一种基于视听不一致效应的声环境主观感受调控方法

本发明属于调节声环境主观感受，具体涉及一种基于视听不一致效应的声环境主观感受调控方法。

背景技术：

1、视听不一致，即人体同时接收到的视觉信息和听觉信息不一致，存在偏差，是一种特殊的视听交互现象。

2、从认知角度来说，人们很少单独靠一种感官接受外界信息，往往是听觉、视觉、嗅觉、触觉及味觉同时发挥作用。大脑接收到多个感官通道传递过来的信息时，会采取一定的策略对其进行整合，以获得对事物统一、连贯、强健的认知，即所谓的多感官整合。

3、一般情况下，同一事物传递给大脑的不同感官通道信息是一致的，但有时这些信息会冲突，这时大脑对事物的认知就可能产生偏差。例如，在玩室内虚拟过山车游戏时，视觉上接受到的信息是人体随过山车冲向峡谷的惊险场面，而身体接受到的信息却是稳坐在椅子上并未移动。最后大脑却相信我们真的在快速冲刺，甚至还会体会到失重的感觉。另一个典型的例子就是所谓的腹语效应：观众在看电影和电视节目时，会理所当然地认为演员的声音来自于屏幕上嘴唇所在的地方而非两侧的音箱。英国心理学家哈里·麦格克发现的“麦格克效应”也是类似：在给实验被试放映的视频中，一个发音节“嘎”的人物面部动作在配音时发作了“巴”，而实验被试称听到的音节却是“哒”。这些现象表明，视听信息不一致能改变大脑对事物的认知。

4、实际中，我们经常会有调节声环境主观感受的需求。如环境中噪声过于嘈杂，给人造成了烦恼。针对环境噪声的问题，公开号为cn112509549a的专利文献公开了用于环境噪声的主动降噪方法，包括：s1、通过加速度传感器和麦克风分别采集当前场景中噪音源的振动频率信息和噪音模拟信号；并对噪声模拟信号进行模数转换，生成噪声的数字信号；s2、通过预先存储若干特定噪音的振动频率信息和数字信号，以及特定噪音经主动降噪算法处理后生成的反向声波信号；并根据当前场景中噪声源的振动频率信息和噪声数字信号，匹配出预存的反向声波信号；s3、通过接收反向声波信号，经数模转换后生成反向抵消声波；再由扬声器播放反向抵消声波。但该发明并未考虑到，实际场景中有时限于其他因素，难以通过物理硬件设备对声环境进行调节，且其技术构思仍然是通过传统的声音信息进行降噪，处理方式较为单一。

5、公开号为cn109842840a的专利文献公开了优化车内声环境的方法、系统及主动声音设备，包括：预先根据理想声环境下的目标声音信号建立不同工况与优化声音信号的对应关系，该步骤具体包括：预先建立不同工况与影响车内声环境的设备监测信号的第一对应关系；根据理想声环境下的目标声音信号建立所述设备监测信号与优化声音信号的第二对应关系；根据所述第一对应关系和所述第二对应关系建立所述不同工况与所述优化声音信号的对应关系；所述设备监测信号包括噪声信号，所述优化声音信号包括能与所述噪声信号构成目标宽频声音信号的电流声信号；将不同工况下的所述优化声音信号以主动声音信号存储；获取车辆当前工况；根据所述不同工况与优化声音信号的对应关系，确定当前工况下所需的主动声音信号；播放所述主动声音信号使车内形成所述目标声音信号，以优化车内声环境至理想状态。但是，该发明涉及到的改善声环境下的主观感受的技术方案中，只用到了声音信号，并未涉及到运用视觉信号相关的技术手段。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于视听不一致效应的声环境主观感受调控方法，通过为声环境场景添加声音成分相近的让人感觉舒适的视觉场景，实现主观感受调控的目的，为调节声环境主观感受提供思路，尤其适用于传统的通过改变声环境来改善声环境主观感受的方法无法实施或实施困难的情况。

2、为实现上述发明目的，本发明提供的技术方案如下：

3、本发明实施例提供的一种基于视听不一致效应的声环境主观感受调控方法，包括以下步骤：

4、利用声学测量工具对原始场景中的声环境进行声学测量和声采样，得到声环境样本；采用声音识别技术对声环境进行检测，得到声环境中的烦恼声音成分；

5、采用机器匹配或人工设计方法，得到主要声音成分与所述烦恼声音成分相似但声环境舒适性主观评分更高的一个或多个调控场景；

6、提取调控场景中的视觉场景，将视觉场景的整体或局部融入到原始场景，保持原始场景中的声环境不变，形成视听不一致，得到待评估场景；每种待评估场景对应一种调控方案；

7、实际搭建或基于声环境样本采用虚拟技术模拟待评估场景，并征集多位受试者在待评估场景中采用等级量表对各调控方案中的声主观感受进行主观评价，依据声主观感受的改善程度得到最优调控方案，实施所述最优调控方案并做后评价以确认调控效果。

8、本发明针对原始场景中明显影响人体主观感受的烦恼声音成分，通过找到声音成分与烦恼声音成分相近但让人感受舒适的视觉场景，并将视觉场景融入原始场景中，利用视觉场景与烦恼声音成分的视听不一致效应，调控人体对声环境的主观感受。

9、进一步的，所述声学测量，为通过声级计或其他带有声学测量功能的仪器设备对声环境进行测量，得到声环境的连续等效a声级、最大a声级、背景噪声级以及声音时频特性，用于声环境强度定标。

10、进一步的，所述声采样，需要用高保真录音设备对原始场景中的声环境进行录制，保留双耳信息和空间音频信息，用于声环境中烦恼声音成分的线下识别和最终的调控结果检验。

11、进一步的，所述声音识别技术，包括人工经验识别和机器识别。

12、进一步的，所述人工经验识别，是指让处在原始场景中的专家依据现场主观感受及个人经验，判断声源类别以及对人的干扰程度，指出声环境中能够明显影响人体主观感受的烦恼声音成分。

13、进一步的，所述机器识别，是指将声环境样本输入预训练的深度神经网络，基于声环境的声音时频特性，与已知声源数据库进行对比，判断声环境的声源类别，依据声源类别得到烦恼声音成分。

14、进一步的，所述采用机器匹配，包括：

15、基于机器匹配方法，对烦恼声音成分进行声学特征分析，所述声学特征包括不同频段声能占比、时域波形、粗糙度、尖锐度、波动度、音调度；

16、基于预构建的包含大量声样本及对应场景的数据库，将得到的声学特征以相同的权重与数据库中声样本的声学特征进行相似度分析，得到总体相似度，根据数据库中不同场景下的总体相似度由高到低，筛选出总体相似度高于预设相似度阈值的场景作为候选场景；

17、针对得到的候选场景，通过人工进行声环境舒适性评判，选取声环境舒适性主观评分高于预设舒适度阈值的场景，作为调控场景。

18、进一步的，所述人工设计方法，是指由专家直接根据经验设计出主要声音成分与所述烦恼声音成分相似但声环境舒适性主观评分更高的一个或多个调控场景。

19、进一步的，所述声环境舒适性主观评分，参照gb/t 42473-2023“声学噪声烦恼度的评价和预测方法”或gb/z 21233-2007“声学应用社会调查和社会声学调查评价噪声烦恼度”标准，采用数字等级量表或描述性等级量表获得声环境舒适性主观评分。

20、进一步的，所述将视觉场景的整体或局部融入原始场景，包括：

21、当将视觉场景的整体融入原始场景时，是指采用视觉场景的整体替换整个原始场景中的视觉内容；

22、当将视觉场景的局部融入原始场景时，是指采用视觉场景的局部替换原始场景中烦恼声音成分的声源位置的场景。

23、本发明的有益效果如下：

24、本发明提出的声环境主观感受调控方法，充分利用人体视觉和听觉感官信息，通过视听不一致效应，实现调控人体主观感受的目的。将本发明提出的方法应用在噪声控制领域，不同于传统的噪声控制方法，它不改变原来的声环境，而是从人体视听交互作用出发，通过改变视觉场景，调控人体对声环境的主观感受，为改善某些降噪措施实施困难或代价太大的场合的声环境提供了一种新的思路。