中国传媒大学传播声学研究所

Communication Acoustics Laboratory in Communication University of China
 





研究领域

Research Areas



    鉴于传播声学本身的特点,它在很大程度上是一个应用性的基础学科。所以,传播声学研究所的研究方向主要侧重于解决传播科学技术的应用实践中所面临的与声音有关的基础性和前沿性课题。近期的研究方向有:

一、传播语言声学
二、中国民族音乐的室内声学
三、虚拟声学环境
四、人耳听觉神经网络模型
五、录音和音频测量新技术v

各个研究方向具体的应用领域和初步的研究内容如下:

一、传播语言声学


       这个研究方向的应用领域有两个,一个是普通话水平的计算机辅助测试技术;第二个是播音发声教学的计算机辅助训练和评价系统。这两个领域都和学院的教学、科研和十五期间的学科建设紧密结合着。此方向的研是在学院的统一领导下,与播音学院及计算机学院合作进行。
     在九五期间,配合211工程的建设,在普通话的计算机辅助测试系统上做了一些初步的工作,但是这项工作只是一个起步性的工作,还达不到实际应用的要求,也没有涉及到将计算机用于普通话测试时所遇到的语言声学的核心问题。广播学院的播音专业是在全国独一无二的,在传播语言学方向开展的科研和开发必须具有自己的特色和自己的知识产权。欲达到这个目标,必须要从基础性的研究开始,没有捷径可走。将学院内声学、信息技术、和应用语言学科的力量结合起来,互相协作,这是广播学院在此方向开展研究的优势。

这个方向近期的具体研究内容包括:
 

普通话标准发音基本声学模型数据库的建立;
普通话单音节调性的声学特征分析;
用于普通话计算机辅助水平测试的模式识别技术;
普通话的主观评价量与客观声学参数的相关性;
声学环境对普通话机测精度的影响;
普通话计算机辅助水平测试的声学环境和声学设备标准;


其中最重要的是普通话标准发音基本声学模型数据库的建立。这个数据库是在此领域内开展学术研究和应用开发的基础。普通话水平客观测试项目是十五期间广播学院内的211工程重点建设项目。

 

二、中国民族音乐的室内声学


      随着国家经济的发展,各地已经开始兴建和规划许多演艺场馆,如音乐厅、歌剧院、多功能剧院、以及大型演播馆等。随着这股建设高潮,也出现了许多问题。其中音乐厅和以音乐为主的演播馆的问题最为突出。
      用于自然声演奏的音乐厅首先是个声学建筑,在西方,音乐厅的设计已经成了音乐文化的一部分。良好的音乐厅,首先考虑的是它的声学特征和音乐对音乐厅室内声学的要求。由于历史和文化的原因,西方音乐的声学文化或听闻环境和东方音乐有着截然的不同。基于历史和文化背景所演变而来的西方音乐厅的室内声学已经趋于成熟,但是东方音乐,特别是中国民族音乐的室内声学基本上是个空白,并存在许多严重的误解。形成这种局面的原因有:

民族音乐的发展历史和听闻习惯;
民族音乐的文化背景和演变;
民族乐器的个性与西洋乐器的协和性的差别;
民乐乐队与西方交响乐队演奏风格和协同方式的差别;
国内演艺场馆规划设计体制的僵化导致声学设计概念的缺乏;


      基于以上原因,目前在一些国家级的音乐厅和大型剧院的建设中已经出现了问题。这些目前国内在建的规模最大的音乐厅都委托国外声学顾问做声学设计,但是西方声学界对中国民族音乐声学文化的误解将会造成难以弥补的后果。在我所人员曾参与目前世界上声学规模最大的新加坡滨海艺术中心音乐厅的声学咨询和顾问工作中也深切感受到了类似的问题,此音乐厅的声学可调性兼顾了东西方音乐,但是却几乎无人知道如何调节音乐厅的声学环境,使得东方音乐达到最佳的听闻效果。因此,对民族音乐室内声学的研究是非常迫切的。这项研究不仅对目前和未来国内音乐厅和大型演播场馆的声学设计有重要的实用意义,对学院内录音艺术、和音乐传播学科的教学和学科建设也将会有积极的促进和带动作用。近期开展的具体研究内容有:

基于最佳混响理论,对民乐典型曲目的相关分析;
国内现有民乐演奏环境的声学调查;
国内民族乐团演奏风格的调查与研究;
民乐典型曲目最佳时空参数的实验室模拟和心理声学试验;

       中国民乐虽然没有西方交响乐那样的协和性和规模性,但是民乐曲目的历史比西方音乐要长得多,其表现的形式和内容也要比西方音乐要复杂得多。民族乐器的个性也给民族音乐室内声学的研究增加很多的复杂性和困难。随着中国经济的崛起,作为中国文化组成部分的中国的民族音乐也必将走向世界,成为国际性的音乐文化。而随之而来的民乐的室内声学问题也会很多、很复杂。以上的初步工作希望给以后的深层次的研究打下一个基础,有一个良好的开端。
 

 

三、虚拟声学环境

这个方向的应用领域包括:

录音作品的效果处理;
家庭影院和新一代立体声放音;
动画和影视节目的音响效果制作;
虚拟环境下的心理声学试验;


    国外对虚拟声学环境技术的研究已经有十几年的经验了,一些著名的广播科研机构,如BBC、NHK等都有专门的实验室进行这方面的研究,为下一代的虚拟立体声广播技术作预先研究,并已经取得了一定的成果。广播学院仿真实验室在数年前曾经立项研究虚拟音响技术,但是由于客观原因,此项目没有能够开展下去,只是做了一些前期性的工作。
    虚拟声学环境是未来立体声和家庭影院的一个发展方向,但是国内在此领域的研究还基本上是个空白。近期准备开展的工作:

建立虚拟声场示范研究实验室;
基本声学环境IRF数据库;
动态卷积技术研究;
虚拟影像与虚拟声场的配合;
大规模扬声器阵列技术;

 

四、人耳听觉神经网络模型

    在传播声学的许多应用领域都涉及到声音的主观评价问题,如普通话的水平测试、录音效果的主观评价、厅堂音质的主观评价、数字音频压缩技术的主观评价等等。在这些应用领域中有两个共同的问题,一是要耗费大量的人力;二是人的听觉系统复杂而难以把握。把不稳定甚至不收敛的主观评价变成或部分地变成为结果一致稳定的客观测量,是人们一直想努力做到的。
    声音的主观评价是一个心理声学的问题,现代电脑技术、控制技术、计算理论以及听觉系统解剖学的研究发展提供了一种可能性,就是用数理模型来模拟人的听觉系统和心理过程。因而对人的听觉模型的研究成了心理声学的一个前沿课题。
    人的听觉系统的生理模型决定于听觉系统的解剖结构,这已经有了比较公认的研究成果。但是人的听觉系统中核心部分也是最复杂的部分,听觉神经系统,至今人们对它的认识并不多。因为它过于复杂,无法用传统的解析手段来模拟,只能把它作为一个黑箱或灰色系统。人工神经网络计算技术的发展,提供了一种模拟人的听觉神经系统的手段。初步的研究工作涉及:

用多层感知机模拟基本声学主观参数判断的心理过程;
用反馈网络模拟基本声学主观参数判断的心理过程;
模糊神经网络模拟听觉神经网络的可行性;
基于人耳听觉神经基本微观结构构造人工神经网络模型;


    虽然此方向的研究起源于应用的需要,但是由于它的难度和深度,目前的研究还基本上是前沿性的纯学术研究。但是这个方向的研究涉及信号与信息处理学科,对相关的学科都有学术带动作用。

 

五、录音和音频测量新技术


       这个方向的研究结合学院内音频工程和录音艺术学科的教学、科研和学科建设。着眼于充实和提高此学科的教学和科研水平。
       在技术层面上来看,目前国内录音作品和录音专业队伍的水平与国外同行的差距巨大,形成这种局面的原因并不是硬件设施的水平,总体来说,国内录音界的设备水平甚至还要高于国外同行。但是国内录音界对录音工作本质内涵的认识、职业概念、职业精神等方面还存在着误解或处在原始和粗糙的阶段。没有形成科技艺术和科技进步引导艺术创新的概念和思路。
       国外许多大的广播机构和影视制作公司都非常重视录音新技术的研究和开发,这不只是为了提高录音制作的技术水平,新技术的开发也为艺术创造开辟了新的手段和表现形式。艺术的生命力除了求精,更在于创新。而对录音艺术来说,它的创新实际上离不开录音新技术的运用。
       特技录音技术是录音新技术研究的一个主要的课题来源和应用领域。特技录音技术的研究开发不仅为影视音响创造了新的和更多的艺术表现空间,也可为大型的文化体育活动的录音转播提供高质量的音响素材。随着国家的发展,中国将举行许多大型的国际赛事和文化活动,如奥运会和世界博览会等。国内影视业的发展也必将走向国际化,影视音响的制作质量也急需提高。特技录音新技术的需求也会越来越多。因此,结合学院的实际情况,将特技录音新技术的研究开发作为录音和音频测量新技术方向的侧重点是合适的。初步准备开展的工作:

极限环境条件下声音的拾取方法和传感器;
特殊介质中的录音技术;
特殊声源和微弱声的录音技术;
音响系统性能客观检测新技术;


这些工作的开展将密切结合录音专业的研究生培养和高年级本科生的毕业设计。