声源方向定位实验的坐标采集系统 ——基于App的设计与验证

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空间声源的听觉定位是人类一项重要的生活技能。在听觉定位的心理声学实验中,测量结果除了与受试者本身定位能力有关,指向方式也会对其产生影响。本论文主要探讨便捷指向方式的可行性,以及基于此的定位实验平台。在声源方向定位实验中,传统的数据收集方式主要是实验助手报告,但是效率低,实验精度也不高。随着科学技术的发展,出现了借助坐标的智能传感设备(如FASTRACK)或者图形用户界面(GUI)的指向方式,相比较而言,前者往往需要特殊硬件装置,软硬件成本较高,而且对测试环境有特殊要求(例如FASTRACK电磁跟踪容易受金属物干扰)。所以,从面向适用的角度,基于GUI的指向方式近年受到研究者的关注。本文在传统的定位实验基础上,设计了一个新的基于GUI的指向方式。作为实例验证,选取2s的粉红噪声作为刺激信号,对水平面上30°间隔共计12个位置进行了定位测试,通过两种传统记录方式和新设计的基于GUI的指向方式对实验数据进行采集。结果表明基于GUI的指向方式相对于其它两种记录均无明显差异,说明基于GUI的指向方式能很好的记录感知结果。接着将该指向方式集成虚拟声源的重放,形成了一个完整的声源定位系统,并通过对比个性化和通用人工头的头相关传输函数(HRTF)所得到的定位结果,进一步验证了该指向方式的准确性。进一步地,为了改进定位效果,甚至起到定位训练的作用,我们借助于音频引擎设计了一个水平面上30°间隔共计12个位置的简单的声源定位游戏。实时刷新声源与角色的相对位置,通过耳机重放使得玩家能感知空间位置变化。在游戏中实时保存角色的运动数据(如旋转角度、行走路径和实验耗时等参数),从而评价听音者在动态游戏场景下的定位能力,以及随着测试时间的增加声源定位能力的改善情况,从而为空间听觉定位和训练效果的分析提供依据。基于GUI的指向方式和游戏场景的动态定位测试,在满足实验精度的同时提升了实验效率,因而有利于在空间听觉定位实验或训练中推广使用。
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