幾類典型環(huán)境聲的主觀評(píng)價(jià)及感知特性分析?

張 珺 陳克安? 鄭如玥

(1 西北工業(yè)大學(xué)航海學(xué)院 西安 710072)

(2 海洋聲學(xué)信息感知工信部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 西安 710072)

0 引言

隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，噪聲污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，交通噪聲擾民逐漸成為環(huán)境污染投訴的重要原因。傳統(tǒng)上，人們采用等效連續(xù)A 聲級(jí)等物理性指標(biāo)對(duì)噪聲進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，然而噪聲對(duì)人的影響主要是引發(fā)煩惱等主觀感覺(jué)[1]。站在聽(tīng)覺(jué)感知的角度看，噪聲控制的最終目標(biāo)是降低噪聲煩惱度。因此，從評(píng)價(jià)方法上講，噪聲控制策略可以分為“減法”控制(Subtraction control)和“加法”控制(Addition control)兩大類。減法控制是指通過(guò)主動(dòng)或被動(dòng)控制等手段，以降低原始噪聲聲能量為目標(biāo)的一種方法[2]；加法控制則是通過(guò)人為添加聲音(調(diào)控聲)，以降低原始噪聲煩惱度為目標(biāo)的一種方法[3]。加法控制又被稱為聲頻注入法，調(diào)控聲被注入后，原始噪聲與調(diào)控聲疊加后的聲音，其能量通常不會(huì)減少，甚至?xí)杂性黾樱珡穆?tīng)覺(jué)感知的角度觀察，它減少了原始噪聲的煩惱度，或者說(shuō)增加了目標(biāo)噪聲的舒適度，因而從另一個(gè)角度“降低”了噪聲。近年來(lái)，聲頻注入法在城市聲景觀(Urban soundscape)設(shè)計(jì)、開(kāi)放辦公室聲環(huán)境處理、噪聲源聲品質(zhì)改進(jìn)等方面的研究日益增多[4?8]。

在聲景觀設(shè)計(jì)中，人們?cè)絹?lái)越多地使用水景聲來(lái)改善城市公共空間和建筑環(huán)境[9?10]。Jeon等[11]通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)水聲的引入可以改善人們對(duì)城市聲景的偏好度打分。Coensel等[12]將道路交通噪聲與不同聲級(jí)的噴泉聲或鳥(niǎo)鳴聲組合，結(jié)果表明，加入鳥(niǎo)鳴聲能顯著增強(qiáng)聲景觀的愉悅性和多變性，并且在特定條件下加入噴泉聲能降低道路交通噪聲的響度。其他學(xué)者的研究也發(fā)現(xiàn)流水聲、瀑布聲、鳥(niǎo)鳴聲等自然聲可以改善環(huán)境噪聲和聲景觀的舒適性體驗(yàn)[13?14]。對(duì)開(kāi)放式辦公室聲學(xué)環(huán)境的研究中，Haapakangas 等[15]發(fā)現(xiàn)在水聲、色噪聲、樂(lè)聲中，使用水聲掩蔽語(yǔ)聲效果最好。Hongisto 等[16]通過(guò)對(duì)不同頻譜偽隨機(jī)噪聲進(jìn)行研究，建議在開(kāi)放式辦公室中使用偽隨機(jī)粉紅噪聲(每增加一個(gè)倍頻程其斜率為?7 dB)，因?yàn)槠渎晫W(xué)滿意度很高并且能很好地掩蔽遠(yuǎn)距離的語(yǔ)聲。以上的研究結(jié)果都說(shuō)明自然聲、有調(diào)聲、色噪聲等都具有改善噪聲舒適度的潛力。

調(diào)控聲的選取是聲頻注入法的關(guān)鍵和難點(diǎn)所在。調(diào)控聲選擇的基本原則是要求其煩惱度比原始噪聲的煩惱度低，或者說(shuō)要求調(diào)控聲的舒適度或愉悅度越高越好。然而，已有研究基本上都是以特定聲音為例，研究其注入原始噪聲后的煩惱感變化情況，并未系統(tǒng)地對(duì)可能的調(diào)控聲進(jìn)行橫向比較。為此，本文以交通噪聲調(diào)控為背景，研究典型環(huán)境聲煩惱感的主觀評(píng)價(jià)及其特性分析。

選取自然聲、有調(diào)聲、色噪聲和交通噪聲為對(duì)象，研究這些聲音的煩惱感差異以及引起這種差異的因素。首先，進(jìn)行兩組煩惱感評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，獲得不同環(huán)境聲和交通噪聲的煩惱度評(píng)分。其次，提取聲音的心理聲學(xué)指標(biāo)，利用相關(guān)分析研究這些指標(biāo)對(duì)煩惱度的影響。最后，通過(guò)多維尺度分析(Multidimensional scaling, MDS)用低維空間中點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的距離最大程度擬合聲樣本之間的不相似距離，研究它們的感知空間構(gòu)成，并分析引起這種感知差異的因素。

1 煩惱感評(píng)價(jià)

設(shè)計(jì)并進(jìn)行了兩組煩惱感評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)一為4 種不同類型聲音(包括：有調(diào)聲、色噪聲、交通噪聲和自然聲)的評(píng)價(jià)，實(shí)驗(yàn)二為4類交通噪聲(包括：飛機(jī)噪聲、火車噪聲、市內(nèi)日常交通噪聲和市內(nèi)有軌交通噪聲)的評(píng)價(jià)。

1.1 聲樣本

通過(guò)軟件合成和網(wǎng)絡(luò)下載(網(wǎng)址：https://www.findsounds.com/)兩種途徑獲得不同場(chǎng)景且具有代表性的聲樣本，包括：(1)實(shí)驗(yàn)室生成的理想聲樣本，如有調(diào)聲(純音和復(fù)音)和色噪聲，它們通過(guò)軟件合成；(2)生活中常見(jiàn)的交通噪聲，如道路、軌道和飛機(jī)噪聲等；(3)自然聲，如海潮聲、鳥(niǎo)鳴聲等。后兩類均來(lái)自網(wǎng)絡(luò)音效庫(kù)。

表1詳細(xì)羅列了每個(gè)聲樣本的信息，包括聲級(jí)差和必要的備注。聲級(jí)差反映了樣本聲壓級(jí)在時(shí)域上的波動(dòng)性(0.1～4.9 s)，計(jì)算時(shí)的時(shí)間間隔為5.8 ms，兩個(gè)值分別表示左右兩個(gè)通道，聲級(jí)差相同說(shuō)明兩個(gè)通道的時(shí)域信號(hào)完全相同。表1中相同的名字為同一個(gè)聲音。由于所下載聲音的聲級(jí)和時(shí)長(zhǎng)差別較大，為了控制變量研究譜對(duì)煩惱感的影響，實(shí)驗(yàn)前將所有聲樣本的聲壓級(jí)統(tǒng)一調(diào)節(jié)為60 dB，時(shí)長(zhǎng)5 s。

表1 實(shí)驗(yàn)用聲樣本信息Table 1 The stimuli used in experiment

1.2 被試及環(huán)境設(shè)備

主觀評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)選擇在安靜的普通房間內(nèi)進(jìn)行，光照均勻，通風(fēng)良好，溫度22?C～24?C，濕度適宜。采用有償方式招募到志愿者24人，均為西北工業(yè)大學(xué)的本科生或研究生，其中男性16人，女性8 人，年齡在20～30歲。實(shí)驗(yàn)前的純音聽(tīng)力測(cè)試表明他們的聽(tīng)力狀況良好(125～8000 Hz內(nèi)聽(tīng)閾級(jí)低于15 dB)。

為確保每個(gè)被試在相同的條件下聽(tīng)到相同的聲音，通過(guò)耳機(jī)回放進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。聲音由千千靜聽(tīng)播放器通過(guò)一個(gè)24 位聲卡傳至16 通道耳機(jī)放大器(Behringer HA4700)，然后經(jīng)動(dòng)圈式高保真監(jiān)聽(tīng)級(jí)頭戴耳機(jī)(Sennheiser HD280)播放給被試。回放過(guò)程中，以計(jì)算機(jī)控制聲樣本的回放時(shí)長(zhǎng)、播放間隔和播放次序。實(shí)驗(yàn)前用人工頭測(cè)試耳機(jī)播放的噪聲，保持耳機(jī)放大器的設(shè)置固定，調(diào)節(jié)聲音播放器的音量，使人工頭輸出的左右耳聲壓級(jí)在60 dB左右，實(shí)現(xiàn)雙耳處聲信息的校準(zhǔn)。

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及過(guò)程

采用成對(duì)比較法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，評(píng)價(jià)尺度見(jiàn)表2。將聲樣本兩兩隨機(jī)組合并選取一半做重復(fù)性實(shí)驗(yàn)用于后期數(shù)據(jù)檢驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一包括66 對(duì)不同聲音的比較、12對(duì)相同聲音的比較以及33對(duì)不同回放順序聲音的比較。相應(yīng)地，實(shí)驗(yàn)二的聲樣本對(duì)分別為45、10和23?？傆?jì)評(píng)分189次。

表2 煩惱感9 級(jí)評(píng)價(jià)尺度Table 2 The 9-level scale of annoyance

實(shí)驗(yàn)分兩次進(jìn)行，每次有12 名被試參加，先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)一再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)二，兩次實(shí)驗(yàn)流程完全一致。實(shí)驗(yàn)前，向被試說(shuō)明實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮土鞒?，并進(jìn)行訓(xùn)練。正式實(shí)驗(yàn)時(shí)，被試每次聽(tīng)到一對(duì)聲音，包含兩段5 s的聲音，中間間隔2 s。聽(tīng)完后，被試有5 s 的時(shí)間來(lái)評(píng)價(jià)與第一段聲音相比第二段聲音的煩惱感等級(jí)。為防止被試疲勞引起實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度下降，每次評(píng)價(jià)控制在20 min 以內(nèi)，休息5～10 min 后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)耗時(shí)1.5 h。通過(guò)在手機(jī)上填寫(xiě)調(diào)查表進(jìn)行結(jié)果統(tǒng)計(jì)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行誤判分析(采用文獻(xiàn)[17]中公式(5)計(jì)算一致性系數(shù))和聚類分析。誤判分析剔除一致性系數(shù)在0.7 以下的被試，實(shí)驗(yàn)一剔除11 號(hào)，實(shí)驗(yàn)二剔除4號(hào)、6號(hào)和10號(hào)。聚類結(jié)果表明被試被聚為明顯的兩大類，分別命名為類1 和類2，剔除明顯偏離兩大類的被試，實(shí)驗(yàn)一剔除10 號(hào)和11號(hào)，實(shí)驗(yàn)二剔除2號(hào)、10號(hào)和11號(hào)。分類結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)一的類1(共12 人)與實(shí)驗(yàn)二的類1(共10 人)，以及實(shí)驗(yàn)一的類2(共10 人)與實(shí)驗(yàn)二的類2(共12 人)重疊度都很高(它們中的9 個(gè)都是同一個(gè)人)，說(shuō)明兩類被試可能具有不同的偏好。因此，綜合兩次剔除結(jié)果，使用剩余數(shù)據(jù)按分類結(jié)果進(jìn)行后續(xù)分析。

2 煩惱度分析

計(jì)算兩個(gè)實(shí)驗(yàn)不同聚類被試評(píng)價(jià)結(jié)果的算數(shù)平均值，得到聲樣本的煩惱度評(píng)分。煩惱度在5 附近說(shuō)明被試認(rèn)為兩個(gè)聲樣本的基本相同，離5 越遠(yuǎn)說(shuō)明聲音間的煩惱感差異越明顯。

2.1 實(shí)驗(yàn)一：典型環(huán)境聲煩惱度分析

以白噪聲為參考(煩惱度為5)，圖1繪制了兩類被試對(duì)典型環(huán)境聲的煩惱感評(píng)分，得分大于5 說(shuō)明該聲音比白噪聲聽(tīng)起來(lái)更讓人煩惱，反之亦然。

觀察圖1可以發(fā)現(xiàn)，除交通噪聲外，兩類被試的評(píng)價(jià)趨勢(shì)較為一致。他們都認(rèn)為復(fù)音(調(diào)頻聲，聲樣本1)和純音(聲樣本2)最讓人煩惱，自然環(huán)境聲(聲樣本4鳥(niǎo)鳴聲、聲樣本8海潮聲、聲樣本9雷聲)和藍(lán)色噪聲(聲樣本5)的煩惱度更低。但是，他們對(duì)噪聲的容忍程度存在很大差異，第一類人群對(duì)這些聲音的煩惱度打分比第二類人群平均高1.3 分，這類人群明顯更容易感覺(jué)煩惱。

圖1 實(shí)驗(yàn)一煩惱度Fig.1 The annoyance score of Experiment 1

兩類人群對(duì)交通噪聲(聲樣本3 飛機(jī)起飛噪聲、聲樣本6 汽車碰撞聲、聲樣本10 帶鳴笛的日常交通噪聲和聲樣本11 軌道交通噪聲)和粉紅噪聲(聲樣本7)的評(píng)價(jià)結(jié)果完全相反。對(duì)這些噪聲，第一類人群表現(xiàn)為反感，而第二類人可能因?yàn)槭煜ざ菀捉邮?。二者之間的煩惱度差異為2.5分。

2.2 實(shí)驗(yàn)二：交通噪聲煩惱度分析

以1 號(hào)聲樣本(飛機(jī)起飛噪聲)為參考，得到其他聲樣本的煩惱度得分，如圖2所示。與實(shí)驗(yàn)一結(jié)果一致，第一類被試認(rèn)為與白噪聲相比交通噪聲更令人煩惱，而第二類被試則正好相反。

圖2 實(shí)驗(yàn)二煩惱度Fig.2 The annoyance score of Experiment 2

兩類被試對(duì)于飛機(jī)噪聲、火車噪聲、市內(nèi)日常交通噪聲和市內(nèi)有軌交通噪聲評(píng)價(jià)一致，對(duì)這4 類噪聲的煩惱度評(píng)分都是飛機(jī)經(jīng)過(guò)噪聲(聲樣本3)>飛機(jī)起飛噪聲(聲樣本1)、火車經(jīng)過(guò)噪聲(聲樣本9)>軌道交通噪聲(聲樣本8)>火車剎車噪聲(聲樣本7)、有鳴笛的交通噪聲(聲樣本5)>無(wú)鳴笛的交通噪聲(聲樣本6)、有軌電車行駛噪聲(聲樣本2)>地鐵行駛噪聲(聲樣本4)。但是在這4類噪聲中，第一類人群更偏愛(ài)無(wú)鳴笛的日常交通噪聲和火車剎車聲，而第二類被試卻更喜歡飛機(jī)起飛噪聲和地鐵噪聲。

總之，根據(jù)實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二的結(jié)果可以認(rèn)為在有調(diào)聲、色噪聲、自然環(huán)境聲和交通噪聲這4 種聲音中，純音和調(diào)頻聲最令人厭惡，自然環(huán)境聲最讓人感到愉快，色噪聲和交通噪聲介于二者之間。與交通噪聲相比，藍(lán)色噪聲聽(tīng)起來(lái)感覺(jué)更好。對(duì)于交通噪聲和白噪聲，不同的人群有不同的偏好。

3 感知特性分析

本節(jié)通過(guò)計(jì)算心理聲學(xué)參量和構(gòu)建感知空間對(duì)引起被試打分差異的影響因素進(jìn)行研究。

3.1 心理聲學(xué)分析

使用ArtemiS 軟件提取響度、尖銳度、粗糙度、波動(dòng)強(qiáng)度和音調(diào)度等5 個(gè)心理聲學(xué)參量。分析發(fā)現(xiàn)：(1)人對(duì)聲音的煩惱感知受多種因素影響，如飛機(jī)起飛噪聲、海潮聲和有鳴笛的日常交通噪聲的響度值相近，但它們的煩惱度卻相差甚遠(yuǎn)，說(shuō)明人對(duì)聲音的感知與多個(gè)因素相關(guān)。(2)聲樣本的某一特別突出的特征可能會(huì)引起人極大的反感，如最令人厭煩的復(fù)音，其粗糙度為1.73 asper，是其他聲樣本的17倍，純音音調(diào)度為2.3，這是其他聲樣本調(diào)度值的好幾倍。(3)主觀實(shí)驗(yàn)中被試的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)因人而異，如白噪聲，除尖銳度外其他參量都處于所有聲樣本中等或偏下位置，但兩類人群對(duì)它煩惱度評(píng)價(jià)結(jié)果卻截然相反。

表3羅列了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)兩類被試煩惱度與上述5種因素之間的相關(guān)系數(shù)。分析發(fā)現(xiàn)，表中各參量與煩惱度的相關(guān)性強(qiáng)弱及正負(fù)反映了不同被試人群評(píng)價(jià)過(guò)程中的打分依據(jù)，可以看出，他們會(huì)同時(shí)關(guān)注聲音的多個(gè)屬性，最終的評(píng)價(jià)結(jié)果不能僅通過(guò)單一參量來(lái)解釋。

表3 煩惱度與心理聲學(xué)參量相關(guān)系數(shù)Table 3 Pearson correlation coefficients between annoyance and psychoacoustic parameters

實(shí)驗(yàn)一中，兩類被試都認(rèn)為煩惱度和粗糙度、音調(diào)度成正比，所以3 種色噪聲中的藍(lán)色噪聲因各參量都相對(duì)較小而最不令人煩惱。同樣地，3種自然聲中鳥(niǎo)鳴+流水聲的音調(diào)度比其他兩個(gè)都高很多，因此引起的煩惱最強(qiáng)烈。對(duì)于評(píng)分分歧很大的4 種交通噪聲，被試都認(rèn)為軌道交通噪聲煩惱度最低，這主要是因?yàn)樗囊粽{(diào)度較其他噪聲低兩倍以上。其他幾種噪聲各參量結(jié)果相差不大，在各因素的影響下最終的煩惱度也相差不大。綜合對(duì)比這3 類噪聲，交通噪聲整體上粗糙度和音調(diào)度都較其他兩類高，所以煩惱度也略高。但它們的尖銳度比其他兩類低，所以受負(fù)相關(guān)作用影響第一類被試進(jìn)一步拉大了這些交通噪聲與其他兩類噪聲的煩惱度。

實(shí)驗(yàn)二中，兩類被試的評(píng)價(jià)差異主要受尖銳度的影響。第二類被試認(rèn)為飛機(jī)經(jīng)過(guò)噪聲、火車經(jīng)過(guò)噪聲、有鳴笛的交通噪聲和有軌電車行駛噪聲比相應(yīng)的同類交通噪聲更煩惱，主要是因?yàn)樗鼈兊募怃J度更高，波動(dòng)強(qiáng)度較低。然而，無(wú)法僅通過(guò)尖銳度解釋第一類被試的評(píng)價(jià)結(jié)果，可能還受到其他參量的影響。

3.2 感知空間分析

本節(jié)通過(guò)構(gòu)建感知空間做進(jìn)一步分析。首先將煩惱度成對(duì)比較矩陣轉(zhuǎn)化成聲樣本間的不相似度矩陣，利用煩惱度得分與中間位置(即打分為“5”)之間的距離表示聲樣本之間的不相似性。如在實(shí)驗(yàn)一中，第一類被試對(duì)飛機(jī)起飛噪聲評(píng)分為“6.08”，第二類為“3.9”，它們與“5”之間的距離都接近“1.1”，說(shuō)明兩類被試認(rèn)為飛機(jī)起飛噪聲與參考聲(白噪聲)的不相似程度相同，只他們的偏好不同，因此認(rèn)為飛機(jī)起飛噪聲與白噪聲之間的不相似程度為“1.1”。這樣處理之后原來(lái)的兩極煩惱度值將變成單極(數(shù)值為0～4)，可以將兩類人群的數(shù)據(jù)一起進(jìn)行不相似度分析。

選擇SPSS軟件中的PROXSCAL過(guò)程，基于最優(yōu)尺度變化的MDS 模型對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，分析時(shí)考慮不同被試之間差異[18]。結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)維度為二時(shí)，模型一的標(biāo)準(zhǔn)化壓力為0.051(壓力值越小表示擬合程度越好，該值為0.05 時(shí)說(shuō)明擬合程度“好”)，決定系數(shù)為0.95(該值越大表示對(duì)原數(shù)據(jù)解釋效果越好)，模型二相應(yīng)的參數(shù)為0.056和0.94，說(shuō)明兩個(gè)模型與觀測(cè)數(shù)據(jù)擬合效果好。圖3繪制了模型的變量空間定位。

從圖3(a)可知，實(shí)驗(yàn)一中4 類聲音被清楚地分成了4大塊，分別為：自然聲、色噪聲、交通噪聲和有調(diào)聲。在一維空間上，自然聲和色噪聲居左，其次是交通噪聲，最右側(cè)為有調(diào)聲，可以比較明確地認(rèn)為維度1 實(shí)際上就是反映了典型環(huán)境聲類型間的差異。而在維度2上，如果將所有聲音放在一起觀察，很難得出一致性的變化趨勢(shì)，但是如果分4 類來(lái)看，則可以發(fā)現(xiàn)維度2 在每個(gè)類別內(nèi)部都大致反映了不同聲音的煩惱度差異，并且距離零點(diǎn)越遠(yuǎn)表示越不煩惱。因此可以認(rèn)為第二個(gè)維度反映了聲音煩惱度的差異，但這種差異在不同類別間可能不具有可比性。

類似地，圖3(b)維度1 表示不同類型交通噪聲之間的差異，除火車剎車噪聲外，從左到右依次為市內(nèi)日常交通噪聲、飛機(jī)噪聲和軌道交通噪聲(市內(nèi)有軌交通噪聲和火車噪聲)。維度2大致反映了不同交通噪聲的煩惱度差異，并且這種差異在這些不同類型交通噪聲之間是可以比較的。在每個(gè)類別內(nèi)部得分越高表示越煩惱，不同類別之間令人煩惱的位于維度2 零點(diǎn)上方而聽(tīng)起來(lái)不那么煩惱度位于零點(diǎn)下方。但是，有軌電車行駛噪聲和地鐵行駛噪聲的分布規(guī)律與其他3 類正好相反，平均煩惱度較高的有軌電車行駛噪聲反而在下面。

圖3 感知空間分析Fig.3 Perception space analysis

為了從客觀指標(biāo)的角度理解典型環(huán)境聲的感知空間，提取聲音的163 個(gè)特征參量(響度、尖銳度、粗糙度、波動(dòng)強(qiáng)度和音調(diào)度共5 個(gè)心理聲學(xué)指標(biāo)；20 Hz～5 kHz 的25 個(gè)1/3 倍頻帶聲級(jí)；24 個(gè)特性響度、24 個(gè)特性尖銳度、19 個(gè)特性粗糙度和21個(gè)特性波動(dòng)強(qiáng)度；45 個(gè)音色描述符[19]，包括9 個(gè)全局時(shí)域特征、14 個(gè)時(shí)變時(shí)域特征、基于短時(shí)傅里葉變換(Short time Fourier transform, STFT)幅值(STFTmag)和短時(shí)傅里葉變換能量(STFTpow)各11 個(gè)時(shí)變頻域特征)，分別與每個(gè)實(shí)驗(yàn)的二維空間坐標(biāo)做相關(guān)分析，根據(jù)客觀參量與某個(gè)維度相關(guān)性較強(qiáng)，但與另外一個(gè)維度相關(guān)性較弱，且各聲學(xué)參量之間相關(guān)性較弱的原則，選擇感知空間兩個(gè)維度分別對(duì)應(yīng)的客觀參量，結(jié)果如表4所示。

表4 所選的客觀參量與感知空間各維度的相關(guān)系數(shù)(p<0.05)Table 4 Pearson correlation coefficients between metrics and each dimension of perception space (p<0.05)

實(shí)驗(yàn)一兩個(gè)維度對(duì)應(yīng)的參量分別為基于STFTmag 的譜下降值和上升時(shí)間，前者為信號(hào)的頻域描述符，用于表達(dá)譜的斜率；后者表示上升時(shí)間，即信號(hào)能量上升的開(kāi)始時(shí)間。這說(shuō)明被試對(duì)不同類型環(huán)境聲的判斷主要取決去其頻譜的斜率，對(duì)它們的煩惱感主要跟信號(hào)的時(shí)域特征有關(guān)。

實(shí)驗(yàn)二提取的兩個(gè)參量分別為第一個(gè)Bark頻帶(0～100 Hz)內(nèi)的特性響度均值和中心頻率為200 Hz 的1/3 倍頻帶聲級(jí)。說(shuō)明被試對(duì)聲音在一維空間上的分類可能與特性響度均值(第1Bark)有關(guān)，在二維空間上對(duì)每一類噪聲的打分可能與1/3倍頻帶聲級(jí)(中心頻率200 Hz)有關(guān)。

4 結(jié)論與展望

本文從聽(tīng)覺(jué)感知的角度出發(fā)，研究了4 類典型聲音和4 類典型交通噪聲的煩惱度及感知空間。發(fā)現(xiàn)自然聲和藍(lán)色噪聲引起的煩惱明顯比交通噪聲和有調(diào)聲低，可以考慮對(duì)交通噪聲進(jìn)行掩蔽或互補(bǔ)頻段等調(diào)節(jié)使其更舒適。因此，可以根據(jù)人們對(duì)不同類型聲音的感知體驗(yàn)，將聽(tīng)起來(lái)更舒適更愉悅的自然聲等“注入”到引起煩惱的噪聲中，研究它們對(duì)噪聲感知的影響，從而進(jìn)行更有針對(duì)性的降噪設(shè)計(jì)，提升產(chǎn)品或是生活、工作環(huán)境的舒適性。

文章研究的聲樣本雖然涵蓋范圍廣泛，但在每一類聲樣本的選取上具有一定的局限性，未來(lái)可以有針對(duì)性地研究不同頻譜構(gòu)成的自然聲/色噪聲在調(diào)控交通噪聲方面的潛力及應(yīng)用。