3.5. Слуховое пространственное восприятие. Анализ аудиальной сцены

Функции слухового пространственного восприятия: 1) определение положения источника звука в пространстве: направление и удаленность; 2) направление визуального внимания. Источниками пространственной информации являются моноуральные и бинауральные признаки.

Моноуральные (восприятие стимула только одним ухом) позволяют оценить только удаленность источника звука: 1) по изменению интенсивности звука – слабые звуки кажутся более удаленными, причем, изменения громкости кажутся более значительными при приближении звучащего объекта к наблюдателю, чем при удалении от него; 2) за счет эффекта Допплера – изменение высоты воспринимаемого тона в зависимости от скорости и направления движения объекта относительно наблюдателя.

Бинауральные признаки: 1) интерауральное различие во времени поступления звука в право и левое ухо (Δ_пор = 0,1 мс); 2) эффект предшествования – тенденция слышать только единичный звук, локализация которого определяется преимущественно временем прибытия первого звука и подавлением отраженных волн; 3) различие фаз (для звуков с частотой f ≤ 1000 Гц) – длина низкочастотных волн превышает диаметр готовы; 4) интерауральное различие в интенсивности (для звуков с частотой f ≥ 1000 Гц) – голова «экранирует» высокочастотные звуки и ухо, более удаленное от источника звука, оказывается в «звуковой тени».

На очень низких частотах (менее150 Гц) локализация невозможна, поэтому для воспроизведения стереофонической информации часто используется трехкомпонентная акустическая система с одним низкочастотным динамиком и двумя небольшими динамиками средних и верхних частот.

Минимальная погрешность локализации слуха в горизонтальной плоскости составляет 1-3°. Погрешность локализации в вертикальной плоскости гораздо больше и составляет в среднем около 20°, хотя минимальный сдвиг равен всего 4° [17]. Локализация объекта в вертикальной плоскости происходит за счет модификации спектра источника звука при взаимодействии с ушной раковиной, головой и торсом, которые действуют как частотно-зависимые дифракционные фильтры (анализ работы этих фильтров все время продолжается и уточняется, что является весьма перспективным и важным направлением развития пространственных систем звуковоспроизведения).

На пространственную локализацию звукового объекта очень сильное влияние оказывает зрительная информация (где именно находится звучащий объект). При больших размерах экрана слуховой объект перемещается вслед за зрительным, но как только человек закрывает глаза, положение звукового объекта смещается в точку расположения динамика.

Очень важным является вопрос: как происходит локализация, когда одновременно звучат несколько источников? Как слуховая система организует анализ реальной звуковой сцены – огромного количества накладывающихся друг на друга звуков разного характера? Проблема здесь состоит том, что перед слуховой системой встают две разные и конкурирующие между собой задачи: и локализовать звуки, и определить, к какому источнику они принадлежат (т.е. выполнить их сегрегацию, разделение на звуковые потоки). Результаты исследований [17] позволяют сделать важный для практики вывод: при прослушивании одновременных звуков от разных источников слуховая система сначала производит их группировку по аудиальным потокам (определяет, какие звуки к какому источнику принадлежат), используя при этом различные непространственные признаки (значение основной частоты, степень гармоничности, амплитудную огибающую, структуру переходных процессов и др.), а затем локализует данный источник звука, т. е. сначала определяет «что это?», а затем – «где это?».