Page 43 - 《振动工程学报》2025年第8期

第 8 期 刘兆海，等： 适用于圆窗激振的人耳生理响度模型研究 1683

图 10 耳膜处 94 dB SPL 声激励下镫骨振速 图 13 基底膜位移
Fig. 10 Stapes vibration velocities for 94 dB SPL acoustic Fig. 13 Basilar membrane displacement
stimulation at eardrum
试验数据进行对比。模型计算结果与文献中的试验
3. 1. 3 内耳模型的验证
数据十分吻合。该结果表明本文听觉外周模型准确
为了验证内耳模型的可靠性，将模型计算结果
地模拟了不同声压级激励下基底膜的位移，并且外
与基底膜选频特性、频响特性和位移的文献中试验
毛细胞模型较好地模拟了耳蜗放大作用。
数据进行了对比。 综上所述，本文听觉外周模型能够较好模拟人
如图 11 所示，内耳模型计算结果与文献［36］中 耳各种传声特性，模型的可靠性得到了较为全面的
颞骨试验数据十分吻合。该结果表明该内耳模型准 验证。

确地模拟了基底膜的选频特性。
3. 2 响度模型的验证

3. 2. 1 等响曲线
本文响度模型数据处理后端中参数的调整目标
［18］
为国际标准 ISO 226：2023 中等响曲线，该曲线是
基于 18 岁至 25 岁正常听力受试者测听获得。优化
后本文响度模型的等响曲线如图 14 所示，可见模型
计算结果与 ISO 226：2023 ［18］ 中等响曲线较为吻合。
该结果表明本文响度模型能够较为准确地计算不同
声 压 级 、不 同 激 励 频 率 下 正 常 人 耳 感 知 到 的 响
图 11 基底膜的选频特性 度级。
Fig. 11 Frequency selectivity of the basilar membrane

如图 12 所示，本文模型距镫骨 12 mm 处基底膜
振速的频响曲线与文献［37‑38］的颞骨试验数据较
为一致。该结果表明内耳模型较好地模拟了中耳到
内耳的传声特性和基底膜的频响特性。

图 14 等响曲线
Fig. 14 Equal-loudness contours

3. 2. 2 带宽噪声的响度
参照文献［40］中不同带宽的噪声与对比噪声进
图 12 基底膜相对振速等级
行等响度匹配的试验，验证本文响度模型计算带宽
Fig. 12 Basilar membrane relative vibration velocities level
噪声响度的能力。如图 15 所示，将模型计算结果与
如图 13 所示，将被动和主动内耳模型的计算结 文献［40］中 22 名正常听力受试者的试验数据进行
果分别与文献［39］中死亡和存活耳蜗的基底膜位移 了对比。对于 30 dB SPL 3500 Hz 带宽噪声，模型计