была связана
с поворотным переключателем, который бесшумно переключал сигналы (то-
нальные импульсы, музыку, речь, щелчки) на одни из громкоговорителей сог-
ласно поворотам головы.
В первой серии экспериментов громкоговорители размещались перед
экспертом н были соединены с переключателем так, что звук излучался тем
громкоговорителем, в направлении и которому точно обращен эксперт. Таким
образом, во время движений головы эксперта бинауральные различия сигна-
лов не изменялись. У десяти экспертов из семнадцати слуховой объект возни-
кал сверху (6—90°). Случалось, что сначала объект возникал спереди, ио
затем во время движения головы перемещался вверх н там оставался. Осталь-
ные семь экспертов ощущали слуховой объект спереди, сзади, под углом
возвышения спереди или даже диффузным. Правда, такие же ощущения у них
создавались н прн излучении звука громкоговорителем, установленным дейст-
вительно сверху. Этот же эксперимент был проведен н в несколько изменен-
ном виде, когда громкоговорители были размещены также по дуге, но над
экспертом во фронтальной плоскости. Соответственно на 90° был повернут н
переключатель, который теперь уже управлялся покачиваниями головы из
стороны в сторону. Все семь участвовавших в опыте экспертов ощутили звук
128
либо спереди, либо сзади (одинаково часто). Согласно же теории слуховой
объект в этом случае должен располагаться на оси пересечения медианной я
горизонтальной плоскостей.
В стедующей серии экспериментов громкоговорители устанавливали перед
экспертом в горизонтальной плоскости, а имитировали условия, которые соз-
даются при поворотах головы, ио пря размещении громкоговорителя сзади
эксперта. Выбором передаточного отношения привода между головой и пере-
ключателем громкоговорители переключались с удвоенной относительно пово-
рота головы угловой скоростью. Все 15 экспертов дали следующие показания.
Сначала слуховой объект ощущался спереди, но в момент начала движения
головы перемещался назад. Прн прекращении движения головой слуховой
объект некоторое время продолжал оставаться сзади, но затем по истечении
некоторого времени начинал ощущаться спереди. О такой инерционности слу-
ха писал также Кленш (1948).
Проводился и обратный эксперимент. С помощью громкоговорителя, уста-
новленного сзади эксперта, удавалось вызвать ощущение звука спереди, даже
не затемняя помещение. Эксперты ощущали слуховой объект расположенным
там, где никакого источника не было видно.
Наконец, Валлах провел и другую серию экспериментов, цель которых со-
стояла в том, чтобы вызвать у экспертов ощущение слухового объекта под
заданным углом возвышения. Это достигалось благодаря тому, что при расста-
новке громкоговорителей спереди передача движений от головы на механизм
переключателя была замедленной (громкоговорители переключались медленнее,
чем поворачивалась голова). Таким способом удавалось искусственно поме-
щать слуховой объект под углами возвышения 6=78° я 6=60° с точностью до
нескольких градусов (в экспериментах участвовало от 4 до 7 экспертов).
Аналогичная система для случая кнвковых движений головы позволила вы-
звать ощущения слухового объекта под углами во фронтальной плоскости.
Все результаты этих и других экспериментов Валлаха полностью согласуются
с теорией.
Ранее мы установили, что теории поворота — это гетеросенсорпые теории.
Согласно этим теориям эксперты должны одновременно оценивать изменения
ушных сигналов, направления н амплитуды движений головы относительно
источника звука. В своей более поздней (1940) работе Валлах показал, что
регистрация движений производится правильно н в тех случаях, когда: а) не
дают информацию тензомоторные рецепторы шейных мышц я позвонков;
б) информацию дает только вестибулярный аппарат; в; информацию дает
только орган зрения.
Эти три условия были реализованы в экспериментах следующим способом.
В случае «а» голова эксперта фиксировалась относительно корпуса, а сам
эксперт мог поворачиваться на специальном кресле. Для того, чтобы из этих
условий перейти к условиям <б», нужно было тотько завязать глаза эксперта.
Наконец, в случае «в» эксперт оставался неподвижным, а относительно него
с помощью специальной установки поворачивалась вся видимая среда (экспер-
та окружал занавес с вертикальными черпо-белымя полосами, вращавшийся
вокруг него). Прн этих условиях были повторены некоторые из описанных
выше экспериментов.
Было установлено следующее: при пассивных движениях с открытыми
глазами (<а>) все эксперты вели себв точно так же, как прн активных, следуя
самопроизвольным движениям. Показания 50% экспертов с завязанными гла-
зами («б») оказались иными. Вторая половина экспертов и в этих условиях
реагировала согласно моторным теориям. В экспериментах с поворачивающим-
ся занавесом создавалось впечатление, что ззнапес неподвижен, а эксперты вра-
щаются сами вокруг занавеса. В случае, когда перед экспертом был неподвиж-
ный громкоговоритель, слуховой объект ощущался сверху (либо сразу, либо
с небольшим запаздыванием). Когда вокруг эксперта с такой же скоростью,
как занавес, но в противоположном направленнн вращался громкоговоритель,
у 20 экспертов создавалось ощущение объекта спереди, в то время как громко-
1 оворптель был строго сзади, и наоборот. Об этом эффекте упоминалось выше.
Таким образом, зрение играет, очевидно, важпую роль в регистрации движений
9-810 129
головы. Поскольку, однако, в нормальных условиях, кроме зрительной, выра-
батывается еще информация от вестибулярного аппарата и рецепторов мы-
шечной системы щен, то движения головы регистрируются достаточно уве-
ренно.
После того, как вполне очевидно установлено, что информация о месте
расположения источника звука, получаемая в результате движений головы,
может оцениваться слухом, нам остается ответить на вопрос о месте моторных
теорий среди других теорий пространственного слуха, В литературе утверди-
лось мнение о том, что в нормальных условиях движения головы улучшают
способность слуха определять направления прихода звука. С точки зрения
локализации это означает, что движения головы уменьшают расхождения
между направлениями на источник звука и на слуховой объект (Турлов я
Рунге, 1967). В некоторых случаях эти расхождения исчезают почти полностью
(Перекални, 1930; Бургер, 1958; Фишер и Фридман, 1968),
Движения головы, особенно совершаемые сознательно для пеленгации нлн
вслушивания, могут при достаточно длительных сигналах привести к измене-
нию места расположения слухового объекта относительно первоначального.
Если в процессе слушания оценивается информация, получаемая вследствие
движения головы, то она превалирует над информацией, получаемой из мона-
уралъных признаков сигналов.
Этот вывод уже был сформулирован в ходе экспериментов Баллаха, во
время которых с помощью одного громкоговорителя, расположенного перед
экспертом, удавалось вызвать ощущение слухового объекта сзади, несмотря на
то, что сигнал был широкополосным. Это явление подтверждается также ис-
следованием автора (Блауэрт, 1969). В ходе эксперимента, описанного в
§ 2.1.1 (см. рис. 64—67), проводимого с использованием третьоктавного шума,
эксперты могли свободно двигать головой, н им на эту возможность постоянно
указывали. Однако характерная для обычных условий локализация, которая
объяснялась оценкой слухом так называемых пеленговых частотных полос, в
эксперименте не наблюдалась: слуховой объект возникал только в том направ-
ления, откуда приходил звук. Затем эксперимент продолжался, но уже прн фик-
сированном положении головы эксперта. Сигнал включали через Юс. И в этом
случае слуховой объект возникал преимущественно в направлении прихода
звука. Это явление наблюдали н тогда, когда слуховой объект (если судить
о влиянии пеленговых частот) должен был возникать в других направлениях.
В заключение яам остается сделать вывод о том, что движения головы
позволяют слушателю с большой точностью определять направление на источ-
ник звука. В момент, когда голова неподвижна, слуховой объект почти без
исключений всегда лоцируется в направлении прихода звука.
2.5.2. Костная, зрительная, вестибулярная
и тактильная теории слуха
Место расположения слухового объекта в основном определяется слухом,
который выделяет необходимую для этого информацию яэ бинауральных и
мензуральных признаков зв}ковых сигналов у барабанных перепонок в нх из-
менений во время движений головы. Но как уже было указано в гл. 1 2, в
формярованни ощущения места слухового объекта могут участвовать н другие
факторы. Из приведенных в табл. 1 теорий вамп ие рассмотрены пока костяая,
оптическая, вестибулярная и тактильная теории.
Костная теория. Звуковые си шалы могут поступать во внутреннее ухо не
только через барабанную перепонку в слуховые косточки, но и через так на-
зываемый костный канал, когда вызванные звуковой волной колебания черепа
через височную кость передаются непосредственно на внутреннее ухо. Меха-
низм такой звукопередачн описан Бекеши (1960), Тондорфом (1960, 1972) и
в приведенных ими работах. Прн анализе явлений костной звукопередачн в
формирования ощущения места слухового объекта обычно различают два
случая.
130
1. Возбуждение колебаний черепной иостн акустическими колебаниями
воздуха. Это обычный процесс возбуждения прн слушании в воздушном зву-
ковом поле.
2. Другие способы возбуждения, например, с помощью механических
возбудителей нли при слушании под водой.
Рассмотрим первый случай Известно, что если плотно закрыть слуховой
канал уха» то порог слышимости поднимается иа 40 дБ. Отсюда следует, что
при возбуждении слуха воздушной волной звуковой капал, образуемый череп-
ными костями, заглушен по сравнению с каналом, образуемым наружным и
средним ухом, минимум на 40 дБ. Согласно современным представлениям
психофизики слуха трудно предположить, что составляющие с уровнем на 40 дБ
няже основного сигнала могут существенно повлиять на ощущеияе слухового
объекта. Поэтому гипотеза о том, что при нормальном пространственном слу-
шании костная звукопередача играет сколько-нибудь значительную роль
(Вильсон я Майере, 1908; Гехт, 1922а), в последнее время, как правило, не
поддерживается (Гехт, 19226; Ксрстея и Сатингср, 1922; Банистер, 1924;
Китц, 1953; Блауэрт, 1969).
Другое дело, когда составляющая звука, прошедшая ко внутреннему уху
по костному каналу, имеет такую же амплитуду, как воздушная составляющая.
Этот случай может иметь место прн возбуждении черепной коробки с помощью
специальных устройств нля когда слушатель находится в среде с удельным
волновым сопротивлением, равным сопротивлению черепа (например, в воде).
Латерализапия объекта пря костяом возбуждении слуха используется в меди-
цинской аудиометрии. Известен диагностический эксперимент Вебера, который
состоит в следующем. На лбу пациента крепится камертон, с помощью кото-
рого через костный канал возбуждается слух. Положение ощущаемого па-
циентом слухового объекта позволяет судить о характере нарушения слуха
(Лангенбек, 1958; Плат, 1969; Гупцинг, 1970).
Японские экспериментаторы Соне, Ебата и Традамото (1968) исследовал и
явление костного возбуждения при одновременном прослушивании экспертом
через головяые телефоны такого же сигнала, но со сдвигом во времени. Оня
установили, что несмотря иа возбуждение головными телефонами, можно
создать ощущение объекта вис головы. Пленг (личная переписка) повторил эти
эксперименты, результаты подтвердились. В работе Соие н др. описан ряд
других слуховых экспериментов с костным возбуждением. Файт (1971) иссле-
довал возможность использования костного возбуждения ощущения остро
локализуемых объектов у слепых для разработки электроакустических пово-
дырей. Он пришел к выводу, что для указанной цели способ малопригоден.
Из медицинской аудиометрии известно, что бинауральное демпфирование кост-
ных звуков (при возбуждении сосцевидного отростка височной кости) состав-
ляет минимум от 10 до 20 дБ. Отчасти это объясняется тем, что внутреннее
ухо у человека, как у некоторых других млекопитающих (особенно китов)
находится в части черепа, очень насыщенной воздухом. Череп и экранирует
ухо от костных звуков (Мейер-Готесберг, 1968; Блауэрт в Гартман, 1971).
Как упоминалось» кости черепа имеют почти такое же волновое сопротив-
ление, как вода. Поэтому прн слушании под водой создаются хорошие условия
для возбуждения костных звуков. Это подтверждается в действительности,
о чем свидетельствует следующий опыт: если под водой заэкранировать голову
иолпаком (оставляя открытыми слуховые каналы), то слуховой порог увели-
чивается (Нордмарк, Фельпс в Вайхтман, 1971).
Новейшие нсследоваяия показали, что я под водой движения головы поз-
воляют определять направлении иа источник звука с точностью прнбчнзнтеть-
но 20° (Файнштсйн, 1966; Норман и др., 1971; Готерс, 1972) Прн этом
определенную информацию, по-вяднмому, дает в «нормальная» цепочка
звукопередачн: барабанная перепонка — счуховые косточки, потому что если
входы слуховых каналов закрыть, то способность идентифицировать направле-
ния прихода звука ослабляется. Механизм этих явлений пока яе ясен. Рас-
сматривая случай слушания под водой, следует иметь в виду, что бинаураль-
ные временные различия сигналов вследствие почти пятикратной (относитель-
но воздушной среды) скорости звука в воде сильно уменьшаются. С акусти-
9’ 131
Рис. 119. Установка
«псевдофои» (положение
головы экспертов ие за-
фиксировано).
ческой точки зрения голова «уменьшается» до размеров теннисного мяча
(Бауэр н Торнк, 1966), При одинаковых в сравнении с воздушной средой
направлениях прихода звуков слуховые объекты иод водой располагаются
ближе к медианной плоскости и часто — непосредственно у головы или в са-
мой голове
Зрительные теории пространственного слуха основаны на том, что ощуще-
ние места слухового объекта зависит от того, что видит эисперт во время
прослушивания н где находится видимый объект. Повседневная жизнь под-
тверждает это предположение Так, например, известно, что телезритель, как
правило, слышит наблюдаемого диктора именно в том месте, где его изобра-
жение находится на экране. И только стоит закрыть глаза, как он обнаружи-
вает, что слуховой объект находится нс на экране, а рядом с ним, т. е. в месте,
где находится (ромкоговоритель.
Стреттон (1887) проводил слуховые экспери-
менты, используя специальные очки, которые да-
вали «опрокинутое» изображение («вверх—вниз»).
Он установил, что если слуховой объект находят-
ся в поле зрения, то и on слышится «опрокину-
тым» Клемм (1918) описывает эксперимент с ис-
пользованием двух микрофонов, расставленных
слева и справа от эксперта. Напряжение микро
фонов подавалось на головные телефоны пере-
крестно: с левого микрофона на правый телефон
н с правого микрофона на левый телефон. Перед
каждым микрофоном был усыновлен молоточек,
и оба они поочередно издавали удары. Когда экс-
перт закрывал глаза, удары молоточка слыша-
лись нз обратных по сравнению с истинными на-
правлений. Но как только эксперт открывал глаза
п начинал внимательно следить за движениями
молоточков, удары слышались нз направлений,
совпадающих с наблюдениями, т е. слева, когда
ударял левый молоточек, я справа — когда уда -
ря.ч правый. Если через несколько минут эксперт
опять закрывал глаза, то это ощущение какое-то
время продолжаюсь, затем постепенно возвращалось к исходному перекрест-
ному восприятию направлений
Хельд (1955) проводил слуховые эксперименты, снабдив экспертов уст-
ройством, известным под названием «исевдофон»1 (рис. 119). Эксперты на-
девали головные телефоны, на которые под аваля сигналы от двух микрофонов,
расставленных по диаметру головы с небольшим сдвигом по окружности в
горизонтальной плоскоегн. Когда эксперты закрывали глаза, то, как и следова-
ло ожидать, слуховой объект воспринимался из направлений, сдвинутых отно-
сительно истинных иа угол сдвига микрофонов относительно ушной осн.
С открытыми глазами эксперты не ощущали разницы в положениях источнняа
звука н слухового объекта.
Джеффри в Тейлору (1961) в эксперименте с головными телефонами
удалось вызвать ощущение перемещения слухового объекта из головы вперед
благодаря тому, что перед экспертом загоралась электрическая лампа (экспе-
римент проведен только на одном эксперте). Гарднер (1968) сообщает об эф-
фекте, который он назван «proximity — Image — еПесЬ («Эффект ближнего
объекта») Он состоит в том, что если перед экспертом вдоль продольной ося
установлено несколько громкоговорителей, то с открытыми глазами он ощу-
щает слуховой объект в месте нахождения ближайшего громкоговорителя.
Клемм (1909) на основании очевидной тенденции слияния в пространстве
слуховых и зрительных объектов сформулировал так называемый закон «про-
странственного совпадения», который гласят, что прн возбуждении различных
1 Первым название «псевдофои» применил для своего устройства Томсон
в 1879 г.
132
органов чувств создаваемые этими возбуждениями ощущения имеют тенден-
цию слияния в пространстве. Для формулирования закона он руководство-
вался наблюдением о том, что именно при одновременном воздействии свето-
вых н звуковых раздражений зрительной я слуховой объекты, покидая свои
места, сближаются в пространстве. Однако и для этого закона имеются ис-
ключении.
Так, например, Эверт (1930), используя в эксперименте оптическую систе-
му, аналогичную предложенной Стретоном (отличие состояло лишь в том, что
вместо призматических очков он применял систему линз, «опрокидывакмцую»
стороны видимого пространства), обнаружил, что н в этих условиях эксперт
может приучить себя лоцировать слуховой объект в действительном направле-
ния на источник звука. Блауэрт (1970) измерил размывание локализации речи
в продольном (вперед — назад) направлении с одновременным показом говоря
щего иа экране телевизора и без него. Схема этого эксперимента показана иа
рис. 120. Громкоговорители (установленные на расстоянии 7 м перед экспертом)
включались в случайной последовательности и излучали слоговую группу
длительностью по 6 с каждая. Эксперты должны были сообщить, откуда
исходит звук: слева нля справа, сверху или снизу относительно осн зрения.
При включенных телевизорах им, кроме того, давалось указание зрительно
следить за изображением на экране. Было установлено, что размывание лока-
лизации направления к слуховому объекту как в горизонтальной, так и в вер
тикальиой плоскостях не зависит от появляющегося одновременно со звуком
изображения диктора на экране (20 экспертов, громкость 35 фон).
Итак, мы установили, что в формировании у человека ощущения слухового
объекта участвует н зрительное воздействие. Какое из этих воздействий ока-
жется превалирующим прн расхождении их по пространственному признаку,
зависит от задачи, которая ставится перед экспертом. Наблюдаемые здесь яв-
ления очень напоминают оценку слухом монауральиых признаков ушных сигна-
лов, когда эксперты сознательно подавляют информацию о месте слухового
объекта с тем, чтобы сосредоточить свое внимание иа другой информации.
Зрительные теории в рассмотренном нами узком смысле следует отличать
от теорий регистрация движений тела, которые здесь играют такую же роль,
как движения головы в моторных теориях пространственного слуха, рассмот-
Рнс 120. Схема эксперимента по измерению порога смещения локализации
по направлению прн одновременной зрительной стимуляции.
о — первая серия экспериментов (горизонтальная плоскость); б — вторая серия экспери-
ментов (Медианная плоскость).
133
репных в § 2.51 (Валлах, 1940). Эти движения сзедует также отличать от так
называемого эвуко-зрителыгого рефлекса, который проявляется в том, что
слушатель непроизвольно следит глазами за источником звука (Паульсеи,
Эвертсен, 1966). Условием этого рефлекса является предварительное (по мень-
шей мере приблизительное) распознание направления прихода звука. Правда,
эти движения глаз сопровождаются ощущением перемещения слухового объ-
екта (Гольдштейн и Розенталь-Файт, 1926; Риян н Шер, 1941 я ранее Пирс,
1901). Весьма возможно, что в какой-то степени справедливо и высказанное
Гюттнхом (1937) м Мейер-Готесбсргсром предположение о том, что движения
глаз позволяют более точно совместить направления к слуховому объекту и
источнику звука.
Рис. 121. Схема внутреннего
уха (слуховой я вестибуляр-
ный аппараты).
1 — ампула; 2 —стремя; 3 — опаль-
ное окно; 1— полукружный канал:
5 — преддверие ушного лабиринта
со статолитами; 6 — мешочек со
статолитами; 7 — улитка.
Вестибулярные теории В основу вестибулярных теорий положена предпо-
сылка о том, что в процессах пространственного слуха участвует н вестибу-
лярный аппарат. Это значит, что, кроме физических факторов возбуждения
слухового аппарата, необходимо исследовать в такие факторы, на которые
при формировании ощущения слухового объекта реагирует вестибулярный
аппарат.
Понятием «вестибулярный аппарат» или «орган равновесия» объединены
те части внутреннего уха, которые реагируют на изменения положения головы
и тела человека в пространстве, а также на направления движения тела В него
входят три полукружных канала (ducli semicirktilaris), преддверия ушного
лабиринта и мешочек. Ампулы преддверий ушного лабнрнита я мешочков об-
разуют чувствительные окончания, так называемые статолиты. Схематически
устройство внутреннего уха (упрощенно по Де-Бурле, 1934) показано на
рис. 121. Подробнее описание внутреннего уха н библиография приведены у
Бишофа (1966), Гроена (1972).
Несколько предварительных замечаний о факторах (входных величинах)
воздействия на вестибулярный аппарат. Раздражителями вестибулярного ап-
парата являются механические силы. Для полукружных каналов — это
центростремительные силы и возникающее под их действием давление в ампу-
лах Для статолитов — это силы тяжести, инерции я центробежные силы. Кро-
ме того, существует целый ряд факторов нефизнологнческого раздражения ве
стнбуляркого аппарата. Один из способов раздражения, основанный на воздей-
ствии тепла, широко используют в отолярннгологнн. Он состоит в том. что в
слуховой канал впрыскивается нагретая или охлажденная жидкость.
Создаваемый под воздействием жидкости перепад температур приводит в
движение эндолимфу, что служит раздражением аппарата. Часто в литературе
дискуссируется вопрос, может ли звуковое колебание во внутреннем ухе вы
звать раздражение вестибулярного аппарата. Учитывая механическую природу
звука, а также особое место вестибулярного аппарата в анатомии организма,
можно видеть, что этот вопрос ие лишен глубокого смысла-
134
Выходными факторами (величинами) вестибулярного аппарата служат
ощущения положения головы, тела человека, а также их изменений в прост-
ранстве. При раздражении полукружных каналов может возникнуть ощущение
поворота тела Более сильные раздражения полукружных каналов вызывают
непроизвольные ритмические движении глазных яблок (так называемый ии-
стагмус). Одновременно с этими движениями может наступить и головокруже-
ние. Статолиты в состоянии покоя дают ощущение вертикали (сила тяжести),
в состоянии движения — ощущение положения головы и поступательных пере-
мещений.
Для рассмотрения возможностей участия вестибулярного аппарата в
формировании ощущения места (дислокации) слухового объекта будем раз
лкчать три случая, отличающихся способом раздражения: раздражение вести-
булярного аппарата нормальным движением головы; иефязиологнческне раз
дражсння, например, резкие вращательные движения головы, тепловое раздра-
жение; раздражение звуком.
Для анализа первого случая вспомним предшествующий параграф. Там
было установлено, что для определения места слухового объекта слух оцени
вает изменения ушных сигналов во время движения головы. Регистрация же
движений головы осуществляется вестибулярным аппаратом. В этом н состо
ит косвенное участие вестибулярного аппарата в формировании ошущення
дислокации слухового объекта. Неф из и о логические раздражения широко ос-
вещены в литературе. Мюнстерберг и Пирс (1894), Холь (1909), Фрей (1912),
Адлере н Бекеши (1922), Кларк и Грейбиель (1949), Арнольт (1950), Юн гни с
н Ван-де-Феер (1958) исследовали направленность слуха прн прекращении
вращательных движений человека (вращающееся кресло). В момент останов-
ки человек на короткое время ощущает остаточное головокружение. На время
этого головокружения он иногда теряет способность правильно определять
направления и источнику звука. Как правило, в таких случаях слуховой объ-
ект лоцируется сдвинутым против направления вращения.
Иногда слуховой объект смещается в направлении вращения н очень ред-
ко— качается. Впрочем, эти же явления наблюдаются и в отношении зритель-
ных объектов. Изменения свойств направленности слуха наблюдаются также
и после теплового раздражения (Раух, 1922; Гюттнз, 1937; Ионгкнс я Ван
де-Феер. 1958). Эти изменения проявляются, например, в увеличении размыва-
ния локализации Нарушения пространственных свойств слуха, вызываемые
быстрыми вращениями н тепловым раздражением, также, по-вндимому, опре-
деляют роль вестибулярного аппарата в способности человека ориентировать-
ся в пространстве. И здесь подтверждено косвенное участие вестибулярного
аппарата в работе слуха. Особый интерес представляет вопрос о непосредст-
венном участии вестибулярного аппарата в слуховом процессе, т. с. выполняет
ли вестибулярный аппарат дополнительно к своим основным функциям (реги-
страции движений головы) функцию косвенной оценки признаков звуковых
сигналов (раздражение звуком).
В старых работах (Прсйер, 1887; Арнхайм, 1887; Мюнстерберг, 1880)
и даже в некоторых работах последнего времени (Крауз, 1953) чисто умозри-
тельно высказывается мнение о том, что локация слухового объекта — это
способность, присущая исключительно вестибулярному аппарату. Однако в
настоящее время это предположение можно считать полностью опровергнутым
Против него свидетельствует, например, тот факт, что слух у людей, страдаю-
щих полной потерей функций вестибулярного аппарата, сохраняется таким же
яли почти таким же, как у здоровых людей (Гюттнх, 1937, 1939. 1940; Диа-
мант, 1946; Ионгкнс и Ван-де-Феер, 1958).
С другой стороны, имеется целый ряд работ, в которых доказано, что в
искусственно создаваемых условиях вестибулярный аппарат может быть раз-
дражен сильным звуком. Экспериментируя па животных, Туллно (1929) вскры-
вал слуховые каналы, звуковым возбуждением создавал в ннх турбулентные
воздушные потоки, вызывающие одновременные двигательные реакпин орга-
низма (нистагмус). Об аналогичных наблюдениях сообщают в своих работах
Бекеши (1935), Ретьо (1938), Тринкер к Парч (1957), Ионгкнс (1935). На-
рушения свойств пространственного слуха Мойрман и Мойрман (1954) наблю-
135
дали у пациентов со вскрытыми хирургическим путем полукружными кана-
лами. Предполагается, что эти нарушения были вызваны звуковым раздра-
жением каналов. Целый ряд авторов в последнее время доказал, что силь-
ные низкочастотные звуковые раздражения могут вызвать реакцию полукруж-
ных каналов н неповрежденного внутреннего уха (Паркер, Гнрке и Решке,
1966; Решке, Паркер н Гирке, 1970; Паркер и Гирке, 1971).
В перечисленных работах даются ссылки и на другие источники. Бншоф
(1966) в своей работе называет авторов, которые связывают аналогичные яв-
ления с реакцией статолитов. И все-таки абсолютно достоверных доказательств
непосредственной реакции вестибулярного аппарата на звуковые возбужде-
ния в процессе слушании в нормальных условиях при здоровом слухе не су-
ществует. Все предположения здесь носит чисто умозрительный характер.
Осязательные (тактильные) теории пространственного слуха получили
наименьшее признание средн остальных теорий. Они построены на предпо-
ложении о том, что в формировании ощущения места слухового объекта уча-
ствуют не только звуковые колебании у барабанных перепонок, но также и
колебания у осязательных рецепторов (тактильные приемники и приемники
вибраций). Тактильно чувствительными являются, например, области воло-
сяного покрова на затылке, а также области вокруг ушных раковин. Гюттих
(1937), заглушая полностью наружное ухо. показал, что тактплыные раздра-
жения областей у ушных раковнн в слуховом процессе никакой роли не иг-
рают. Эксперименты Перекалина (1930), а также Блаузрта (1969), в ходе
которых волосяной оокров затылка н даже всей головы, за исключением на-
ружных ушей, был закрыт фетром, также дали отрнпательные результаты.
С другой стороны, известно, что в некоторых случаях звук вызывает осяза-
тельные ощущении (громкие звуки низкой частоты). Правда, место ощущения
не связано с дислокацией слухового объекта. Особым, естественно, является
случай, когда источник звука находится в пределах досягаемости эксперта
н он может дотянуться до пего По аналогии с положениями зрительных тео-
рий пространственного слуха в таких случаях может оказаться справедливым
закон пространственного слияния ощущений
3. ПРОСТРАНСТВЕННЫЙ СЛУХ ПРИ НЕСКОЛЬКИХ ИСТОЧНИКАХ
ЗВУКА И В ЗАКРЫТЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ
В гл. 2 рассмотрены явления пространственного слуха при единственном
источнике звука в свободном звуковом поле. Здесь мы будем рассматривать
процессы, происходящие в звуковых полях нескольких источников звука и в
полях в закрытых помещениях, где невозможно свободное распространение
звуковых волн, а также на открытом воздухе вблизи препятствий н отражаю-
щих поверхностей.
Согласно принципу Гюйгенса — Френеля искаженное звуковое поле мож-
но рассматривать как неискаженное поле множества (в пределе — бесконеч-
ного) элементарных источников звука. Поэтому проблемы пространственного
слуха в искаженном поле можно свести к явлениям пространственного слуха
в поле нескольких источников. Это особенно наглядно видно при отражениях
звука от поверхностей, размеры которых по сравнению с длиной волны вели-
ки, так как в этих условиях звуковое поле легко представляется как сумма
полей реального источника я его зеркальных отражений (см. рис. 15).
Как и при одном источнике, основным фактором воздействия звука на
i х эксперта являются звуковые сигпалы у барабанных перепонок Поскольку
рассматриваемая нами система — от источника звука до барабанной перепон-
ки — в практически реальном диапазоне уровней (не более 90 дБ) ведет себя
как система линейная, то ушные сигналы можно рассматривать в вяде суммы
составляющих иесколькяд источников. Следовательно, для расчетов можно
использовать данные измерений, полученные прн одном источнике (см. § 2J2.3).
Для простоты рассуждений будем считать, что источников звука два, и звуки
от них до эксперта доходят двумя путями (рис. 122).
136
Временные функции сигналов могут быть одинаковыми нли различными.
В качестве коэффициента подобия функций формально может служить нор-
мированная корреляционная функция (Ли, 1960; Фишер, 1969). Для двух
сигналов (без постоянных составляющих) она имеет вид:
+Т
Г х (О у (Z + т) dt
-т x(<)V(/ + t)
Фху (’) — Вгп ---- —~ “ (45)
* Ть<ю | Г Л-Т+т ХаффУлфф
— у ^(l)dl^y'(l)di
Рнс. 122. Прн расчетах ушных
сигналов для п источников
звука число путей звука равно
2д (а — стереофоническая ба-
за; а —базовый угол).
Два сигнала, абсолютные значения нормированных коэффициентов кор-
реляции которых для некоторого т равны единице,, т. е. для которых справед-
ливо
макс 1^(т)| = 1. (46
будем впредь называть когерентными1 Согласно этому определению два сиг-
нала когерентны в том случае, если они одинаковы или:
а) имеют различные амплитуды прн одинаковой форме сигнала, т. е.
нмеют не зависящую от частоты разность уровней AZ-;
б) без искажений сдвинуты одни относительно другого, т. е. различаются
на не зависящее от частоты фазовое время задержки Тф;
в) взаимно инверсны т. е. сдвинуты ио фазе на 180° нли на эт. Здесь
следует иметь в виду, что огибающая одного сигнала инвариантна в отноше-
нии инверсии. Именно на этом основании такой случай считается удовлетво-
ряющим условию когерентности.
В рассматриваемой системе с несколькими нсточнниамн звука принцип
•суперпозиции справедлив только для участка пути звука до барабанной пе-
репонки. Физиологические взаимосвязи между признаками ушных сигналов и
ощущениями места слухового объекта, как правило, описанию с помощью ли-
нейных уравнений не поддаются Особенно это касается ощущений, вызыва-
емых несколькими источниками, которые ие равны сумме ощущений от каж-
дого из них. Ощущение места слухового объекта нескольких источников фор
мнруется по законам, определить которые с помощью одного источника не-
возможно.
3.1. ДВА ИСТОЧНИКА КОГЕРЕНТНЫХ СИГНАЛОВ
Рассмотрим явления пространственного слуха в акустических полях двух
источников звука, излучающих когерентные сигналы. Такими источниками мо-
1 В других областях науки термин «когерентный» применяется несколько
в ином смысле-
137
гут служить, например, два громкоговорителя, получающие когерентные
электрические сигналы. Можно различить при этом три основных варианта
возникающих слуховых ощущений.
1. Ощущение одного (единственного) слухового объекта, дислокация ко-
торого зависит от мест расположения двух источников и характера излучае-
мых ими сигналов.
2. Ощущение одного (единственного) слухового объекта, дислокация ко-
торого определяется местом и характером сигнала только одного из источни-
ков. Второй источник на слуховой объект влияния не оказывает.
3. Ощущение двух слуховых объектов. Дислокация одного нз них в ос-
новном определяется местом и свойством сигнала одного источника и соот-
ветственно дислокация второго — местом и свойствами сигнала другого ис
точннка.
Первый вариант может наступить, когда между излучаемыми сигналами
возникают небольшие разности уровня или сдвиги во времени. При формиро-
вании ощущения слухового объекта слух интерпретирует ушные сигналы как
исходящие от одного источника («кажущийся источник»). Это так называемый
случай локализации суммы (Варике, 1940), лежащий в основе стереофониче-
ской системы, в которой длк воспроизведения используются громкоговорители
(«пространственная стереофония»).
Особый случай локализации суммы — локализация слухового объекта
двух сигналов громкоговорителей, получающих напряжения, сдвинутые по
фазе на 180°. Если в месте приема звуков временная задержка между сигна-
лами больше I мс, то дислокапни слухового объекта определяется свойствами
сигнала и местом источника, от которого звук до слушателя доходит первым.
Следовательно, при локализации слухом учитывают сигналы, достигшие ба-
рабанных перепонок первыми, запаздывающие сигналы при оценке подавля-
ются. Этот эффект, имеющий особенно важное значение в архитектурной аку-
стике и технике озвучивания аудиторий, называется законом первой волны
(Кремер, 1948; Валлах и др, 1949). Если задержка между сигналами превы-
шает некоторое пороговое значение, запнеяшее от условий эксперимента, то
эксперт начинает ощушать два слуховых объекта, каждый из которых соот-
ветствует своему источнику (вариант 3). Звук, пришедший с задержкой, на-
зывают эхом.
Бекеши (1971) обнаружил, что селя задержка между сигналами превы-
шает 70 мс, то может наступить эффект, обратный закону первой волны Он
состоит в том, что слухом подавляются сигналы, пришедшие первыми. Дисло-
кация слухового объекта в этом случае определяется запаздывающим сигна-
лом. Этот эффект называется подавлением опережающего сигнала, или пред-
маскировкой.
3.1.1. Локализация суммы
На рис. 122 была показана система источников звука, которую обычно
используют для воспроизведения стереофонических сигналов. Два громкого-
ворителя установлены перед экспертом симметрично относительно его меди-
анной плоскости так, что эксперт видит каждый кз них под одинаковым углом
(обычно 60°). Если громкоговорители получают одинаковые электрические
сигналы, то эксперт ощущает один слуховой объект, локализуемый п медиан-
ной плоскости, как правило, впереди на линии между громкоговорителями.
Задержка одного нз сигналов относительно другого или ослабление сигналов
одного (или обоих громкоговорителей) приводит к тому, что слуховой объект
смешаетси в сторону того громкоговорителя, звук от которого приходит рань-
ше нлн соответственно — с большим уровнем.
Следовательно, с помошью такой системы, подбирая задержку или раз-
ность уровней сигналов громкоговорителей, можно менять в определенных
пределах направления к слуховому объекту. Впервые значение этой возмож-
ности для практики электроакустической передачи подметил Блюмляйн (1931)’.
1 Передачи способом «головной» стереофонии, т. е. с использованием го-
ловных телефонов, проводились и раньше. Ранние работы по стереофонии опи-
саны Айнхорстом (1959).
138
В 1933 г. нз Филадельфии в Вашингтон стереофонически передавался концерт
с использованием иа стороне приема установки из двух громкоговорителей
(Флетчер, 1934). Штейнберг и Сноу (1934) описали аналогичные эксперимен-
ты. Влияние временных и амплитудных различий сигналов громкоговорите-
лей на локализацию слуховых объектов исследовали многие авторы: Де-Боер,
1940; Кордан, 1954; Лихи. 1959, Бриттен и Лихи, 1959; Хопсон, 1959, I960,
1963; Вендт, 1960, 1963, 1964; Мертенс, I960, 1965; Бауэр, 1960, 1961; Харвей
и Шредер, 1961; Ортмейер, 1966, а также Варике, 1941; Сноу, 1953; Сандель и
др., 1965; Кларк и др., 1957; Катцфей и Шредер, 1958; Олсон, 1959; Кации-
ски и Ортмейер, 1961; Макита, 1962.
На рис. 123—125 приведены графики результатов измерений зависимости
изменения направления к слуховому объекту от искусственно создаваемых
разности уровней или временной задержки. Измерения проводились иа трех
звуках. На рис. 123 приведены классические кривые Де-Босра. Видно, что до
угла примерно 20° графики практически линейны в обоих случаях, т. е. при
изменении разности уровней и задержки между сигналами двух громкогово-
рителей.
В измерениях Вендта (1963) линейность кривых и наклон меньше, осо-
бенно прн изменении задержки. Правда, в своих экспериментах Вендт фикси-
ровал положение головы эксперта. Когда при экспериментах эксперту разре-
шалось поворачивать голову, кривые получались почти такими же, как в
экспериментах Дс-Боера. Тот факт, что кривые локализации суммы в случае
фиксированного положения головы имеют меньший наклон, чем тогда, когда
вксперт может ее свободно поворачивать, подтвердил также Лики (1947). Он
же обнаружил, что при поворотах головы в ту же сторону смещается и слухо-
вой объект. Результаты исследований, проведенных Вендтом, справедливы для
Таблица 8
Сигналы громкоговори- телей Инд сигнала
Щелч- кя Импульсы Гаусса Тоны
103 Гц 327 Гц | 1030 Гц 10,3 Гц 103 Гц 327 Гц | 1030 Гц
С различным уровнем 0 дБ *1.3° *2,5* *2° *2° *8° *3,5® *3.5° *5,5®
6 дБ *1,5° *4° *4* *4,5° *6° — — -
12дБ *3° — - — — *5® *5® *10®
30 дБ -3.5' =15* *2,5 =±3.5- *2° =ь5.5” =ь5.5" *6'
Со взаимной задержкой 0 *1.3° *2,5° *2° *2° *7,5° *4,5° =±4.5" ±=5.5°
О.Змс - *6,5° *6° *5,5° — —
0,5 мс *4,5° — — — — *4° =•=4,5® *11°
I мс *6* *6° -7.5' *5,5° =е4.5’ *7,5° *6° а=11.5-
139
сферических излучателей звука в среде без отражений. При использовании
направленных излучателей, установленных в среде с отражением, кривые име-
ют другой аид (Ортмейер, 1961).
На рис. 124 показаны результаты, полученные Вендтом для третьоктав-
ных тональных импульсов Гаусса. Они имеют такой же вид, как кривые ло-
Рис. 123. Направление иа слуховой объект при расстановке громкоговорите-
лей согласно рис. 122: слева — сигналы громкоговорителей различны по
уровню; справа — сигналы громкоговорителей сдвинуты во времени без фа-
зовых искажений. Пунктирные кривые: речь, голова не зафиксирована (по
Де-Боеру, 1940). Сплошные кривые: щелчки, положение головы фиксирова-
но, 10 экспертов, а=60°, заглушенная камера (по Вендту, 1963).
Рис. 124. Направление на слуховой объект прн расстановке громкоговорите-
лей согласно рнс. 122: слева — сигналы громкоговорителей различны по уров-
ню; справа — сигналы громкоговорителей сдвинуты во времени без фазовых
искажений. Третьоктавпые тональные импульсы (импульсы Гаусса), положе-
ние головы зафиксировано, 10 экспертов, а=60°, заглушенная камера.
кализацни суммы в зависимости от разности уровней широкополосных щелч-
ков, но наклон кривых в центральной области оказывается зависимым от
частоты. Прн третьоктавиых шумах кривые получают аналогичный вид.
В случае временных сдвигов тональных импульсов вид кривых сильно изме-
140
няется в зависимости от центральной частоты импульсов Иногда слуховой
объект ощущается за пределами угла расстановки громкоговорителей. На
рис. 125 приведены кривые локализации суммы для (по Вендту, 1963) длитель-
ных тональных посылок. Вид кривых сильно зависит от частоты. Согласно
представлениям Вендта получить приемлемые результаты на частотах свыше
Рис. 125. Направление иа слуховой объект при расстановке громкоговорите-
лей согласно рис. 122: слева — сигналы громкоговорителей различны по уров-
ню; справа — сигналы громкоговорителей сдвинуты во времени без фазовых
искажений. Непрерывный той, положение головы зафиксировано, 10 экспер-
тов, заглушенная камера, а =>60°.
1030 Гц невозможно из-за большого разброса показаний экспертов о направ-
лениях к слуховому объекту.
В табл. 8 приведены данные, которые могут служить мерой размывания
локализации. Это углы, за пределы которых при данном звуковом сигнале вы-
ходили 50% показаний более 10 экспертов о направлениях к слуховому объ-
екту. Видно, что разброс в ощущениях направления к слуховому объекту до-
вольно значителен. Здесь могут быть две причины: либо ощущение направле-
ния меняется от прослушивания к прослушиванию, либо слуховой объект не-
четко локализуется. Приведенные в табл. 8 углы расширяются с увеличением
боковых отклонений слухового объекта. Исключение составляют лишь тональ-
ные импульсы.
Эти результаты касаются локализации суммы в случае, когда создаются
либо амплитудные, либо временные различия между сигналами громкоговори-
телей. Если различия создаются одновременно и имеют одинаковые знаки (т. е.
если у опережающего сигнала большой уровень), то боковые отклонения слу-
хового объекта оказываются бблышши, чем при различии одного из парамет-
ров Если создаваемые различия имеют разные знаки, то боковые отклонения
оказываются меньшими или вообще отсутствуют. Эти взаимозависимости мо-
жно представить в виде номограммы (рис. 126). Каждая точка области, огра-
ниченной двумя предельными кривыми, соответствует определенному сочета-
нию временных и амплитудных различий сигналов громкоговорителей к одно-
временно — определенному углу направления на слуховой объект по ширине
расстановки громкоговорителей. Линия А'—А" представляет собой «рабочую
прямую», характеризующую систему стереофонической звукопередачн. Кри-
вые, показанные на рис. 126, справедливы дли широкополосных сигналов. Од
иако до настоящего времени они не подтверждены измерениями, поэтому их
можно использовать только для качественного анализа нвлеикй.
Для уяснения сущности процесса локализации суммы необходимо более
глубоко проанализировать ушные сигналы. Выше мы рассмотрели кх только
поверхностно. Удобнее всего рассматривать ушные сигналы, когда громкого-
141
ворителн излучают очень короткие импульсы. На рис 127 приведены ушные
сигналы для следующих трех случаев: сигналы громкоговорителей одинаковы,
сигналы различаются по уровню и между сигналами имеется временийя за-
держка. На графике показаны также излучаемые импульсы Обозначения сиг-
налов поясняются на рнс. 122.
На рнс. 127, а приведены ушные сигналы для случая, когда сигналы
громкоговорителей одинаковы. Каждый ушной сигнал состоит нз составляю-
щей от ближнего громкоговорителя и задержанной составляющей меньшего
уровня от дальнего громкоговорителя. Оба ушных сигнала одинаковы Слухо-
Рис 126. Направление иа слу-
ховой объект в системе, изоб-
раженной на рис. 122, прн од-
новременных интенсивности ых
и временных различиях в сиг-
налах (по Франссену, 1963).
1 — звук слышится яэ правого гром-
коговорителя; 2 — звук слышится в
середине между громкоговорителя-
ми; 3 — звук слышится из левого
громкоговорителя.
вой объект ощущается в медианной плоскости. На рнс. 127, в приведены уш-
ные сигналы прн различных по уровню сигналах громкоговорителей. Уровень
сигнала левого громкоговорителя почти вдвое больше уровня правого. Поло-
жение составляющих ушных сигналов во времени осталось таким же, как и
на рис. 127, а Изменились только амплитуды. У правого уха меньше амплиту-
да первой составляющей, у левого уха — второй. В сигнале левого уха ам-
плитуда второй составляющей больше, чем в сигнале правого, кроме того, сум-
марная энергия сигнала слева больше, чем справа. Слуховой объект ощущает-
ся слева от медианной плоскости.
На рис. 127, в к г показаны ушные сигналы для случая, когда сигнал ле-
вого громкоговорителя излучается раньше правого, причем иа рис. 127, в ис-
кусственная задержка меньше бинауральной, па рис. 127, г — больше. По
сравнению с ряс. 127, а здесь изменено положение сигналов во времени, ампли-
туды остались такими же. Первой приходит составляющая к левому уху от
левого громкоговорителя. К правому уху при меньшей искусственной эадерж
ке первой приходит составляющая правого громкоговорителя, при большей
искусственной задержке — составляющая левого громкоговорителя. В обоих
случаях слуховой объект ощущается слева от медианной плоскости, причем
на рис. 127, г отклонения больше, чем на рИс. 127, в.
Рассмотрим теперь более подробно влияние отдельных составляющих па
ощущение направления па слуховой объект. В исследованиях такого рода
обычно используют последовательность импульсов, которые подаются для
прослушивания эксперту на головные телефоны. Это позволяет варьировать
параметры сигналов и их соотношения. Такне исследования были проведены
Бекеши (1930), Валлахом, Нейманом и Роэенцвейгом (1949), Гутманом,
Ван-Бергейком и Давидом (I960), Давидом и Хансоном (1962), Харрисом,
Фланаганом и Уотсоном (1963), Сойерсом и Туле (1964) Туле и Сойерсом
(1965), Гутманом (1965). Рассмотрим результаты этих работ, касающиеся
явления локализации суммы.
По виду рнс. 127 может показаться, что ощущение направления на слухо-
вой объект определяется только составляющей, которая первой достигает
112
ушей эксперта- Если бы это было так, то проблема сведясь бы к анализу на-
правленных свойств слуха в случае одного источнике. В действительности,
однако, дело обстоит гораздо сложнее, поскольку в формировании слухом
ощущения направления к слуховому объекту участвуют и вторые составляю-
щие. К такому выводу приводят, например, результаты слуховых эксперимен-
тов Валлаха и др. (1949). Эксперту для прослушивания предлагалась после-
довательность сигналов, показаннак на рис. 128, а. Первые импульсы дости-
гали обоих ушей одновременно. Вторые импульсы, посылавшиеся на правое
ухо, излучались с опережением нли задержкой относительно первых. В резуль-
________________I _L______________*
_____fc г_______L _______*
|ai Рч |ci. п₽»1
-----И-—--П—----£ Pi Sue уп -0----------U—i
----------------Л npasce^ ----------------£
Рнс. 127. Ушные сигналы в системе, изображенной ца рнс 122, прн излучении
громкоговорителями коротких импульсов.
а —сигналы громкоговорителей одинаковы: б —сигналы различны по уровню; в —меж-
ду сигналами громкоговорителей небольшой временной сдвиг; г— между сигналам к
большой временной сдвиг.
тате слуховой объект смещался от медианной плоскости в сторону. Относи-
тельное число субъективных оценок «слева> показано графически па рис. 128,6.
Средний временной интервал между первыми и вторыми импульсами был 2 мс.
Ряд экспериментов, которые дали много интересных результатов, был
проведен с использованием трех импульсов, причем два нз них подавались на
одно ухо м один — на другое (рнс. 128, в). Перед экспертами ставилась за-
дача управлять сдвигом импульса «с» так, чтобы слуховой объект распола-
гался точно в медианной плоскости. Гутман и др. (1960) в своих эксперимен-
тах варьировали уровень импульса В и установили, что задержка Ti, вызыва-
ющая ощущение объекта в середине, изменяется согласно кривой на рис. 128, г.
Так, было показано, что прн локализации суммы направление на слуховой
объект зависит не только от задержки второй составляющей, но н от ее
уровня.
В аналогичных экспериментах Харрис и др„ сохраняли одинаковым уро-
вень сигналов Д, В и С, ио варьировали сдвиг Д/ между импульсами, пода-
вавшимися на одно ухо. В случаях, когда Д/ было меньше 1 мс (такие пределы
изменения задержки представляют наибольший интерес в локализации сум-
мы), эксперты ощущали слуховой объект в середине при т»=0 и при Т1=-Д/.
Однако авторы совершенно четко указывают, что прн этом ощущался один
слуховой объект.
По-видимому, слуховой объект был локализован неостро и состоял как
бы из двух центров тяжести, раздельно поддававшихся сближению. Дополни-
тельные наблюдения были получены из экспериментов Туле к Сойерса (1965).
143
В этих экспериментах эксперты также получали для прослушивания два им-
пульса на одно ухо н один — на другое. Но они должны были оценивать не
Т|, при которой слуховой объект локализовался в медианной плоскости, а
боковые смещения его при плавном изменении ть которым управлял экспери-
ментатор. При такой постановке задачи эксперты после некоторой тренировки
четко различали две части слухового объекта, каждая из которых перемеща-
лась по своей траектории. Особенно ясно различались две части: «низкочастот-
ная», траектории которой зависела от положения кмпульсов А и В ня осн
времени, и «высокочастотная», боковое отклонение которой зависело от ии-
терва та между импульсами А и С
Левое ухо
Правое ухо
+600 0 мс -600
Левое ухо
Правое ухо
Рис. 128. Локализация суммы в экспериментах с использованием последова-
тельности звуковых импульсов.
в — комбинация импульсов с двумя составляющими в каждом ушном сигнале; б —от-
носительная частота ответов «слева» в зависимости от временного положения импуль-
са D в комбинации импульсов (а) (схематично по Ватлаху. Нейману и Рс^енцвеЛгу.
1949); в —два импульса слева и одни справа; г —сдвиг импульса С относительно А,
необходимый для того, чтобы получить ощущение слухового объекта в середине в эа-
ввеимости от уровня импульсе В для комбинации сигналов (в).
Не останавливаясь на подробностях (интересующихся адресуем к приво-
димой литературе), можно сделать вывод, что в локализации суммы импульс-
ных звуков имеют значение н опережающие и запаздывающие импульсы. Од-
нако определять по кривым локализации суммы (см. рис. 12) направления на
слуховой объект можно лишь приближенно. Более глубокий анализ показы-
вает, что слуховые объекты вообще имеют сложную пространственную струк-
туру
До сих пор мы исходили из того, что источники звука излучают очень
короткие импульсы, имеющие широкий спектр частот. Только при этом усло-
вии можно было считать, что и ушные сигналы представляют собой последо-
вательность коротких импульсов.
Рассмотрим теперь другой крайний случай, а именно — локализацию сум-
мы непрерывных тонов. Приближенные расчеты ушных сигналов для этого
случая были проведены Лики (1959), Вендтом (1963, 1965) н др. Здесь мы
приведем лишь схему расчета и рассмотрим четыре примера, которые доступны
114
для понимания без количественного анализа. Обозначим звуковое давление,
создаваемое сигналом левого громкоговорителя у левого уха Ры.(О (см.
рис. 122). Сигналы двух громкоговорителей отличаются фазовой задержкой
Тф, ие зависящей от частоты, их амплитуды также различны, что учитывается
частотно-независимым коэффициентом q Тогда звуковое давление, создавае-
мое сигналом правого громкоговорителя у правого уха,
₽««('> =«₽дИ'“Тф)' W
Видно, что при положительных Тф составляющая рлп(() достигнет право-
го уха позже, чем составляющая pn.(t} левого. Составляющие звукового дав-
ления сигнала данного громкоговорителя у противоположного уха будут:
р«(0 = |ла)|Ри.Р-»ф(Л1; («)
Prl W = ? | Л (Л I Ри. [< - V - ч (/)]; («)
здесь |А(/)| и тф(/)—соответственно абсолютная величина и фаза бинау-
ральной функции звукопередачи прк данном угле прихода сигнала от громко-
говорителя, т. е. при <р=а/2. Для непрерывных тонов выражения в комплекс-
ном виде при Тф=Ь*/2л/ и Тф(/)=Ь/2л/ получают вид:
Pll ~ Р* (50)
P«S = PPe-/t*' <51>
и из них получаем выражения суммарных ушных сигиалов:
PmO = Pli.+p«i = ₽ [I [₽-«**+«]; (52)
₽чра» = P-RR +PLR=P + I Л <Л | е-*] (53)
Как и следовало ожидать, опять получаем непрерывные топы. Если учесть,
что па низких частотах значение |<4(/)| практически равно единице, то при-
ходим к неожиданному выводу, что на этих частотах различие уровней излу-
чаемых сигналов вызывает только временной сдвиг между ушными сигналами,
и наоборот: различие излучаемых сигналов по фазе приводит к различию уш-
ных сигиалов только по уровню. Это поясняют две векторные диаграммы иа
ркс. 129. На диаграмме рис. 129, а сигнал правого громкоговорителя получил-
ся вдвое ботыпим, чем левого Бинауральное затухание равно 0 и соотвстст
веиио ]А(/)| =1. Видно, что результирующие векторы отличаются только
фазами. На диаграмме рис. 129, Б сигналы обоих громкоговорителей равны
по значению, но правый излучается раньше левого. Теперь результирующие
векторы одинаковы по фазе, но различны по значению.
Две правые векторные диаграммы иа рис. 129 построены для высоких
частот, когда должно учитываться бинауральное затухание сигналов. Теперь
видим, что и амплитудные и временные различия сигналов громкоговорителей
вызывают одновременные изменения уровня и фазы результирующих ушных
сигналов. Если продолжить анализ уравнений (52) и (53), подставив в них
измеренные значения |Д (/) | н Тф, то можно видеть, что требуемые для полу-
чения эффекта стереофонии соотношения ушных сигналов и сигналов громко-
говорителей удовлетворяются только на частотах ниже 800 Гн. Так можно
объяснить ход кривых локализации суммы на рис. 125.
Анализ локализации суммы для произвольных сигналов пока ие проведем.
Здесь можно строить только догадки. С определенной вероятностью можно,
например, предполагать, что. проходя во внутреннее ухо, ушные сигналы раз-
деляются на спектральные полосы постоянной относительной ширины. Бниа-
10-810
145
уральиые различия спектральных полос могут оцениваться раздельно. При
этом, как показано в § 2.4.3, для спектральных составляющих нижних частот
решающими являются бинауральные различия самой структуры сигналов, а
для составляющих верхних частот — различия огибающих. Вспомним в этой
связи кривые локализации суммы для случая тональных импульсов с постоян-
ной относительной шириной полосы (см. рис. 124) Прк низкой центральной
частоте полосы они аналогичны кривым для случаи непрерывных тонов, а прн
высокой — кривым для случая акустических ударов Приближенно расчет
Рнс. 129. Векторные диаграммы ушных сигналов при локализации суммы
непрерывных тонов (на верхних диаграммах сигналы громкоговорителей
различаются только по уровню, иа нижних—по времени задержки)
а, б — иятенснаностные и временные различия сигналов, низкая частота, бинаурального
затухания нет; в, г — мнтенсивностные и временные различия сигналов, средняя частота,
учтено бинауральное затухание.
бинауральных разтичий спектральных составляющих нижних частот можно
провести так же, как для непрерывных сигналов. Для составляющих верхних
частот расчет бинауральных различий можно проводить по формулам Лики
(1959) и Мертенса (i960, 1965). Первый дал формулу приближенного расче-
та бинауральных сдвигов огнбвкхцей, второй рассчитал бинауральные времен*
ные различия энергетически плотных составляющих тональных импульсов Га-
усса. После того, как определены бинауральные признаки сигналов для всех
спектральных составляющих, можно приступить к определению доминирую-
щего напрааления к слуховому объекту. Сколько-нибудь установившихся пра-
вил для такого анализа не существует
Можно руководствоваться следующими соображениями:
1. Для сигналов с равномерным распределением энергии по частоте (по-
стоянная плотность энергии) направление па слуховой объект наиболее ве-
роятно определяется бинауральными различиями составляющих средней (от
1 до 2 кГц) полосы частот (Фланагвн, Давид и Уотсон, 1962, 1964; Туле и
Сойерс. 1965).
2 Временные различия огибающей для сигналов средних и верхних ча
стот, как правило, превалируют над фазовыми различиями низкочастотных
составляющих (см. § 2.4.3).
Все рассмотренные случаи локализации суммы справедливы для систем
из двух источников звука в горизонтальной плоскости (см. ркс. 122). Однако
феномен локализации суммы не ограничивается только такой системой источ-
ников звуков. Слуховой объект, дислокация которого одновременно зависит от
нескольких источников звука, вообще говоря, может сформироваться и в слу-
146
чае двсх или нескольких произвольно размещенных в помещении источников,
если временные и амплитудные различия их сигналов в месте слушания не
превосходят некоторых предельных значений. С этой точки зрения рассмот-
ренные нами случаи могут служить примерами того, как в результате локали-
зации суммы формируется ощущение направления на слуховой объект.
Приведем два примера локализации суммы в медианной плоскости. На
рис. 130 (сверху) показана схема следующего эксперимента. В заглушенной
камере эксперт размещен точно между двумя громкоговорителями, один из
Спереди.
Сзади
Спереди Сзади
ЕГЙ Е EZZZ3 Г.---Л.1 — 1
Рнс. 130. К локализации суммы п медианной плоскости; вверху —схема эк-
сперимента (громкоговорнтети излучают одинаковые сигналы); впнзу —от-
носительная частота показаний «спереди», «сзади», «сверху», полученных от
25 экспертов- Измерительные сигналы — импульсы белого шума длительнос-
тью 1.7 с. Обозначения шкалы, как на рнс. 64, в. Аналогичные кривые по-
лучаются и в случаях музыки и речи
которых установлен строго перед ним (<р=0, 6=0), другой — строго сзади
(6—0°, <р=180о). Положение головы эксперта зафиксировано. Оба громко-
говорителя питаются одинаковыми широкополосными напряжениями. Громко-
говоритель, расположенный сзади эксперта, может перемещаться вдоль оси
вперед и назад па 30 см. Таким образом, в месте расположения эксперта мож-
но искусственно создавать временную задержку между сигналами переднего
и заднего громкоговорителей длительностью ±880 мкс. Создаваемая прн этом
разность уровней сигналов не превышает 0,5 дБ, и ею можно пренебречь. Слу-
ховой объект располагается в медианной плоскости, так как ушные сигналы
совершенно одинаковы. Если, постепенно перемещая задний громкоговоритель,
спрашивать эксперта, откуда слышится звук, то, нанося ответы па шкалу,
приведенную на рис. 64, б, можно получить кривую распределения оценок в за-
висимости от смещения громкоговорителя.
10*
147
О------
Рис. 131. Функции передачи: вверху — системы с отражением (уровень); вни-
зу — установки и кривая уровней третьоктавиых полос сигнала в месте рас-
положения эксперта при задержке т$=—111 мкс (показаны две полосы, но
которым слух оценивает иаправлеиия, в 60% случаев слуховой объект ощу-
щается сзади).
Рис. 132. Направление на
слуховой объект в функ-
ции угла стереофонической
базы а (установка приведе-
на иа рис. 122): измеритель-
ный сигнал — узкополосный
шум (0,65; 4,5 кГц).
Над графиком (рис. 130) показаны области, в которых количество одного
кз ответов явно преобладает над суммой двух других возможных ответов.
Подчеркнем здесь, что экспертам задавался вопрос только о направлении к
превалирующей составляющей слухового объекта. Изменения дистанции к
объекту я его протяженности не оценивались.
Результаты экспериментов, приведенные иа рис. 130, можно объяснить
следующим образом. Использованная для эксперимента электроакустическая
148
система (от громкоговорителей до места размещения эксперта) представляет
собой систему с задержкой (рнс. 131, сверху), функция передачи которой ана-
логична характеристике гребенчатого фильтра. Кривая абсолютных значений
функций передачи в двойном логарифмическом масштабе приведена в верх-
ней части графика. Положения максимумов и минимумов являются функцией
задержки Тф
В § 2.3.1 было показано, что ощущение направления иа слуховой объект
в медианной плоскости вырабатывается в результате оценки спектра ушных
сигналов. Следовательно, можно считать, что решающими для результатов на
рис. 130 служат свойства электроакустической системы, особенно максимумы
и минимумы функции передачи в зависимости от Тф. Частный случай приведен
на рис. 131. Другие примеры рассмотрены автором в прежних работах (Бла-
уэрт, 1971 к др.).
В качестве еще одного примера локализации суммы в медианной плоско-
сти рассмотрим опять стандартную стереофоническую установку с двумя гром-
коговорителями (см. ркс. 122) Во время слуховых экспериментов на такой
установке очень часто слуховой объект дислоцируется не в горизонтальной пло-
скости (в плоскости ушной осн), а под некоторым углом возвышения б. Если
эксперт, оставаясь в плоскости симметрии системы, перемещается ближе к
громкоговорителям, то угол возвышения к слуховому объекту увеличивается
и, когда эксперт оказывается точно в середине между громкоговорителями,
достигает 90° (слуховой объект над головой). Этот эффект известен в лите-
ратуре под названием «эффект возвышения».
Первые попытки дать ему объяснение исходят из моторных теорий про-
странственного слуха (см. § 2.6.1). Де-Боер (1947, 1949) и Вендт (1963) дока-
зали, что бинауральные амплитудные и временные различия ушных сигналов
в системе с двумя громкоговорителями прн угле базы а измснкются прн дви-
жении головы так же, как в случае одного источника, расположенного под
углом возвышения б=а/2. Изменения бинауральных временных различий сиг-
налов прн повороте головы от плоскости симметрии на угол у приближенно
можно выразить в виде
/ djA \ G.
I —— I =— const -cos ~~г —— const -cos б. (54)
\ dy /v=D 2
Но эффект возвышении наступает и тогда, когда голова эксперта непод-
вижна. В этом случае его можно объяснить влиянием спектра бинауральных
сигналов. Более глубоко это явление исследовал Дамаске (1969, 1970). Для
экспериментов он также использовал два громкоговорителя, расставленных
симметрично относительно медианной плоскости. Но в его установке угол базы
можно было изменять от 0 до 360°, т. е. громкоговорители могли передвигаться
в горизонтальной плоскости по полуокружностям вокруг эксперта, один —
слева, другой — справа. Результаты экспериментов приведены па рнс. 132.
Сплошной линией показаны результаты 10 экспериментов по оценке направле-
ний к слуховому объекту; пунктирной — предсказанная кривая, полученная
нз анализа спектра ушных сигналов с учетом пеленговых частотных полос.
В заключение рассмотрим случай, когда два громкоговорителя такой же
стандартной стереофонической системы получают одинаковые широкополос-
ные электрические сигналы, но сдвинутые по фазе один относительно другого
па 180°. Наблюдаемые здесь эффекты песьма интересны (Сапдель и др.,
1955; Шодер, 1956; Лоурндзен к Шлегель, 1956. Хапссон и Кок, 1967; Джеф-
фри, 1957; Лохнер и Бургер, 1958; Мертенс, 1965; Шерер, 1966; Кайбс, 1966;
Гарднер, 1969; Пленжс, 1970, 1972 п др.). Они состоят в том, что слуховой
объект распадается на две (минимум) составляющие разного тембра, одна нз
которых («низкочастотная») локализуется более нли мсиее диффузио сзади
у самого затылка. Если эксперт слегка поворачивает голову в сторону, то
центр тяжести этой составляющей смещается в том же направлении по дуге
149
5 затылка. Восприятие этой составляющей вызывает неприятное ощущение
давления. Вторая «высокочастотная» составляющая слухового объекта обыч-
но возникает между громкоговорителями; она менее заметив. При более ин-
тенсивных движениях головой возникают и другие ощущения, которые мы
здесь рассматривать ие будем. Скажем лишь, что они наблюдаются в
тех случаях, когда сигналы содержат спектральные составляющие ниже 2 кГц.
Па сигналах, ограниченных фильтром верхних частот, эксперты эти
эффекты не замечают даже при изменении полярности напряжения на одном
из громкоговорителей.
Более глубокий анализ звукового поля в случае, когда сигналы иа сте-
реофонических громкоговорителях имеют взаимный сдвиг по фазе иа 180°,
приводит к следующим выводам:
1. Когда голова зафиксирована точно в медианной плоскости, все составляю-
щие обоих ушных сигналов сдвинуты по фазе на 180°, отсюда бинауральная груп-
повая задержка irp(f)—dn'd2nf=0. Следовательно, бинауральная фазовая
задержка тф(/)=л/2л/ при увеличении частоты сигнала уменьшается (см.
рис. 85)’.
2 Звуковое давление п плоскости симметрия громкоговорителей для всех
частот равно 0 (минимум интерференции). Смещая голову в сторону, эксперт
может поместить вход одного нля другого слухового канала в плоскость сим-
метрии громкоговорителей. Этими свойства мп звукового поля можно объяс-
нить некоторые эффекты, наблюдаемые в экспериментах.
В случае, когда составляющие ушных сигналов выше 1,6 кГц, слух оце-
нивает бинауральный сдвиг огибающих. Сами же огибающие обоих сигналов
одинаковы. Низкочастотные составляющие оцениваются по временным разли-
чиям структуры сигналов, которые при уменьшении частоты увеличиваются.
Этим объясняется, во-первых, то, почему при сигналах с ограниченной снизу
полосой частот слуховые объекты не отличаются от ощущаемых при синфаз-
ном озвучивании и, во-вторых, почему составляющие низкого тембра ощуща-
ются диффузными.
Поворотом головы, помешан одно ухо в плоскость симметрии, эксперт
может искусственно подавить один сигнал, сохраняя неизменным сигнал у дру-
гого уха. Этот случай соответствует ситуации, когда один из источников уста-
новлен близко к уху. В результате небольшого движения головой эта ситуа-
ция может измениться на обратную.
Хансон и Кок (1956) предполагают, что этим можно объяснить и лока-
лизацию слухового объекта в голове нли близ головы. В действительности при
зафиксированном положении головы слуховой объект дислоцируется не у
головы, а диффузно за спиной эксперта. Другие свойства ушных сигналов в
случае, когда напряжения па громкоговорителях имеют сдвиг па 180° (напри-
мер, компенсация низкочастотных составляющих, провалы и подъемы в спект-
ре в результате интерференции) и их влияние на локализацию слухового
объекта систематизировано, не исследовались.
3.1.2. Закон первой волны
Обратимся опять к стандартной стереофонической установке с двумя
громкоговорителями (см. рис. 122). Пусть оба громкоговорителя излучают не-
периодические когерентные сигналы. Поскольку сигналы излучаются одновре-
менно и имеют одинаковый уровень, то слуховой объект дислоцируется строго
перед экспертом. Если один из сигналов получает задержку, плавно нараста-
ющую от 0, то слуховой объект смешается в сторону того громкоговорителя,
сигнал которого излучается первым (об этом эффекте упоминалось в § 3.1.1).
Следование слухового объекта за громкоговорителем, излучающим сигнал
1 Эго справедливо и для других частотно-независимых сдвигов фазы
между сигналами громкоговорителей, например в преобразовании Гильберта,
т. е. при сдвиге фазы на 90°. Для сдвигов фазы, отличных от 0 или 180°, сигна-
лы уже не когерентны.
150
первым, продолжается до тех пор, пока задержка между сигналами двух гром-
коговорителей не достигнет 630 мкс
Прн дальнейшем увеличении задержки до 1 мс направление яа слуховой
объект практически не изменяется. Здесь, очевидно, оно определяется глав-
ным образом составляющими ушных енгнвлов, которые создаются опережаю-
щим громкоговорителем. Этот эффект, который, кстати, имеет важнейшее зна-
чение для пространственных свойств слуха в закрытых помещениях, был наз-
ван Кремером (1948) «законом первой волны». Впредь, как это принято в
архитектурной акустике, сигнал, излучаемый первым, будем называть прямым
сигналом (So), а задержанный сигнал — отраженным (отражением) (Sy) Он
назван так потому, что задержанный сигнал соответствует сигналу, который
мог бы возникнуть вследствие отражения пркмого сигнала от отражающей
поверхности.
Закон первой волны известен давно. Как пишет Гарднер (1968) в своем
обзоре истории науки о слухе, первое упоминание об этом явлении имеется
в работе Генри (1849). Разумеется, этот закон не ограничен случаем двух
громкоговорителей, расставленных определенным образом; он действует всегда,
когда звуки к слушателю приходят ki разных направлений. Изпестиы, правда,
наблюдения, которые ему противоречат, но они сделаны тогда, когда источ-
ники звука были размещены в медианной плоскости (Зоммервиль и др.,
1966; Блауэрт, 1971; Вагнер, 1971; Куль к Плантц, 1972). В особенности ин-
тересна работа Вагнера, в которой приведены подробные сведения о топогра-
фии слуховых объектов в случаях, когда прямой звук приходит спереди, а
отражения — из разных направлений верхнего полупространства и имеют
разные уровня и задержки.
Закон первой волны имеет свою границу пря уменьшающихся задержках.
Здесь она проходит в области перехода к эффекту локализации. Граничными
будем считать задержки, при которых направление к слуховому объекту пе-
рестает изменяться. Для стандартной стереофонической системы громкогово-
рителей, излучающих звуки одинакового уровня, граничная задержка лежит
в пределах от 630 мкс до I мс. Закон первой волны имеет свою границу и в
области больших задержек, хотк здесь ее определить значительно труднее, так
как с увеличением задержки возникают всевозможные побочные ощущения
слухового объекта и изменение направления иа объект является лишь одним
кз них. К тому же изменения ощущений слухового объекта прн разных задер-
жках енльяо зависят от характера звукового сигнала, уровня и направления
его прихода.
Для того, чтобы все такя определить пороговое значение задержки, мож-
но, например, задаться вопросом о том, присущи ли слуховому объекту вообще
какие-нибудь признаки, которые свидетельствуют о том, что в нем наряду с
прямыми звуками имеются и отражения. С этой целью в ходе эксперимента
периодически отключают отражения, следя, как при этом изменяются ощуще-
ния слухового объекта.
Порог восприятии отражений, оцениваемый по критерию «изменение слу-
хового объекта без учета характера изменений», был опретелсп Серафимом
(1961) и назван абсолютным слуховым порогом отражений (alFs). При од-
ном и том же уровне прямого к отраженного сигналов абсолютный порог от-
ражений превышается при эюбых значениях задержки. Так, например, прн
задержке Тф^1 мс присутствие отражения обнаруживается по увеличению
громкости слухового объекта и улучшению пространственного впечатления.
Дли того, чтобы отражение было неслышным, его уровень должен быть мень-
ше уровня прямого звука. Таким образом, абсолютным слуховым порогом в
данном случае будет такая разность уровней прямого звука и отражения, при
которой отражение становитси минимально «абсолютно» слышимым. Кроме
Серафима (1961), зависимости aWs от характера сигнала, уровня прямого
звука, направлений прихода н задержки для одного единственного отраже-
ния были измерены Бургторфом (1961), Бургторфом и Олыплегелем (1964),
Шубертом (1966). С точки зрения взаимосвязи между местом слухового объ-
екта и признаками отражения aWs имеет второстепенное значение. Отмстим
лишь, что нз всех порогов слышимости отражений aWs самый меньший.
151
Посмотрим теперь, какими ешс могут быть пороги слышимости отражений
при увеличении задержки более I мс. Пусть измерительным сигналом служит
речь среднего темпа. Будем считать, что уровни прямого звука и отражения
одинаковы. Ранее мы видели, что отражение при задержке I мс становится
заметным иа слух по увеличенной громкости слухового объекта и его про
тяжениости С увеличением времени задержки становятся заметными изме-
нения других признаков слухового объекта Изменяется его тембральная ок-
раска, он становится более протяженным. Иногда «центр тяжести» объекта
смещается в направлении прихода отражения. После того, как задержка
превзойдет некоторое пороговое значение, слуховой объект распадается на
Рис 133. Направления прихода прямого звука и эха в зависимости от задер-
жки отраженного сигнала ST (схематично для речи среднего темпа при уров-
нях первичного и отраженного сигналов около 50 дБ).
1 — прямой звук: 2 — порог слышимости э»а.
две части, ощущаемые в разных направлениях. Направление к одной части
определяется звуком, пришедшим без задержки. Обычно оно совпадает с
направлением приходя прямого звука. Вторая часть объекта, как правило,
воспринимается кз направления прихода отражения. Отражение называют
эхом яримого звука, а минимальное время задержки, при котором оио начи-
нает ощушаться на слух,— порогом слышимости эха, или порогом эха. Опре-
деление порога слышимости эха поясняется с помощью графика иа рис. 133.
Порог слышимости эха н представляет собой верхнюю границу справед-
ливости закона первой волны. Экспериментально прн разных условиях ои был
измерен Хаасом (1951), Мейером и Шоддером (1952), Лохнером и Бургером
(1958), Китаем (1959) Бургторфом (1961), Турловым и Мартеном (1962),
Бергером (1965) и Дамаске (1971) В основу определения порога слышимости
эха был положен критерий: прямой звук н эхо равногромки». Такой критерий
приняли Хаас (1951), Мейер н Шоддер (1952), Сноу (1954), Лохнер и Бур-
гер (1958), Давид (1959), Фра песен (1959, 1963), Давид п Хапсоп (1959) Кри-
терий «эхо мешает» приняли Больт и Доак (1950), Хаас (1951) Мунксй
Никсон и Дюбо (1963). (См. также «порог маскировки» по Петцольду (1927),
Штумпу (1936) и др ]
На рис. 134 показаны кривые различных порогов слышимости отражений
Ls и первичных сигналов ЬздДЛЯ стандартной стереофонической расстановки
Йюмкоговорктелей с углом базы а=80° от времени задержки сигнала St-
эмеритальным сигналом служила речь с норма шным темпом (около 5 сло-
гов/с) Уровепь прямого звука в месте нахождения эксперта был около
50 дБ. Минимальные значения порога, т. е. минимальные уровни отражений,
лежат па абсолютном слуховом пороге. Эхо проходит порог на значительно
более высоких уровнях отражений, чем aWs. При задержках меньше 32 мс
уровень отражений может быть даже иа 5 дБ выше уровня прямого звука,
152
н при этом эхо не слышно. Кривая равногромких слуховых объектов прямых
звуков и эха и здесь проходит выше порога, но одинакова с ним по форме.
При длительности задержки 15 мс уровень отражения, равногромкого с
прямым звуком, должен быть выше ин 10 дБ. Наконец, пороги уровня отра-
жений, при которых эхо ощущается как мешающее, описываются кривой пе-
ресекающей кривую равных громкостей в точке, соответствующей 65 мс, и
при уменьшении задержки круто возрастают. При задержках менее 50 мс ме-
шающее эхо, как правило, больше нс возникает. Верхняя кривая — это порог,
выше которого прекращается восприятие прямого звука. К этому явлению мы
Рис. 134. Сопоставление различных порогов слышимости отражений (стан-
дартная стереофоническая расстановка громкоговорителей, базовый угол а=
= 80°) по даниы измерений Хасса (1951); Мейера и Шоддера (1952), Бург-
торфа (1961) и Серафима (1961).
/— прямой звук не слышен хак самостоятельный (подавление первичного звука): 2 —
первичный звук и эхо равногромки (Солее 6 экспертов); 3—эхо мешает (80 экспертов):
4 — порог слышимости эха (более 6 экспертов): 5—абсолютный слуховой порог (1—2
эксперта).
Рнс. 135. Порши слышимости эха при стандартной стереофонической расста-
новке громкоговорителей (базовый угол а=80°); речевые сигналы среднего
темпа (около 5 слогов/с).
Г —БО дБ, речь. Б экспертов; 2 — 25 дБ; 3 —5Б дБ. речь. 1Б экспертов.
При измерении порогов слышимости эха очень важно, чтобы критерий его
определения был по возможности более точно оговорен с экспертами На
рнс. 135 приведены результаты измерений порогов слышимости эха, проведен-
ных Мейером и Шоддером (1952) и Лохнсром и Бургером (1958). Мейер п
Шоддер в своих экспериментах использовали критерий «эхо едва слышно»,
Лохнер и Бургер требовали от экспертов показаний «эхо отчетливо слышно».
По-видимому, в этом состоит одна из причин того» что кривые Мейера и Шод-
дера, снятые при том же уровне прямого сигнала, располагаются ниже кри-
вых Лохнера и Бургера. Значительные расхождения кривых в области малых
задержек также объясняются разными критериями субъективной оценки.
По Мейеру и Шоддеру эхо считалось слышным и тогда, когда оно распоз-
навалось только по изменению направления к слуховому объекту, хотя как
самостоятельный объект уже не ощущалось. Это происходило при наступле-
нии эффекта локализации суммы. Поэтому кривые Лохнера и Бургера в на-
153
тем определении приближаются к порогам. По этим кривым видно также, что
порог эха зависит от уровня прямого звука.
Дамаске (1971) исследовал пороги слышимости эха шумовых импульсов
в зависимости от их длительности (рнс. 136, а). Правда, для своих экспери-
ментов он ие применил стандартную стереофоническую установку. Прямой
звук поступал к эксперту строго спереди, а отражение — сзади, под иекото-
Вым углом в горизонтальной плоскости. Использовались критерии Мейера и
Доддера. При увеличении длительности импульсов и задержках менее 15 мс
пороги слышимости эха снижались, а при задержках больше 15 мс — повыша-
лись. Зависимости порогов слышимости эха при задержках больше 15 мс от
Рис. 136. Пороги слышимости эха шумовых импульсов различной длитель-
ности (а), уровень звукового давлении ие приводится, падение звука спере-
ди — So, спереди слева или спереди справа — ST (1 эксперт); схематические
кривые громкости к гипотезе Дамаске (1971) (б), согласно которой эхо слыш-
но всегда в тех случаях, когда область перегиба кривой суммарной громкости
превышает положительное значение порога.
уровня прямого сигнала (Лохнер и Бургер) и от длительности импульсов (Да-
маске) имеют одинаковый вид при условии, если в обоих случаях параметром
служит громкость слухового объекта.
В этой связи Дамаске (1971) считал, что по виду кривых зависимости
громкости от длительности задержки можно вывести критерии длк оценки
момента возникновения эха. На рнс. 136, б приведено несколько кривых гром-
кости, полученных расчетным путем с использованием модели Цвнкиера
(1968)- Сплошные кривые соответствуют случаю, когда присутствуют в пря-
мые звуки, и отражения, штриховые — случаю, когда отражения для прослу-
шивания экспертам не предлагались. Согласно гипотезе Дамаске эхо возникает
всегда в том случае, когда вершина кривой громкости превышает положитель-
ные значения порога.
Иэ рис. 134 можно видеть, что кривая порога эха я кривая равных гром-
костей прямого звука и эха одинаковы по форме (в том числе и для случаи
больших уровней эха). На рис. 137 приведено несколько кривых равной гром-
кости для различных типов сигнала. Можно считать, что характеризуемые
ими взаимозависимости справедливы и для порогов эха. Так, например, макси-
мум кривой тем выше и соответствует тем меньшей задержке, чем больше
сигналы имеют характер импульса. Эта зависимость соответствует действи-
тельности и вытекает также нз результатов нзмеревий Дамаске (1971). Объяс-
154
некие этому можно дать также иа основе временных функций громкости
Порог слышимости эха зависят пе только от вида измерительных сигналов, но
и от длительности задержки отражения и от уровня прямого сигнала, что
видно нз приведенных кривых.
Следующий важный параметр — направление прихода звука, поскольку
прямой звук и отражение на пути к барабанным перепонкам претерпевают
линейные искажения, различные для разных направлений прихода звуков.
Измерения зависимости порога слышимости эха от направлений прихода зву-
ков были проведены Бергером (1965 а, б). Эксперт получал от установленного
перед инм неподвижного громкоговорителя тональные импульсы Гаусса. Шн-
Рнс. 137. Кривые равной громкости прямого звука и эха для различных
сигналов.
Кривая а —щелчки с ограниченной снизу полосой чветот (400 Гц. 60 дБ. несколько экс-
пертов. по Давиду и Хансону, 1962); б — речь (50 дБ. 5 экспертов, по Лохнеру я Бурге-
ру. 1958); в—речь (60 дБ, 15 экспертов, по Хаасу. 1951); г —речь (55 дБ 20 экспертов,
по Мейеру в Шоддеру. 1952); д — тональные импульсы {50 дБ. I кГц. 100 мс. Б экспер-
тов, по Лояиеру и Бургеру. 1958).
рина полосы частот импульсов соответствовала частотным группам. Второй
громкоговоритель мог плавко поворачиваться в горизонтальной плоскости и
излучал отражения с фиксированными задержками 10, 25 и 50 мс. На рис. 138
приведены кривые зависимости минимальных углов между направлениями
прихода прямого звука и отражения, при которых эхо слышно. Измерения бы-
ли проведены и для случая, когда прямой звук приходил в горизонтальной
плоскости под углом <р=25° (крпные получились другими).
Поскольку при определенных условиях отражение ие участвует в форми-
ровании слухом ощущения направления на слуховой объект, то это наводит
на мысль о том, что в слуховом аппарате происходят процессы торможения.
По-видимому, оценка слухом составляющих бинауральных сигналов, являю-
щихся отражениями, осуществляется с частичным или полным их подавле-
нием. Иногда это явление называют также маскировкой Данные о характере
процесса торможения могут быть получены нз слуховых экспериментов при
дихотическом способе прослушивания сигналов через головные телефоны.
Ниже кратко описаны некоторые работы в этой области.
Интерес представляет случай, когда прямой звук подается на одно ухо.
а отражение — ня другое. Очень легко такой режим прослушивания можно
обеспечить с помощью головных телефонов. Было установлено, что и в этом
случае закон первой волны сохраняет свою силу в определенных пределах.
При одинаковых уровнях прямого сигнала и отражения нижняя граница спра-
1 Маскировкой в узком смысле слова называется повышение порога слы-
шимости одного (маскируемого) звука в присутствии другого (маскирующе-
го звука. В зависимости от очередности их во времени различают опережаю-
щую маскировку (маскирующим является звук, пришедший первым) или
запаздывающую (маскирующий звук приходят после маскируемого).
155
ведливостн закона, как и в случае симметричного слушания в свободном зву-
ковом ноле, лежит между 690 мкс и I мс. Процессы, происходящие при за-
держках ниже указанных, подробно рассмотрены в § 2.4.1. Верхнюю грани-
цу области справедливости и здесь образует порог слышимости эха. Резуль-
таты соответствующих измерений, проведенных несколькими авторами, приве-
Рис. 138. Пороговые углы между направлениями прихода прямого звука и
отражении, при которых слышно эхо, в зависимости от частоты. Измеритель-
ные сигналы — тональные импульсы Гаусса (их длительность приведена иа
второй шкале) с полосой в одну частотную группу (4 эксперта, пиковые
уровни прямого и отражеяиого сигналов одинаковы и равны 75 дБ ка час-
тоте 1 кГц. На других частотах сигналы были равногромкнми).
Рис. 139. Пороговые (дли слышимости эха) значения бинауральных задержек
в функции центральных частот узкополосного шума (по Кирнкае и др., 1970).
Полуоктавиые полосы шума (3 эксперта, 50 дБ).
Рнс. 140. Пороговые (для слышимости эха) значения бинауральных задержек
в функция бинауральных различий уровня широкополосных щелчков.
Минимальной оказывается пороговая задержка эха для случая одиноч-
ных щелчков. При определенных условиях она пе превышает 2 мс. Обнару-
жена также зависимость порога эха от уровня, состоящая в том, что задерж-
ка, при которой наступает эффект эха с увеличением уровня сигналов,
уменьшается. Для непрерывных сигналов пороговые задержки оказываются
156
Таблица 9
Датор, год Вид сигнала Уро- вень, ДБ Определяющий порог Пороговая аадержка. мс
Клемм, 1920 Щелчки - Порог эха Около 2
Розеяцвейг и Ро- зенблнт, 1950 Щелчки То же 2
Черри и Тейлор, 1954 Речь среднего темпа — » > 20
Блодже, Виль- банкс и Джеф- фри, 1956 Узкополосный шум, центральная частота 425 Гц Широкополосный шум 0,1—4,8 кГц — Порог равяой громкости 7,6 9,4
Гутман, 1926 Щелчки 36 16 Порог эха 3 4,5
Бабков н Саттоя, 1966 Щелчки 50 20 То же 2,6 3,6
Шуберт и Верник, 1969 Тональные импульсы 0,25; 0,5; 2,5 кГц тре- угольной формы: длительность 20 мс длительность 50 мс длительность 100 мс Шумы с граничной ча- стотой 1 кГц (сверху или снизу) с треуголь- ным спектром: длительность 20 мс длительность 50 мс длительность 100 мс 40 40 Порог эха (прн смещении только оги- бающей) То же 5-7 7—12 До 100 5.5 (ВЧ), 6 (НЧ) 8 (ВЧ), 12 (НЧ) 16 (ВЧ), 22 (НЧ)
большими, чем для одиночных импульсов. Во время речи пороговая задержка
эха составляет 20 мс. Чем круче фронт нарастания сигнала, тем при меньших
задержках слуховой объект распадается ка прямой звук и его эхо. Установ-
лено также, что для шума с постоянной относительной полосой частот за-
держка, необходимая для возникновения эффекта эха, с увеличением цент-
ральной частоты уменьшается (рис. 139). Если уровень отражении выше
прямого звука, то задержка, необходимей для возникновения эффекта эха,
также уменьшается (рпс. 140). Если уровень отражения ниже прямого звука,
то зависимость оказывается обратной (Блоджет, Вильбанкс и Джеффри, 1956;
Бабков н Саттон, 1966).
Тот факт, что закон первой волны спревеллив и для случаи, когда пря-
мой звук подается иа одно ухо, а отражение — иа другое, показывает, что
157
слуху, свойственны также протнвосторонние (от уха к уху) процессы тормо-
жения. Прием сингала одним ухом приводит к торможению восприятия сиг-
нала другим. Можно полагать, что эти взаимные торможения играют значи-
тельную роль и при слушании в свободном поле. Об этом свидетельствует тот
факт, что порог эха прн диетическом слушании стационарных сигналов соот-
ветствует большим задержкам отражений, чем для одиночных импульсов,
что наблюдается и в свободном поле. Для обоих случаев одинаково справед-
лива зависимость пороговой задержки эха от частоты (с увеличением частоты
она уменьшается). Влияние уровни прямых сигналов иа пороговую задерж-
ку проследить трудно из-за недостаточности накопленных данных. При днхо-
At=lMC
At л Ад ,
Г । * Левое ухо te 2 3 At =2 мс
0е- - 1 t и 1 3
Правое ухо . At —Чме L />..,
7 2 в МС jg в
Рис. 141 Плотность вероятности ощущения слухового объекта в центре го-
ловы в функции сдвига во времени одиночных импульсов, подаваемых на
одно ухо относительно пары импульсов, подаваемых иа другое. Параметр —
временной интервал между парой импульсов.
тнческом способе слушания время задержки, необходимое для того, чтобы
возникло эхо, с увеличением уровни уменьшается. Эта закономерность как
проявление бинаурального торможения была подтверждена психологическими
экспериментами Холла в 1965 г.
То же самое наблюдалось при очень коротких задержках в свободном
звуковом поле. При более длительных задержках зависимость получилась
обратной (см. рис. 13Б). Для дихотического слушания при длительных задерж
ках данных об этих зависимостях пока нет.
Если на одно ухо подавать только отражении, то действие закона первой
волны можно объяснить исключительно противосторонним торможением. Прн
слушании в свободном звуковом поле ка пороге восприятия сказывается и
одностороннее (в одном ухе) торможение (Давид, 1959; Гутман, Ваи Бергейк
и Давид, 1960; Харрис, Фланаган и Уотсон, 1963; Гутман, 1965; Туле и Сойерс,
1965). В этой связи интерес представляет эксперимент, проведенный Харри
сом и др. в 1963 г. (рис. 141) с помощью головных телефонов
На одпо ухо экспертам подавались пары импульсов, временной интервал
между которыми Л1 был постоинным. На другое — одиночные пмпульсы, вре-
мя включения которых меняли сами эксперты. Задача их состояла в том, что-
бы включать одиночные импульсы так, чтобы слуховой объект лоцировался в
центре головы
Если эксперты ощущали несколько объектов, то они должны были управ
лять импульсом так, чтобы все объекты лоцировались в одном определенном
158
месте. Плотность вероятности локации объектов в центре головы в функции
положения одиночного импульса показана на рис 141 справа. Параметром
служит временной интервал Д/ между парными импульсами. Отчетливо вид
но, что для Д/=1 мс и Л/=4 мс ощущение звука в центре головы возникает
всегда в тек случаях, когда одиночный импульс включается одновременно с
одним нз импульсов пары. При интервале Д/—2 мс подстройка одиночных
импульсов под вторые импульсы пары эффекта не дает Это объясняется тем.
что при интервале 2 мс второй импульс маскируется первым. При Д/=1 мс
этот эффект еще не наступает, а при Д/=4 мс —исчезает. Можно полагать,
что односторонним опережающая маскировка (второго импульса первым).
Левое
ухо
Правое
ухо
Рнс. 142 Пороги эха прн дикотической подаче пар импульсов без заполне-
ния и тональных импульсов.
а — ощущение прямого звука вызывается незаштриховаиной парой импульсов, ощуще-
ние эха—заштрихованной (уровень прямого сигнала— 45 дБ); б —ощущение прямого
звука вызывается двумя нарастающими фронтами тональных импульсов, ощущение
эха — спадающими фронтами (уровень прямого сигнала — 60 дБ. длительность фронтов —
0.75 мс); в —ощущение прямого звука вызывается нарастающими фронтами. Порог эха
достигается в момент, когда слуховой объект начинает смещаться к центру головы.
обнаруженная в описанном эксперименте, имеет свое значение для закона пер-
вой волны.
В заключение приведем несколько экспериментов, проведенных японскими
учеными Ебата, Соне и Ни мура в 1968 г. Эти эксперименты проводили с
целью исследования зависимости порогов эха от длительности сигиалов. С по-
мощью головных телефонов экспертам предлагали для прослушивания пары
импульсов, разделенные различным интервалом времени (рис. 142, а), и они
должны были определить пороги слышимости эха. В указанных условиях
эксперимента порог эха составил 10 мс.
В другом эксперименте использовали тональные импульсы. Здесь ощуще-
ние прямого звука вызывали нарастающими фронтами, а эхо — спадающими
Пороговый интервал эха в этом случае лежал в пределах от 175 до 21Б мс
(рнс. 142,6). Такне же результаты были получены и в случае шумовых импуль-
сов. Существенно большие, чем на рнс. 142, а, значения порогов эха следует,
по-видимому, объяснить тем, что промежутки времени между нарастающими
н спадающими фронтами заполнены колебаниями. Увеличить пороговые по
эффекту эха задержки можно также и в случае, приведенном на рис. 142, а,
если между первой и второй парами импульсов ввести промежуточные им-
пульсы. В свободном звуковом поле это соответствовало бы увеличению чис-
ла отражений (см. гл. 3 3).
Друган возможность изучить маскирующее действие прямого звука на
отражение показана на рнс. 142, в. Здесь в качестве измерительных звухов,
которые предлагаются экспертам, могут использоваться длительные тональ
иые импульсы с крутыми фронтами нарастания. Нарастающий фронт импуль-
са вызывает ощущение слухового объекта слева от медианной плоскости. По
истечении 180 мс, когда, по-вцдимому, прекращается влияние нарастающего
фронта, слуховой объект начинает смещаться к центру головы Длительность
159
этого характерного промежутка времени (180 мс) совпадает с результатами
измерений Блауэрта (1968, 1970) н Плата, Блауэрта и Клемпа (1970). Эти
авторы в своих экспериментах возбуждали попеременно то одно, то другое
ухо эксперта импульсами Гаусса, шумовыми импульсами, амплнтудно-модули-
рованными шумами и последовательностями импульсов. Эксперты оценива-
ли промежуток времени между сигналами одного в другого уха, прн котором
становилось минимально заметным качание слухового объекта нз стороны в
сторону.
3.1.3. Подавление прямого звука
Когда предлагаемые эксперту для прослушивания прямой звук и отраже-
ние имеют одинаковый уровень, создается следующая ситуация. При неболь-
ших задержках отражения вступает в силу эффект локализации суммы. При
увеличении длительности задержки начинает действовать закон первой волны.
Верхпяя граница этой области задержек определяется порогом слышимости
эха. Выше порога прямой звук и эхо ощущаются раздельно, н, наконец, при
очень длительных задержках (несколько секунд) эхо ощущается как само-
стоятельный слуховой объект.
Бекеши (1917) указывал, что наряду с приведенными эффектами в опре-
деленных условиях может возникнуть и другой эффект. Может, например,
оказаться, что единственно слышимым или превалирующим будет только эхо,
а прямой сигнал либо ие слышеп совсем, либо слышен очень слабо. Это озна-
чает, что сигнал эха полностью или частично подавляет функцию оценки слу-
хом прямых звуков, т. е. наступает как бы эффект обратной маскировки.
Эффект обратной маскировки описан во многих работах (Пикетт, 1959;
Рааб, 1961; Бургторф, 1963; Робинзон и Поллак, 1971). Обзор литературы при-
водится в работе Эллиота (1962). В перечисленных работах исследовался
порог маскировки прямого звука, т. е. абсолютный порог слышимости. Резуль-
таты показывают, что и в условиях, благоприятных для маскировки, прямой
звук может быть подавлен отражением, поступающим с задержкой 20 мс,
лишь в том случае, когда уровень отражения по крайней мере на 40 дБ выше
прямого звука. При равных уровнях прямого звука и отражения эффект пол-
ной маскировки вообще пе наступает.
Если по аналогии с восприятием эха рассматривать пороговые задержки,
после которых прямой звук становится минимально заметным или полностью
исчезает, то можно получить кривую, показанную на рис. 134 (вверху). Для
того, чтобы отражение полностью подавило прямой звук, его уровень в зави-
симости от задержки должен быть выше уровня прямого звука на 15—30 дБ.
Подробнее сведении об эффекте маскировки прямого звука приведены в ра-
боте Розенцвейга и Розенблптв (1950). Они установили, что иногда при оди-
наковых превышениях прямым звуком и отражением порога эха оно ощущает-
ся громче прямого звука Чистовнч и Иванова (1959) установили, что если
экспертам ставить задачу определять момент появления прямого зв}ка как
совершенно отдельного слухового объекта, то явление обратной маскировки
может возникнуть даже прн задержке 500 мс. Конечно, и в этом случае уро-
вень отражения должен быть выше уровня прямого звука.
В связи с этим особый интерес приобретает эксперимент Бекеши, о кото-
ром он сообщал в 1971 г. В этом эксперименте уровни прямого звука и отра-
жения в месте, где находился эксперт, были одинаковыми, но прямой звук
полностью подавлялся отражением даже при задержке 70 мс. Результаты
эксперимента Бекеши могут быть использованы в архитектурной акустике и
в звукотехинке, поэтому рассмотрим его подробнее (рис. 143).
Эксперт занимает место перед несколькими громкоговорителями, располо-
женными по окружности, в центре которой утаиоалеи еще одни громкогово-
ритель В. Громкоговорители, образующие кольцо, включены паралтельно. Сна-
чала прямой звук излучался кольцом громкоговорителей А, а отражение —
центральным громкоговорителем В. Затем прямой звук излучался централь
ным громкоговорителем, а отражение — кольцом. Измерительным сигналом
160
служила последовательность тональных или шумовых импульсов * длитель-
ностью 35 мс. Задержка — 70 мс. Прн такой задержке эффект подавления
прямого звука максимален. На рисунке показаны места дислока-
ции слухового объекта и его протяженность по описаниям трех тренирован-
ных экспертов. Когда отражение создавалось одиночным громкоговорителем
В. слуховой объект локализовался в центральной части диаметра окружности.
Когда же отражение создавалось кольцом громкоговорителей Л, слуховой
объект был растянутым по всему диаметру окружности. В пижней части ри-
Рнс. 143. Расстановка громкоговорителей для исследования эффекта подав-
ления прямого звука (а) (прямой и отраженный сигналы излучались по-
переменно либо громкоговорителями кольца А, либо — одиночным в центре В,
длительность задержки 70 мс, длительность тональных посылок 35 мс, часто-
та I кГц (нлн шумовые импульсы;, уровень 90 дБ; распределение по времени
громкости слуховых объектов от прямого сигнала н эха (б).
I — отражения, создаваемые громкоговорителями А; ?—отражения, создаваемые гром-
коговорителями В-. 3— положение и протяженность слухового объекта.
сунка показаны кривые распределения громкости по времени, построенные по
словесным описаниям ощущений экспертов. Прямой звук показал в виде не-
большого выступа слева, эхо — в виде большой выпуклости.
Аналогичные результаты, т. е. преобладание эха нал прямым звуком, бы-
ли получены Бекеши и в других экспериментах, когда направления прихода
прямого звука и отражения отличались на 90 или 180°.
3.2. ДВА ИСТОЧНИКА ЗВУКА С ЧАСТИЧНО-КОГЕРЕНТНЫМИ ИЛИ
НЕКОГЕРЕНТНЫМИ СИГНАЛАМИ
В предыдущей главе рассмотрены взаимосвязи между звуками и слуховы-
ми объектами, наблюдаемые, когда два разнесенных в пространстве источника
излучают два абсолютно когерентных сигнала. Если коэффициентом когерент-
1 Для того, чтобы обеспечить лучшую различимость иа слух, несущие пря-
мых звуков и отражений выбирались разными либо по частоте (1 н 1,5 кГц),
либо по форме, например: одно колебание было синусоидальным, другое —
прямоугольным при одной и той же частоте.
11—810
161
иости К считать величину (максимума) нормированной функции взаимной
корреляции двух сигналов x(t) и у (t)
Л=иакс|Фч,(т)|, (55)
то до сих пор мы рассмагривали только случай, когда fe—1. Теперь перейдем к
частично-когерентным и некогерентным сигналам, т. е, когда 0^А<1. При
fe=O будем называть сигналы некогерентными, а при 0<А<1—частично-ко-
герентными.
Получить в слуховых экспериментах частично-когерентные млн некоге-
ренткые сигналы можно следующими двумя способами (они могут быть и
комбинированными):
Рис. 144. Схема для расчета параметров ушных сигналов в случае двух ис-
точников звука с частично-когерентными или иекогереитиыми сигналами:
S. О — Фурье-преобразоыння сигналов; А — функции передачи (липеСная инвариантная
во времени система).
1. Способ искажений. Из одного начального сигнала с помощью линей-
ных и (или) нелинейных преобразователей получают один или несколько
искаженных сигналов. По отношению к исходному, а также между собой эти
сигналы и будут частично-когерентными или некогерентными.
2. Способ наложений. Из одного начального сигнала получают несколько
сигналов, когерентных к первому, а также между собой. На ннх наклады-
вают искаженные сигналы, иекогерентные между собой и начальным сигна-
лом. Полученные результирующие сигналы и будут частично-когерентными
или иекогерентными между собой и начальным сигналом.
Для измерения коэффициента когерентности могут быть использованы
обычные методы измерения корреляции (Ланге, 1962; Кутруфф, 1963)
Какими же с этой точки зрения могут быть ушные сигналы при прослуши-
вании двух частично-когерен ных или некогерентных сигналов, поступающих
от двух источников. На рис. 144 показаны возможные пути прохождения звука
от источника до барабанных перепонок слушателя. Пусть все функции на
рис. 144 будут функцикмн частоты. Sn и Sl—соответственно сигналы в ме-
сте расположения левого н правого источников, когда включен одни из них.
Если источниками служат громкоговорители, то сигналы связаны с напряже-
ниями иа входе каждого из них функцией передачи громкоговорителя. Путь
звука от источника до ушей слушатели состоит из четырех участков, которые
можно рассматривать как линейные системы, инвариантные во времени, опи-
162
сываемые соответственно функциями передачи Аяя,_Ащ„ All и Alr Зная сиг-
налы источников Sl и Sr, можно рассчитать ушные сигналы Ol к Or,
= ^lr', (S6>
Отношение ушных сигналов
HR
(57)
(58)
в упрошенном виде можно записать.
-f*='’*+-sr!— <59>
$Г+-”
Из формулы видно, что когда отношение сигналов источников выражается
функцией линейной инвариантной во времени системы, то ушные сигналы мо-
гут быть взаимно преобразованы один в другой с помощью такой системы.
Это значит, что если справедливо Sr/Sl=Ar. то справедливо и Or]Ol=
Априорно будем считать далее, что если сигналы Sr и Sl связаны между
собой линейной инвариантной во времени системой или нелинейной инвариант-
ной, или нелинейной вариантной во времени системой, то такой же зависи
мостью будут связаны между собой и сигналы Оя и Ol. Если взаимосвязь
между и Sl математическому выражению ие поддается, то это невозмож-
но и дтя ушных сигналов Or и Ol. Если сигналы источников не детерминиро-
ваны. то недетерминнруемы также и ушные сигналы.
По поводу взаимосвязи между коэффициентами когерентности сигналов
на выходе источников и ушных сигналов можно лишь чисто умозрительно
считать, что они, как правило, различны. Некогерентные сигналы источников
приводят к частичной когерентности ушных сигналов (исключение состав-
ляет случай подачи сигналов с помощью головных телефонов). Абсолютно
когерентные сигналы источников также приводят к неполной когерентности
ушных сигналов (исключение составляют случаи дихотнческой подачи звуков
с помошью головных телефонов или с помощью двух громкоговорителей, уста-
новленных симметрично к медианной плоскости). Как правило, возможный
разброс коэффициента когерентности ушных сигналов меньше, чем
у сигналов источников звука, однако и здесь имеются исключения [например,
способ подачи звуков «Траднс», разработанный Дамаске н Меллертом
(1969/1970); подробнее об этом см. гл. 3.3].
В § 3.2.1 рассмотрены результаты слуховых экспериментов, проведенных
с использованием двух источников звука прн разных коэффициентах когерент-
ности сигналов. Наиболее наглядные объяснении некоторых из обнаруженных
закономерностей дает корреляционная модель слуха, построенная на предпо-
сылке о том, что слуху свойственна функция корреляции. Согласно этой мо-
дели пространственные признаки слуховых объектов формируются слухом
по корреляционной функции ушных сигналов. Корреляционная модель слуха,
построенная иа представлениях Лвклидера (1956), Сойерса и Черри (1957),
рассмотрена в § 3.2.1 В § 3.2 2 рассмотрены феномены пространственного
слуха, известные в литературе под названием «бинауральное распознавание
II*
163
сигналов», «бинауральная маскировка», «бинауральный анализ». Речь идет
о распознаваемости ушных сигналов в присутствии помех прн разных бина-
уральных различиях тех и других.
3.2.1. Влияние коэффициента когерентности
В настоящем параграфе рассмотрена взаимосвязь между слуховыми
объектами, их местом и протяженностью в случае, когда эксперт прослуши-
вает сигналы двух источников, коэффициент когерентности которых Л<1. Для
начала остановимся на простом эксперименте: эксперту по головным телефо-
нам подаются для прослушивания два широкополосных шумовых сигнала.
Ркс. 145. Положения слухового объекта в проекции на фронтальную плос-
кость (Д—А'). Эксперты с помощью головных телефонов прослушивали ши-
рокополосные шумы с различным бинауральным коэффициентом когерент-
ности. Показаны области, соответствовавшие 0—33, 33—66 и 66—100% слу-
чаев положении слухового объекта.
коэффициент когерентности которых может искусственно изменяться в преде-
лах от 0 до 1. Ему предлагают описать словами место и протяженность слу-
хового объекта. На рис. 145 приведены результаты такого эксперимента (по
Черняку и Дубровскому, 1968). Во времи эксперимента эксперты получали
бланк с нарисованным полукругом радиуса 10 см, отображавшим верхнюю
половину фронтального сечения черепной коробки. Экспертам ставилась за-
дача зарисовать в проекции на полукруге положение и протяженность слу-
хового объекта. По-разному заштрихованные части полукруга соответствуют
выраженному в процентах числу совпавших оценок, полученных в сериях по-
вторяющихся экспериментов.
Приведенные результаты позволяют сделать ряд выводов. Когда ушные
сигналы когерентны, то слуховой объект ощущается как единый и протяжен-
ность его относительно невелика. Центр тяжести слухового объекта находит-
ся в медианной плоскости. С уменьшением коэффициента когерентности
положение центра тяжести объекта почти ие изменяется, ио увеличивается
площадь, в которой ощущаются его составляющие. При £=0,4 компоненты
164
слухового объекта ощущаются практически во всей верхней полуплоскости.
Наконец, при дальнейшем уменьшении коэффициента когерентности слуховой
объект распадается в пространстве на две части (по одной на каждое ухо),
соответствующие двум ушным сигналам. В описанном эксперименте слуховые
объекты при частичной когерентности сигналов оказываются более протяжен-
ными. чем при полной когерентности Правда, отсюда не видно, сохраняются
ли объекты четко локализованными или с увеличением размеров становятся
диффузными. Ответ на этот вопрос следует искать в работах Церлина (1959),
Джеффри. Блуджета и Днтряджа (1962), которые измеряли размывание ла-
Ряс 146 Ряс. 147
Рис. 146. Порог смещения латерализации Д(т* —0)ння в функции коэффи-
циентов когерентности ушных сигналов, низкочастотный шум с граничной
частотой 2 кГц, уровень около 90 дБ, 7 экспертов (при k-О результаты не-
определенны) .
Рнс. 147. Схема установки для получения шумовых сигналов с измеряемым
коэффициентом когерентности (способ наложения сигналов), предусмотрена
возможность подмешивания бииаурально идентичных речевых сигналов.
тералнзации в функции коэффициента когерентности ушных сигналов Резуль-
таты измерений приведены иа рис. 146 Д(Тф== 0)мнв.
С уменьшением коэффициента когерентности размывание локализации
медленно возрастает. Со значения (здесь, no-видимому, проходит гра-
ница, после которой слуховой объект начинает распадаться на два) кривая
круто поднимается и достигает максимума в точке около 190 мкс. В данных
условиях эксперимента предельное размыванве локализации неопределенно,
поскольку боковое смещение объекта ие замечается и при бинауральной за-
держке 190 мкс.
Увеличение размывания локализации с уменьшением коэффициента коге-
рентности можно, по-вндимому, объяснить увеличивающейся диффузностью
слухового объекта.
Ушных сигналов с изменяемым коэффициентом когерентности в описан-
ных двух экспериментах добивались способом наложения сигналов. Структур-
ная схема установки для эксперимента приведена на рис. 147. Три генератора
Д']—А» вырабатывали три взаимно некогерентных широкополосных шумовых
сигнала, эффективные значения напряжений которых t/j — U3. С помощью
аттенюаторов и сумматоров сигналы подавались на два наушника так, что
на одном нз них получалась сумма t/j-f-C/j, а иа другом C/s-j-t/з. Напряжения
сигналов Ui к (Уз были всегда одинаковы. Коэффициент когерентности ушных
сигналов в этом случае
k = —-------г , где Ui = ия. (60)
vl+ui
165
Вывод этой формулы дается в работе Джеффри и Робинсона (1962).
Впервые исследование с использованием аналогичной установки провел
Лнклидер в 1948 г. Дополнительно к трем шумовым генераторам он исполь-
зовал источник речевых сигналов, который включался в схему, как показано
на рис. 147. Некоторые из наиболее важных результатов, полученных Ликли-
дером, приведены на рис, 148, где изображены места дислокации слуховых
объектов в проекции на фронтальную плоскость. Верхние две диаграммы соот-
ветствуют случаям А=1 и Л=*0 (см. рис. 145). Когда ушные сигналы коге-
рентны, сннфазяы и одинаковы по амплитуде, эксперты ощущают единый
слуховой объект, который лоцируется в медианной плоскости. Тот факт, что
Рис, 148. Расположение слухо*
вых объектов в проекции иа
фронтальную плоскость (Д—
Д'), широкополосный шум прн
Л=0 и А=1 и дополнительные
бииауральио идентичные рече-
вые сигналы.
объект располагается ие в вершине полуокружности, как это было на рнс. 145,
а в центре головы, объясняется, по-вндимому, методикой эксперимента Черня-
ка и Дубровского, а возможно —и особенностями измерительных сигналов.
(Эти расхождения мы здесь подробно рассматривать ие будем.) В случае
иекогерентных ушных сигналов возникают два слуховых объекта — по одному
на каждое ухи.
В нижней части рис. 148 приведены две диаграммы для случая, когда до-
полнительно к когерентным шумовым сигналам па оба уха подавались одина-
ковые речевые сигналы. При добавлении к когерентным шумовым сигналам
речи возникал речевой слуховой объект, почти сливавшийся в пространстве
с шумовым объектом. Когда же речь накладывалась на некогерентные шу-
мовые сигналы, возникали сразу три объекта: два шумовых и речевой, кото-
рый лоцировался в центре головы.
Последний случай представляет особый интерес. Он может быть еще бо-
лее усложнен, если дополнительно к двум шумовым и одному речевому объек-
ту иа телефоны подать и другие сигналы. Тогда при благоприятных условиях
одновременно возникает несколько слуховых объектов1, каждый из которых
соответствует своему дополнительному сигналу. Под «благоприятными» усло-
виями подразумевается то. что дополнительные сигналы предлагаются экс-
пертам для прослушивания таким образом, что вызываемые ими слуховые
объекты хорошо разграничиваются в пространстве. В противном случае воз-
никает эффект «звуковых затяжек», «наплывов» (Батлер и Наунтон, 1964).
Вызвать ощущение четко разграниченных в пространстве объектов можно,
подав дополнительные сигналы на головные телефоны с искусственной би-
науральной задержкой или разностью уровней.
Из приведенных результатов экспериментов можно сделать вывод о том,
что из бннаурально иекогерентных ушных сигналов слух может выделить
составляющие, которые между собой когерентны, и каждую квалифицировать
как отдельный слуховой объект. Остающаяся часть иекогерентных составляю-
щих ухудшает остроту локализации слуховых объектов. Если ушные сигна-
лы не содержат когерентных составляющих или если кх очень мало, то каж-
* Более глубокий анализ показывает, что несколько слуховых объектов
одновременно возникнуть не могут, онн воспринимаются последовательно с не-
большим интервалом. Эту дифференциацию ощущений мы здесь рассматривать
не будем.
166
дый ушной сигнал вызывает ощущение отдельного слухового объекта, как
прн раздельном их прослушивании одним наушником.
В свободном звуковом поле эти явления полностью сохраняются. Праада,
здесь следует учитывать, что излучаемые источниками сигналы отличаются от
ушных. Схема линейного преобразования сигналов источников в ушные сиг-
налы показана на рис. 144.
На рис. 149 приведены результаты исследований Дамаске (1967, 1968),
проведенных с двумя источниками, расположенными под углом к горизонталь-
ной плоскости (6-18°), и излучавших некогеревтные широкополосные шумо-
вые сигналы. Угол к каждому источнику звука в горизонтальной плоскости
«Г
Рнс. 149. Направления иа слуховой объект при слушании двух некогерентных
шумовых сигналов, излучаемых род разными углами в горизонтальной плос-
кости, Слева вверху показаны пределы пространственных углов восприятия
слуховых объектов в проекции иа горизонтальную плоскость; уровень в точке
слушания 75 дБ, расстояние между громкоговорителями 2,5 м (в эксперимен-
те участвовали два опытных эксперта).
можно было менять в небольших пределах. На диаграммах показаны телес-
ные углы, в пределах которых лоцировались слуховые объекты. Заштрихо-
ванные по-разному зоны н здесь соответствуют частоте совпавших показаний.
Слева внизу видны горизонтальные срезы верхней полусферы, которые исполь-
зовались при построении диаграмм. В верхнем ряду показаны два случая, прн
которых четко ощущались два слуховых объекта, т. е. когда слух распознавал
в ушных сигналах две бияауральио когерентные илн почти когерентные
составляющие. В нижнем ряду приведены случаи, когда громкоговорители
сдвинуты ближе друг и другу. Телесные углы, в пределах которых слуховые
объекты ощущались как единые, слились. Соответственно н сам слуховой
объект ощущался как диффузный и протяженный.
В 1972 г. Пленже сообщил об эксперименте» в ходе которого два громко-
говорителя, расставленные по стандартной стереофонической системе, излуча-
ли шумовые сигналы с изменяемым коэффициентом когерентности. Схема
эксперимента и наиболее характерные результаты приведены на рис. 150
(слева). Сигналы обрабатывались так, что на одном громкоговорителе полу-
167
чалась их сумма, а иа другом — разность. Соотношение сигналов можно было
изменять. Коэффициент когерентности сигналов громкоговорителей в этом
случае
Таким образом, A(t7i«O)—l; k(U^Ui)=O и fe(l4s-0)=>l. Если уменьшать
отношение IhlUt до 0, сохраняй неизменным суммарный уровень, то коэффи-
циент когерентности начинает уменьшаться, достигает минимума прн = i
Рнс, 150. Положения слухового объекта при слушании подготовленным экс-
пертом широкополосных шумов в условиях эксперимента, показанных слева.
Показания других экспертов в случаях б, в значительно отличаются от при-
веденных.
и затем увеличивается. Сделав скидку иа то, что коэффициенты когерентности
ушных сигналов и сигналов громкоговорителей не одинаковы, можно считать,
что и здесь дислокации слуховых объектов в принципе соответствует выводам,
полученным ранее. Случай UJUi=b соответствует взаимному сдвигу фаз уш-
ных сигналов на 180°. Этот случай рассмотрен в § 3.1.1.
В рассмотренных экспериментах коэффициент когерентности сигналов
изменялся способом наложения. Остановимся теперь на случаях, когда два
ие полностью когерентных сигнала получаются из одного сигнала, подвергаю-
щегося линейным или нелинейным искажениям. Не полностью когерентные
звуковые сигналы как результат влияния линейных искажений создаются в
повседневной жизни, например, при отражениях звуков от поверхностей с ча-
стотно-зависимым коэффициентом отражения. Поступающий к слушателю от-
раженный от такой поверхности звук уже яекогерентеи с исходным прямым
звуком. В результате возникшей некогерентности может измениться абсолют-
ный слуховой порог, порог слишимостн эха и мешающего эха по сравнению
168
с порогами при абсолютной когерентности (Хаас. 1951; Мейер и Шодер. 1952;
Бабков и Саттон, 1966). Поскольку коэффициент когерентности между пря-
мым звуком и отражениями сохраняется достаточно большим и в случае
частотно-зависимых отражений, то в принципе все явления здесь имеют такой
же характер, как при частотно-независимых отражениях.
Способ искажений нашел интересное применение в технике озвучивания.
Известно, что если сигнал, переданный по одному каналу, воспроизводится
отппм (единственным) громкоговорителем, то слуховой объект получается
остро локализованным. Пространственные отражения, которые имеются в по-
мещении. прн таком воспроиз-
ведении передать невозможно.
Поэтому эффект пространст-
венности звука на стороне вос-
произведения создается искус-
ственно.
Используемые Для этого
приемы схематично показаны
на рпс. 151. Опи известны как
способы «псевдостереофонии».
Во всех показанных вариантах
из исходного сигнала получают
два ие полностью когерентных
сигнала, которые затем воспро-
изводят соответственно двумя
гром коговорителя ми.
Способ рис. 151,а основан
на предложении Яновского
(1948). С помощью специаль-
ных фильтров (с очень плавны-
ми фронтами характеристик
пропускания) полоса ча-
Рис. 151. Способы «псевдостере-
офоиической звукопередачи».
fl —фильтр верхних и нижних ча-
стот: б — два гребенчатых фильт-
ра со взаимно сдвинутыми харак-
теристикам и; в —два всечастотных
фильтра; г — реверберационная ка-
мера; б —эффект Лоуркдзева; в —
два фильтра с изменяемыми во
времена характеристиками, управ-
ление осуществляется самим сиг-
налом.
стот сигнала расчленяется на две части — высокочастотную и
низкочастотную, и каждая воспроизводятся отдельным громкоговорителем.
В случае рис. 151,6 вместо режекториых фильтров верхних и нижних частот
использованы два гребенчатых фильтра со взаимно сдвинутыми характеристи-
ками (Лоуридзен, 1954). Этот способ позволяет создать взвешенное по часто-
те распреде тсние спектральных составляющих, ио ценою заметных искажений
тембра. Этот недостаток исключен в способе рис. 151. в. предложенном Шре-
дером (1961). Здесь сигналы двух громкоговорителей получают фазовые ис-
кажения, для чего применяют всечастотяыс фильтры. Амплитудные искажения
(они н вызывают главным образом искажения тембра) здесь не возникают.
Способ рис. 151, г во многом похож иа рис. 151, в. Здесь частичной коге-
рентности сигналов громкоговорителей достигают благодаря искусственной
реверберация, вводимой с помощью реверберационной камеры (Шредер, 1958;
169
Лохкер и Де-Кит, 1960). Микрофоны установлены в разных точках камеры.
Вместо реверберационной камеры может быть использован ревербератор плас-
тинчатый или пружинный. Способ рис. 151, д описан Лоурндзеиом (1954).
Шоддером (1956). Лоурндзеиом н Шлегелем (1956). Он состоит в искусст-
венной задержке части сигнала, которая посте ослабления сннфазио подает-
ся на один громкоговоритель и в противофазе ка другой. Упомянутые спосо-
бы особенно эффективны в случаях, когда исходный сигнал нестационарен во
времени- Именно такими и являются музыкальные и речевые сигналы обычных
Рис, 152. Модуль нормированной функции взаимной корреляции ушных сиг-
налов искусственной головы; озвучивание одним источником звука в гори-
воитальной плоскости, излучавшим полосу шума (0,18—6,3 кГц) параметр —
угол направления на источник <р.
звуковых программ радиовещания и звукозаписи. Место и протяженность
слуховых объектов таких сигналов меняются во времени.
В способе рнс 151, в из временных изменений исходного сигнала выделя-
ется дополнительный сигнал, который используется для управления двумя
фильтрами А\ и Аз, вносящими искажения (Эике-зь, 1958). При «истинной»
стереофонии, т. е. когда звук от микрофонов к громкоговорителя переда-
ется по двум каналам, искогерентность сигналов создается и наложением, и
искажением. Поэтоыу данный вариант позволяет лучше приближать про-
странственные соотношения сигналов на стороне приема к соотношениям на
стороне передачи
Способами псевдостереофонической звукопередачи этого достичь нельзя,
поскольку здесь пространственные соотношения слухового объекта не зави-
сят от признаков исходного сигнала. Вспомним, что и при слушании единст-
венного источника звука ушные сигналы когерентны лишь тогда, когда ис-
точпкк находится в медианной плоскости. Если это условие ие удовлетворя-
ется, то коэффициент когерентности может стать меньше ОД
Измерение коэффициента когерентности ушных сигналов при одном ис-
точнике звука были проведены Римским-Корсаковым в 1962 г., Дамаске в
1969, 1970 гг. Оба исследователя проводили измерения с испо Аьзованием ис-
кусственной головы. Некоторые результаты измерений приведены иа рис. 152.
Отметим попутно, что уменьшение коэффициента когерентности при отклоне-
нии источника звука от медианной плоскости сопровождается увеличением
размывания локализации (см. рнс. 21).
Если внимательно проанализировать свойства слуха при восприятии не
полностью когерентных н некогерентных сигналов, в особенности способность
выделять из абсолютно некогерентных ушных сигналов бинауральные Koie
рентные составляющие, то напрашивается предположение, что при оценке
сигналов в слухе происходят корреляционные процессы. Впервые, хоти и в
другой связи, это предположение высказал Лнклндер в 1951 г. Он считал, что
в слухе происходит кратковременная автокорреляция ушных сигналов, по
которой определяется тональная высота звука. С течением времени эта ги-
потеза получила дальнейшее развитие (Ликлидер, 1956, 1959, 1962). Более
подробно ознакомиться с этими вопросами можно по работам Нордмарка
(1970), Дунвхьюза (1972); критика дается в работе Уайтфильда (1970).
В 1956 г. Ликлидер высказал предположение о том, что корреляционные
процессы происходят в слухе и при формировании ощущения места слухоно-
170
го объекта и что ушные сигналы подвергаются именно взаимно-коррсляцнон-
ному анализу. К такому же предположению, ио другим путем пришли Черри
и Сойерс (1956). Это представление послужило основой для построения не-
скольких функциональных моделей, которые помогли объяснить ряд проблем
пространственного слуха (Ликлидер. 1956, 1959, 1962; Сойерс и Черри, 1957;
Давид, Гутман и Ван-Бергейк, 1959; Даниленко, 1969) Ниже рассмотрены
принципы работы этих моделей и их применение для анализа механизма
слуха.
Рнс. 153. Структурная схема «модели совпадения» для оценки бинауральных
временных различий ушных сигналов. Поступающие от левого и правого уха
нервные импульсы проходят дальше по цепк .тишь в случае, когда они по-
парно синхронны иа одной нз ячеек умножения.
Бинауральная ненормированная функция взаимной корреляция записыва-
ется в виде
4'Jt,(T) = nm(js^rj х(/)у«+т)Л. (62)
где x(t) н у(0—физиологические сигналы, полученные соответственно из ле-
вого и правого ушных сигналов. Поскольку
^(») = ^ж(-т). (63)
то
Ч-Г
Ч'х., (Ч = I У (')»(' - Ч (64)
—Г
Такая запись удобнее первой, потому что при положительных т сигнал
получает задержку, а не опережение, которое физиологически невозможна
Встает вопрос, возможны ли физиологические преобразования в слухе, со-
ответствующие полученному выражению. Здесь можно сослаться на так на-
зываемую «модель совпадения», впервые (1948 г.) построенную Джеффрв
171
для описания механизма опенки слухом бинауральных временных различий.
Позднее аналогичную модечь предложили Резер (i960), Фраиссеи (i960,
Принцип, положенный в основу модели, показан иа рнс. 153. Нервный им-
пульс, поступающий от одного уха. задерживается линией задержки и затем
подается на несколько кчеек умножения. На ячейки противоположной стороны
(уха) этот же импульс поступает без задержки. Каждая ячейка выраба-
тывает и выдает сигнал на выход лишь в том случае, если на ее вход одно-
временно поступают два импульса, совпадающие во времени. Каждый вход-
ной импульс поступает от своего уха. Легко видеть, что при некотором опре-
деленном временном интервале между импульсами от двух ушей запускаться
будет только одна ячейка умножения.
Взаимосвизь между временными различиями сигналов и ячейками умно-
жения, реализованными в модели, делает ее способной проводить как бы
трансформацию «время — место». Достоинство модели в том, что ей вполне
можно найти физический аналог слухового механизма Так, например, фи-
зическими аналогами задержек могут служить латентные периоды, а функции
умножения — синаптические связи. Таков ли в действительности механизм
оценки слухом ушных сигналов, пока не доказано. Заметим здесь, что в
своем начальном виде модель ис объясняет механизм оценки слухом сигна-
лов прн слушании одним ухом.
Модель совпадения содержит все элементы, необходимые для расчета
произведения у(/)х(/—т). Если ступени дискретизации линии задержки до-
статочно мелкие и в ней много параллельных элементов, то для образования
функции взаимной корреляции необходима лишь операция интегрирования
иа выходах ячеек умножения, имеющих задержку т. Пределами интегрирова-
ния могут служить интервалы, соответствующие постоянным времени цепо-
чек RC. Математически это выражается функциями кратковременной корре-
ляции
г
Ч'ч,(/Л)= f (65)
Ч,„.((.г) = j «)М (66)
—00
Первая операция справедлива для случая, когда опережающим является
сигнал x(t), вторая —когда опережает сигнап у(/)’. Здесь G(f—О) —это ве-
совая функция, позволяющая учесть временную зависимость произведений.
Весовую функцию характеризует рис 154. Обычно предполагают, что
G((S) = P ,ЯСпРИ5>0 (67)
I О при s < 0.
где постоянная времени Тлс<1 мс (Ликлндер, 1951; Атал, Шредер и Куттруф
1962; Грубер. 1967).
Для того, чтобы кратковременная взаимная корреляция, описываемая
приведенными формулами, могла быть реализована слуховым аппаратом, не-
обходимо ввести следующие ограничения:
1. Максимально возможной в зависимости от спектра сигнала может
быть задержка от 7,5 до 21 мс. Это вытекает нз исследований Бюджета,
Вильбаикса и Джеффри (1956), установивших, что при этих значениях за-
держки исчезает эффект бокового отклонения стухового объекта. Следова-
тельно, принимается что при т>т>1.кс функция взаимной корреляция слухом
оцениваться не может. В нормальных условиях слушания (уши не заэкра-
нированы) бинаура чьиые задержки не превышают 1 мс
1 Следует иметь в виду, что
% (/.Т) = (I - г. - т) (I. -1)
172
2. Задержки, вызываемые самим слухом, зависят от времени. Значение
задержки подвержено влиянию случайных факторов, которые тем больше,
чем больше длительность задержки, т. е. иа задержанные сигналы накла-
дывается случайная амплитудная помеха, что приводит к тому что экстре-
мумы корреляционных фувкцнй с увеличением задержки упрощаются. Это
справедливо и для полностью когерентных ушных сигналов (см. рнс 158).
На рнс. 155 приведена структурная схема корреляционной модели слу-
хового аппарата в режиме формирования пространственных признаков слу-
Рис. 154. Образование фувкцнй кратковре-
менной корреляции.
Рис. 155. Модель формирования слухом пространственных признаков слухо-
вого объекта на основе бкнауральной корреляционной функции.
а —левое ухо; б — центральная нервная система; в — правое ухо.
хового объекта. Показаны только такие операции, физиологическая реаль-
ность которых иа современном уровне знаний представляется весьма вероят-
ной. Ушные сигналы яостувают иа цепочку фильтров, которые разделяют их
спектр иа полосы приблизительно одинаковой относительной ширины1. Сни-
маемые с выхода фильтров сигналы X|...m(Q и yi...«(/) детектируются н по-
даются на фильтры верхних частот. Из полос выше 1,6 кГц выделяется оги-
бающая. т. е. происходит демодуляция. После демодуляции сигналы подвер-
гают обработке по характеристике кратковременной коррелкционной функ-
ции, описываемой уравнениями (65) и (66). На рисунке это показано для
’ Соображения о вероятных характеристиках полосных фильтров приведе-
ны в работе Дюфье (1972). Там же приведена библиография по этому вопросу.
173
сигналов g«(0- Далее все обработанные спектральные полосы вводят-
ся в блок «распознавания ходов» 2, который определяет, какому из храня-
щихся в памяти набору признаков больше всего соответствует ход, поступив-
ший иа вход. Полученную в результате этого сравнения информацию исполь-
зуют в блоке / при формировании слухом ощущения одного пли нескольких
пространственных слуховых объектов.
Основная идея, положенная в основу рассмотренной н всех других кор-
реляционных моделей слуха, исходит из предположения о том, что информа-
ция, необходимая для формирования ощущения дислокации и протяженности
слухового, объекта, выделяется из функции корреляции двух ушных сигналов.
Так, например, бинауральные когерентные составляющие ушных сигналов
могут распознаваться по максимуму корреляционной функции. Высота и ши-
рине максимумов позволяют судить о степени когерентности сигналов, а их
положение на осн задержек — о значении средних бинауральных задержек и,
следовательно, о боковых смещениях источников звука. Бинауральные разли-
чия амплитуд ушных сигналов выделить из корреляционной функции довольно
сложно. Однако, чтобы и их учесть в модели, были сделаны два дополни-
тельных допущения.
I. Ушной сигнал большего уровня возбуждает больше чувствительных кле-
ток, чем сигнал меньшего уровня. Следовательно, бинауральные разтичия
ушных сигналов приводят к тому, что в центральную нервную систему от од-
ного уха поступает больше импульсов, чем от другого. Можно показать, что
это повышает вероятность того, что иа модели Джеффри (1948) совпадения
будут приходиться на одну н ту же сторону (Давид, Гутман п Ван-Бергейк.
1959), Этот вывод получен иа основе статистического анализа, которого мы
здесь касаться ие будем.
2. Второе предположение состоит в том, что различия уровней перекоди-
руются слухом во временные различия. Возможные механизмы такого преоб-
разования рассмотрены выше в § 2.4.3 (см. рнс. 107,в). Правда, там же
было указано и на то, что в определенных условиях временные и амплитуд-
ные различия звуков оцениваются слухом раздельно. Это явление корреля-
ционная модель объяснить ие может.
Для одного частного случая — объяснения, каким образом слух опреде-
ляет место слухового объекта относительно медианной плоскости (слева или
справа), Сойерс и Черри (1957) предложили считать опредечяющнм отноше-
ние площадей под кривыми кратковременных корреляционных функций. Взве-
шивающими коэффициентами, учитывающими бинауральные различия ушных
сигналов, могут служить их уровни.
Подводя итог, можно сказать, что рассмотренная модель бинаурального
корреляционного анализа позволяет объяснить процесс выделения слухом из
ушных сигналов таких составляющих, которые между собой полностью или
частично когерентны. Мотель позволяет также объяснить процесс выделения
информации, необходимой для формирования эффекта латерализацни и раз-
мывания латерализацни слуховых объектов. В то же время модель в пред-
ставленном здесь виде не может объяснить процесс выделения информации,
необходимой для формирования ощущения направлении к слуховому объек-
ту и дистанции до него. К проблемам пространственного слуха, которые мо-
гут быть объяснены корреляционной моделью, относится спад порога смеще-
ния латерализацни Д(Тф^=0)мви прн увеличении длительности сигнала до
250 мс (Тобнаш и Церлин, 1951; Хаутгаст и Пломп, 1968; см. рис. 96).
Здесь можно упомянуть также результаты экспериментов по исследова-
нию латерализацни в случае, когда иа два уха подавались тональные им-
пульсы, различавшиеся по центральной частоте (Ебата, Соне и Ннмура, 1968;
Перро, Бриггс и Перро, 1970). Максимальное различие центральных частот
Д///, прн котором слуховой объект ощущался как единое целое, с уменьше-
нием длительности сигнала увеличивается. По наблюдениям Турлова и Эль-
фнера (1959) ощущение единого слухового объекта разиочастотных тонов
сохраняется и в случае, когда частоты кратны между собой. Это явление так-
же может быть объяснено с помощью корреляционной модели.
Поллак (1971) н Триттнп (1959) измеряли абсолютный слуховой порог
174
при изменении бинаурального коэффициента корреляции’ ушных сигналов.
Было установлено, что основным критерием для экспертов при этом служили
изменения протяженности слухового объекта. Если периодически изменять
бинауральный коэффициент корреляции ушных сигналов, то в такт с этими
изменениями слуховой объект начинает пульсировать: как бы набухает, ста-
новясь диффузным, и сокращается, приобретая четкие границы. Этот эффект,
получивший в литературе ие совсем точное название «бинауральное корреля-
ционное биение», был тщательно исследован Грубером (1967). Коэффициент
корреляции ушных сигналов он изменял следующим образом: иа оба голов-
ных телефона додавал шумовой сигнал от одного генератора. Амплитуды сиг-
налов модулировались по прямоугольному закону (глубина модуляции —
100%). Благодаря взаимным смещениям прямоугольных огибающих при неиз-
менном положении несущего шума можно было произвольно изменять коэф-
фициент корреляции,
3.2.2. Бинауральное распознавание сигналов
В повседневной жизни можно наблюдать следующую картину. В поме-
щении находится несколько человек и оживленно переговариваются. Между
тем каждый слушатель может выделить из общего шума интересующий го-
лос и понимать его даже когда говорящий обращен в другую сторону. Если
же слушатель прикрывает одно ухо, то разборчивость речи заметно умень-
шается. Этот интересный психоакустическнй эффект был назван Черри (1953)
«эффектом вечеринки» («Cocktailparty—Effekt»). Вообще, когдв мешающий
сигнал N приходит из одного направления, а полезный сигнал S — из дру-
гого, то при бинауральном слушании маскирующее действие помехи оказы-
вается значительно слабее, чем прн монауральиом. Прн количественном ана-
лизе этого эффекта исходят из порога маскировки полезного сигнала Порог
маскировки — это уровень, прн котором маскируемый сигнал минимально
распознаете на фоне помехи. Порог маскировки аналогичен абсолютному
слуховому порогу (см. § 3.1.2). Для сравнения в качестве опорного служит
выраженный в децибелах порог маскировки прн монауральиом слушании.
Из него вычитают (выраженный также в децибелах) порог маскировки прн
данных условиях исследовании. Полученную разность порогов маскировки
обозначают сокращенно БРУМ — бинауральная разность уровней маскнровкн.
В исследованиях с речевыми сигналами вместо порогов маскировки исполь-
зуют пороги, соответствующие определенной разборчивости jieqn. Так возник-
ло еще одно понятие — бинауральная разность уровнен разборчивости
(БРУР).
Только за последние 5 лет появилось более 100 работ, посвященных ис-
следованиям БРУМ и БРУР в разных условиях слушания. Пионерскими в
этой области являются работы Хирша (1948), Лнклидера (1948), Хирша и
Вебстера (1949), Кока (1950), Хавкина и Стевеиса (1950), Джеффри. Блод-
жетта и Дитериджа (1952). Аналитический обзор литературы до 1969 г. сде-
лан Грином и Хеммингом (1969). Проблема бинаурального распознавания
сигналов касается пространственных свойств слуха лишь косвенно, потому
что здесь дело обстоит в распознавании сигналов, а не пространственных
признаков слуховых объектов. Связь с проблемами пространственного слуха
прослеживается здесь, во-первых, постольку, поскольку при бинауральном рас-
оознаваннн сигналов и прн пространственном слушании в принципе необхо-
димо взаимодействие двух ушей, н, во-вторых, потому что БРУМ и БРУР
оказываются положительными в случае, когда вызываемые полезным сигна-
лом и помехой слуховые объекты при раздельном слушании локируются в
разных местах.
1 Коэффициент корреляции — это значение нормированной корреляцион-
ной функции при г—0.
175
В конце параграфа мы вернемся к атому вопросу. Не вдаваясь в под-
робности, рассмотрим теперь в общих чертах проблему бинаурального рас-
познавания сигналов. Для обозначения способа подачи звуков слушателю бу-
дем пользоваться следующими сокращениями, принятыми в литературе: S —
полезный сигнал; N — сигнал помехи (шум); т— моиауральное прослуши-
вание (одностороннее), <р, 0. л — дихотическая подача сигналов (двусторон-
няя) с бинауральным сдвигом фазы 0, л или <р; т — дихотическая подача сиг-
налов с бинауральной временной задержкой тф; и — дихотическая подача бп-
кауралыю некоррелированных сигналов.
Так. например, запись означает, что сигнал помехи подастся днхо-
тнческим способом с бинауральным сдвигом фазы на 180°, а полезный сиг-
нал— монаура 1ьно. Запись NmSm означает, что полезный сигнал и помеха
подаютсн на каждое ухо мопотнчески.
Основные соотношения полезного сигнала и помехи характеризуются
следующей иерархией значений БРУМ, предложенной Хиршем (условия легко
создаются с помощью головных телефонов):
N,,S,„ БРУМ = 0 дБ (Номинальные условия)1
БРУМ = 0?
N„S0 БРУМ = 0—15 дБ?]
Л?я5т БРУМ - 0?
БРУМ = 6 — 9 дБ
Мя$0 БРУМ = 9— 12 дБ
Л'0$я БРУМ =12—15 дБ
БРУМ является функцией частоты. На рис. 156 показан график частотной
зависимости БРУМ для NoSn в случае, когда полезным является синусои-
дальный сигнал, а помехой — широкополосный шум. Штриховкой показана
область значений, полученных Дюрлахом (1963), Шенкелем (1964) Рабиие-
ром, Лоуренсом и Дюрлахом (19ь6). Видно, что своего максимума кривая
БРУМ достигает в области от 200 до 300 Гц, затем с увеличением частоты
сигнала быстро спадает. Выше 3 кГц БРУМ остается неизменной на уровне
приблизительно 3 дБ.
Большой разброс результатов в области нижних частот сзедует, по-види-
ыому. объяснять различиями уровней в экспериментах. Следует также учи-
тывать. что прн уменьшении частоты (как это видно иа рис 73) повышается
слуховой порог. Подробнее зависимость БРУМ от уровня сигналов будет
рассмотрена ииже.
Спад кривой БРУМ с ростом частоты иногда объясняют, предполагая, что
определяющей для разности уровней маскировки является бинауральная вре-
менная задержка между ушными сигналами. Однако, как правильно отмеча-
ет Шенкель (1956), в этом случае БРУМ с ростом частоты должна стремить-
ся к 0, потому что
^Нт "1ф.майс =* lim 2/f = 0. (68)
На рис. 157 приведены графики зависимости БРУМ от бинауральных фа-
зовых и временных задержек тональных импульсов и последовательностей
импульсов (режимы WoS^h (VoSt), полученные по результатам экспериментов
Шенкеля (1964). Фланагана н Уотсона (1968). Видно, что максимального
значения БРУМ достигает прн бинауральных временных задержках от 1,5
до 2 мс. Синусоидальные тона и последовательности импульсов с частотой
* Часто в качестве номинального используется и диетический способ пода-
чи полезного сигнала я помехи, т, с. режим NoSo. На значениях БРУМ это
почти не сказывается.
176
следования от 250 до 333 Гц прн бинауральной задержке 1,5—2 мс предла-
гались для прослушивания с максимально возможной повторяемостью в еди-
ницу времени. Возможно, что именно этим объясняется положение максимума
на рнс. 156.
Интересный эксперимент по установлению зависимости БРУМ от дли-
тельности бинауральной задержки провели Лангфорд н Джеффри (1964) Они
исследовали зависимость БРУМ тона 500 Гц в условиях A/^So и А'т£л от би-
науральной временной задержки сигнала помехи. На рис. 158 приведены ре-
зультаты эксперимента, в котором
помехой служил узкополосный шум с
центральной частотой 500 Гц. Кри-
вая БРУМ достигает максимума в
случае, когда бинауральный фазовый
сдвиг полезного сигнала противопо-
ложен сдвигу помехи. При увеличе-
нии бинауральной временной задержки
мешающего шума высота максимума
уменьшается. При задержках более
9 мс помехи ушамк воспринимаются
совершенно независимо одка от другой.
В § 3.2.1 было отмечено, что
максимумы бинауральной функции
корреляции распознаются слухом тем
хуже, чем дальше они смещены в
сторону больших Тф. Прн 010-4-
-4-20 мс состав тяющие j щных сиг-
налов, имеющих противоположный
временной сдвиг, воспринимаются
слухом как абсолютно иекогерентные
(Блодже, Вильбанкс и Джеффри,
1956).
Рис. 156. Зависимость БРУМ
непрерывного тона от частоты
в режиме М>$я (помеха — ши-
рокополосный шум различного
уровня).
Уже было указано, что БРУМ зависит от частоты Об этом, в частности,
свидетельствуют приведенные на рис. 159 кривые Долана (1968) и Шенкеля
(1964, 1966). Здесь БРУМ показана как разность порогов маскировании сиг-
0-125 Гц 5-315Гц В-800Гц г-1250Гц д-ЮОГц е-250 Гц ж-1 кГц
Рис. 157. Зависимости БРУМ от бинауральных фазовых или временных раз-
личий сигналов в условиях NoS9 и NcSx. Полезный сигнал (сплошная ли-
ния) — последовательности тональных импульсов длительностью 100 мкс (кри-
вая д— 100 Гц. е — 250 Гц, ж — I кГц); помеха — широкополосный шум уров-
нем 60—70 дБ (пунктирная линия — кривая а—125 Гц; 6—315 Гн, в —
800 Гщ г—1250 Гц).
177
12-810
налов в условиях NcSd и NoSn. Зависимость БРУМ от уровня с увеличением
уровня возрастает линейно при NoSo, а прн NoSn нелинейно. Мак-Фаддеи
(1968) подобно дру1им авторам объясняет характерную зависимость БРУМ
от уровня мешающего сигнала тем. что иа него накладывается внутренний
шум уха. Он приводит интересное высказывание Диркса и Джеффри (1962),
согласно которому при средних и высоких уровнях сигналов БРУМ в услови-
ях NdS0 примерно равен 0, а прн NqS™ — 9 дБ. При малых уровнях помехи,
а также вблизи слухового порога напротив, сигнал легче распознается в ус-
Рис. 158. Зависимость БРУМ тона 500 Гц от длительности бинауральной за-
держки шумовой помехи с ограниченной полосой частот (0,1—1 кГц, уровень
помехи 50 дБ).
ловиях VoSo, чем в NoSm. Для уяснения этого обстоятельства следует иметь
в виду два фактора.
1. Измерительный звук без помехи, подаваемый диетическим способом,
воспринимается слухом уже при уровне иа 2,5 дБ ниже, чем при подаче на
одно ухо (Поллак, 1948). т. е. иорог двустороннего слуха оказывается ниже
одностороннего.
2. Внутренний шум ушей коррелирован не полностью. Он состоит из двух
компонентов: бииаурально некоррелированного шума собственно ушей н шу-
ма, вызываемого работой сердца, мышц, имеющего небольшую положитель-
ную бинауральную коррелицию (Шоу и Пирс, 1962). Следовательно, при
очень низких уровнях помехи бииаурально некоррелированный внутренний
шум превалирует над коррелированной помехой. Однако с уменьшением сте-
пени корреляции шума БРУМ уменьшается, и поэтому лучшая распознава-
емость сигнала в условиях N0So по сравнению с NcS™ объясняется лежащим
на 2,5 дБ ниже порогом двустороннего слуха.
Подробнее зависимость БРУМ от бинауральной корреляции помехи ис-
следовали Робинсон и Джеффри (1963); Долан н Робинсон (1867); Виль-
баикс и Уитмор (1968). На рис 160 схематически показана зависимость
БРУМ в условиях N0Sm от коэффициента корреляции, т. е. для случая пе-
рехода режима NqSm в Прн переходе NcSn в NuSn кривая лежит вы-
ше и асимтотически приближается к значению 2,5—3 дБ. К этому же преде-
лу стремится и кривая перехода NaSc в NuSo. Коэффициент корреляции в хо-
де эксперимента изменялся путем сложения сигналов трех независимых ге-
нераторов шума.
Мы рассмотрели зависимость БРУМ от частоты сигналов, бинауральных
фазовой и временной задержек, от уровня и бинауральной корреляции. В ли-
тературе описаны зависимости БРУМ от длительности полезного сигнала
(Джеффри, Блодже, Сандель. и Вудд, 1956; Грин, 1966; Шенкель, 1967), по-
лосы частот помехи (Джеффрн, Блодже и Дитридж, 1953; Шенкель, 1964;
Сонахи и Гутман, 1966; Вайтмаи, 1969; Хефтер и Карье, 1970), а также от
178
бинауральной разности уровней (Шенкель, 1966; Долан и Робинсон, 1967).
Мало исследованы вопросы БРУМ при неодновременной подаче полезного
и мешающего сигналов. Здесь можно указать на работы Дитриджа и Эванса
(1969), Долана и Трахиотиса (1970), Грубера и Бергера (1971). Они }стано-
вилн, что бинауральная разностная маскировка наблюдается и при опережа-
ющей н при запаздывающей помехе.
Упомянутые выше экспериментальные исследования бинаурального раз-
ностного маскирования (БРУМ) проводили с использованием головных теле-
6РУМ
Рис. 160. Зависимость
БРУМ от коэффициента
бинауральной корретяпни
помехи (схематично).
Рис 159. Зависимость БРУМ непре-
рывного тона от уровня звукового дав-
ления широкополосного мешающего
шума (4—6 экспертов).
фонов. Исследования БРУМ в свободном звуковом поте проводили Ебата,
€оие ц Нм мура (1968), а также Суховерский (1969). В этих же условиях они
определяли порог восприятия отражений. Кроме исследований, упомянутых
в § 3.1.2, можно указать также иа работы Бурггорфа и Вагнера (1967/1968)»
Дамаске (1969/1970). Вообще следует заметить, что прн экспериментах в
свободном звуковом поле в качестве опорного обычно принимается порог
маскировки, при котором сигнал и помеха приходит нз одного направления.
Ести углы прихода неодинаковы, то порог маскировки полезного сигнала в
данных условиях оказывается ниже, чем в номинальных, таким образом БРУМ
оказывается положительным.
На рис. 161 для примера приведены кривые зависимости БРУМ от угла
прихода полезного сигнала в горизонтальной плоскости. Заметим, что резуль-
таты измерений могут зависеть от уровня (Ебата, Соне и Нимура, 1968).
Эффект БРУМ может возникнуть даже в случае, когда и полезный, и меша-
ющий сигналы приходят из медианной плоскости (Бургторф, Ойльшлегель,
1964). Особенности бинаурального распознавания сигналов в свободном зву-
ковом поле как вообще явления пространственного слуха можно объяснить
реагированием слуха на линейные искажения, приобретаемые звуковыми сиг-
налами на пути к барабанной перепонке у головы и внешних ушей слушате-
ля. Для некоторых частных случаев это было }бедительно доказано (Суховер-
ский, 1969; Дамаске, 1969/1970). Гипотеза японских исследователей Ебата, Со-
не н Нимура, согласно которой БРУМ особенно велика, когда эксперту за-
ведомо известно направление прихода полезного сигнала, в экспериментах Су-
коверскОго (1969) подтверждения ие нашла.
Рассмотрим теперь бинауральную разность уровней разборчивости речи
(БРУР). Но сначала несколько предварительных замечаний к измерениям
разборчивости. Разборчивость можно определять прослушиванием бессмыс-
ленных односложных слов, так называемых логатомов. При этом получают
так называемую слоговую разборчивость, которая определяется как выражен-
ное в процентах число правильно распознанных логатомов. Уровнем слоговой
разборчивости называется уровень звукового давления, которому соответству-
ет определенная слоговая разборчивость (обычно 50%). Измерения ведут
12*
179
без ограничения полосы частот сигнала. Вместо логатомов в качестве измери-
тельного материала иногда используют также осмысленные слова (например,
двухслоговые) или короткие фразы. В этом случае говорят о словесной или
смысговой разборчивости. Звуковой измерительный материал должен быть
фонетически сбалансированным, свойственным обычной разговорной речи
Фундаментальной в области БРУР является работа Ликлндера (1948).
В его экспериментах речевой сигнал и широкополосный шум совместно пода-
вали иа головные телефоны (уровень шума от 80 до 90 дБ). При условии
JVUSO и БРУР получила значения от 0,5 до 1 дБ, а пря №п$о —
соответственно от 3 до 3,5 дБ. Видно, что иерархически соотношения здесь
Рис. 161. Зависимость БРУМ от угла
прихода полезного сигнала в свобод-
ном звуковом поле. Мешающий сиг-
нал (шум с полосой частотной груп-
пы или широкополосные шумовые
импульсы уровнем 60 и 75 дБ) по-
ступает спереди (51 эксперт).
такие же, как п для БРУМ, ио по абсолютному значению БРУР речи намного
меньше, чем соответствующая БРУМ (Фельдман, 1963). Это было подтверж-
дено и в более поздних исследованиях. Примечательно, что речевой сигнал
одного уха ие может маскироваться шумом в другом, т. е. для речи нет п ре-
тив остороянего маскирования. Флаиагаи и Уотсон (1966). Кархарт, Тильмаи
Рис. 162. Зависимость БРУР
для голоса и широкополосно
го мешающего шума в гори-
зонтальной плоскости от угла
между направлениями иа ис-
точники (10—15 экспертов,
уровень речи 60 дБ. отсчетная
разборчивость речи 60%, го-
лова эксперта свободна).
и Джоисон (1966), Кархарт, Тильмаи и Гретис (1969) исследовали явления
маскирования речи речью н речи шумом, модулированным по прямоугольно-
му закону.
По своему маскирующему действию шум очень близок речи, если его
огибающая имеет частоту 4 Гц, скважность—50% и глубину модуляции -
около 60%. Сравнение относится к случаю, когда маскирующим звуком слу-
жила осмысленная речь. Когда же маскирующим звуком служили логато-
мы, то одинаковый с первым эффект маскирования достигался при нх уровне
примерно на 3 дБ выше. Прн изменении глубины модуляции маскирующего
прямоугольного шума эффект маскирования ослаблялся. Это явление назы-
вают «эффектом окна* (Кайзер и Давид, 1960).
Зависимость БРУР в условиях от бинауральной временной задер-
жки исследовалась Левитом и Рабиисром (1967). Оин установили, что при
0,5<Тф<10 мс БРУР практически неизменна и составляет около 3 дБп а при
180
Тф<0,5 мс спадает до 0. При задержках 0,5<t<<10 мс БРУМ равна около
12 дБ, Для сравнения приведем значения, полученные теми же авторами в
условиях NoSn БРУМ=6 дБ, БРУР=13 дБ. Левит и Рабинер, как ранее
Шуберт и Шульц (1962), а также Фланаган и Уотсон (1966) ставили вопрос
о том. какие частотные составляющие речи являются определяющими для
БРУМ и БРУР. Шуберт и Шульц, как и Фланаган и Уотсон, считали, что
наибольшее влияние оказывают низкочастотные составляющие (примерно от
250 до 500 Гц). Левит н Рабинер дОказачи это только в отношении БРУМ.
Что касается БРУР, то они установили, что свое влияние оказывают н сос-
тавляющие верхних частот. В более поздней работе Левит и Рабинер (1967)
дают схему приближенного расчета БРУР по известной БРУМ. При этом
они исходят из предположения о том. что эффект бинаурального маскирова-
ния разборчивости объясняется частотно-зависимым уменьшением маскирую-
щего действия мешающего звука. Количественно это уменьшение можно
сравнить с частотной зависимостью БРУМ для тонов.
Большой вклад в исследования БРУР внесли работы Тнльмаиа и Джон-
сова (1968), Кархарта, Тильмана и Гретиса (1969). В них определены арти-
куляционные пороговые разности уровней при одновременном прослушивании
нескольких мешающих сигналов. Установлено, что для односторонней подачи
сигналов речевая разборчивость в этом случае значительно лучше, чем прн
одвом мешающем сигнале. В благоприятных условиях значения БРУР могут
достигать 9 дБ. Согласно Кархарту и др. (1969) БРУР (в дБ) в условиях
для разных мешающих звуков имеют следующие значения:
Белый шум уровнем 75 дБ . 7,2
Модулированный белый шум 5,5
Олин голос .... . 4,3
Один голос и белый шум .... 5,1
Один голос и модулированный белый шум 5,2
Два голоса ....................................... 9,0
Два голоса и белый шум ....... 6,4
Два голоса и модулированный белый шум 6,6
Поллак и Пике (1958) подавали на каждое ухо несколько (до семи) од-
новременно говорящих разных голосов. Полезный сигнал (один голос) пода-
вался диетическим способом. Для этих условий озвучивания, т. е. Nijn NtjnSo,
БРУР при Одном мешающем голосе, подававшемся слева и справа, состав-
ляла 12 дБ, а при семи— 5,5 дБ.
Вендт (1959), Томсов н Вебстер (1963), Тонняпг (1971) измеряли БРУР
в условиях свободного звукового поля. Один из результатов Вендта приведен
на рнс. 162. Полученные значения БРУР соответствуют 60% разборчивости
слов. Полезный сигнал — один голос, мешающий — широкополосный шум от
источника, установленного в горизонтальной плоскости. Параметр — угол Дер
между направлениями к источникам полезного и мешающего сигналов. В хо-
де эксперимента эксперты могли свободно поворачивать голову. Когда ме-
шающий звук создавался шестью равномерно распределенными в горизон-
тальной плоскости громкоговорителями, излучавшими когерентные сигналы,
БРУР составила около 3 дБ.
Наряду с моделями, описывающими прост ранет венные свойства слуха,
разработаны также модели бинаурального распознавания слухом характера
звуков (разборчивости). Не рассматривая подробно эти модели, приведем
лишь некоторые общие сведения.
При построении моделей исходили из того, что попадающие во внутрен-
нее ухо сигналы разделяются иа спектральные полосы, имеющие ширину
частотных групп. Последующую бинауральную оценку производят слухом
путем сравнения полос, имеющих одинаковую центральную частоту. Отлячие
моделей состоит лишь в допущениях о характере механизма оценки срав-
ниваемых между собой сигналов левого н правого уха. Самой старой являет-
ся модель, предложенная Джеффрн и др. в 1956 г. В ее основу положены
181
работы Джеффри (1948) и Вебстера (1951). Обычно ее называют «вектор-
ной моделью», хотя больше подходит название «стрелочная». Она построена
с учетом того, что спектральные составляющие полезного и мешающего сиг
налов в короткие отрезки времени могут рассматриваться как чистые тоны.
Есаи полезный и мешающий сигналы приходят к каждому уху с сдинако
вым бинауральным сдвигом фазы то между суммарными (полезным и ме-
шающим) ушными сигналами бинауральный сдвиг не создается. Если же по-
ступающие на одно ухо полезный и мешающий сигналы различны по фазе,
то соответствующие бинауральные различия получают между собой и сум-
марные сигналы. В конечном счете оценке слухом подвергаются бинаураль-
иые временные сдвиги нервных им-
пульсов.
В основу оценки этих временных
сдвигов Джеффри положена пред-
ложенная им в 1948 г. модель совпа-
дений. Она рассмотрена нами в
§ 3.2.1. Достоинство векторной мо-
дели состоит в ее наглядности, а
также в том, что она учитывает фи-
зиологические взаимосвязи. 11едо-
статки ее в том, что она ие допускает
количественного анализа, а также
в неясности ряда второстепенных
моментов (Шенкель. 1967). Модифи-
цированная векторная модель, до-
пускающая количественный анализ и
учитывающая также и бинауральные
различия уровней сигналов, была
предложена Гафтером в 1971 г.
Модели Джеффри и Гафтера назы-
вают также «датералпзациониыми».
От jftnto уга 0™ пр'гбого ‘гта.
Рнс. 163. Структурная схема аккуму-
лятивной модели механизма бина-
урального распознавания сигналов.
Другая модель, известная под
and cancellation), была предложена Д
чила дальнейшее развитие. В основе
поскольку они исходят из тех же
бинауральных признаков, которые
определяют ощущения боковых сме-
шений слухового объекта. Библио-
графия по этому вопросу приведена
в работе Джеффрн (1972).
названием «модель ЕС» (equalization
юрлахом в 1963 г. и впоследствии полу-
ее лежит высказанное Коком (1950)
предположение о том, что слух трансформирует один ушной сигнал, урав-
нивая его с другим (equalization), после чего один сигнал вычитается нз
другого (cancellation).
Механизм трансформации ушных сигналов зависит от бинауральных
амплитудных и временных различий полезного и мешающего сигиалов. Об-
часть применения модели в основном Определяется набором возможных
трансформаций, приписываемых слуху. Недостатки «модели ЕС» прежде все-
го в том, что оиа не согласуется с физиологическими данными, а рассматри-
вает центральную нервную систему как многоцелевую ЭВМ (Грии и Хеннинг,
1969). Шенкель (1967) предложил так называемую «аккумулятивную» мо-
де зь, нс учитывающую временные сдвиги. Согласно модели на входной сиг-
нал линейно наклздываетси составляющая, которая характеризует фазовые,
временные или амплитудные различии ушных сигналов и этим выделяет по-
лезный сигнал из входного.
Структурная схема «аккумулятивной» модели Шенкеля показана на
оис. 163. Если, например, бинауральный сдвиг фаз между одинаковыми по
уровню полезным я мешающими сигналами составляет 180° (/Уо£я или V^o),
то составляющая полезного сигнала на одном сумматоре третьего ряда будет
втрое больше помехи. Дальнейшая оценка происходит в блоках формирова-
182
ния эффективных значений и детекторах пороговых величии. Модель Шен
келя учитывает бинауральные различия фаз и уровней полезного и мешаю-
щего сигналов. Кривые измерений на модели хорошо совпадают с теорети-
ческими даже для частично коррелированных сигналов помехи. Однако
аккумулятивная модель в своем начальном виде ие может объяснить явле-
ний. связанных с различиями порогов маскировки импульсов, а также опере-
жающими и запаздывающими сигналами. Для этого она должна получить
дальнейшее развитие. До настоящего времени в этом отношеивн сделано
немного. Заметим, кстати, что модель Шенкеля пока ие получила признания,
которого она несомненно заслуживает.
И, наконец, последняя из группы «корреляционных» —- модель Османа
(1971). Это чисто математическая модель, основанная на статистической тео-
рии оценок. Согласно этой модели орган слуха представляет собой приемник,
который из двух возможных вариантов (только полезный сигнал или полез-
ный и мешающий сигналы) выбирает наиболее вероятный Решают по пере-
менной
т т т
D = A^Lmdt+B^x\(t)<lt+C xL(t)xK(t)dl, (69>
т. е. взвешенной сумме энергий левого и правого ушных сигналов и би-
науральному коэффициенту корреляции. Коэффициенты Л, В и С подби-
рают эмпирически. Модель справедлива длн БРУР ирн разных соотношениях
бинауральных временных и фазовых сдвигов полезного и мешающего сигна-
лов, а также при различных бинауральных коэффициентах взаимной корре-
ляции полезных и мешающих сигналов. Однако для того, чтобы результаты
расчетов иа модели ближе совпадали с данными экспериментов, в ней дол-
жен быть учтен н собственный шум слухового аппарата, что, впрочем,
относится и ко всем упомянутым моделям. Вообще, идея рассматривать
орган слуха наи приемник корреляции ие нова (см. § 3.2.1, а также Лен-
хардт, 1961 н Ланге, 1962).
В заключение вернемся еще раз к вопросу о взаимосвязи между распоз-
наванием сигналов н пространственными свойствами слуха. Говоря о рас-
познавании сигналов по БРУР, мы имеем в виду вообще обнаружение слу-
шателем полезного сигнала в слуховом объекте. Какой конкретно признак
слухового объекта при этом решающий — значения не имеет, речь идет
только об абсолютном пороге восприятия или пороге маскировки полезного
сигнала в присутствии помехи
С точки зреиян же пространственных свойств слуха интерес представляет
вопрос о способности эксперта обнаружить полезный сигнал по пространст-
венным признакам слухового объекта. Ответ иа него позволил бы свести
проблемы бинаурального распознавания сигиалов и эффектам пространствен-
ного слуха. Об этом, в частности, свидетельствует тот факт, что положитель-
ная БРУМ обычно имеет место в тех случаях, когда сообщаемые эксперту
раздельно полезный сигнал и помеха вызывают ощущение двух слуховых
объектов, дислоцированных в разных местах. Другой эффект описанный
Картхаусом (1969). заключается в том, что под влиянием помехи нарушается
ощущение направления к слуховому объекту (Батлер и Найнтон. 1964).
Проведенные исследования убедительно показывают, одиако, что нес-
мотря на близкое родство, проблемы бинаурального распознавания сигиалов
и пространственные свойства все-таки различны. Приведем некоторые под-
тверждения. Еган и Бенсон (1966) установили, например, что в режиме
NoS„ эксперты распознают полезный сигнал прп значительно меньших уров-
нях, чем это необходимо для правильного определения стороны его подачи.
Мак-Фаден (1969), Джеффрн и Мак-Фаден (1970, 1971) и др. исследовали
пороги БРУМ и латерализации при разных бинауральных различиях уровней
полезного и мешающего сигналов в режиме N0Sm, №>Sn и /VoS0- Было
установлено, что пороги латерализации и БРУМ по-разному зависят от вре-
18S
меииых н амплитудных различий сигналов. Гефтер в др. (1969) установили
также, что свойства порогов БРУМ и латерализации во многом схожи.
Очень интересная работа была проведена Тейлором и Кларке (1970)
Авторы сравнивали зависимости БРУМ в режиме /VmST от бинаураль-
ной задержки сигнала с зависимостями, которые можно было ожидать, ис-
ходя из моделей латеризации илн корреляции В обоих случаях аналитические
кривые совпадали с измеренными не полностью. Возможно, что пороги ла-
теризации не самый подходящий показатель пространственных изменений
слухового объекта на пороге маскирования. Если вспомнить признаки слу-
ховых объектов, по которым распознаются когерентные отражения
(см. § 3.1.2), то можно видеть, что при малых уровнях полезного сигнала
изменения пространственной протяженности слуховых объектов оказывают-
ся большими, чем могут вызвать только боковые смещения или изменения
направлений. Этот вопрос глубоко пока не изучен.
3.3. ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ СВОЙСТВА СЛУХА В ЗВУКОВЫХ
ПОЛЯХ ПРИ ИСТОЧНИКАХ ЗВУКА БОЛЕЕ ДВУХ
В гл. 3.1 и 3.2 рассмотрены пространственные Свойства слуха при двух
источниках звука. Опнсаиы эффекты, возникающие, когда источники звука
из туч а ют сигналы с коэффициентом корреляции от 0 до 1. В настоящей гла-
ве рассматриваются пространственные свойства слуха в звуковых полях,
создаваемых более чем двумя источнниамн. К таким полям относятся зву-
ковые поля в закрытых помещениях, так как отраженный звук в них можно
рассматривать как приходящий от фиктивного источника, расположенного
зеркально-симметрично к реальному источнику.
В случае двух источников звука, излучающих когерентные сигналы илн
сигналы, амплитудные и временные различия которых в месте слушания не
превышают определенных значений, имеет место эффект локализации суммы,
т е. эксперт ощущает одни слуховой объект, дислокация которого зависит от
сигналов обоих источников. Эффект локализации суммы может возникнуть и
при количестве источников звука более двух, если их можно разместить в по-
мещении как угодно. Поскольку слух прн формировании ощущения дисло-
кации объекта учитывает когерентные составляющие, поступающие с за-
держкой ие более чем на 3 мс, то участвующими в процессе локализации
суммы оказываются сигналы всех источников звука, удовлетворяющие это-
му условию.
Явление локализации суммы сигналов нескольких (более двух) источни-
ков систематически не исследовалось, по этому вопросу можно привести
лишь отдельные примеры. Один из них — пример с четырьмя расставленными
вокруг эксперта громкоговорителями, излучающими взаимио-когерентные сиг-
налы Кажущийся источник звука располагают строго над экспертом
(рис. 164. а).
На рис. 165 показана система громкоговорителей, с помощью которой
автор пыталси создать эффект вращения слухового объекта вокруг головы
эксперта. На шесть громкоговорителей подавали сигналы с одинаковой не-
сущей, модулированные по амплитуде со сдвигом фазы огибающей на 60“
Углы сдвига фазы указаны иа рисунке по отношению к напряжению первого
громкоговорителя. Видно, что когда амплитуда сигнала данного громкого-
ворителя достигает максимума, сигнал иа противолежащем громкоговори-
теле минимален. Другими словами, максимум уровня смещаетси по окруж-
ности от громкоговорителя к громкоговорителю с частотой огибающей,
создавая своеобразное «вращающееся звуковое поле». Ожидалось, что слу-
ховой объект будет вращаться по окружности в горизонтальной (по ушной
оси) плоскости. В действительности вращение происходит по эллипсу в го-
ризонтальной плоскости с углом возвышения около 60°. Траектория вращения
существенно не изменялась и в случае, когда дополнительно к амплитудной
модуляции несущего сигнала модулировалась по фазе огибающая с девиа-
1М
к ^7
к ^0,5
к <0,2
~KA6
-5 дБ
Рис. 164. Направления на слуховой объект при прослушивании четырех уз-
кополосных шумовых сигналов 10,25—2 кГц) с различным коэффициентом
корреляции (а). Уровень громкости в точке прослушивания 75 дБ, 2 опытных
эксперта (схематически по Дамаске, 1967/1968). Направления иа слуховой
объект при одном прямом сигнале (уровень 70 дБ) я пяти взаимно некорре-
лированных отражениях (б) (реверберация, задержка 80 мс). Измеритель-
ный сигнал — музыка с быстрым ритмом, более 20 экспертов (схематически
по Вагенеру, 1971), методика построения графиков пояснена на рис. 149
Рис. 165. Установка для создания эффекта перемещающегося слухового объ-
екта (напряжение на громкоговорителих модулировано по амплитуде и фазе;
модуляция синусоидальная, сдвиг фаз между напряжениями соседних гром-
коговорителей 50°).
185
цией ±500 мкс. Прн этом более интенсивный сигнал излучался на I мс рань-
ше сигнала меньшей амплитуды*. Эффект вращения слухового объекта в
горизонтальной плоскости по траектории, образованной громкоговорителями,
достигался лишь тогда, когда девиация дополнительной фазовой модуляции
превзошла ±3 мс. Место слухового объекта определяется только тремя опе-
режающими сигналами, т. е. только эти сигналы участвуют в формирований
эффекта локализации суммы.
К проблеме «локализации суммы в случае более двух нсточников> можно
отнести и такие эффекты, которые возникают прн слушании нескольких
Рис. 166. Абсолютный порог слышимости отражения ST прн дополнительных
отражениях и без них (измерительный сигнал — речь, уровень So равен уров-
ню Si=70 дБ, 1 эксперт).
источников, не обладающих свойствами элементарных излучателей (напри-
мер, линейные излучатели, плоские излучатели и т. д.). Подобную систему
следует рассматривать как состоящую из множества элементарных излуча-
телей, сигналы которых, накладываясь, вызывают ощущение единого слухо-
вого объекта. При определенных условиях объект может быть довольно
диффузным (Куль, Цоссель, 1965; Атоф, 1958; Ортмайер, 1966).
Закон первой волны сохраняет свою силу, как и эффект локализации
суммы в звуковом поле нескольких источников. Однако здесь вероятность
того, что данное (наблюдаемое) отражение будет услышано, уменьшается,
если между ним и прямым звуком оказываются другие отражения. Это же
справедливо и для абсолютного слухового порога, порога восприятия эха,
порога равной громкости прямого звука и эха, а также порога эха как по-
мехи. Вопросы абсолютного слухового порога подробно рассмотрены в ра-
ботах Бургторфа (1961) и Серафима (1961, 1963).
На рис. 166 приведены графики зависимости абсолютного слухового по-
рога от длительности задержки отражения в присутствии дополнительного
(промежуточного) отражении. При других соотношениях уровней и других
направлениях прихода звуков вид кривых изменяется (см. упоминаемые
работы). Напомним, что в качестве критерия оценки абсолютного слухового
порога часто используют увеличение протяженности слухового объекта, т. е.
пространственный признак. В работах Серафима (1961) показано, что это
увеличение наступает не иа самом слуховом пороге, а иа уровне, превышаю-
щем его приблизительно на 6 дБ. Зависимость порога слышимости эха от
дополнительных (промежуточных) отражений описывают Ебата, Соке и Ки-
мура (1968). Они установили, что пороговая задержка равногромкого отра-
1 Этот эксперимент проводился только с сигналом несущей в виде после-
довательности импульсов (см. рнс. 111).
186
ження равна 10 мс Та же задержка в присутствии промежуточного равно-
громкого отражения равна 20—30 мс. Когда же промежуточными отраже-
ниями заполнен весь интервал между прямым звуком и контрольным отра-
жением, пороговая задержка увеличивается до 200 мс. «Заполняющие» отра-
жения могут быть когерентны прямым звукам. Влияние дополнительных
отражений на пороги различия равногромких отражений с прямым звуком
эха, а также иа пороги, начиная с которых ухо ощущает помеху, исследова-
ли Майер и Шоддер (1952). Они также установили, что дополнительные
отражения повышают пороги слухового восприятия.
Рис. 167. Импульсные свойства канала звукопередачи в закрытом помещении
(справа вверху — эхограмма, внизу — корреляционная эхограмма по Данилен-
ко, 1969)
f — ар моА мух; S — первые отражения; 3 —реверберация.
Рассмотрим теперь влияние коэффициента когерентности на дислокацию
слухового объекта и бинауральное распознавание сигналов при нескольких
источниках звука. Именно такими являются условии ранее описанной уста-
новки с одним центральным и несколькими расстаалеииыми по окружности
громкоговорителями (см. рис. 143), которая была использована Бекеши для
исследования эффекта подавления прямого звука. По-видимому, обнаружен-
ный на такой установке эффект иодавления прямого звука должен иметь
место и в более общем случае, когда н эксперту поступает несколько отра-
жений с различной задержкой. Подтверждение этому будет даио ниже. До-
казательством влияния коэффициента когерентности иа свойства слухового
объекта могут служить результаты экспериментов на рис 164, а. При
уменьшении коэффициента когерентности теряется острота локализации,
увеличивается протяженность. Прн коэффициенте когерентности А=0,2 гра-
ницы слухового объекта расширяются, он расплывается почти на всю верх-
нюю полусферу. Прн дальнейшем уменьшении k возникает ощущение четы-
рех слуховых объектов (измерения не проводились). Таким образом, влия-
ние коэффициента когерентности здесь в принципе такое же, как пря двух
источниках звука.
Анализируя результаты эксперимента иа рис. 164, а, отметим, что коэф-
фициенты когерентности были одинаковы для всех сигналов (частный слу-
чай). Преимущества бинаурального распознавания сигналов по сравнению
с монауральным проявляются особенно в полях иесколькях источников зву-
ка. Этот эффект имеет большое практическое значение в повседневной жиз-
ни, о чем, в частности, свидетельствует бытующее в обиходе название «эффект
187
вечеринки». Экспериментальные данные, подтверждающие этот эффект, мы
здесь рассматривать ие будем.
В заключение можем сделать вывод, что все эффекты пространственного
слуха, наблюдаемые при двух источниках звука, могут (хотя и с некоторыми
отпнчиямн) иметь место при нескольких источниках звука. Случай, когда
источники произвольно расставлены в помещении н излучают одинаковые или
разные сигналы, представляется более общим, чем случай двух источников,
поскольку свойственные ему явления (например, локализация суммы, эффект
первой волны) во втором случае Moiyr взаимно компенсироваться.
г, 2г, 3
Рис 168. Звуковое поле ста-
ционарного во времени сигиа
ла в закрытом помещении
(диффузное поле создастся
наложением отражений).
1 — прямой звук; 2 — диффузный
звук; 3— радиус гулкости.
Рассмотрим теперь более подробно явления пространственного слуха в
практически реальных звуковых полях, создаваемых несколькими источниками
звука в закрытом помещении1. Предварительно рассмотрим импульсные свой-
ства электроакустического канала передачи в закрытом помещении, ограничен-
ием полностью илн частично звукоотражающими поверхностями (рис. 167).
Для этого допустим, что в помещении создается короткий импульс давления.
Тогда структура звукового поля у приемника (микрофона), показанная жирны-
ми линиями, будет характеризоваться так называемой «эхограммой», которая
показана на рисунке справа вверху. Ее получают следующим образом. Снача-
ла к приемнику приходит прямой звук, в нашем случае — импульс непосредст-
венно от источника Затем к приемнику от стен поступят серия первых отраже-
ний и, наконец, импульсы, полученные в результате многократных отражений
от стен помещения. Согласно формуле Кремера (1948) временная плотность
отражений пропорциональна квадрату времени с момента возбуждения на-
чального импульса:
Числи отражений 4nc*
секунда V
По истечении некоторого времени отражения все больше перекрывают
Друг друга, и описать их в виде временной функции можно только с помощью
статистической теории сигналов. Эта часть эхограммы отражает реверберацию
помещения. Огибающая реверберации при импульсном возбуждении имеет вид
падающей экспоненты (на диаграмме уровней отображается наклонной
прямой)
Эхограммы, т- е. реакция акустического тракта в закрытом помещении иа
импульсное воздействие, индивидуальны для каждого помещения и каждой
рассматриваемой системы, включающей источник н приемник звука. Система-
тизированные таблицы измеренных эхограмм, спектров отражений и направле-
ний прихода отражений приведены в работах Мейера и Тиле (1956), Шоддера
(1956),
Если в помещении возбудить не единичный импульс, а стационарный во
времени сигнал (например, шум), то возникает и стационарное во времени
звуковое поле. Если время реверберации помещения ие очень мало, то структу-
1 Имеются в виду помещения в обычном смысле слова, т. е некмюрый
объем, ограниченный поверхностями.
1SS
ра звукового поля может быть отображена характеристиками, показанными
на рнс. 168. Во всем помещении в результате отражений устанавливается аб-
солютно диффузное звуковое поле с постоянной плостиостью энергии Только
у самого источника звука уровень первичного (прямого) звука выше, чем во
всем остальном диффузном поле. Уровень прямого звука увеличивается обрат-
но пропорционально расстоянию до источника, возрастая на 6 дБ при каждом
уменьшении расстояния вдвое. Расстояние от источника, иа котором уровни
прямого звука и диффузного поля равны, называется радиусом гулкости. При
единичном звуковом импульсе радиус гулкости равен расстоянию от источника,
на котором уравниваются энергии прямого звука н суммы всех отражений.
Ня рис. 167 пунктиром показан второй микрофон. Найдем коэффициент
когерентности k выходных сигналов этих двух микрофонов в случае единично-
го звукового импульса в помещении. Поскольку сигналы микрофонов неста-
ционарны во времени, то определять будем коэффициент кратковременной коге-
рентности выражение которого по аналогии с формулами кратковремен-
ной корреляции (65) и (66) имеет вид;
k (/) — макс | Ф (t ,х) | = максх
t
J’ х(Ъ)у(Ъ 4-t>G(Z —
I J ^(0)0(1 —f —
здесь G(s) — весовая функция из выражении (67). По результатам экспери-
ментов Даниленко (1969) можно видеть, что для эхограмм иа рнс. 167 график
функции k(t) получит вид, показанный ниже на том же рисунке. Коэффи иеит
кратковременной корреляции в момент прихода прямого звука равен почти еди-
нице, затем имеет несколько максимумов, обусловленных первыми отражения-
ми, и далее быстро стремится к 0, уменьшаясь по закону спада реверберации.
График функций кратковременной когерентности ушных сигналов в месте
установки микрофонов приближенно имел бы такой же вид.
Теперь, после сделанных замечаний, можно в общем виде описать явления
пространственного слушания в закрытых помещениях. Если рассматривать
пример одного звукового импульса, то ситуация будет следующей Пришедший
к эксперту прямой сигнал вызовет у него соответствующее ощущение первично-
го слухового объекта. Затем по закону первой волны этот сигнал вызовет эф-
фект торможения, вследствие которого иа некоторый промежуток времен н бу-
дет подавлено ощущение следующих объектов. По истечении отрезка времени,
соответствующего порогу восприятия эха, дальнейший процесс слушания мо-
жет протекать двояко. Либо появится громкий отраженный сигнал, который
вызовет ощущение эха и вслед за ним наступит опять эффект торможения, ли-
бо— реверберации. Если опа окажется достаточно интенсивной, то сделает не-
возможной четкую локализацию слухового объекта.
Абсолютно неногеревтные из-за реверберации ушные сигналы вызовут
ощущение диффузного объекта, который ia пи.ли пт собой все акустическое про-
странство Ощущение перехода с, прямот звуча к реверберации чегк й гра-
ницы по имеет. По истечении времени реверГ • ним данного помещения тиффуз-
мое поле довольно быстро спадает. Если после прямого звука возникло
несколько эхо, то и они постепенно переходят в диффузную ревсрбс цию.
Если в помещении возбуждается стационарный звук и голова эксперта непод-
вижна, то ушные сигналы также стационарны.
Коэффициент когерентности ушных сигналов в этом случае зависит от пря-
мого звука и диффузного поля. Чем уровень прямого звука больше уровня
диффузного поля, тем острее локалн-*’ етсt слуховой объект. Если же, наобо-
1 В отечсетвенпоЛ литературе эта величина нередко ыпнгзстся коэффи-
циентом текущей корреляции —Прич ptd.
189
рот, уровень диффузного поля значительно выше поля прямого звука, то слы-
шится только диффузная реверберация, т. е. первичный объект маскирувтся
последующей реверберацией (эффект послемаскировкн). Это явление можно
рассматривать и как пример подавления прямого звука.
На рис. 164, а показаны направления к слуховым объектам, полученные
во время специального эксперимента, когда эксперту предлагались для прослу-
шивания прямой звук и искусственно имитированная диффузная реверберация.
Параметром при эксперименте служило отношение уровней обоих звуков. В
этих условиях прямой звук переставал расползаться, когда уровень ревербера-
ции превышал его иа 3 дБ. Более подробные сведения о маскирующем дейст-
Рис. 169. Увеличение расстояния
от источника сигпала в закрытом
помещения с увеличением разме-
ров слухового объекта и размы-
вание локализации.
вин дуффузного звукового поля содержатся, в частности, в работе Бургторфа
н Вагенера (1967, 1968). Чем меньше в закрытом помещения расстояние до
источника звука, тем больше прямой звук превалирует над диффузным полем
(рнс. 168). Разность уровней прямого и отраженных звуков дает слуху инфор-
мацию об удалении источника, которая учитывается и формированием ощу-
щения направления к объекту. Эти явления описаны во многих работах (Хорн-
бостель, 1926; Максфилд, 1939; Штейнберг я Сиоу, 1934; Бекеши, 1939; Эргле,
1960: Лерхе и Плат, 1961; Гарднер, 1969; Куль, 1969).
Поскольку при увеличении числа отражений уменьшается коэффициент
когерентности ушных сигналов, то с удалением от источника слуховой объект
становится все более протяженным и диффузным (рис. 169). Этот эффект
особенно четко проявляется вблизи радуса реверберации. Пленже (1972) изме-
рил абсолютный порог воспрнвтня изменений расстояния до источника в зак-
рытом помещении По результатам измерений этот порог (минимально ощу-
щаемые изменения расстояния) лежит в пределах от 2 до 3%, что значительно
меньше минимально различимых изменений расстояния до источника в свобод-
ном звуковом поле (см. § 2. 3. 2).
Следует заметить, что сделанные выводы о свойствах пространственного
слуха в закрытых помещениях являются самыми общими. В помещениях спе-
циальной формы, при использован ни особых источников звука н видов сигна-
лов, разумеется, могут наблюдаться и отклонения от этих закономерностей
и другие эффекты. Из них наиболее интересен часто упоминаемый «эффект
Франсссиа* (Франссеи, 1960/1963). В закрытом помещении были установле-
ны два громкоговорителя, перед которыми иа некотором расстоянии находвл-
ся эксперт (см. рис. 170). Одни громкоговоритель излучал тональные посылки
длительностью несколько секунд с плавно нараставшей и спадавшей огибаю-
щей [сигнал «1(0]. Второй излучал сигнал Цг(1). Сумма этих сигналов дава-
ла тональную посылку прямоугольной формы. Таким образом, второй громко-
говоритель выполнял как бы функцию коммутатора для первого, излучавше-
го последовательность тональных посылок с главными фронтами нарастания
и спада. Наибольший интерес в этом эксперименте вызывает то, что у экспер-
та создавалось ощущение, будто звук излучается только вторым громкогово-
рителем. Лишь после того, как первый громкоговоритель выключался, эксперта
можно было убедить в том, что тональная часть сигнала излучалась не только
вторым громкоговорителем. Это явление можно также объяснить законом
первой волны. Согласно этому закону первое включение сигнала вторым гром-
190
коговоритслем определяет направление к слуховому объекту. Поэтому у экс-
перта и создается впечатление, что источником звука является именно второй
громкоговоритель. Непонятно лишь, почему это впечатление сохраняется в
течение нескольких секунд и дольше. В аналогичном случае (см. рнс. 142)
изменение в ощущении слухового объекта наступало уже через 180 мс.
Практически и в эксперименте по рнс. 170 эксперт при внимательном вслу-
шивании замечает, что остро локализуемый вначале «щелчок* быстро перехо-
дит в диффузный «тон». Однако впечатление о том, что щелчок исходит от
единственного громкоговорителя, остается незыблемым. Это явление служит
убедительным примером того, что при решении за чачи «идентификации» источ-
U,(i)
u,(t)
Рис. 170. Форма сигналов громкоговорнтетей
Франссена.
для демонстрации эффекта
ников звука слух использует иные критерии, чем задачи «определения места
слухового объекта*.
У экспертов, подвергавшихся воздействию звукового поля в закрытых по-
мещениях, создается также впечатление н о характере, размерах и свойствах
помещения, в котором он действительно или мысленно находится. Это ощуще-
ние ве совсем точно называют «пространственным впечатлением». Пространст-
венное впечатление, которое создается в конкретном случае, тесно связано со
специфическими пространственными н временными признаками возникающего
слухового объекта. Рейхардт и Шмидт (1966) имитировали звуковое поле зак-
рытого помещения и регулировали разность уровней прямого звука и Отраже-
ний. Они имели возможность плавно изменять режимы от чисто прямого (без
отражений) звука до диффузного (только отражения) поля. Между этими
двумя крайними режимами эксперты различали 14 промежуточных градаций.
Рейхардт и Шмидт рассматривали их иак градации шкалы пространственного
впечатления. Сами авторы понимали, что с помощью такой шкалы можно
дискретизировать только один определенный признак пространственного впе-
чатления Другие факторы пространственного впечатления, как, например,
число первых отражений, их уровин и направления прихода или же спектр и
время реверберации, прн построении этой шкалы не учитывались. Слух же осо-
бенно чувствителен к изменениям перечисленных параметров (Пленже,
1971 и др.).
С точки зрения техники связи и вещания особое значение имеет вопрос о
путях сохранения естественного впечатления звуковых событий при передаче
с преодолением пространства и времени. Чисто акустически или электроакусти-
чески эта задача сводится к воссозданию в помещении иа стороне приема
слуховых объектов с такими же пространственными и временными признаками,
которые они имели в помещении иа стороне передачи.
Для решения этой задачи в принципе имеются две возможности Одна
состоит в воссоздании в помещении па стороне приема звукового поля, воз-
191
можно полно соответствующего полю в помещении на стороне передачи. Такое
поле, создаваемое средствами электроакустики, называют «синтетическим по-
лем» Вторая исходит из возможности создания оптимальной электроакусти-
ческом передачи тогда, когда на стороне приема для слушателя создаются точ-
но такие же ушные сигналы, какими они были в помещении па стороне переда-
чи. При ревлизации этого используют ушные сигналы (принимаются микрофо-
нами, передаются и воспроизводятся иа стороне приема). Способы передачи,
построенные по этому принципу, можно назвать «головными», поскольку для
приема ушных сигналов (см. рис 30) используют искусственную голову.
Рис. 171» Установка для электроакустической имитации звуковых
полей (вокруг эксперта расположены 65 громкоговорителей).
Рассмотрим способ синтетического звукового поля. Для того, чтобы в по-
мещении иа стороне приема искусственно воссоздать звуковое поле, аналогичное
полю на стороне передачи, необходимо точно енмитировать прямой звук, все
отражения и реверберацию. Ясно, что решить эту задачу в отношении поля
всего помещения иа стороне передачи практически невозможно. Однако доста-
точно точно можно искусственно воссоздать звуковое поле определенного места
помещения на стороне передачи, например места в концертном зале. Для этого
используют множество громкоговорителей, которые и помещении иа стороне
приема (лучше всего—в заглушением) располагают вокруг слушателя так.
чтобы имитировать направление прихода отражений, н множество громкогово-
рителей, имитирующих диффузное поле реверберации. Необходимые для от-
дельных громкоговорителей или групп громкоговорителей сигналы подаются
и распределяются с помощью фильтров, регуляторов, линий задержки, ревер-
бераторов. Универсальнаи установка для имитация синтетических полей соз-
дана в Институте физики Геттингенского университета (рис. 171). Установка
подробно описана в работе Мейера, Бургторфа и Дамаске (1965). На ней
проведены эксперименты, результаты которых приведены на рис 144 и 164.
Метод синтезирования позволяет достаточно полно имитировать естествен-
ные звуг.ипые поля и, следовательно, проводить ряд исследований, которые не
192
могут быть проведены в естественных полях. Так, например, установка поз-
воляет быстро чередовать звуковые поля с направленно управляемыми свой-
ствами. позволяя экспертам проводить непосредственные сравнения. Уста-
новка позволяет изменять параметры звукового поля в самом помещении иа
стороне передачи, например днффузность и время реверберации (Кноулс,
1964; Клсйс, 1955; Фермейтен, 1956, 1958; Мейер н Кутруфф, 1964).
Для большей естественности передачи звуковых полей методом акусти-
ческого синтеза необходимо большое число каналов воспроизведения. Тре-
буется также довольно сложная аппаратура в помещении передачи для обра-
Рис. 172. Простая система передачи
«простраиствснвой информации».
Рис. 173. Схема четырехкаиальной
системы звукопередачи (квадрафо-
ния).
ботки прямых звуков, отражений, реверберации. Поэтому для практического
использования в технике звукопередачи этот метод в чистом виде не приме-
няется. Однано если не требовать абсолютную естественность звукопередачи,
то система может быть намного упрошена.
Рис 174. Принцип воспроизвс
дения сигналов от «искусствен-
ной головы» с помощью гром-
коговорителей способом «Трэ-
дис». Показана схема переда-
чи только одного из двух сиг-
налов (Pll).
Относительно простая по составу аппаратуры иа стороне передачи и числу
каналов передачи система (рнс. 172) была предложена Ашофом (1966) н Венд-
том (I960). Перед громкоговорителем устанавливают два микрофона- одни
на расстоянии меньше радиуса реверберации, другой иа расстоянии значитель-
но больше радиуса реверберации. Первый принимает преимущественно прямые
звуки, второй — реверберацию. На стороне приема прямые звуки воспроизво-
дятся единственным громкоговорителем, реверберация — несколькими парал-
лельно включенными громкоговорителям», определенным образом расстав-
ленными по периметру. Установка позволяет создать для слушателей простран-
ственное впечатление, весьма схожее с впечатлением иа стороне передачи.
Информация о направлениях к источникам звука не передается. Недостаток
способа состоит в том, что воспроизводимый несколькими параллельно рабо-
13-810 193
тающими громкоговорителями одни сигнал реверберации ие может создать в
помещении достаточно диффузное поле. Иногда возникает даже эффект суммы,
когда реверберирующий звук ощущается остро локализованным у головы
слушателя. Этот неприятный эффект можно ослабить, если изменить иа обрат-
ную полярность некоторых громкоговорителей. Кайбс (1965) предложил сис-
тему с двумя каналами передачи и четырьмя громкоговорителями, которая
отличается от описанной выше тем, что предусматривает передачу дополни-
тельной информации о направлениях к источникам звука.
Радиопромышленность в последнее время все более широко использует
в выпускаемой акустической аппаратуре способ с четырьмя каналами переда-
чи. Схема такой системы с устройствами звукоприема показана иа рис. 173.
Способ ивадрафонни позволяет передавать информацию как о направлениях
к источникам звука, так н о реверберации. Более кли менее точно передаются
направления прихода звука во всей горизонтальной плоскости (О’^ф^ЗбО*).
Одиако четырех громкоговорителей и каналов явно недостаточно для того,
чтобы синтезировать исходную акустическую среду (места коинертиого зала)
настолько полно, чтобы опытный слушатель не смог заметить существенных
отличий от естественной звуковой картины.
Так называемые «головные* способы звукопередачи позволяют более
простыми средствами обеспечить иа стороне приема почти такие же слуховые
ощущения, как иа стороне передачи. Принцип «головной» системы звукопере-
дачи показан на рис. 30. В помещении иа стороне передачи устанавливают
«искусственную голову», имеющую уши (Дамаске и Вагенер, 1969; Кюрер,
Пленже и Внлькннс, 1972). Сигналы барабанных перепонок «искусственней
головы» подаются на головные телефоны эксперта. В идеале свойства капа юв
должны обеспечивать такую передачу, чтобы сигналы у барабанных перепонок
эксперта были такими же, как если бы ои находился в месте расположения
«искусственной головы». Вместо головных телефонов для подачи эксперту
сигиалов барабанных перепонок «искусственной головы» можно взять также
громкоговорители. Это может быть достигнуто так называемым способом
«Традис», предложенным Бауэром (1961) и осуществленным Дамаске и Мел-
лертом (1969/1970; 1971) и Дамаске (1971). Данный способ при применении
двух громкоговорителей позволяет избирательно подавать сигналы иа каждое
ухо, исключая взаимные проникания сигналов одного уха в другое, имеющие
место в свободном звуковом поле Принцип способа показан иа рис. 174. Пусть
на левое ухо подается сигнал ры.. Одновременно на правое поступает неже-
лательная составляющая pLn. Для ее подавления используют второй громко-
говоритель, излучающий компенсирующий сигнал—рья (его сумма с первым
дает нуль). Составляющая компенсирующего сигнала, попадающая обратно
на левое ухо, уже иастотъко слаба, что полностью маскируется сигналом Pil
При воспроизведении громкоговорителями сигналов «искусственной головы»
способом «Традис» эксперт дотжен находиться в строго определенном месте
(Вилькеис, Пленже и Кюрер, 1971).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ALLERS, R., BENES1, О. (1922): Zur Frage nach der Wahrnehmung der
Schallrichtung. Z- gcs. Neurol, u. Psychiatric 67, 18—41.
ANGELL, J. R., FITE, W. (1901a): The monaural localization of sound.
Psychol. Rev. 8, 225-243.
ANGELL, J. R, F1TF, W. (1901 b); Further observations on the monaural
localization of sound. Psychol. Rev. 8, 449—458,
ARNHE1M, F, (1887): Beit rage zur Theorie der Lokalisation von Schallem-
pfindungen mittels der Bogengange. Dissertation Universitat Jena, zitiert nach
BLOCH 1892.
ARNOULT. M. D. (1950): Post-rotatory localization of sound. Amer. J.
Psychol. 63, 229—235.
ARPS, G. F., KLEMM, O. (I9t3); Untersuchungen uber die Lokalisation von
Schallreizen 1: Der ElnfluB der Intensitat aul die Tiefenlokalisation. Psychol-
Stud. Wundt 8, 226-270.
ASCHOFF, V. (19,58): Probleme der akustischen EinkanalOberlragung. Ar-
beitsgem. 1. Forschung Nordrhelm-Westfalen H- 33, 7—38, Wesideutscher Verlag,
Koln.
ASCHOFF, V. (I960): Zur Frage der Rauminformalion. Berlchte der 5. Ton-
meistertagung Detmold _
• ASCHOFF, V. (1963): Uber das raumllche Horen. Arbeitsgem. f. For-
schung Nordrhein-Westfalen H. 138, 7—37, Westdeutscher Verlag, Koln.
ASCHOFF, V. (1968): Nachrichteniibertragungstechnik. Springer-Verlag,
Berlin.
ATAL. B. S., SCHROEDER, M. R., KUTTRUFF. К- H. (1962): Perception of
coloration In filtered gaussian noise, short-time spectral analysis by the ear. 4th
Int. Congr. on Acoustics, Copenhagen, H. 31.
ATAL, B. S., SCHROEDER, M. R. (1966): Nachahmung der Raumakustlk
diirch Elektronenrechner. Gravesaner Blatter 27/28, 124—137.
BABKOFF. H., SUTTON, S. (1966): End point of lateralization of dicholic
clicks. J. acousl. Soc. Amen 39„ 87—102.
BABKOFF, H., SUTTON, S. (1969): Binaural inleracllon of transients: in-
teraural intensity asymmetry. J. acoust. Soc. Amer. 46, 887—892.
BALLANTINE, S. (1928): Effect of diffraction around the microphone In
sound measurements. Phys. Rev. 32, 988—992.
BANISTER, H. (1924): A lurther note on the phase effect In the localization
ol sound. Bril. J. Psychol- 15, 80—81.
BANfSTER, H. (1925): The effect of binaural phase differences on the loca-
lization of tones at various frequencies. Brit. J. Psychol. 15, 280—307.
BANiSTER, H (1926): Three experiments on the localization of tones. Brft.
J. Psychol. 16. 226—279; vgl. anch Amer. J. Psychol. 38, 436—440.
BATTEAU, D. W. (1967): The r61e of the pinna in human localization Proc.
Roy. Soc London, Series В 168, 158—180.
BATTEAU, D. W. (1968): Listening with lhe naked ear. In: S. J. FREEDMAN
(Editor), The neuropsychology of spatially orfented behaviour. Dorsey Press, Ho-
mewood II!., 109—133.
I3* 195
BAUER, В. В. (1960): Broadening the area of stereophonic perception, J.
Audio Engrg. Soc. 8, 91—94.
BAUER, В. B. (1961 a); Phasor analysis of some stereophonic phenomena
J acoust. Soc. Amer. 33, 1536—1539.
BAUER, В. B. (1961 b): Stereophonic earphones and binaural loudspeakers.
J. Audio Engrg. Soc. 9, 148—151.
BAUER, B. B., TOR1CK, E. L. (1966): Experimental studies In underwater
directional communication. J. acoust. Soc. Amer. 39, 25—34.
BAUER. R. W., MATUZSA, J. L. BLACKMER. R F„ GLUCKSBERG. S.
(1966): Noise localization after unilateral attenuation. J. acoust. Soc. Amer. 40,
441—444.
BECKER, R. (1971): Zur Psychobiologic des Sehorgans. Psychoblol. 19,1—5.
VON BEKESY, G. (1930a): Ziir Theorle des Horens: Uber das Richtungs-
horen bei etner Zeltdlfferenz oder Lautstarkeungleichhelt der beidseltigen
Schalleinwirkungen. Phys. Z. 31, 824—838 und 857—868.
VON BEKESY, G. (1930b): Ober das Fechnersche Gesetz und seine Be-
deutung fur die Theorle der akustischen Beobachtungslchler und der Theorle des
Horens. Ann. Phys- Lpz. 7, 329— 339.
VON BEKESY, G. (1932): Uber den EinfluB der dur ch den Kopf und den
Gehbrgang bewirkten Schall feldverzerrungen auf die Horschwelle. Ann Phjs.
Lpz. 14,51—56.
VON BEKESY. G. (1935): Uber akustlsche Reizung des Vestibularapparates.
Pflugers Arch. 236, 59—76.
VON BEKESY, G. (1936a): Zur Physlk des Mittelohres und fiber das Нбгеп
bei fehlcrhaitem Trommellell. Akust. Z. t, 13—23.
VON BEKESY, G. (1936b): Uber die Herstellung und Messung langsamer
siniisformiger Druckschwanknngen. Ann. Phys. Lpz. 26, 554—566.
VON BEKESY, G. (1938): Uber die Entslehung der Entfernungsemplindung
beim Horen. Akust. Z. 3, 21—31.
VON BEKESY, G. (1941): Uber die Messung der Schwingungsamplllude der
Gehorknochelchen mil tel s der kapazltiven Sonde, Akust, Z. 6, i—16.
VON BEKESY, G. (1947): A new audiometer Acta oto-laryngol. 35,
411—422.
VON BEKESY, G. (1949): The moon Illusion and similar auditory phenome-
na. Ajner. J. Psychol. 62, 540—552.
• VON BEKESY, G. (I960): Experiments In hearing. McGraw-Hill Book Co-,
New York (enthalt alle fruheren Arbeiten des Autors).
VON BEKESY, G. (1971): Audllory backward Inhibition In concert halls.
Science 171, 529—536.
BENSE. M. (1961): BewuBtselnstheorJe. Grundlagenstud. aus Kybern. u.
Geisteswiss. 2, 65—73.
BERANEK. L. L. (t949): Acoustic measurements. J. Wiley & Sons, New York.
VAN BERGE1JK, W, A. (1962): Variation on a theme of BEKESY: A model
ol binaural Interaction. J. acoust. Soc. Amer. 34, 1432—1437.
BERGER, R. (t952): Das Menschenohr. Verlag E. Jaster, Berlin.
BERGMANN, M. (1957): Binaural hearing. Arch. Otolaryngol. 66, 572—578.
VON BETZOLD. W. (1890): Urteilstauschungen nach Beseitlgung elnseitl-
ger Hart her tgkett. Z. Psychol, u. Physiol. Sinnesorg. 1. 486—487.
BISCHOF. N. (1966): Stellungs-, Spannungs- und Lagewahrnehmung. In:
Handbuch der Psychologie, Bd. 1, 1. Halbband. Verlag ffir Psychologic, Dr. C. J.
Hogrcfe, Gottingen, 409—497.
BLAUERT, J. (1986): Zur Methode der Nachrlchtentechnlk bei der Erfor-
schung und Beschrelbung der menschllchen Wahrnehmung. Psychoblol. 14,
49-55.
BLAUERT, J. (19671: Bemerkungen zur Theorle bewufit wahmehmender
Systeme. Grundlagenstud. aus Kybern. u. Geisleswlss, 8, 45—56
BLAUERT. J. (1968a): Ein Beltrag zur Tragheit des Richtungshorens In
der Horlzontalebene. Acustlca 20, 200—206.
BLAUERT, J. (1968b): Ein Bellrag zur Theorle des VorwSrts-Rfickwarts-
Elndruckes beim Horen. 6th Int Congr. on Acoustics, Tokyo, A—3—10.
196
BLAUERT, J. (1969a): Untersuchungen zum Richlungshorcn in der Medi-
anebene bei fixiertem Kopf. Dissertation Techn. Hochschule Aachen.
BLAUERT, J. (1969b): Die Besclueibung von Hoiversuchen anhand eines
einfacben, systemtheorettschen Modells. Kybernetik 5, 45—49.
BLAUERT, J. (1969/70): Sound localization in the median plane. Acustica
22, 205—213.
BLAUERT, J. (1970a): Zur Tragheit des Rkhlungshorens bei Laufzeit- und
intensitatsstereophonle. Acustica 23, 287—293; auch InL Audio). (1972), 11,
265—270.
BLAUERT, J. (1970b): Ein Versuch zum Richtungshoren be! glelchzet tiger
optlscher Stimulation. Acuslka 23, 118—119.
BLAUERT, J., HARTMANN, R. (1971): Verlustfaktoren und Schallkennim-
pedanzen von SchSdelknochen unterschiedllchen Pneuraatisationsgrades. Acusti-
ca 24, 226—229.
BLAUERT, J. (1971): Localization and the law of the first wavefront in the
median plane. J. acoust. Soc. Amer. 50, 466—470.
BLAUERT, J., HARTMANN, R., LAWS, P. (1971): Entfernuncs und Rich
tungsabhanglgkelt des Ubertragungsfaktors des auBeren Ohres. 7tn lot. Congr.
on Acoustics, Budapest 25 H 5.
BLAUERT, J. (1972a): Die Schallausbrcitnng im auBeren Ohr und Konse-
quenzen liir das raumliche Horen. Convenlion’ 72, Audio Engrg. Soc Munchen.
BLAUERTД (1972b): Zur Auswertung interauraler Signalunterschiede beim
rSumllchen Нбгеп. HNO 20, 313—316.
* BLOCH, E. (1693): Das binaurale Horen. Z- Ohren-Nasen-Kehlkoplheilk.
24, 25—83.
BLODGETT, H. C.. WILBANKS, W. A, JEFFRESS, L. A. (1956): Effect of
large interaural time differences upon the judgement of sidedness, J. acoust. Soc
Amer. 28, 639—643.
BLUMLEfN, A. D. (1931): Improvements in and relating to sound-trans-
mission, sound-recording and sound-reproducing system Brit. Pat. No. 394 325.
DE BOER, K-, VERMEULEN, R. (1939): On improving of defect hearing.
Philips techn. Rev. 4, 316—319.
• DE BOER, K- (1940a): Stereofonische Geluldsweergave, Dissertation
Techn. Hochschule Delft.
DE BOER, K. (1940b): Plastische Klangwiedergabe. Philips techn. Rdsch. 5,
107—115.
DE BOER, K , VAN URK, А. ГН. (1941): Some particulars of directional
hearing. Philips techn. Rev. 6, 359—364.
DE BOER, K- (1946): The formation of stereophonic Images. Philips techn.
Rev. >. 51—56.
f E BOER, K. (1947): A remarkable phenomenon with stereophonic sound
reproduction. Philips techn. Rev. 9» 8—13; auch Frequenz 3 (1949), 24—25.
• BOERGER, G. (1965a): Die Lokallsatlon von GauBtonen. Dissertation
Techn. Unlvcrsltat, Berlin.
BOERGER, G. (1956b): Ober die Tragheit des Gehors bei der Rlchtungsem-
pflndung. 5lh Ini. Congr. on Acoustics, Liege, В 27.
BOLT, R. H., DOAK, P. E. (1950): A tentative criterion for the short-term
transtent response of auditoriums. J. acoust. Soc. Amer. 22, 507—509.
• BORING, E. G. (1926): Auditory theory with special reference to inten-
sity, volume and localization. Amer J- Psychol 37, 157—188.
BORING, E. G. (1942): Sensation and perception in the history of experi-
mental psychology. Appleton-Century-Crofts Inc., New York.
BOwLKER, T. J. (1908): On the factors serving to determine the direction
ol sound, Phil. Mag. 15, 318—331.
BRITTAIN, F. H., LEAKEY, D. M. (1956): Two-channel stereophonic sound
systems. Wireless World 206—210.
BRUNZLOW, D. (1925): Uber die Fahlgkeit der Schallokalisation in ihrer
Bedingthelt durch die SchatlqiialitSten und die Gestalt der Ohrmuschel. Z. Sin-
nesphyslol. 56, 326—363.
BRUNZLOW. D. (1939): Uber das raumliche Horvermogen und die Fahig-
keit zur Schallokalisation. Hals-Nasen-Ohrenarzl 30, 1—6.
197
BURGER, J F. (1958): Front back discrimination ol the hearing-system.
Acustica 8. 301—302.
BURGTORF, W. (1961): Untersuchungen zur Wahrnehmbarkelt verzogerter
Schallsignale. Acustica 11, 97—111.
BURGTORF, W. (1963): Zur subjektiven Wirkung von Schallfeldem In
Raumen (Ruckverdeckung, Phanlomschallquellen). Acustica 13, 86—91.
BURGTORF, W.. OEHLSCHLAGEL, H. K. (1964) : Untersuchungen fiber die
richtungsabhanglge Wahrnehmbarkelt verzogerter Schallsignale. Acustica 14,
254—265.
BURGTORF, W-, WAGENER, B. (1967/68): Verdeckung durch subjektlv
diffuse Schallfelder. Acustica 19, 72—79-
DE BURLET, H. M. (1934): Vergleichende Anatomle des stato-akuslischen
Organs. In- BOLK, E., GOPPERT, E., KALLIUS, W., LUBOSCH, W (Hrsg.):
Handbuch der verglelchenden Anatomle der Wirbelllere, Berlin, Tell 2, Bd. 2,
1293—1432.
BUTLER, R. A. NAUNTON, R. F. (1964): R61e of stimulus frequency and
durallon in the phenomenon of localization shifls. J. acoust. Soc. Amer. 36,
917—922.
CAMPBELL. N. R. (1938): Symposium: Measuremenl and It’s Importance
for philosophy. Aristotelian Soc. Suppl. 17.
CAMPBELL, P. A. (1959): Just noticeable differences of changes of inle-
raural iime differences as a function of inleraural lime differences. J. acoust. Soc.
Amer. 31, 123.
CARHART, R., TI1LMAN. T. W., JOHNSON, K. R. (1966): Binaiual
masking of speech by periodically modulated noise. J. acousl. Soc. Amer 39,
1037—1050.
CARHART. R., TfLLMAN, T. W., JOHNSON, K. R. (1968): Effects ol in-
teraural time delays on masking by two competing signals. J acoust Soc. Amer.
43, 1223—1230
CAR11ART, R_, TILLMAN, T. W„ GREETIS. E. S. (1969a): Release from
multiple maskers: Effect of Interaural time disparities. J. acousL Soc Amer. 45,
411—418.
CARHART, R., TILLMAN. T. W„ GREETIS, E. S. (1969b): Perceptual mas-
king in mulliple sound backgrounds. J acoust Soc Amer. 45, 694—703.
CARSTEN, H., SAL1NGFR. H. (1922): Zur Frage der Lokallsatlon von
Schallreizen Naturwiss. 14, 329—330.
CHERNYAK. R- I. DUBROVSKY. N. A. (1968): Pattern of the noise Images
and lhe binaural summation of loudness for the different interaura 1 correlation
of noise. 61h Int. Congr. on Acoustics. Tokyo A-3-12.
CHERRY E. C. (1953): Some experiments on the rccognilion of speech ullh
one and wilh Iwo ears. J. acousl. Soc. Amer, 25, 975—979.
CHERRY, E. C., TAYLOR, W. K- (t954): Some further experiments imon
recognition of speech, wilh one and with two ears. J. acoust. Soc. Amer. 26,
554-559.
CHERRY, E. C., SAYERS, В McA. (1956): Human-Crosscorrelalof —
A lechnique for measuring certain parameters of speech perception. J. acoust. S» c.
Amer. 28. 889-895.
CH1STOV1CH, L A-. fVANOVA. V. A. (1959): Mutual masking of short
sound pulses. Biophys, 4, 46 -Б7-
C1IR1ST1AN, W-, ROSER, D. (1957): Ein Beilrag zum Rlchlungshoren. Z.
LaryngoL u. Rhinol. 36, 431—445.
CIIOCHOLLE, R. (1957): La senslbllllc auditive dilferenttelle d’lntensitfe et
presence d’un son contralateral de тёте frequence. Acustica 7, 75—83.
CLARK, B., GRAYBfEL, A- (1949). The effect of angular acceleration on
sound localization: the auditory illusion. J Psvchol. 28. 235—244.
CLARK, H. A. M. DUTTON, G. F. VANDERLYN, P. B. (1957): The ‘ Ste-
reosonic" recording and reproducing system. Proc. Insln. Elect Engrs 104 B,
417—432.
COCHRAN, Р.» THROOP. J.. SIMPSON. W. E. (1968): Eslimalion of dis-
tance of a sound source. Amer. J. Psychol. 81, 198—206.
198
COLEMAN, P. D. (1962): Failure to localize the source distance of an un-
familiar sound. J. acoust Soc. Amer. 34, 345—346.
* COLEMAN, P. D. (1963): An analysis of cues to auditory depth percepti-
on in free space. Psychol. Bull. 66, 302—315.
COLEMAN, P- D. (1968): Dual rfile of freauency spectrum In determination
of auditory distance. J. acoust Soc. Amer. 44, 631—632.
COOLEY, J. W.. TUKEY, J. W. (1965): An algorithm for the machine cal-
culation ol complex Fourier series. Math. Comp. 19, 297—301.
• CREMER, L. (1948): Die wissenschaftlichen Grundlagen der Raumakustik,
Bd. 1. S. Hirzel Verlag, Sluttgart
CREMER. L. (1971): Vorlesungen uber technlsche Akustik. Springer-Verlag,
Berlin.
CURTHOYS, I. S. (1969): Auditory location during binaurai masking. J.
acoust. Soc. Amer. 46, 125.
DAMASKE. P. (1967/68): Subjektive Untersuchungen von Schallfeldem.
Acustica 19, 198—213.
DAMASKE, P., WAGENER, B. (1969): Richtungshorversuche uber einen
nachgebildelen Kopf. Acustica 21, 30—35.
DAMASKE, P., MELLERT. V. (1969/70): Ein Verfahren zur richtungsireucn
Schallabblldung des oberen Halbraumes uber zwei Lautsprecher. Acustica 22,
154-162.
DAMASKE, P- (1969/70): Rlchtungsabhangigkeit von Spektrum und Korre-
lationsfunktionen der an den Ohren empfangenen Signale. Acustica 22, 191—204.
DAMASKE, P., MELLERT, V. (1971): Zur richtungsireuen stcreophonen
Zweikanaluberlragung. Acustica 24, 222—225.
• DAMASKE, P. (1971a): Die psychologische Auswertung akustischer Pha-
nomene. 7th Ini. Congr. on Acoustics, Budapest, 21 G 2.
DAMASKE, P. (1971b): Head-related two-channel stereophony wilh louds-
peaker reproduction. J. acoust. Soc. Amer. 50, 1109—1115.
DAMASKE, P. (1971c): Richtungstreue Schallabblldung uber zwei Lautspre-
cher. Gemeinschaftstagung fur Akustik und Schwingungstechnik, Berlin, VDf-
Verlag, Dusseldorf, 403—406.
DANILENKO, L. (1969): Binaurales Horen Im nlchtslationaren, diffusen
Scballfeld. Kybernelik 6, 50—57.
DAVID, E. E., GUTTMAN, N., VAN BERGE1JK. W. A. (1958) On lhe me-
chanism of binaural fusion. J acoust. Soc. Amer. 30, 801—802.
• DAVID. E. Е.» GUTTMAN, N., VAN BERGE1JK. W. A- (1959) Binaural
Interaction of high-frequency complex slimuli. J. acoust Soc Amer. 3f. 774—782.
DAVID, E. E. (1959): Comment on lhe precedence effecl 3rd tnt Congr. on
Acoustics. Stuttgart Vol. I, 144—146.
DAVfD, E. E., HANSON, R L. (1962): Binaural hearing and free fold ef-
fects. 4th Int. Congr. on Acouslics, Copenhagen, H 24.
DEATHERAGE, В. H.. HIRSH, I. J. (1959): Auditory localization of clicks.
J. acoust. Soc. Amer. 3t, 486—492.
DEATHERAGE. В. H. (1961): Binaural interactions of clicks of different
frequency content J. acoust. Soc Amer. 33, 139—145.
* DEATHERAGE, В. H. (1966): Examination of binaural interaction. J.
acousl. Soc. Amer. 39, 232—249.
DEATHERAGE, В. H., EVANS. T. R. (1969): Binaural masking: Backward,
forward and simultaneous efftcts. J. acoust. Soc. Amer. 48, 362—371.
DELANY, M. E. (1964): The acoustical impedance of human ears. J. sound
and vibration I, 455—467.
DIAMANT. H. (1946): Sound localization and it's determination in connec-
tion with some cases of severely impaired function of vestibular labyrinlh, bul
with normal hearing. Acta oto-laryngol. 34, 576—586.
DfERCKS, K. J., JEFFRESS, L. A. (1962): Inleraural phase and lhe abso-
lute threshold for tone. J. acousl. Soc Amer. 34, 981—984.
DfN 1318 (1969): Lautstarkepegel. Beulh-Vertrieb, Berlin.
DIN 1320 (1959): Allgemeine Benennungen in der Akuslik. Beulh-Vertrieb,
Berlin.
199
DIN 45630 (1966): Grundlagen der Schallbewertung; Blatt 2: Normalkurvcn
gleicher Lautstarke von Sinustonen. Beuth-Vertrieb, Berlin.
DOLAN T. R.. ROBINSON, D. E. (1967): An explanation of masking level
differences that result from interaural intensive disparities of notse. J. acoust.
Soc. Amer. 42. 977 981
DOLAN T. R. (1968)- Effects of masker spectrum level on MLD at low
frequencies. J. acoust. Soc. Amer 44, 1507—1512.
DOLAN, R., TRAH1OTIS, C. (1970): Binaural Interaction in backward mas-
king. J. acoust Soc. Amer. 47, 131.
DUBROVSKY, N A., CHERNYAK, R. 1 (1971): The size and the localiza-
tion of noise images at diflerent duralion of noise. 7th Int. Congr. on Acoustics,
Budapest, 25 H 4.
DU1FHU1S, H. (1972): Perceptual analysis of sound. Dissertation Techn.
Hochschute, Eindhoven.
DURLACH, N. I (1963): Equalization and cancellation theory of binaural
maskinglevel difference. J. acoust. Soc. Amer. 35, 1206—1218.
DURLACH, N. f. (1972): Binaural signal deleclion: Fqualizallon and can-
cellation theory, fn: TOBIAS, J V. (Hrsg.): Foundation of modern auditory
theory. Academic Press. New York, Bd. 2, 369—462.
EARGLE. J. M. (1960): Stereophonic localization — An analysis of listener
reactions to currenl techniques. Transact fnsl. Radio Engrs. Au 8, 174—178,
EBATA, М.» SONE, T. (1968): Binaural fusion of tone bursts different in
frequency. 6th Ini. Congr. on Acoustics, Tokyo, A—3—7.
EBATA. M, SONE. T., N1MURA, T. (1968a): On the perception of direction
of echo. J. acoust. Soc. Amer. 44. 542 547.
EBATA, M., SONE, T-, N1MURA, T. (1968b): Improvement of hearing abi-
lity by direclional informalion. J acousl. Soc Amer. 43, 289—297.
EBATA. M„ NIMURA, T , SONE. T. (1971): Effects of preceding sound on
lime-intensity trading ratio. 71 h Int. Congr, on Acoustics. Budapest, 19 11 2.
EDWARDS, A. S. (1955): Accuracy of auditory deplh perception. J. Gener.
Psychol. 52, 327—329.
EGAN, J. P., BENSON, W. (1966): Lateralization of a weak signal presented
with correlated and wilh uncorrelaled noise J acoust. Soc. Amer. 40, 20—26.
E1CHHORST O. (1959): Zur Fruhgeschichte der slereophonischen Dber-
fragung. Frequenz 13, 273—277.
ELFNER, L., PER ROTT, D (1966): Effort of prolonged exposure to a bi-
naural Intensity mismalch on the locus of a dl.helically produced tonal Image. J.
acoust. Soc. Amer, 39, 716—719.
ELFNER, L. F. PERROTT, D. R. (1967): Lateralizalion and intensity dte-
crimination. J. acoust. Soc. Amer. 42, 441—445.
ELENER, L. F„ TOMS1C, R. T. (1968): Temporal and intensive factors In
binaural lateralization of auditory transients J. acoust. Soc. Amer. 43, 746—751.
ELLIOT, L. L. (1962): Backward masking: Monollc and dlchotic conditions.
J. acoust. Soc. Amer. 34, 1108—1115.
ELPERN, B. S., NAUNTON, R. F. (1954): Lateralizing effects of interaural
phase differences. J. acoust. Soc. Amer. 36, t392—1393.
ENKL, F. (1958): Die Uberlragung raumlicher Schallfeldstrukluren uber
einen Kanal mit Hilfe unte schwelliger Pilolfrequenzen. Eleklron. Rdsch. 12,
347—349,
EWERT, P. H. (1930): A study of lhe effect of Inverted retinal stimulalion
upon spacially coordinated behaviour. Genetic Psychol. Monog. 7, 242—244.
McFADDEN, D. (1968): Masking level differences determined with and
without interaural disparities J. acousl- Soc. Amer 44, 212—213.
McFADDEN, D (1969): Lateralizalion and detection of a tonal signal In
noise J. acoust. Soc Amer. 45, 1505—1509.
McFADDEN. D., JEFFRESS, L. A-. ERMEY, H L. (1971): Differences of In-
teraural phase and level in detection and lateralization: 250 Hz. J. acoust. Soc.
Amer. 50. 1484—1493.
FECHNER, G. T. (I860): Elemenle der Psychophysik. Breitkopf und Harlel,
1 eipzig.
200
FEDDERSEN, W. E., SANDEL, T. T., TEAS, D C.. JEFFRESS, L. A. (1957):
Localization of high-frequency tones. J. acoust. Soc. Amer. 29, 988—991.
FEINSTEIN. S. H. (1966) Human hearing under water: Are things as bad
as lhey seem? J. acoust. Soc. Amer, 40, 1661—15G2.
FELDMAN, A. S., ZWISLOCKI. J. (1965): Effect of acoustic reflex on the
impedance at the eardrum. J. Speech and Hearing Res. 8, 213—222.
FELDMANN. H, (1963): Untcrsuch ungen uber binaurales Horen unler Ein-
wlrkung von Storgerausch. Arch. Ohren-, Nasen- und Kehlkopfheilk. 181,
337—374.
FELDMANN, H., STEIMANN, G. (1968) Die Bedeutung des auBeren Ohres
fur das Horen im Wind. Arch. klin. u. exp. Ohren-Nasen-Kehlkopfheilk. 190,
69—85.
FELDMANN, H. (1972): Vorfuhrung anlaBlich der Jahrestagung der Ar-
beitsgemeinschafl deutschcr Audiologen in Heidelberg.
FERREE, С. E., COLLINS, R. (1911): An experimental demonstralion of the
binaural ratio as a factor in auditory localization. Amer. J. Psychol. 250—297.
FIRESTONE, F A (1930): The phase difference and amplitude ratio at the
ears due lo a source of pure tone. J. acoust. Soc. Amer. 2, 260—270.
FISCHER, F. A. (1969): EinlDhrung in die slatistische Ubertragungstheone.
Bibliographlsches Instilul, Mannheim.
FISllLER, H.. HOHENBERGER, M,, FRE1, E. H-, RUBINSTEIN, M,
KRETZFR, D. (1966): Acoustic input Impedance ol the human car, Acta olo-
lagyng. 62, 373 -383.
FISHER, IL. FREEDMAN, S. J. (1968): The r61e of the pinna in auditory
localizalion. J. Auditory Res. 8, 15—26.
FLANAGAN, J. L., DAVID. E. E., WATSON, B. J. (1962) Physiological
correlates of binaural lateralizalion. 4th Int. Congr. on Acoustics, Copenhagen,
H 27.
FLANAGAN, J. L DAVID. E. E., WATSON, B. J. (1964): Binaural late-
ralization of cophasic and antlphasic clicks. J. acoust. Soc. Amer. 36, 2184—2193
FLANAGAN, J. L.. WATSON, B. J. (1966): Binaural unmasking of comp-
lex signals. J. acoust. Soc. Amer. 40, 466—468.
FLETCHER, H. (1934): Autilory perspective-basic requirements. Electr.
Engrg. 53, 9—11
FORD. A. (1942): The binaural Intensity disparity Ilmen. J. acoust. Soc.
Amer. 13. 367—372.
FRANSSEN, N. V. (1959): Elgenschaften des naturlichen Riehl ungsh о rens
und ihre Anuendung auf die Slereophonie. 3rd Ini Congr. on Acouslics, Slutt-
garl, Vol. 1, 787—790.
FRANSSEN, N. V. (1960): Some considerations of lhe mechanism of direc-
tional hearing. Dissertalion Techn. Hochschule Delft
• FRANSSEN, N V. (1963): Slereophonie, Philips lechn. BibL, Eindhoven.
FREI E. H„ HOHENBERGER, M-, SHTR1KMAN, S., SZOLE. A (1966):
Melhods of measuring the vibrations of lhe middle ear. Med. and Biol. Engrg. 4,
507—508.
FREY, H. (1912): Uber die Becinflussung der Schallokalisatlon durch Erre-
gungen des Veslibularapparatcs. Monatsschr. Ohrenhellk, 46, 16—21.
GABOR, D (1946): Theory of communication. J Instn. Elect. Engrs, 93,
429—457.
GAGE, F. H. (1935): The variation of lhe uniaural differential threshold
wilh simultaneous stimulation of the other ear by tones of lhe same frequency.
Brit J. Psychol. 25, 458—454
GALG1NAITIS, S V. (1956): Dependence of localizalion on azimuth. J.
acousl. Soc. Amer. 26, 153—154.
McGAMBLE, E. A. (1909): Intensity as a criterion In estimating the distan-
ce of sounds. Psychol. Rev. 16, 416—426.
GARDNER, M. B. (1967): Comparison of lateral localization and distance
estimation for single- and multiple-source speech signals. J. acoust Soc. Amer.
41, 1592.
GARDNER, M. B. (1968a). Lateral localization of 0° or near 0°-oriented
speech signals in anechoic space. J. acoust. Soc. Amer. 44, 797—803.
201
GARDNER. M. В. (1968b): Proximity image effect In sound localization. J.
acousl. Soc. Amer. 43, 163.
GARDNER, M. B. (1968c): Historical background of lhe Haas and/or pre-
cedence effect J. acoust Soc Amer. 43, 1243—1248.
GARDNER. M. B. (1969a): Distance estimation of 0° or apparent 0e-oricn-
led speech signals in anechoic space. J. acoust. Soc. Amer. 4Б, 47—53.
GARDNER, M. B. (1969b): fmage fusion, broadening and displacement In
sound localization. J. acousl. Soc. Amer. 48, 339—349-
GEFFCKEN, W. (1934): Untersuchungen uber akustlsche Schwellenwerte.
3. Uber die Bestimmung der Reizschwelle der Horempfindung aus Schwellcn-
druck und Trommel fellimpedanz. Ann. Phys. Lpz. 5. Folge, 18, 829—848.
GILAD, P., SHTRIKMAN, S.» HfLLMAN. P. (1967): Application of Ibe
Mossbauer method to ear vibrations. J. acoust Soc. Amer. 41, 1232—1236.
VAN GILSE, P- H. G. (1926): Untersuchungen uber die Lokalisallon des
Schalles Niederl. Ver. d. Hals-Nas.-Ohrenarzte, Amsterdam, ref. Zentralblatt
Hals-Nasen-Ohren-Hellk. 12, 543.
VAN GILSE, P. H. G- ROELOFS, 0. (1937): Untersuchungen uber die
Schallokalisalion. Acla oto laryng. 15. I.
GOETERS. K.-M. (1972): Instltut fur Flugmedizin der DFVLR, Hamburg,
persbnllche Milieilung.
GOLD, B., RADER, С. M. (1969); Digital processing of signals. McGraw-
Hill Book Co., New York.
GOLDSTEIN, K-. ROSENTHAL-VEIT, O. (1926): Uber akustlsche Lokallsa-
lion und deren BeelnfluBbarkeil durch andere Slnnesrelze. Psychol. Forsch. 8.
318 335.
GRAF, U., HENNING, H. J., STANGE, K- (1966): Formeln und Tabelien
der mathemalischen Stalistik. Springer-Verlag, Berlin.
GRAN, S. (1966): Transformation der Frequenzcharakterlsllken des Gehor-
ganges. Acustica 20. 78—81.
GREEN, D. M. (1966): Interaural phase effects in the masking of signals of
different durations. J. acoust. Soc. Amer. 39, 720—724.
• GREEN, D., HENNING, G. B. (1969); Audition. Ann. Rev. Psychol 20.
105-128.
GROEN (1972): Physik und Physlologie der Otolithen und Bogengange
In: GAUER, О. H, KRAMER, K-, JUNG, R. (Hrsg.): Lehrbuch der Physiologic
des Menschen, Bd. 12. Urban & Schwarzenberg, Munchen.
GRUBER, J. (1967): Horversuche mlt modullertem Rauschen unlerschledll-
cher interauraler Korrelation, Dissertation Techn. Unlversltal, Berlin.
GRUBER. J-, BOERGER, G. (1971): Blnaurale Verdeckungspegeldifferenzen
(BMLD) und Vor- und Ruckwartsverdeckung. 7th Int. Congr. on Acoustics, Bu-
dapest, 23 H 5.
GUILFORD, J. P. (1950): Fundamental statistics in psychology and educa-
tion, 2. Aufl. McGraw-Hill Book Co.. New York.
GUILFORD, J. P. (1954): Psychometrie methods, 2. Aufl. McGraw-Hill Book
Co., New York.
GUTTICH. A. (1937) Schallrichlungsbestlmmung und Vcstlbularapparal.
Arch. Ohren Nasen-Kehlkopfheilk. 142, 139—149.
GUTTICH, A. (1939): Zur Schallrichlungsbestlmmung bel doppelseiligc-m
Vestibularisausfall, Arch. Ohren-Nasen-Kehlkopfheilk. 146, 298—301.
GUTTICH. A. (1940): Zur Klinik der Tumoren des IV. Ventrikeis, zugleicb
ein Beitrag zur Schallrichtungsbeslimmung bel intaktem Cochlearis und fehlcn-
dem Veslioularis. Arch. Ohren-Nasen-Kehlkopfheilk. 147, 5—7.
GUTTMAN. N., VAN BERGEIJK. W. A, DAVID, E. E. (1960): Monaural
lemporal masking investigated by binaural interaction, J. acoust Soc. Amer. 32,
1329—1336.
GUTTMAN, N. (1962): A mapping of binaural click lateralization. J. acousl.
Soc. Amer. 34, 87—92.
GUTTMAN, N. (1965): Binaural Interaction of three clicks. J. acousl Soc.
Amer. 37, 145—150.
202
HAAS, H. (1951): Uber den ElnfluB elnes Einfachechos auf die Horsamkelt
von Sprache. Acustica 1, 49—68.
11 AFTER, E. R., JEFFRESS. L. A. (1968): Two image lateralization of tones
and clicks. J. acoust. Soc. Amer. 44, 563—569.
HAFTER, E. R., CARRIER, S. C. (1969). Inability of listeners to trade
completely Interaural time for interaural intensity In a detection task. J. acoust.
Soc. Amer. 46, 125.
HAFTER, E. R., BOURBON, W. T., BLOCKER, A. S., TUCKER, A- (1969):
A direct comparison between lateralization and detection under conditions of
antlphaslc masking. J. acoust. Soc. Amer. 46, 1452—1456.
HAFTER. E. R, CARRIER, S. C. (1970): Masking-level differences obtai-
ned with a pulsed tonal masker. J. acoust. Soc. Amer. 47, 1041—1047.
HAFTER, E. R. (1971): Quantitative evaluation of a lateralization model of
masking level differences. J. acousl. Soc. Amer. 50,1116—1122.
HALL, J. L. (1964): Minimum detectable change in Interaural time or inten-
sity difference for brief impulsive stimuli. J. acoust. Soc. Amer. 36, 2411—2413.
HALL, J. L. (t965): Binaural interaction in tbe accessory superior-olivary
nucleus of the cal. J. acoust. Soc. Amer. 37, 814—824.
HALVERSON, H. M. (1922): Binaural localization of tones as dependent
upon differences of phase and intensity. Amer. J. Psychol. 33, 178—212.
HANSON. R. L„ KOCK W. E. (1957): Intercsling effect produced by two
loudspeakers under free space conditions. J. acoust. Soc. Amer. 29, 145.
HANSON, R. L (1959): Sound localization. J. acoust. Soc. Amer 3t. 830
HARRIS, G. G. (1960): Binaural interaction of impulsive slimuli and pure
tones. J. acousl. Soc. Amer. 32, 685—692.
HARRIS. G G., FLANAGAN, J L., WATSON. B. J. (1963): Binaural Inte-
raction of a click with a click pair. J. acoust. Soc. Amer. 85, 672—678.
HARRIS, J. D. (1964): Sound shadow, cast by head and ears. J. acoust Soc
Amer 36. 1049
HARRISON. J M., DOWNEY, P. (1970): Intensity changes at the ear as
a function of lhe azimuth of a tone source: A comparltive study. J. acoust. Soc.
Amer. 47. 1509—1518
HARTLEY. R. V. L., FRY, T. C. (1921): The binaural location of pure tones.
Phys. Rev. 18. 431—442.
HARVEY, F. K-, SCHROEDER, M. R. (1961): Subjective evaluation of fac-
tors effecling two-channel stereophony. J. Audio Engrg. Soc. 9, 19—28.
HAUSTEIN, B. G. (1969): Hypothesen Cber die einohrige Entfernungswahr-
nehmung des menschlichen Gehors. Hochfrequenztechn. u. Elektroakustik 78,
46-57.
HAUSTEIN. B. G.. SCHIRMER, W (1970): Meflelnrichtung zur Untersu-
chung des Richtungslokalisalionsvermogens. Hochfrequenztechn. u. Elektroakus-
tlk 79. 96—101
HAWKINS, J. E., STEVENS, S. S. (1950): The masking of pure tones and
of speech by white noise. J. acoust. Soc. Amer. 22, 6—13.
HECHT, H. (1922a): Uber die Lokalisation von Schallquellen Nalurwlss.
10, 107-112.
HECHT, H. (1922b): Zur Frage der Lokalisation von Schallquellen. Natnr-
wlss 14. 329—330.
HELD, R. (1955): Shifts in binaural locafizallon after prolonged exposures
to alyplcal combinations of slimuli. Amer. J. Psychol. 68, 526—548.
HENNEBERG, B. (1941): Uber die Bedeutung der Ohrmuschel — Die Ohr-
muschel als SchlieBapparat fur den auBeren Gehorgang. Z. Anat. Entwlcklungs-
gesch 111,307 310.
HENRY, J. (1849): Vortrag vor der American Association for the Advance-
menl of Sciences am 21. August; Referat in: Scientific Writings of Joseph Henry.
Part 11, 295—296. Smithsonian fnstilulion, Washington D. C. (1851).
HERSHKOWITZ. R. M.. DURLACH, N. 1. (1969a): Interaural time and amp
Iltude jnds for a 500-Hz-tone. J. acoust. Soc. Amer. 48. 1464—1467.
HERSHKOWITZ, R. M., DURLACH, N. I. (1969b): An unsuccessful altempt
io determine the tradabiiity of interaural time and Interaural intensily. J. acoust.
Soc. Amer. 48 1583—1684.
203
HIRSCH, H. R. (1968); Perception of the range of a sound source of unk-
nown strength. J. acoust. Soc. Amer. 43, 373—374.
H1RSH, I. J. (1948): The influence of interaural phase on Interaural sum-
ma lion and inhibition. J. acoust. Soc Amer. 20, 536—544.
HIRSH, 1. J., WEBSTER, F. A. (1949): Some determinants of Interaural
phase effects. J. acoust. Soc Amer. 21, 458—469.
HfRSH. I. J.» BL'RGEAT, M (1958): Binaural effects In remote masking. J.
acoust. Soc. Amer. 30, 827—832.
HNO-Handbuch (1966): Hals-Nasen-Ohrenheilkunde— Ein kurzgefaBtes
Handbuch in drei Banden. Georg Thieme Vcrlag, Stuttgart, Band III, Tell 1
HOLT, E. B. (1909): On ocular nystagmus and the localization of sensory
dala during dizziness. Psychol. Rev. 16, 377—398.
HOLT, R. E., THURLOW. W. R. (1969) : Subject orientation and judgement
of distance of a sound source. J. acoust. Soc. Amer. 46, 1584—1585.
HORING. H. C. (1971): Die schnelle Fourier-Transformatlon. Frequenz 26,
267- 278.
VON HORNBOSTEL. E. M.. WERTHEfMER, M. (1920): Uber die Wahr-
nehmung der Schall richlung. Sitzungsber. Akad. Wiss., Berlin. 388—396.
VON HORNBOSTEL, E. M. (1923): Beobachtungen uber ein- und zwel-
ohrigcs Horen. Psychol. Forsch 4, 64—114.
VON HORNBOSTEL, E. M. (1926); Das raumliche Horen. In; BETHE, A.
et al. (Hrsg): Handbuch der normalen und pathologischen Physiologic, Band II.
601—618, Springer-Verlag, Berlin.
HOUTGAST, T., PLOMP, R. (1968): Lateralization threshold of a signal
in noise. J. acoust. Soc. Amer. 44, 807—812.
11UIZING, E. H. (1970): Lateralization of bone conduction into the better
ear in conductive deafness. Acla oto-laryngol. 69, 395—401.
1KENBERRY, L. D., SHUTT, С. E. (1898). Experiment in judging the dis-
tance of sound. Kansas Univ. Quart 7. Series A. 9—16.
fNGARD. U. (1953): A review of the inlluence of meteorological conditions
on sound propagation. J. acoust. Soc. Amer. 25, 405—411.
JAHN, G. (1958): Uber die Beziehung zwischen der Lautslarke und dem
Schalldruck am Trommelfell. Hochfrequenztechn. u. Eleklroakustik 67, 69—81.
JAHN. G . VOGELSANG, S. (1959); Die einohrige Richtcharaktcrlslik des
menschlichen Gehors. Hochfrequenztechn. u. Eleklroakustik 68, 50—58
JAHN, G. (1960): Uber den Unterschied zwischen den Kurven gleichcr Laul-
starke in der ebenen Welle und im diffusen Schallfeld. Hochfrequenztechn. u.
Eleklroakustik 69. 75—81.
JANOVSKY, W. H. (1948): Einrlchtung zur plaslischen Wledergabe elek-
troakuslischer Darbietungen. DBP Nr. 97 35 70.
JEFFRESS, L. A. (1948): A place theory of sound localization. J. Comp
Physiol, and Psych. 6f, 468—486.
JEFFRESS. L A, BLODGETT. H. C., DEATHERAGE, В. H. (1952): The
masking of tones by white noise as a function of the inleraural phases of both
components. J acoust. Soc. Amer. 24, 523—527.
JEFFRESS, L A., BLODGETT, H. C, SANDEL. T. T„ WOOD, C. L
(1966): Masking of tonal signals. J. acoust. Soc. Amer. 28. 416—426.
JEFFRESS. L. A. (1957): Note on the „Interesting effecl produced by two
loudspeakers under free space conditions'* by L. R. HANSON and W. E. KOCK.
J. acoust. Soc. Amer. 29, 655.
JEFFRESS, L. A-, TAYLOR, R. W. (1961): Lateralisalion versus localization.
J. acoust. Soc. Amer. 33, 482—483.
JEFFRESS, L. A., BLODGF.T, H C. DEATHERAGE. В. H. (1962): Effect
of Interaural correlation on the precision of centering a noise. J. acoust. Soc.
Amer. 34, 1122—1123.
JEFFRESS, L. A., ROBINSON, D. E (1962): Formulas for the coefficienl ol
interaural correlation of noise. J. acoust. Soc. Amer. 34, 1658.
JEFFRESS, L. A., McFADDEN, D. (1970): Detection, lateralization and the
phase angle a. J. acoust. Soc. Amer. 47, 130.
204
JEFFRESS, L. A„ McFADDEN. D. (1971): Differences of interaural phase
and level in detection and lateralization. J. acoust. Soc Amer. 49, 1169—1179.
JEFFRESS, L. A. (1972): Binaural signal detection: Vector theory. In: TO-
BIAS, J. V. (Hrsg.): Foundations of modern auditory lheory. Bd. 2. Academic
Press. New York, 349—368.
JONGKEES, L В W„ GROEN. J. J. (1946): On directional hearing. J La-
ryngol. and Otol. 61, 491 -504.
JONGKEES, L B. W. (1953): Ober die Untersuchungsmethoden des Gleich-
gewlchtsorgans. Forlschr. Hals-Nasen-Ohrenheilk. I, I—14/.
JONGKEES, L. B. W , VAN DE VEER, R. A. (1958): On directional sound
localization In unilateral deafness and It’s explanation. Ada oto-laryngol. 49,
119-131.
JORDAN, V. L. (1964): A system for stereophonic reproduction. Acustica 4,
36—38.
KAISER. J. F., DAVID, E. E. (i960): Reproducing the cocklall party effect
J. acoust Soc. Amer. 32, 918.
KASZYNSKf. G.. ORTMEYER. W. (1961): Die Zweikanal-Stereophonic und
Ihre Aufnahmeverfahren. Bild und Ton 14, 107—111, 155—157.
KATZVEY, W.. SCHRODER. F. K. (1958): Die Grundlagen des stereopho-
nen Horens. Radio Mentor 6, 377—380.
KE1BS, L. (1936): Methode zur Messung von Schwellendrucken und Trom-
melfell Impedanzen in fortschrellenden Wellen. Dissertation Techn. Hochschule,
Breslau, auch Ann. Phys. Lpz., 5, Folge, 28, 585—608.
KE1BS, L. (1965): Kompatible stereo-ambifone Schalluberlragung auf zwel
Kanalen. Nachrichtenlechnik 15, 246—253.
KE1BS, L. (1966): Universelles System zur slereo-ambiophonen Aufnahme
und Wledergabe. Ber. 7. Tonmelstertagung, Koln, 10—14, Herausgeber WDR
Koln.
KE1DEL, W. D., WIGAND. M. Е.» KE1DEL. U. O. (1960): LaulheilseinfluB
auf die Informallonsverarbeitung beim blnauralen Horen des Menschen Pflflgers
Arch. 270, 370 369.
KEIDEL, W. D. (1966): Das raumliche Horen. In: Handbuch der Psycholo-
gie, 1. Bd., I. Halbbd., 518—555. Verlag fur Psychologic, Dr. C. J. Hogrefe,
dtl ingen
KESSEL, J. (1882): Ober die Funktion der Ohrmuschel bei den Raum-
wahrnehmungen. Arch Ohrenhellk. 18. 120—129.
KIETZ, H. (1952): Das Problem des ratimlichen Richtungshorcns. Arch.
Hals-Nasen-Ohrcnheillc. 91—94.
* KIETZ, H. (1953): Das raumliche Horen. Acuslka 3. 73—86-
KIETZ, H. (1957): Die physikalischen Vorgange bei der Schallbildiibertra-
gung vom Slapes bis zum Zenlralorgan. Larmbekampfung I, 109—116, 131—136.
KIETZ, H. (1969): Der echte und eln false her Haas-Effekl. 3rd. Int Congr.
on Acousllcs, Stullgarl, Vol. 1.147—149.
KIKUCHI, Y. (1957): Objeclive allocation of sound image from binaural
stimulation. J. acousl Soc. Amer. 29, |24—128.
KING, W. G.. LAIRD, D. A. (1930): The effect ol noise Intensity and pat-
tern on locating sounds. J. acoust. Soc. Amer. 2, 99—102.
KIRIKAE, I.. NAKAMURA. K., SATO, T.. S111TARA. T. (1971): A study of
binaural interaction. Ann. Buil. No. 5. Res, Inst, of Logopedics Phonlatrlcs, Uni-
versity of Tokyo.
KLEIS, D. (1955): Experimente zur Verbesserung der Raumwlrkung von
Schall. Elektron. Rdsch. 9, 64—58
KLEMM, O. (1909): Lokallsatlon von Sinneseindriicken bei disparaten Ne-
ber retzen. Psychol. Stud. 5, 73—162.
KLEMM, O. (1913): Untersuchungen uber die Lokalisation von Schallrei-
zen IL Versiiche mlt einem monotischen Beobachicr, Psychol. Slud. 8, 497—505.
KLEMM, О (1914) : Uber die Lokalisation von Schallreizen Ber. uber den 4.
Kongr. experiment Psychol.. Bd. 2, Leipzig, 169—258.
KLEMM. O. (1918): Unlersuchungen uber die Lokalisation von Schallrei-
zen 111: Uber den Anlell des beidolirigen Horens. Arch. ges. Psychol. 38, 71—114.
205
KLEMM, О. (1920): Untersuchungen uber die Lokallsalion von Schallrelzen
IV: Ober den ElnfluB des binauralen Zeitunterschiedes auf die Lokalisation. Arch,
ges. Psychol. 40, 117—145.
KLENSCH, H. (1948): Beitrag zur Frage der Lokallsalion des Schalles im
Raum. Pflugers Arch. 250, 492—500.
KLENSCH, H. (1949): Die Lokalisation des Schalles im Raum Naturwiss.
36, 145- 149.
KLINKE, R. (1972): Physiologic des Horens I: Das mittlere und das innere
Ohr. In: GAUER, О. H. KRAMER, K-. JUNG. R. (Hrsg.); Lehrbuch der Physio
logle des Menschen, Bd. 12, Urban und Schwarzenberg, Miinchen.
KLUMPP, R. G. (1953): Discriminabillty of Interaural time difference, J.
acoust. Soc Amer. 2Б, 823,
KLUMPP, R. G., EADY, H R. (1956): Some measurements of interaural ti-
me difference thresholds. J. acoust Soc. Amer. 28, 859—860.
KNOWLES. H. S. (1954): Artificial acoustical environment control. Acustlca
4, 80—82.
KOCK. W. E. (1950): Binaural localization and masking. J. acoust. Soc.
Amer. 22. 801—804
KOENIG, W. (I960): Subjective effects in binaural hearing. J. acousl. Soc.
Amer. 22, 61-62.
KONIG, G., SUSSMANN, W. (1955): Zum Richtungshoren in der Medians-
agittalebene. Arch. Ohren-Nasen-Kehlkopfheilk. 167, 303—307.
KRAUS, M (1953): Probleme der Ohrphyslologie und neue Losungsversu-
che. Springer-Verlag. Wien.
KRE1DL, A-. GATSCHER, S. (1923): Uber die Lokalisation von Schallquel-
len. Naturwiss. 11. 337—338.
KREYSZ1G, E. (1967): Statistische Methoden und ihre Anwendungen. Van-
denhoek und Ruprechl, Gottingen.
VON KRIES, J. (1890): Uber das Erkennen der Schallrichlung. Z Psychol,
u. Physiol. Sinnesorg. 1. 235—251, 488.
KRUCKEL, A. (1972): Beslimmung von akustischen RohrabschfuBimpedan-
zen mil Hilfe einer Doppelrohrmelhode. Dissertation Techn. Hochschule Aschsn.
KRUMBACHER, G. (1969). Uber die Leislungsfahigkeit kopfbeziiglicher
Slereophonie, Acustlca 21. 288—293.
KUHL. W. (1939): Uber die Abhangigkeit der Lautstarke des subjektiven Dlf-
ferenzlones von der Frequenz dor Primartone. Akust. Z. 4, 43—50.
KUHL. W.. ZOSEL, J. M. (1958): Untersucbungen zur Stereophonic. Acustl-
ca 6 474—481.
KUHL, W. (1969); Unlerschiedllche Bedingungeii beim Horen in einem
Raum und bel elektroakustlschen Uberlragungen, Rundfunktechn. Mitt. 13,
205-208.
KUHL, W„ PLANTZ, R. (1972): Die Lokaiisierung einer vorderen und einer
hlnleren Schallquellc bei frei bewegllchem Kopf. Acustica 27, 108—112.
KURER. R., PLENGE, G.. WILKENS, И. (1969) Correct spatial sound
perception rendered by a spatial 2-channel recording method. 371h Audio Engrg.
Soc. Conv., New York, I i 3.
KUTTRUFF, H. (1963): Raumakustische Korreialionsmessungen mit einfa-
chen Milleln. Acustica 13, 120—122.
KUPFMULLER, K- (1958): Die Systcmtheorle der elektrischen Nachrichten-
technik, 3. Aufl. S. Hirzel K'erlag, Slutlgart
LANGE, F. H. (1962): Korrelationselektronlk. VEB Verlag Technik, Berlin.
LANGENBECK, B. (1958): Die Laleralisation des Knochenleitungshorens
beim Weber'schen Versuch. Arch. Ohren-Nasen-Kehlkopfheilk. 172, 451—456.
LANGFORD, T L, JEFFRESS, L. A (1964) Effect of noise crosscorrela-
tion on binaural signal delection. J. acousl. Soc. Amer. 36, 1455—1458.
LAURIDSEN, H., SCHLEGEL, F. (1956): Stcreofonie und richtungsdllfuse
Klangwledergabe. Gravesaner Biatter H. 5. 28—50.
LAURIDSEN, H. (1954) Nogle Forsog med Forskellige Former Rumakustlk
Gengivelske, Ingenioren 47, 906, zil. nach Schroeder (1961).
LAWS, P (1971): Enifernung des Horereignisses bei Simulation des Nah-
206
leldes eines Kugelstrahleis nulller Ordnung. Gcmelnschaitslagung lur Akustik
und Schwingungstechnik, Berlin 1970, VD1 Verlsg, Dusseldorf, 397- 401
• LAWS, P- (1972): Zum Problem des Enlfernungshorens und der Im-Kopl-
Lokalisiertheit von Horerelgnlssen. Dissertation Techn. Hochachule Aachen und
personllche Milleilungen.
LEAKEY. D. M. (1957): Further effects, produced by two loudspeakers In
echo-lree conditions. J. acoust. Soc. Amer. 29, 966.
LEAKEY, D. M., CHERRY, E. C. (1957): Influence of noise upon the equi-
valence ol Intensity differences and small time delays In two-loudspeaker systems.
J. acoust. Soc. Amer 29. 284—286.
LEAKEY, D. M, McSAYERS, B., CHERRY, C. (1958): Binaural fusion of
low- and high-lrequency sounds. J. acoust. Soc. Amer. 30, 322.
LEAKEY, D. M. (1959): Some measurement on the effects of interchannel
Intensity and time dilferences in two channel sound systems. J. acoust. Soc.
Amer. 3t. 977—986.
LEE, Y. L. (i960): Statistical theory of communication. J. Wiley & Sons,
New York.
LEHNHARDT, E. (I960): Uber das Richlungshoren des Menschen. Elek-
troakustische Versuche mlt kleinsten Zelldifferenzen. HNO 8. 353—357.
LEHNHARDT. E. (1961): Die akustische Korrelatlon. Arch. Ohren-Nasen-
Kehlkopfheilk 178, 493—497.
LERCHE, E., PLATH, P (1961): Zur Lokalisation von Schaliquellen bei
Kopfhorer-empfang. Pllugers Arch. 274, 91.
LEVITT, H., RABINER. L. R. (1967a): Binaural release from masking for
speech and gain in intellegibility. J. acoust. Soc. Amer, 42, 601—608.
LEVITT, H., RABINER, L. R. (1967b): Predicting binaural gain in InteUegl-
biiity and release from masking for speech. J. acoust Soc. Amer. 42, 820—829.
LICKLIDER, J. C. R. (1948): The Influence of interaural phase relations
upon the masking of speech by white noise. J. acoust. Soc. Amer. 20. 150—159.
LICKLIDER. J C. R.. WEBSTER, J. C. (1950): The discriminability of In-
teraural phase relations in two-component lones. J. acoust. Soc. Amer. 22,
191-195
LICKLIDER, J. C. R. (1951): A duplex theory of pitch perceplion. Experien-
tla 7, 128-134.
LICKLIDER, J C. R. (1956): Audio frequency analysis. In: CHERRY, C-
(Hrsg.): Information theory, 3rd London Symp. Butterworth Scient. Pubi., Lon-
don. 253—268.
LICKLIDER, J. C. R. (1959): Three auditory theories. In: KOCH. S.
(Hrsg.): Psychology: A study of a science, Vol. I. McGraw-Hill Book Co., New
York, 41—144.
LICKLIDER, J. C. R- (1962): Perlodity pitch and related auditory process
models. Int. Audiol. I, 11— 36.
LOCHNER. J. P A., BURGER, J. F. (1958): The subjective masking of
shorl time delayed echoes their primary sounds and lheir contribution to the
intellegibiiily of speech. Acustlca 8, 1—10.
LOCHNER. J. P. A., DE KEET. W V. (I960): Stereophonic and quaslste-
reophonic reproduction. J. acoust. Soc. Amer. 32, 393—401.
LUNGWITZ. H. (1923): Die Entdeckung der Seele. Allg. Psychoblol. Bru eke
Ver lag Kurt Schmersow. Kirchhain N. L.
LUNGWITZ, H. (1933a): Lehrbuch der Psychoblologie, Bd. 1. Waller de
Gruyter, Berlin.
LUNGWITZ, H. (1933b): Lokallsalion der akustischen Gegenstande. In:
Lehrbuch der Psychobioiogie, Bd. 2. Walter de Gruyter, Berlin.
MACH, E- (1865): Bemerkungen uber den Raumslnn des Ohres. Poggendorfs
Ann. 128, 5 Relhe, 6, Bd., 331—333.
MAKITA, Y. (1962): On the directional localization of sound in the stere-
ophonic sound Held. Europ. Broadcasting Union Rev. Part A, 73. 102—108.
MALLOCK, A. (1908): Note on the sensibility of the ear to the direction ol
explosive sounds. Proc. Roy. Soc. Med. 80, 1 lOff.
MATSUMOTO, M. (1897): Research on acoustic space. Yale Psychol. Lab.
Studies Б, 1—75.
207
MATZKER, J. (1958): Versuch einer Erklarung das Riehl ungshorens auf
Grund feinster Zeltunlerschiedsreglstrlerungen. Acta oto-laryngol. 49, 483—494.
MAXFIELD, J. P. (1933): Some physical factors affecting the illusion In
sound motion pictures. J. acoust. Soc Amer. 4, 69—80.
MELLERT. V (1972): Construction of a dummy head after new measure-
ment of threshold of hearing. J. acoust. Soc. Amer. 51, 1359—1361.
MERTENS. H. (1960): An energy theory of directional hearing and lt*s ap-
plication in stereophony. Europ. Broadcasting Union Rev. Part A 59, 22—33.
MERTENS, H. (1965): Directional hearing in stereophony theory and expe-
rlmenlal \erification. Europ. Broadcasting Union Rev. Pari A 92, 1—14.
METZ. О (1946): The acoustic Impedance measured on normal and patho-
logical cars. Acta oto-iaryngol. Suppl. No. 63.
METZ, O. (1951): Studies on the contraction of the tympanic muscles as
Indicated by changes in the impedance of the ear. Acta olo-laryngol. 27,
399-405.
MEURMANN, Y., MEURMANN, О. H- (1954): Do the semicircular canals
play a part In directional hearing? Acta oto-laryngol. 44. 542—555
MEYER, E (1925): Uber das stereoakustische Horen. Elektrotechn. Z. 46.
805-807.
MEYER, E., SCHODDER, G. R. (1952): Uber den Einllufi von Schallruck-
wfirlen auf Richtungslokalisation und Lautstarke bel Sprache. Nachr. Akad.
Wiss. in Gottingen, Math. Phys. Klassc Ila. Vandenhoeck und Rupprecht, Got
tingen, H. 6, 31—42
MEYER, E., THIELE, R. (1956): Raumakusllsche Unlersuchungen In zahl-
relchen Konzerlsalen und Rundlunksludios unter Anwendung neuerer Mefiver-
lahrcn. Acustica 8. 425—444
MEYER. E., KUTTRUFF, H. (1964): Zur Raumakustik einer groBen Fest-
halle. Acustica 14, 138—147.
MEYER, Е.» BURGTORF. W., DAMASKE. P. (1965): Eine Apparatur zur
efektroakustischen, Nachbildung von Schalifeldern. Subjektive Horwirkungen
belm Ubergang Koharenz Inkoharenz. Acustica 15, 339—344.
MEYER, E., NEUMANN, E. G. (1967): Physlkallsche und technische Akus-
tik. F. Vieweg & Sohn. Braunschweig
MEYER zum GOTTESBERGE, A. (1940): Physlologisch-anatomische Ele-
menle der Schallrichtungsbeslimmung. Arch. Ohren Nasen-Kehlkopfhellk. 147.
219 -249
MEYER zum GOTTESBERGE, A. (1968): Elne funklionelle Sludie uber die
Pneumalisatjon des Schlafenbeins. Acta oto-laryngol. 65, 216—223.
MILLS, A- W. (1958): On the minimum audible angle J. acoust Soc. Amer.
30, 237—246
MILLS, A. W. (1960): Lateralization of high-frequency tones. J. acoust. Soc.
Amer. 32. 132-134.
• MILLS, W. A. (1972): Auditory localization In: TOBIAS. J. V. (Hrsg.):
Foundations of modern auditory theory. Bd. 2. Academic Press, New York
301-345.
M1ZUNO, 1. (1960): Experimentelle Studien zur SchaIlokalisation. Oto-Rhi-
no-Laryngol. Clin. (Kyoto), ref. Zbl. Hals-Nasen-Ohrenheilk. 69, 234.
MOHRMANN, K- (1939): Lautheitskonslanz im Enlfernungswechsel. Z- Psy-
choi. 145, 145—199.
MOLLER. A- R- (1959): An apparatus for measuring acoustic impedance of
the ear. 3rd Int. Congr. on Acoustics, Stuttgart, Vol. 1, 29—33.
MULLER. A R. (1960): Improved technique for detailed measurements of
the middle ear impedance. J. acoust. Soc. Amer. 32, 250
MOLLER. A. R. (1962): Acoustic reflex in man. J. acoust Soc. Amer. 34,
1524-1534.
MORICKE, К В.. MERGENTHALER, W. (1959): Bioiogie des Menschen.
Quelle und Meyer, Heidelberg
MORSE, Ph M. (1948): Vibration and sound. McGraw-Hill Book Co., New
York.
MORTON, J. Y, JONES, R. A- (1956): The acoustical impedance presented
208
by some human ears to hearing aid earphones of the insert type- Acustica 6,
339—345.
M0USHEG1AN, G, JEFFRESS. L. A (1959): ROle of Interaural time and
intensity differences in lhe lateralizalion of low-frequency tones. J. acoust. Soc.
Amer. 31, 1441—1445.
MULLER, S. (1970). Die Wirkung des akusllschen Reflexes bel Impulsbe-
lastung. Acusllca 23. 223- 229.
MUNCEY, R. W.. NICKSON. A. F. B.. DUBOUT, P. (1963): The acceptabi-
lity of speech and music with a single artificial echo. Acuslica 3. 166—173.
MUNSTERBERG, H. (1889): Raumslnn des Ohres. Bcitr. exper. Psychol. 2.
182 (zlliert nach BLOCH. E-. 1893).
MUNSTERBERG. H, PIERCE. A. H. (1894). The localization of sound.
Psychol Rev. 1, 461—476.
MYERS. C. S (1914): The Influence of timbre and loudness on the loca-
lization of sounds. Proc. Roy. Soc. В 88, 267—284
NIESE, H (1966/57): Untersuchungen fur die Richtcharakteristik des Aul-
nahmemikrophons bei raumakustischen Impulsmessungen. Hochfrequenzlechn. u.
Elektroakustlk 65. 192 200.
• NORDLUND, B. (1962): Physical lactors in angular localization. Acta
olo-laryngol. 54, 76—93.
NORDLUND, B., LIDEN. G. (1963): An aillficial head. Ada Oto laryngol.
66. 493—499.
NORMAN. D. A.. PHELPS. R., WH1GHTMAN. F (1972): Some observa-
tions on underwater hearing. J acousl Soc. Amer. 50,544—548.
NORDMARK, J. O. (1963): Some analogies between pilch and lateralization
phenomena. J. acoust Soc. Amer. 35, 1544—1547.
NORDMARK. J. O. (1970): Time and frequency analysis. In: TOBIAS, J. V.
(Hrsg.): Foundations of modern auditory theory. Bd. 1. Academic Press, New
York. 55—84.
NYQUIST, H., BRAND, S. (1930): Measurement of phase distortion. Bell
Syst. lechn. J. 7, 522 549.
OLSON, H. F. (1959): Stereophonic sound reproduction. 3rd Ini. Congr. on
Acoustics. Stutlgarl, Vol. I, 791—795.
ONCHI. Y. (1949): A study of the mechanism of the middle ear. J. acoust.
Soc Amer. 21, 404—410.
ONCHI. Y. (1961) Mechanism of the middle ear J acoust. Soc. Amer. 33,
794—805.
ORTMEyER, W. (1966a): Uber die Lokalisierung von Schallquellen bel
Zweikanalslereophonie. Hochfrequenztechn u. Eleklroakustfk 75, 77—87.
ORTMEYER, W. (1966b): Schallfelduntcrsuchungen bei Zwejkanalstereopho-
nie. Hochfrequenztechn. u. Elektroakustik 75. 137—145.
OSMAN, E. (1971): A correlation model of binaural masking level diffe-
rences. J. acoust. Soc. Amer. 50, 1494—1511.
PARKER. D. E.. von GIERKE. H. E-. RESCHKE. M. F. (1968): Studies of
acoustical stimulation of the vestibular system. Aerospace Med. 30, 1321—1325.
PARKER, D. E., von GIERKE, H. E. (1970): Vestibular nerve response to
{iressure changes in the external auditory meatus of lhe guinea pig. Acta oto-
aryngol 71, 456—461.
PATTERSON, J. H., GREEN, D. M. (1970) Discrimination of Iransient sig-
nals Slaving identical energy spectra. J. acousl. Soc. Amcr. 48. 894—905.
PATTERSON, J. H. (1971): Masking of tones by transient signals having
identical energy spectra. J. acoust. Soc. Amer. 50, 1126—1130.
PAULSEN. J., EWERTSEN, H. W. (1966): Audio-visual-reflex Ada otola
ryngol. Su p pl. 224, 217—22i.
PEREKALIN, W. E. (1930): Uber akuslische Orlentierung Z. Hals-Nasen-
Ohren Heilk 25. 443—461
PERROTT, D. R., ELFNER, L. F. (1968): Monaural localization. J. Auditory
Res. 8, 185-193.
PERROTT, D. R. (1969): R6ie of signal onset in sound localizaliun. J. acoust.
Soc. Amer. 45. 436—445.
14 810
209
PERROTT. D. R., NELSON. M. A. (1969) (1970): Limits for the deteclion
of binaural bests. J. acoust. Soc. Amer. 46, (477—1481 und 47, 663—664.
PERROTT. D. R.. BRIGGS. R. PERROTT, S. (1970): Binaural fusion; Its
limits as defined by signal duration and signal onset. J. acoust. Soc Amer. 47,
565-568.
PETERSON, J. (1816): The nature and probable origin of binaural beats
Psychol. Rev. 23, 333—351.
PETRI, J. (1932): Uber Aufbau und Leistung der Ohrmusc'rl. Z. Hals-Na
sen-Oh ren-Heilk. 30, 605—608.
PETZOLD, F. (1927): Elementare Raumakustik. Bauwelt-Veflag, Berlin.
PICKETT, J. M. (1959): Backward masking. J. acoust. Soc. Amer. 31,
1613—1615.
• PIERCE, A- H. (1901): Studies tn auditory and visual space perception:
1. The localizaiion of sound. Longmans & Green, New York.
PINHEIRO, M. L., TOBIN, H. (1969): Interaurai Intensity difference for
inlercranial lateralization J. acoust Soc. Amer. 46, 1482—1487.
PLATH, P. (1969): Das Hororgan und seine Funktlon; Einfflhrung in die
Audlomelrie. C. Marhold Verlag, Berlin.
PLATH. P., BLAUERT, J., KLEPPER, G. (1970): Untersuch ungen uber die
Tragheit des Rlchtungshorens bei Gesunden und Patlenten. Arch. klin. u. exp.
Ohren-Nasen-Kehlkopihetlk. t86, 212—215.
PLENGE, G. (1971): Uber die Horbarkeit kleiner Anderungen der Impul-
sanlwort elnes Raumes. Acustica 25, 315—325.
PLENGE, G. (1971); Eln Beitrag zur Erklarung der Im-Kopf-Lokalisation
Gemeinschaftstagung fur Akustlk und Schwingungstechnlk, Berlin, 1970, 411—
416, VDI-Verlag, Dusseldorf.
PLENGE, G., BRUNSCHEN, G. (1971): SignaIkenntnis und Richtungsbestim-
mung In der Medlanebene bei Sprache. 7th Int. Congr. on Acoustics. Budapest.
19 H 10.
• PLENGE, G. (1972): Uber das Problem der Im-Kopf-Lokalisatlon. Acusli-
ca 26. 241—252.
POLITZER, A. (1876): Studlen uber die Paracusis loci. Arch. Ohren-Nasen-
Kehlkopfheilk. II. 231—236.
POLLACK, I. (1948): Monaural and binaural threshold sensitivily for tones
and white noise. J. acoust. Soc. Amer. 20, 62—57.
POLLACK, I., PICKETT, J. M. (1958): Stereophonic listening and speech
inlellegability againsl voice babble. J. acoust Soc. Amer. 30, 131—133.
POLLACK, I., TR1TTPOE, W. (1959): Interaural noise correlalions: exami-
nation of variables J. acousl. Soc. Amer. 31, 1616—1618.
POLLACK, 1- (1971): Inleraural correlation deteclion of auditory pulse
trains. J. acoust. Soc. Amer. 48, 1213—1216.
PRATT, С. C. (1930): The spatial character of high and low tones. J. expcr.
Psychol. 13, 278—285.
•PREIB1SCH EFFENBERGER. R. (1966a): Die Schallokalisatlonsfahigkeit
des Menschen und ihre audiometrische Verwendung zur klinischen Diagnoslik
Habilitationsschrift, Techn. Universilat Dresden.
PREIBISCH-EFFENBERGER, R. (1966b): Zur Methodik der Rlchtungs-
audiomelrie: Prufung der Schallokalisationsfahigkelt durch elekkoakustiscbe Ver-
zogerungskelte Oder Messungen Im frelen Schallfeld? Arch. klin. u. exp. Ohren-
Nasen-Kehikopfheilk. 187, 588—592.
PREYER, W. (1887): Die Wahrnehmung der Schallrlchtung mittels der Bo-
gengange. Pflugers Arch. 40, 586—619.
PURKYNE (1859): Zumeist zitiert nach elnem Referat von Eiselt in der Vier-
teljahresschrifl fur praklische Hellkunde Med. Fak., Prag 17 (1860)
RAAB, D. H. (1961): Forward and backward masking between acoustic
clicks. J. acoust Soc. Amer. 33. 137—139.
RAB1NER, L. R, LAURENCE. C. L., DURLACH, N. 1. (1966): Furlher re-
sults on binaural unmasking and the EC-Model. J. acoust Soc. Amer. 40, 62—70.
RAUCH, M. (1922): Uber die Lokalisation von Tonen und ihre Beeinflus-
sung durch Reizung der Vestibularis. Monalsschr. Ohrenhcilk. 56, 176—182.
210
LORD RAYLEIGH (1877): Acoustical observations. Phil. Mag. 3, 6th Series»
456-464.
LORD RAYLEIGH (1904): On the acoustic shadow of a sphere Plnl. Trans-
act. Roy. Soc., London 203 A, 87—99, auch: The lheory of sound. McMillan,
London 1929.
LORD RAYLEIGH (1907): On our perception of sound direction. Phil. Mag.
13, 6th Series 214—232.
REICHARDT. W., SCHMIDT, W. (1966): Die horharen Stufen des Raumeln-
drucks bei Musik. Acustica 17, 175—179.
REICHARDT. W. (1968): Grundlagen der technischen Akustik. Akademlsche
Verlagsgesellschalt. Leipzig.
REICHARDT, W., HAUSTEIN, B.-G. (1968): Zur Ursache des Eflektes der
„lm-КорГ-Lokalisation". Hochfrequenztechn. u. Elektroakustik 77, 183—189.
RESCHKE. M. F„ PARKER, D. E., von GIERKE. M. E. (1970): Stimulation
of the vestibular apparatus In the Guinea pig by stalic pressure changes: Head
and eye movcmenls. J. acoust. Soc. Amer. 48, 913—923.
RET JO, H. (1938): Reizen die Schallwellen auch den statischen Apparai?
Monatsschr. Ohrenhellk. 72, 34—39.
RIMSKI-KORSAKOV, A. V. (1962): Correlation of binaural noise signals
and sound image localization. 4th I nt. Congr. on Acoustics, Copenhagen, H 57.
RO BINSON, D. W., WHITTLE, L S. (1960): The loudness of directional
sound fields. Acustica 10, 74—80.
RO BINSON. D. E.. JEFFRESS. L. A. (1963): Effecl of varying the inte-
raural noise correlation on the detectability of tonal signals. J. acoust. Soc.
Amer. 35, 1947—1952.
RO BINSON. С. E., POLLACK, I. (1971): Forward and backward masking
testing a discrete perceplual-moment hypothesis In audition. J. acoust. Soc
Amer. 50, 1512—1519.
ROBINSON. D. E., JACKSON. C. S. (1972): Psychophysical methods. In
TOBIAS. J. V. (Hrsg.): Foundations of modern auditory theory, Bd. 2. Academic
Press, New York, 99—128.
ROFFLER, S. K-. BUTLER, R. A. (1968a): Localization of tonal stimuli In
the vertical plane. J. acoust. Soc. Amer. 43, 1260—1258.
ROFFLER, S. K-, BUTLER. R. A (1968b): Factors thal influence the loca-
lization of sound in the vertical plane. J. acoust. Soc Amer. 43, 1255—1259.
ROSENZWEIG, M R., ROSENBLITH, W. A. (1950): Some eleclrophysiolo-
glcal correlates ol the perceplion of successive clicks. J. acoust. Soc. Amer. 22,
678—880.
• ROSENZWEIG, M. R. (1961): Development of research on the physiologi-
cal mechanism of auditory localization. Psychol. Bull 58, 376—389
ROSER, D. (I960): Die zentralen Vorgange beim Richtungshoren. Arch.
Ohren-Nasen-Kehlkopfhellk. 177, 57—72.
• ROSER, D. (1965): Schellrichtungsbestimmung bei krankhaft verandertem
Gehor. Dissertation Techn. Hochschule Aachen.
ROSER, D. (1966a): Das Richtungsgehor des Schwerh origen. Z. Laryngol.
Rhlnol. Otol. 45, 423—440.
ROSER, D. (1966b): Die Lokalisationsempf Indung des Schwerhorigen bei
Stereophonic. Arch. klin. u. exp. Ohren-Nasen-Kehlkopfhellk. 187, 599—605.
ROSER, D. (1966c): Der ElnftuB der Entfeinung auf das Richtungshoren.
Arch. klin. u. exp. Ohren-Nasen-Kehlkopfheilk. 186, 366—364.
ROSER. D. (1969): Die Richtungsempfindlichkelt fur Schall innerhalb der
Medianebene. Arch. klin. u. exp. Ohren-Nasen-Kehlkoplheilk. 194, 473—477.
ROSS, S. (1968): Impedance at the eardrum middle-ear transmission and
equal loudness. J. acoust. Soc Amer. 43, 491—505,
ROWLAND, R. C. J., TOBIAS, J. V. (1967): Interaural Intensity dllference
limen. J. Speach and Hearing Res. 10, 745—758.
RYAN, T. A-, SCHEHR, F. (1941): Influence of eye movement and position
on auditory localization. Amer. J. Psychol 54, 243—262.
SAKAI, H., INOUE, T. (1968): Lateralization of high-frequency complex
stimuli. 61 h Int Congr. on Acoustics, Tokyo, Report A—3—9.
14* 211
SANDEL, T. T., TEAS, D. C., FEDDERSEN, W Е.» JEFFRESS, L. A
(1956): Localizalion of sound from single and paired sources. J. acoust Soc.
Amer. 27. 842—852.
McSAYERS, B. A., CHERRY, E. C. (1967): Mechanism of binaural fusion In
the hearing of speech, J. acousl. Soc. Amer. 29, 973—987.
McSAYERS, В A. (1964): Acoustic-image lalerallzatlon judgement with
binaural tones, J. acoust. Soc Amer. 38, 923—926.
McSAYERS. B. A., TOOLE, F. E. (1964): Acoustic-image lateralization jud-
gements with binaural transients, J. acoust Soc. Amer. 38, 1199—1205.
McSAYERS, B. A., LYNN, P. A. (1968): Interaural amplitude elfects In bi-
naural hearing. J. acoust Soc. Amer. 44, 973—978.
SCHAEFER, K. L. (1890): Zur Interauralen Lokalisation dlotlscher Wahr-
nehmungen. Z. Psychol u. Physiol. Slnnesorg. I, 300—309.
SCHELHAMMER. G. C. (1684): De audltu liber, unus. Lugdunl Batavorum.
Zitlert nach VON BEKESY, 1960.
SCHENKEL, K. D. (1954): Uber die Abhangigkeil der Mttlidrschwellen von
der inlerauralen Phasenlage des Teslschalls. Acustica 14. 337—346.
SCHENKEL, K. D (1966): Die Abhangigkeit der beldohrlgen Milhorschwel-
ien von der Frequenz des Testschalls und vom Pegel des verdeckenden Schalles.
Acusllca 17, 345—356.
SCHENKEL, K- D. (1967a): Die beldohrigen Mithorschwellen von Impulsen.
Acustlca 16, 38—46.
• SCHENKEL, K. D. (1967b): Accumulation theory of binaura [-masked
thresholds. J. acoust. Soc. Amer. 41, 20—30.
SCHERER, P. (1959): Ober die Ortungsmogiichkeit verschledener slereopho-
nlscher Aufnahmeverfahren. Nachrlchtentecnn. Fachber. 15, 36—42.
SCHERER, P. (1966): Uber den ElnfluB glelch- und gegenphasiger
Rauminformatlon In belden Slereokanalen. Ber. 7. Tonmeislertag. Koln. Heraus-
geber WDR Koln.
SCHiRMER, W. (1963): Die Richtcharakteristlk des Ohres. Hochfrequenz-
techn. u. Elektroakustik 72, 39—48.
SCHIRMER. W. (1966a): Die Veranderung der Wabrnehmbarkeitsschwelle
eines kiinsllichen Ruckw orfes bei kopfbeziiglicher stereophoner Obertragung.
Hochfrequenzlechn. u. Elektroakustik 75, 115—123.
SCHIRMER. W. (1966b): Die Unlerscheldbarkelt von Hdrerplatzen mitlels
kopfbeziiglicher stereophoner und monophoner Obertragung. Hochfrequenztechn.
u. Elektroakustik 75, 181—184.
SCHIRMER, W. (1966c): Zur Deutung der Dbertragungsfehler bei kopfbe-
zuglicher Slereophonie. Acustica 17, 228—233.
SCHMIDT, P. H.. VAN GEMERT, A. H. M., DE FRIES, R. J., DUYFF, J. W.
(1953): Binaural threshold for azimuth difference. Acla Physiol, et. Pharmacol
Nederi. 3, 2—18.
SCHODDER. G. R. (1956a): Uber die Vertellung der energiereichen Ruck-
wurfe in Salen. Acustica 6, 445—465.
SCHODDER, G. R. (1956b): Vortauschen eines akustlschen Raumeindrucks.
Acusllca 6. 482—488.
SCHROEDER, M. R. (1958): An artificial stereophonic effect obtained from
a single audio signal. J. Audio Engrg. Soc. 6, 74—79-
SCHROEDER, M. R (1961): Improved quasl-stereophouy and ’’colorless"
artificial revcrberalion. J. acoust. Soc. Amer. 33, 1061—1064.
SCHUBERT, E. D., SCHULTZ, M. C. (1962): Some aspects on binaural sig-
nal selection. J. acoust. Soc. Amer. 34, 844—849.
SCHUBERT, E. D , WERNICK. J. (1969): Envelope versus microstructure
In lhe fusion of dlchotic signals. J. acoust. Soc. Amer. 45. 1525—1531
SCHUBERT, P (1966): Wahrnehmbarkeit von Einzelruckwurfcn bei Musik.
Eleclro-Acoustlque 10, 39—44.
SCHUSSLER, H. W. (1958): Uber das Abtaslthcorem und seine Anwendung
zur Berechming von Speklralfunktionen aus Zeitfunktlonen und umgekehrt Dis-
sertation Techn Hochschule Aachen.
212
SCHUSTER, К- (1936): Messung von akustlschen Impedanzen durch Vur-
glelch. Elektr. Nacbrichtentechn. 13, 164—176.
SCHWARZ, L. (1943): Zur Theorle der Beugung einer ebenen Schallwelle
an einer KugeL Akusl. Z. 8, 91—117.
SCHWARZE, D. (1963): Die Lautstarke von GauBtonen. Dissertation Berlin.
SCHWARZKOPF, J. (1962a): Verglelchende Physiologle des Gehdrs und der
LautauBerungen. Fortschr. Zoolog. 15, 213—338.
* SCHWARZKOPF, J. (1962b): Die akustlsche Lokalisation bei Tleren. Er-
gebnisse der Blologie t5, 136—176.
SCHWARZKOPF, J. (1968): Die Verarbeitung von akustischen Nachrlchlen
Im Gehirn von Tieren verschiedener Organise llonshohen. Arbeltsgcm. Forsch.
Nordrbein Westfalen, Heft 195, Westdeutscher Veilag, Koln.
SEASHORE, С. E. (1899): Localization of sound In the median plane. Univ
of Iowa Stud. Psychol. 2, 46—54.
SERAPHIM, H. P. (1961): Uber die Wahrnehmbarkeit mehrerer Ruckwurfe
von Sprachschall, Acustica IL 80—91.
SERAPHIM, H. P. (1963). Raumakuslische Nachbildungen mit elektroakus-
tischen Hilfsmilteln. Acustlca 13. 75—85.
SHANNON, C. (1949): Communication tn the presence of noise Proc Insl
Radio Engrs. 37, 10—21.
SHAW, E. A. G„ PIERCY, J. E. (1962): Physiological noise In relation to
audiometry. J. acoust. Soc. Amer. 34, 745.
SHAW, E. A. G. (1958): Earcanal pressure, generated by a free sound field.
J. acoust. Soc. Amer. 39, 465—470.
SHAW, E. A. G., TERANISHI, R. (1968): Sound pressure, generated in an
externalear replica and real human ears by a nearby sound source. J. acoust.
Soc. Amer. 44, 240—249.
SHUTT, С. E. (1896): Experiments In judging lhe distance of sound. Kan-
sas Univ. Quart. 7, 9—16.
SIEGEL, S. (1956): Nonparametrlc statistics for the behavioral sciences.
McGraw-Hill Book Co., New York.
SIMPSON, M. (1920): Experiments In binaural phase difference effect with
pure tones. Phys. Rev., Ser. II, 15, 421—424.
SIVIAN, L. J., WHITE, S. D. (1933): On minimum audible sound lields. J.
acousl. Soc. Amer. 6, 288—321.
SIXTL, F. (1967): MeBmethoden In der Psychologie. J. Beltz, Weinheim.
SKUDRZYK, E. (1954): Die Grundiagen der Akustik. Springer-Verlag. Wien.
* SNOW, W. (1953): Basic principles of stereophonic sound. J. Soc. Mot.
Pict Telev. Engrs. 61, 667—589.
SNOW, W. B. (1954): Effects of arrival time on stereophonic localization.
J. acoust. Soc. Amer. 28, 1071—1074.
SOBOTTA, J., BECHER, H. (1963): Atlas der Anatomie des Menschen, 16.
Auflage, 3. Teil. Urban & Schwarzenberg, Mtinchen.
VAN SOEST, J. L. (1929): Richtungshooren bij sinusvormlge geluidstrillin-
gen. Physica fl, 271—282.
S0HOEL, T., ARNESEN, G., GJAVENES, K. Y. (1984): Sound localization
In free field and interaural threshold effects. Acta oto-laryngol. Suppl. 188.
SOMERVILLE, T., GILFORD, C. L. S.. SPRING, N. E, NEGUS. R. D. M.
(1966): Recent work on the effecls of reflectors In concert halls and musik slu-
dlos. J Sound and Vibr. 3, 127—134.
SONDHI, M. M., GUTTMAN, N. (1966): Width of spectrum effective in the
binaural release of masking. J. acoust. Soc. Amer. 40, 600—606.
SONE, T., EBATA, М.» TADAMOTO, N (1968) On the difference between
localization and lateralizalion. 6th Int Congr. on Acoustics, Tokyo, A—3—6.
STARCH, D.. CRAWFORD, A. L. (1909). The perception ol the distance of
sound. Psychol. Rev. 18, 427—430.
STEFAN1NI, A. (1922): Da che dlpende 11 gludlzlo sulla direzione del suono.
Arch. ital. oto-rino-laringol. 33, 155ff, zitiert nach ROSER (1965).
STEINBERG, J. C-, SNOW, W. B. (1934): Physikal factors. Bell Syst. lecb.
J. 13, 246—258.
213
STEINBERG, К. D. (1967): Richtungshoren bel cerebralen Prozessen. Arch,
fclin. u. exp. Ohren-Nasen-Kehlkopfhellk. 188, 438—442.
STEINHAUSER, A. (1877): Die Theorien des binauralen Hfirens. Arch,
Ohren-Nasen-Kehlkopfheilk. 12, 62—56.
STEINHAUSER, A- (1879): The theory of binaural audition. Phil. Mag. 7,
181—197. 261—274.
STENZEL, H. (1938): Uber die von einer starren Kugel hervorgerufene
Storung des Schallfeldes. Eleklr. Nachrichtentechn. 15, 72—78.
STEVENS, S. S., NEWMAN, E. B. (1936): The localization of actual sour-
ces of sound. Amer. J. Psychol. 48, 297—306.
• STEVENS. S. S., DAVIS. H. (1938): Hearing, Ils psychology and phy-
siology. J. Wiley & Sons, New York.
STEVENS. S. S. (1951): Handbook of expeilmental psychology. J. Wiley &
Sons, New York
STEVENS, S. S. (1958): Problems and methods of psychophysics. Psychol
Bull. 55, 177—195.
STEVENS. S. S., GUIRAO, M. (1962): Loudness, redprocality and partition
scales, J. acoust. Soc. Amer. 34, 1466—1471.
STEWART, G. W. (1911): The acoustic shadow of a rigid sphere with
certain applies lions in architectural acoustics and audition. Phys.. Rev. 33,
467—479.
STEWART, G. W. (1914): Phase relations In the acoustic shadow of a rigid
sphere. Phys. Rev., II, Ser. 2, 252—258,
STEWART, G. W. (1916): Certain cases of the variation of sound Intensity
wilh dislance. Phys. Rev., II, Ser. 7, 442—446.
STEWART, G. W. (1917): The theory of binaural beats, Phys. Rev., II. Ser.
9, 514 —528.
STEWART, G. W. (1920): The function of intensity and phase In the binau-
ral location of pure lones. Phys- Rev., II. Ser. 15» 248, 425—431, 432—445.
STILLER, D. (1960): Lokalisationsvermogen. Hochfrequenztechn. u. Elek-
troakustlk 71, 78.
STRATTON (1867): Psychologic Rev. 4, zltiert nach GUTTICH (1937).
STUMPF, C. (1905): Differenztone und Konsonanz. Z. Psychol. 39,269—283.
STUMPP, H. (1936): Experimentalbeitrag zur Raumakustik. Belhefle Ge-
sundheilstng., Relhe II. H. 17.
SUCHOWERSKY1. W. (1969): Instllut lur Elektroakustlk, Techn. Hochschu-
le Miinchen, personliche Milteilung uber eine Studienarbeit.
TARNOCZY, TH. (1958): Uber den Vorwarts-Ruckwarts-Eindruck. Acusti-
ca 8, 343.
TAYLOR, M. M., CLARKE, D P. J. (1971): Monaural detection with contra-
lateral cue (MDCC), 11. Inleraural delay of cue and signal. J. acoust. Soc. Amer
49, 1243—1253.
TEAS, D. C. (1962): Lateralization of acoustic transients. J. acoust. Soc.
Amer. 34, 1460-1465.
THOMPSON P. O.. WEBSTER, J. C. (1963): The effect of talker-listener
angle on word Intellegibility. Acustica 13, 319—323.
THOMPSON, S. P. (1877; 1878; 1881): On binaural audition, Teile, I. II.
111. Phil. Mag.. 5th Ser.. 4, 274—277; 6, 383—391; 12, 351—355.
THOMPSON, S. P (1879): The ” pseudop hone”. Phil. Mag., 6th Ser., 8,
385—390.
THOMPSON, S. P. (1882): On the function of the two ears In the percep-
tion of space. Phil. Mag., 5th Ser., 13, 406—418.
THURLOW, W. R-, ELFNER. L. F. (1969): Pure-tone cross-ear localiza-
tion effects. J. acoust. Soc. Amer. 31, 1606—1608.
THURLOW, W. R., MARTEN, A. E. (1962): Perception of steady and inter-
mi tlenl sound with alternating noise-burst stimuli. J. acoust. Soc. Amer. 34,
1853-1858.
THURLOW, W. R., RUNGE. P. S. (1967): Effects of Induced head move-
ments on localization of direcl sound. J. acoust. Soc. Amer. 42, 480—487, 1347.
214
THURLOW, W. R., MANGELS, J. W., RUNGE, P. S. (1967); Head move-
ments during sound localization. J. acoust. Soc. Amer. 42, 489—493, 1347.
THURLOW, W. R., MERGENER, J. R. (1971): Effect of stimulus duration
on localization of direction of noise stimuli. J. Speech and Hearing Res. 13,
826—838.
TOBIAS. J. V., ZERLIN, S. (1959): Lateralization threshold as a function ol
stimulus duration. J. acoust Soc. Amer. 31, 1591—1694.
TONNDORF, J. et al. (1966): Bone conduction (A collection of seven pa-
pers). Acta oto-laryngol. Suppl. 213.
TONNDORF, J.» KHANNA, S. M. (1970): The rOle of tympanic membrane In
middle ear transmission. Ann. otolog., rhinolog., laryngol. 79, 743—745.
TONNDORF, J. (1972): Bone conduction. In: TOBIAS, J. V. (Hrsg-): Foun-
dations of modern auditory theory. Bd. 2. Academic Press, New York, 195—238.
TONNING, F. M. (1970): Directional audlometrle, I. Directional white noise
audiometry. Acta oto-laryngol. 89, 388—394.
TONNING, F. M- (1971): Directional audiometry, IL The Influence of azi-
muth on the perception of speach, Acta oto-laryngol. 72, 352—357.
TOOLE, F. E., McSAYERS, B. A. (1965a): Lateralization judgements and
the nalure of binaural acoustic images. J. acoust. Soc Amer. 37, 319—324.
TOOLE, F. E„ McSAYERS, B. A. (1965b): Inferences of neural activity
associated with binaural acoustic Images. J. acoust Soc. Amer. 37, 769—779.
TOOLE, F. E (1967): In-head-locallzatlon of acoustic images. J. acoust.
Soc. Amer. 41, 1592.
TOOLE, F. E. (1969): Front-back-dlscriminatlon in free-fleld sound locali-
zation. J. acoust. Soc. Amer. 46, 125.
TOOLE, F. E. (1970): In-head-locallzatlon of acoustic images. J. acoust
Soc. Amer. 48. 943—949.
TORICK, E. L.. DI MATTIA, A . ROSENHECK, A. J., ABBAGNARO. L.A.,
BAUER, В. B. (1968): An electronic dummy lor acoustical tesling. J. Audio
Engrg. Soc. 16, 397—403.
• TRIMBLE, О. C. (1826): The theory of sound localization; A restatement.
Psychol. Rev. 35. 515—523.
TRIMBLE. О. C. (1934): Localization of sound in the anterior-posterior and
vertical dimensions of "’auditory" space. Brit. J. Psychol. 24„ 320—334.
TRINCKER, D., PARTSCH, C. J. (1957): Relzfolgestrome am Bogengang
des Meerschweinchens. Pflugers Arch. 266. 77—78.
TROGER, J. (1930): Die Schalfaufnahme durcb das aufiere Ohr. Phys. Z.
31. 26—47.
TULLIO, P. (1929): Das Ohr und die Entstehung von Spracbe und Schrift.
Urban & Schwarzenberg, Berlin.
UNBEHAUEN, R. (1969): Systemtheorle. R. Oldenbourg-Verlag, Miinchen
UPTON. M. (1936): Differential sensitivity in sound localization. Proc. Nat
Acad. Sci. 22, 409—412.
URBANTSCHITSCH, V. (1889): Zur Lehre von den Schallempfindungen,
Pflugers Arch. 24, 574—595.
VAN DE VEER„ R. A. (1957): Enlge on der zoe kin gen over het rlchtungs-
hoeren. Dissertation Universltat Amsterdam.
VEIT, I. (1971). Das binaurale Horen mit Knochenleitungshorern und seine
prakllve Verwendbarkeit liir Knochenleitgerate. Dissertation Techn. Hochschule
Aachen.
VEITS, C. (1936): Horraummessung bel elnem Elnohrlgen. Z. Hals-Nasen-
Kehlkopfhellk. 39. 94—100
VERMEULEN, R. (1956): Stereo-reverberation. Philips techn. Rev. 17,
258—266.
VERMEULEN, R. (1958): Stereo-reverberation J. Audio Engrg. Soc., 6
124—130.
VILLCHUR, E. (1969): Free-fleld-calibratlon of earphones. J. acoust. Soc-
Amer 46, 1526—1534.
VOELCKER. H. (1966): Towards a unified theory ol modulation. Proc. Inst.
Elect. Electron. Engrs. 54, 340—353, 735—755.
215
WAETZMANN, E., KEIBS, L. (1936a): Theoretlscher und experimenteller
.'ergleich von Horschwelfenmess ungen. Akust. Z. I, 3—12.
WAETZMANN, E., KEIBS, L. (1936b): Horschwellenbestlmmungen mlt dem
'hermophon und Messungen am Trommelfell. Ann. Phys. Lpz., 6. Folge, 26,
41—144
WAGENER, B. (1971): Raumliche Vertellungen der Horrichtungen In syn-
helischen Schallfeldern. Acustica 26, 203—219.
WALLACH, H. (1938): Cber die Wahrnehmung der SchaUrichtung. Psychol,
orsch. 22, 238- 266..
WALLACH, H. (1940): The r61e of head movements and vestibular and vl-
ual cues in sound localization. J. exper. Psychol. 27, 339—368.
WALLACH, H. (1949): On sound localization. J. acoust. Soc. Amer. 10,
70—274.
WALLACH, H., NEWMAN. E. B., ROSENZWEIG, M. R. (1949): The prece-
lence effect in sound localization. Amer. J. Psychol. 57, 315—335.
WARNCKE, H. (1941): Die Grundlagen der raumbeziiglichen stereophonl-
chen Cbertragung im Tonfilm. Akust. Z- 6, 174—188.
WARREN, R. M (1963): Are loudness judgements based on distance esti-
lales? J. acoust. Soc. Amer. 35, 613—614.
WEBSTER, F. A- (1951): The Influence of Interaural phase on masked
iresholds. J. acoust. Soc. Amer. 23, 452—462.
WENDT, K. (1959): Die Wortverstandlichkeit bei zwelohrigcm Horen. Nach-
ichlentechn. Fachber. 15, 21—24.
WENDT, K- (1960a): Versuche zur Ortung von Intensltatsstereophonle.
requenz 14, 11—14.
WENDT K. (1960b): Die Uberiragung der Rauminformalion Rundfunk-
jchn. Mill. 4. 209 -212
* WENDT, K. (1963): Das Richtungshoren bei der Uberlagerung zweler
challfelder bei Intensllats- und Laufzellstereophonie. Dissertation Techn. Hoch-
chule Aachen.
WENDT, K- (1964): Das Richtungshoren be! ZwelksnaLStereophonle. Rund-
jnktechn. Mitt. 8. 171—179.
WERNER, H. (1922): Erscheinungsformen gebundener Intensltat. Z. Psy-
101. u. Physiol. Slnnesorg. Erganzungsbd. 10, 58—94.
WETTSCHURECK. R- (1971): Uber Unterschiedsschwellen beim Richtungs-
oren In der Medianebene. Gemeinschaftstagung fur Akustik und Schwingungs-
jchnik, Berlin 1970, VDI-Verlag, Dusseldorf, 385—388.
WH1GHTMAN, F, L. (1969a): Binaural masking with sine-wave maskers,
acoust. Soc. Amer. 45, 72—78
WHIGHTMAN, F. L. (1969b): Masking level dilferences with narrowband
oise maskers. J. acousL Soc. Amer. 45, 335.
WHITFIELD, I. C. (1970); Central nervous processing in relation to spatio-
mporal discrimination of auditory patterns. In: PLOMP, R., SMOOREN-
URG G. F. (Hrsg): Frequency analysis and periodicy detection in hearing,
. W Sijthoff, Leiden, 136—152.
WHITWORTH, R. H., JEFFRESS, L. A. (1961): Time versus intensity in
le localization of tones. J. acoust. Soc. Amer. 33, 925—929.
WIENER, F. М», ROSS, D. A. (1946): Tbe pressure distribution In the audl-
ry canal in a progressive sound field. J. acoust Soc. Amer, 18, 40!—406.
WIENER. F. M. (1947): On the diffraction of a progressive sound wave by
ie human head. J. acoust. Soc. Amer. 19, 143—146.
W1GHMAN, E R., FIRESTONE, F. A. (1930): Binaural localization of pu-
• tones. J. acoust. Soc. Amer. 2„ 271—280.
WILBANKS, W. A-, WHITMORE, J. K. (1968): Detection of monaural slg-
als as a funclion of interaural noise correlation and signal frequency. J. acoust
□c. Amer. 43, 785— 797.
WILKENS, H.. PLENGE, G.. KURER, R. (1971); Wiedergabe von kopfbe-
jgenen stereophonen Signalen durch Lautsprechcr. Convenlion ’71, Audio
ngrg. Soc, Koln.
16
WILKENS, H. (1971a): Subjektive Ermittlung det Rlchtcharakteristik des
Kopies und einer kopfbezogenen Aufnahme und Wiedergabeanordnung. Gemein-
schaftslagung fur Akustik und Schwlngungstechnik. Berlin 1970, VDi-Verlag,
Dusseldorf. 407—410.
WILKENS. H. (1971b): Beurteilung von Raumeindriicken verschiedener
Horerplatze mittels kopfbezogener Stereophonic. 7th Int. Congr. on Acoustics.
Budapest, 24 S 5.
WILKENS, H. (1972): Kopfbeziigliche Stereophonic, ein Hllfsmittel fOr
Vergleich und Beurteilung verscnledcner Raumeindrucke. Acushca 26. 213—221.
VON WILMOWSKY, H. J. (I960): Dynamische Vorgange bclm Richtungs-
horen. Z. Naturforsch. (A), 132—135,
WILSON, H A-, MYERS. C. S. (1908): The influence of binaural phase
differences in the localization of sound. Brit. J. Psychol. 2, 362—386.
WITTMANN, J. (1925): Beitrage zur Analyse des Horens bei dlchotischer
Relzaufnahme. Arch. ges. Psychol. 51.21—122.
• WOODWORTH, R. S.. SCHLOSBERG, H. (1954): Experimental psycholo-
gy. Holt Verlag, New York.
WRIGHT, H. N. (I960): Measurement of perslimulatory auditory adaptation.
J. acoust. Soc. Amer. 32, 1558—1667.
YAMAGUCHI, Z-. SUSHI, N. (1956): Real ear response of recievers. J.
acoust. Soc Japan 12, 8—13, zitiert nach SHAW und TERANISH1 (1967).
YOST. W. A., WIGHTMAN. F. L.. GREEN, D. M. (1971): Lateralization of
filtered clicks. J. acoust. Soc. Amer. 50, 1526—1631.
YOUNG, P. T. (1931): The rftle of head movements In auditory localization.
J. exper. Psychol. 14, 95—124.
ZERLIN, S. (1959): The Interaural time disparity threshold as a funcllon of
interaural correlation. J. acoust. Soc. Amer. 31, 127.
ZW1CKER. E., FE1 DTKELLER. R. (1967): Das Ohr als Nachrichtenemplan-
ger. S. Hirzel Verlag, Slultgart.
ZWICKER. E. (1968): A model describing temporal effects In loudness and
threshold. 6th Int. Congr. on Acoustics, Tokyo, A—3—4.
ZWISLOCKI, J , FELDMAN, R. S. (1956): Just noticible differences in di-
chotic phase. J. acoust. Soc. Amer. 28, 860—864.
ZWISLOCKI, J- (1957a): Some impedance measurements on normal and
pathological ears. J. acoust. Soc. Amer. 29, [312—1317.
ZWISLOCKL J. (1957b): Some measurements of the Impedance al the
eardrum. J. acoust. Soc. Amer. 29, 349—356.
• ZWISLOCKI. J- (1962): Analysis of the middle-ear funcllon. Part I, Inpul
Impedance. J. acoust. Soc. Amer. 34, 1514—1532.
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Адаменко Б. А. Некоторые результаты исследования субъективной лока-
лизации кажущегося источника звука при временном сдвиге сигналов. — Воп-
росы радиоэлектроники. Техника радиовещательного приема и акустики.
Сер. VII! 1967, вып 1, № 4, с. 46—60
Альтман я. А. Локализация звука Л.; Наука, 1972.
Аскииазн Г. Б., Минлибаев 3. Н. Экспериментальное исследование каче-
ства звучания псевдостереофоническнх систем радиовещания. — В кн.: Стерео-
фония. М.: Связь, 1964, с. 74—86.
Белкин Б. Г. Заметки о стереофонии —Труды НИКФИ, 1970, вып. 56,
с 5—27.
Гаклин Д. И. Стереофоническая звукопередача.— В ки: Стереофония
М : Связь, 1964, С. 4—45.
Исследование особенностей слухового восприятия стереофонических пере-
лач/Геизель Г. С., Бабуркин В. Н., Богачева А. А., Федотов М А. — Труды
учебных институтов связи, 1964, вып. 22, с. 107—118.
Горон И. Е., Гученко В. П-, Постникова О. А. Исследование качественных
показателей двухканалъных стереофонических систем. — В кн.: Стереофония
М : Связь. 1964, с 86—100
Индлин Ю. А. Обнаружение сигнала в пснхоакуствке. — Акустический
журнал, вып. 1, 1977.
Индлин Ю. А. Модель различения и закон Вебера. — Вопросы психоло-
гии, 1976, № 4, с 114—123.
Ковалгнн Ю. А. Влияние ннтенснвностной разности ня восприятие стерео-
фонических сигналов. — Вопросы радиоэлектроники. Техника радиовещатель
ного приема и акустики. Сер. V111, 1967, вып. 2, с. 84—93.
Ковалгин Ю. А., Борисенко А. В., Бензель Г. С. Акустические основы ве
щаннн. М.: Связь, 1977.
Лабутин В. К., Молчанов А. П. Слух и анализ сигналов. М.: Энергия, 1967.
Лабутин В. К., Молчанов А. П. Модели механизма слуха. М.: Энергия.
1973.
Любинский И. А-, Позин Н. В Моделирование процесса переработки ин-
формапин о частоте и интенсивности звукового сигнала в слуховой системе.—
В кн.: Механизмы слуха. Л.: Наука, 1967, с. 209—221.
218
Маньковский В. С. О локализации кажущегося источника звука прн двух*
канальной стереофонической передаче. — Акустический журнал, 1959, т. 5,
вып. 2, с. 176—183.
Тагер П. Г. Стереофонический эффект прн двухканальной передаче.—
Труды НИКФИ, 1957, вып. 12/22, с. 67—111.
Тагер П. Г. Локализация кажущегося источника звука на одни громкого-
воритель двухканальной синфазной стереофонической системы. — Труды
НИКФИ, М.: 1959, вып. 28, с. 15—35.
Фурдуев В В. Стереофония н многоканальные звуковые системы. М.:
Энергия. 1973.
Хоег В., Штайнке Г. Основы стереофонии. М. Связь, 1975.
Цвнкер Э-, Фельдкеллер Р. Ухо как приемник информации М.: Связь, 1971.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Предисловие к русскому изданию . 3
Предисловие . 4
1- Введение....................................................... 6
1.1. Слуховые ощущения и акустическое пространство 6
1.2. Исследованная система . 8
1.3. Методика исследований 14
1.3.1. Психометрические методы 14
1.3.2. Сигналы н звуковые поля .
1 3.3. Акустические зонды
г 8 8 8 Й 8
2 . Пространственный слух в случае одного источника
2.1. Локализация н ее размывание
2.2. Звуковое поле у обоих ушей . .
2.2.1. Распространение звука в слуховом канале .
2.2.2. Ушные раковины и влияние формы головы 45
2.2.3. Функции передачи наружного уха 56
2.3. Оценка идентичных ушных сигналов 68
2.3.1. Направленность слуха в медианной плоскости............. . 71
2.3.2. Локализация по глубине и локализация «внутри головы» 83
2.4. Оценка слухом различных ушных сигналов 97
2.4.1. Бинауральные временные различия 98
2.4 2. Бинауральные разности уровня............................ 108
2.4.3. Взаимодействие временных в амплитудных бинауральных раз-
личий . . 113
2.5. Дополнительные параметры . 122
2.5.1. Моторные модели слуха ................................... 122
2.5.2. Костная, зрительная, вестнбуляриан и тактильная теории слуха 130
3 Пространственный слух прн нескольких источниках звука и в
закрытых помещениях........................................ 136
3.1. Два источника когерентных сигналов 137
3.1.1. Локализация суммы . 138
3.1.2. Закон первой волны.......................................... 150
3.1.3. Подавление прямого звука . . 160
32. Два источника звука с частично-когерентными или некогерент-
иымн сигналами............................................... 161
3.2.1. Влияние коэффициента когерентности 164
3.2.2. Бинауральное распознавание сигналов . 175
3.3. Пространственные свойства слуха в звуковых полях при источни-
ках звука более двух . 184
Синеок литературы .... 196
Дополнительный список литературы . . . . , . . .... 218
Издательство «Энергия» в серин МРБ выпустит в 1979 г.:
Фролов В В. Радиотехнические игры и игрушки.—
7,5 л. — 60 к.
Борисов Е. Г. Малая бытовая электроника. — 3,5 л.—
25 к.
Крупииин И. Т. Стереофонические магнитофоны
«Вильма-302», «Тоника-310». — 4 л.—30 к.
Яноаский Е. Б. Магнитофоны «Весна-305», «Вес-
на-306». — 4 л. — 30 к.
Кокачев В П. Миогодиапазониые любительские при
емники. — 10 л. —75 к.
Баскир И. Н. Блоки разверток и синхронизация на
микросхемах.— 4,5 л. — 35 к.
Капчинский Л М. Телевизионные антенны. — 10 л.—
75 к.
Медведевский Д. С., Гузевич О. Н. Электромузы-
кальные щипковые инструменты.— 10.5 л. — 80 к.
Издательство «Энергия» в серии МРБ
готовит к изданию в 1980 г.:
Диоды и тиристоры/Чернышев А. А.. Иванов В И.
Галахов В. Д. и др.; Под ред. А. А. Чернышева —
14 л. — 1 р.
Марченко А. Н. Переменные резисторы. — 4 л. — 30 к.
Новоселов Л. Е. Карманные транзисторные приемни-
ки: (Справочное пособие).— 10,5 л. — 75 к.
Транзисторы/Чернышев А. А., Иванов В. И., Гала-
хов В. Д. н др.; Под ред. А. А. Чернышева.—12 л.—
90 к.
Васильев В. А., Веневцев М. К. Транзисторные кон-
струкции сельского радиолюбителя. — 8,5 л. — 60 к.
Козлов И. А. Четырехканальный усилитель.—5,5 л.—
40 к.
Путятин Н. Н. В помощь начинающему радиолюби-
телю. — 10,5 л. — 80 к.
222
Борноволоков Э. П., Борисов В. Г., Казанский И. В,
«Радио» — радиолюбителям. — 20 л.— 1 р. 50 к.
Фншер Дж., Гетланд Б. Электроника от теории к
практике: Пер. с англ. — 20 л. — 2 р. 70 к.
Назаров С. В. Транзисторные стабилизаторы напря-
жения. — 6 л. — 45 к.
Гумеля Е. Б. Любительские транзисторные приемни-
ки. — 6,5 л."50 к.
Плотников В. В. Аппаратура радиоуправления моде-
лями. — 3 л. — 25 к.
Ельяшкевич С. А. Неисправности и настройка цвет-
ных телевизоров. — 21 л. — 2 р.
Костыков Ю. В. Прикладное телевидение. — 4,5 л.—
35 к.
Кулешов А. В. Цветной телевизор из готовых бло-
ков. — 7 л. —50 к
Лопатин К. Г. Как починить телевизор. — 6,5 л.—
50 к.
Паалов Б. А. Телевизионный прием в автомобиле.—
5.5 л. — 40 к
Шур А. А. Ближиий и дальний прием телевидения.—
6 л. — 45 к.
Бродкии В. М. Электропроигрывающие устройства.—
9 л — 65 к.
Козюренко Ю. И. Запись и перезапись магнитной фо
пограммы. — 4 л. — 30 к.
Кинг Г. И. Руководство по звукотехнике: Пер. с
аигл. — 21л. — 1 р. 40 к.
Черкунов В. К. Конструирование любительских про-
игрывателей. — 8,5 л. — 60 к.
Дудич И. И. Малогабаритные измерительные прибо-
ры. — 8 л. — 60 к.
Соболевский А. Г. Измерения при настройке радио-
аппаратуры. — 10,5 л. — 75 к.
ИЕНС БЛАУЭРТ
Пространственный слух
Редакторы Б Г. Белкин, В. М. Горелик
Редактор издательства Н, В. Ефимова
Художественный редактор
Д. И. Чернышев
Технический редактор Н. Н. Хотулева
Корректор М. Г. Гулина
ИБ № 2058
Сдано набор OS. 12 78 Подписано к печати 11. 04. 79
Формат 60X90*1'1В Бумага типографская № 1 Горн,
шрифта литературная Печать высокая Усл. печ. Я- 14, 0
Уч.-иад. л 19,77 Тираж 20 000 »кэ. Заказ NS 810 Цена
1 р. 40 х.
Издательство «Энергия*, 113114, Москва, М-114.
Шлюзовая наб- 10
Владимирская типография «Союзполиграфпромая прн
Государственном комитата СССР по делам изда-
тельств, полиграфии и книжной торговли
600000, г. Владимир, Октябрьский проспект, д. 7