58、听觉方向感知与运动感知解析

听觉方向感知与运动感知解析

1. 听觉方向感知

在听觉方向感知中，频率 - 高度映射会对高度判断产生偏差。高频声音通常来自较高高度，低频声音则多来自较低高度。近端和远端频率 - 高度映射引入的偏差，在听者头部直立时方向通常相同，但头部倾斜或侧卧时，情况则不同。Parise 等人通过让听者处于直立、半直立和侧卧等不同姿势进行定位实验，发现窄带噪声的感知位置与声源实际高度无关，完全由噪声带的中心频率决定，且远端和近端映射都在定位判断中起作用。他们基于贝叶斯决策理论解释了这种系统偏差，其中远端映射作为以世界为中心的先验，近端映射作为以身体为中心的先验。

听觉方位感知主要基于双耳信息，而高度感知则主要依赖耳廓的频谱滤波。Frens 和 Van Opstal 研究发现，由声音引发的眼球扫视运动由两个重叠的眼动组成，分别由双耳信息和耳廓滤波特性的频谱信息控制。Hofman 和 Van Opstal 通过测量对不同方位和高度的宽带噪声刺激的眼球扫视运动，发现方位感知基于不超过 3 毫秒刺激间隔的双耳信息，而高度估计虽 5 毫秒间隔有显著贡献，但稳定准确的高度估计需要至少 80 毫秒的宽带噪声间隔，这表明频谱信息处理比双耳时间差（ITD）和双耳声级差（ILD）处理在计算上更复杂。

以下是听觉方位和高度感知的计算模型概述：
- 方位感知模型 ：为每只耳朵使用伽马通滤波器组处理双耳经头部相关传递函数（HRTF）滤波的声音输入，对滤波器组各频率通道的输出进行互相关，用互相关结果估计 ITD 及声音的方位。
- 高度感知模型 ：Hofman 和 Van Opstal 计算了不同高度对应的 HRTF 之间的相关