周文婷++孟琪

摘要：聲景是研究聲音、使用者、空間以及環(huán)境間相互關(guān)聯(lián)的新興學(xué)科，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)則可通過(guò)分析和學(xué)習(xí)大量已有的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，總結(jié)研究對(duì)象與影響因素間的關(guān)系，并由這些“關(guān)系”預(yù)測(cè)未知結(jié)果，故綜合聲景研究與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可預(yù)測(cè)使用者在不同環(huán)境下的聲景觀感受。在運(yùn)動(dòng)心理學(xué)領(lǐng)域，對(duì)比賽場(chǎng)地聲景預(yù)測(cè)可用于對(duì)賽前的運(yùn)動(dòng)員心理進(jìn)行調(diào)控，從而可作為新的研究策略用于未來(lái)各運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的賽前備戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞：賽前心理調(diào)控；人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；比賽場(chǎng)地；聲景預(yù)測(cè)

中圖分類(lèi)號(hào)：G804 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008 - 2808（ 2015） 03-0015-07

Abstract：Research of soundscape is a new kind of research which studies the association a-mong sounds， user， space and environment. Artificial neural network， however， concludesthe relationship between experimental subjects and influent effects by analyzing and learningamount of existing evaluation data and enhance predicts the unknown results according to therelationship. Therefore， by combining these two researches， people could predict the sound-scape feelings of users in different environments and in physical psychology field， peoplecould regulate the athletes' psychological situation before competitions using soundscape pre-diction of the venue. Thus， it could be used for the preparation of competitions for the ath-letes of different sports.

Key words：Psychological regulation before competitions； Artificial neural network； Venue ；Prediction of soundscape

對(duì)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員而言，大賽中的臨場(chǎng)發(fā)揮是檢驗(yàn)其訓(xùn)練水平及賽前備戰(zhàn)情況的最顯著標(biāo)志，受多種因素影響，其中運(yùn)動(dòng)員的心理適應(yīng)能力及臨場(chǎng)調(diào)控水平是重要的組成部分。一般認(rèn)為，賽前心理調(diào)控是運(yùn)動(dòng)員在比賽前針對(duì)比賽激烈程度、競(jìng)技水平等對(duì)其心理狀態(tài)進(jìn)行的調(diào)節(jié)與控制。從決定運(yùn)動(dòng)員比賽成績(jī)的內(nèi)部因素分析，則運(yùn)動(dòng)員的比賽成績(jī)?nèi)Q于比賽表現(xiàn)，而比賽表現(xiàn)取決于賽前身體、技戰(zhàn)術(shù)和心理狀態(tài)[1]。姚家新等在2010年發(fā)表的《中國(guó)運(yùn)動(dòng)心理學(xué)發(fā)展的現(xiàn)狀與展望》中指出，當(dāng)前的

（1）通過(guò)輸入層導(dǎo)人基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)需要大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行交互計(jì)算，這些數(shù)據(jù)一般通過(guò)前期調(diào)研和計(jì)算獲得。

（2）通過(guò)隱藏層進(jìn)行數(shù)據(jù)訓(xùn)練。在隱藏層中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)均被賦予一個(gè)權(quán)重，而該權(quán)重由因子的數(shù)量、網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練次數(shù)、隱藏層結(jié)構(gòu)和計(jì)算函數(shù)共同決定。

（3）通過(guò)輸出層導(dǎo)出計(jì)算結(jié)果。以聲景觀預(yù)測(cè)為例，網(wǎng)絡(luò)會(huì)把計(jì)算出的預(yù)測(cè)結(jié)果與聲景觀的實(shí)際評(píng)價(jià)結(jié)果相比較。若出入較大，則重新計(jì)算，分配權(quán)重，直到與實(shí)測(cè)結(jié)果達(dá)到最佳擬合度為止。

1.2 輸入數(shù)據(jù)的采集與分析

聲景觀評(píng)價(jià)的作用是衡量人對(duì)聲音的主觀感受，包括主觀響度、聲舒適度、聲喜好等幾個(gè)層面。這些主觀感受以及影響主觀感受的因素需要通過(guò)主觀調(diào)查和客觀測(cè)量來(lái)采集。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)則作為聯(lián)系影響因素和主觀感受之間的橋梁。每個(gè)影響因素都作為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入因子，與作為網(wǎng)絡(luò)輸出因子的主觀感受一一對(duì)應(yīng)。為了達(dá)到滿足評(píng)價(jià)主觀感受的準(zhǔn)確度要求，需要大量的收集的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)作為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入單元。故而，在建立人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)聲景觀預(yù)測(cè)模型前，需針對(duì)研究范圍采集相關(guān)的研究數(shù)據(jù)，并分析這些數(shù)據(jù)與聲景觀的聯(lián)系，具體流程見(jiàn)圖2。

2 聲景研究概述

聲景研究，最早始于20世紀(jì)60年代加拿大Schafer的杰出工作。作為音樂(lè)家和作曲家，Scha-fer早期致力于研究人耳、使用者、聲環(huán)境和社會(huì)之間的關(guān)系[5]，并在上世紀(jì)60年代至70年代期間，使聲環(huán)境的重要性被廣泛認(rèn)識(shí)，全球聲景研究學(xué)會(huì)從而得以建立[6]。1993年，世界聲景論壇成立，其成員組成涉及聲學(xué)、藝術(shù)學(xué)、人類(lèi)學(xué)、建筑學(xué)、傳媒學(xué)等多個(gè)學(xué)科的研究人員，通過(guò)在自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)和文化學(xué)等方面的探索，他們?cè)谧匀宦暸c人工聲環(huán)境下，繪制了各學(xué)科研究范圍內(nèi)的聲景藍(lán)圖[5]。

2.1 國(guó)外聲景研究進(jìn)展

目前，國(guó)外聲景學(xué)的研究范疇已十分廣泛，研究不僅涉及聲景與環(huán)境保護(hù)、心理認(rèn)知、人體健康及社會(huì)文化等諸多方面，在電聲系統(tǒng)、音響、軟件等方面也多有涉獵，并最終與聲品質(zhì)，如汽車(chē)制造、設(shè)備加T、印刷和交通等方面研究密切關(guān)聯(lián)[7]。不難發(fā)現(xiàn)，迄今為止的聲景研究主要從聲音、使用者、空間和環(huán)境四方面開(kāi)展，故以下將就此四部分內(nèi)容進(jìn)行探討，以概述國(guó)外相關(guān)研究的成果。

2.1.1 聲音獨(dú)立聲音對(duì)人具有影響。1969年，Southworth等[8]研究發(fā)現(xiàn)，聲喜好的影響因素較聲音的物理屬性更復(fù)雜，且這種聲喜好可隨聲音的新穎性、語(yǔ)義性和文化性增強(qiáng)而提高，隨后Delage等[9]和Rabimbault等[10]分別根據(jù)語(yǔ)意類(lèi)別和聲音中是否有人的參與，對(duì)聲音進(jìn)行了分類(lèi)。在1998年的兩項(xiàng)日本研究中，Iwamiya等[11]調(diào)查了居住在日本福岡的外國(guó)僑民的家鄉(xiāng)聲景特征，Tamura等[12]則著重研究了聲音的類(lèi)型與主觀評(píng)價(jià)。結(jié)果，前者研究中福岡僑民均認(rèn)為家鄉(xiāng)的聲景與日本的聲景間存在諸多差異，后者則發(fā)現(xiàn)人們最喜歡與最不喜歡的身邊聲音類(lèi)型各不相同。2001年Fastl等[13]研究了聲音的語(yǔ)義與主觀評(píng)價(jià)間的關(guān)聯(lián)。他采集了生活中一些帶語(yǔ)義的聲音，而后去掉這些聲音的語(yǔ)義，僅保留其響度等物理特征，并在受試者中對(duì)兩組數(shù)據(jù)分別進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果表明受試者的主觀評(píng)價(jià)結(jié)果部分受到了聲音語(yǔ)義部分的影響，與Bodde等[14]的研究結(jié)果不謀而合。endprint

除了以上研究，近年來(lái)Nilsson等[15]、Berglund等[16]及Hatfield等[17]還分別就聲音的響度與主觀評(píng)價(jià)以及聲源屬性與聲音效果的關(guān)系進(jìn)行了多角度、多層次的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不僅聲音響度會(huì)顯著影響人們的主觀感受，聲源的遠(yuǎn)近、動(dòng)靜、角度、數(shù)量、開(kāi)敞性和持續(xù)性也均會(huì)影響聲音的主觀評(píng)價(jià)的結(jié)果。

2.1.2 使用者 使用者是感受聲音的主體，在聲音的敏感度方面差異顯著。Ellermeier[18]等認(rèn)為，個(gè)體的聲敏感度存在顯著的個(gè)體差異，并決定了其對(duì)大多數(shù)聲音的感受，即個(gè)體的聲音主觀評(píng)價(jià)主要取決于心理對(duì)聲音的印象，故使用者本身的聲喜好決定了主觀判斷的主要影響因素，在這其中，聲壓級(jí)的高低[9-21]、使用者的年齡差異[22-25]、性別[26-27]以及社會(huì)文化因素[28-29]、個(gè)體的聲音閱歷[30-32]均可能影響聲景評(píng)價(jià)。研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期處于高聲壓級(jí)環(huán)境下的人群要么更關(guān)心和同情他人，對(duì)環(huán)境更重視，更聰慧和具有創(chuàng)造力[19]，要么與此完全相悖[20-21]；個(gè)體年齡會(huì)影響不同聲壓級(jí)室外環(huán)境下個(gè)體對(duì)聲壓級(jí)和聲舒適的感受[24]，而個(gè)體聲喜好可受經(jīng)驗(yàn)影響[25]；女性較男性聲音敏感性更強(qiáng)[26-27]；人們?cè)诔鞘兄械摹岸毫舻臅r(shí)間”、“對(duì)所處環(huán)境的定義”和“付出的社會(huì)責(zé)任”影響了他們對(duì)城市環(huán)境聲質(zhì)量的評(píng)價(jià)[28]，所處環(huán)境相同者的聲喜好相似，不同者間則差異較顯著[29]；而個(gè)體對(duì)聲音的熟知程度[3]及歷史情況在時(shí)間上的大幅改變[32]均可能導(dǎo)致個(gè)體聲景評(píng)價(jià)的差異。

2.1.3 空間 混響時(shí)間的長(zhǎng)短由空間的大小決定，但康健等的研究發(fā)現(xiàn)，聲壓級(jí)恒定的情況下，聲音的煩惱度隨混響時(shí)間的增長(zhǎng)而加強(qiáng)[33]，選擇合適的混響時(shí)間可增強(qiáng)街道音樂(lè)廣播的舒適度[35]，空間的不同用途則影響了使用者對(duì)不同類(lèi)型聲音舒適度感受間的差異[25]。

2.1.4 環(huán)境環(huán)境與聲景研究中視聽(tīng)關(guān)系是重要的研究方向，在視聽(tīng)環(huán)境中重視視覺(jué)景觀，聽(tīng)覺(jué)感受會(huì)降低，反之亦然。例如，研究發(fā)現(xiàn)，城市內(nèi)的景觀越多，與之相關(guān)的聽(tīng)覺(jué)感覺(jué)就越復(fù)雜[35]，而實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，視覺(jué)參數(shù)遠(yuǎn)較聽(tīng)覺(jué)信息的影響更大[36]，風(fēng)景優(yōu)美的環(huán)境可降低人的聲煩惱度[37]，聽(tīng)覺(jué)則可借助增加識(shí)別功能和增強(qiáng)聲音的語(yǔ)義性增加受試者的視覺(jué)景觀[38]。

2.2 國(guó)內(nèi)研究概述

相較于國(guó)外研究，國(guó)內(nèi)的聲景研究起步較晚，雖然1998年臺(tái)灣新竹清華大學(xué)的王俊秀[39]就撰文論述了聲景的由來(lái)和釋義，并對(duì)聲景研究與傳統(tǒng)聲學(xué)研究進(jìn)行了比較，國(guó)內(nèi)的聲景研究卻直到本世紀(jì)初才逐步開(kāi)展起來(lái)，且目前仍處于探索階段，其主要成果體現(xiàn)為：

2. 2.1 聲景的教育指導(dǎo) 2001年李國(guó)棋[40]對(duì)北京市民進(jìn)行了聲景教育，詳細(xì)介紹世界各地聲景的研究現(xiàn)狀，論述了聲景學(xué)與傳統(tǒng)聲學(xué)和傳統(tǒng)景觀學(xué)的區(qū)別，在收集大量聲音素材的基礎(chǔ)上，建立了“聲音博物館”，為聲景研究提供了難得的資料。2005年，秦佑國(guó)[4]從環(huán)境、人和聲音等角度定義了聲景學(xué)的范疇，認(rèn)為聲景學(xué)需研究視覺(jué)景觀與聲音的配合和協(xié)同關(guān)系以及人與聲音的關(guān)系中環(huán)境的影響，并否定了虛擬場(chǎng)景與環(huán)境的配音作為聲景學(xué)的研究范疇。

2. 2.2 聲景的研究評(píng)價(jià) 近十年來(lái)，國(guó)內(nèi)學(xué)者紛紛就城市中的聲景情況進(jìn)行了多角度研究，不僅包括城市公共開(kāi)放空間中的聲景研究[42]、城市景觀設(shè)計(jì)層次[43]、城市居民聲喜好情況調(diào)查[44]、還包括了對(duì)古代社會(huì)聲環(huán)境的重構(gòu)[45]、對(duì)國(guó)內(nèi)外公園[46-47]及中國(guó)古典園林[48-49]聲景特征的探索、對(duì)大學(xué)內(nèi)工作環(huán)境和學(xué)習(xí)環(huán)境下人聲喜好的調(diào)查[50]，以及對(duì)聲景研究的主體和客體、內(nèi)涵和外延的重新界定[51]，獲得了大量有益的結(jié)果，大大豐富了當(dāng)前的聲景研究，為其進(jìn)一步的分析和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

3 運(yùn)動(dòng)員賽前心理調(diào)控與比賽場(chǎng)地聲景預(yù)測(cè)

3.1 運(yùn)動(dòng)員賽前心理調(diào)控

在各種運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中，隨著比賽時(shí)間的臨近，運(yùn)動(dòng)員的技、戰(zhàn)術(shù)水平和身體狀態(tài)已難以再有太大的變化，而伴隨著運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)水平的不斷提高，心理因素對(duì)比賽的影響就越來(lái)越大，其情緒上的細(xì)微變化往往會(huì)導(dǎo)致競(jìng)技狀態(tài)的大起大落，從而直接影響到比賽的結(jié)果，故國(guó)內(nèi)外各高水平運(yùn)動(dòng)隊(duì)均十分重視運(yùn)動(dòng)員的賽前心理準(zhǔn)備，并將它作為培養(yǎng)運(yùn)動(dòng)員最佳競(jìng)技狀態(tài)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)[52]。

當(dāng)前，運(yùn)動(dòng)員賽前心理狀態(tài)的典型表現(xiàn)包括賽前過(guò)度興奮狀態(tài)、賽前淡漠狀態(tài)和賽前盲目自信狀態(tài)，其不良心理狀態(tài)的原因包括了主觀與客觀兩方面原因[52-53]。運(yùn)動(dòng)員的賽前心理準(zhǔn)備通常由運(yùn)動(dòng)心理學(xué)專(zhuān)家、領(lǐng)隊(duì)、總教練、教練員和運(yùn)動(dòng)員共同完成，其賽前心理狀態(tài)調(diào)控策略則包括參賽角色的合理定位、比賽欲望的調(diào)節(jié)策略、運(yùn)動(dòng)員自我臨場(chǎng)應(yīng)激心理調(diào)節(jié)及自我心理控制[52]，即通過(guò)增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)員自信、制定合理的參賽目標(biāo)、賽前預(yù)測(cè)，模擬訓(xùn)練及積蓄賽前的心理潛力等方法[53]，調(diào)整運(yùn)動(dòng)員的不良心理狀態(tài)，全心全意備戰(zhàn)比賽。

3.2 比賽場(chǎng)地聲景預(yù)測(cè)

如前所述，對(duì)不同環(huán)境下的聲景觀，只要事先經(jīng)過(guò)大量的調(diào)研和測(cè)量，掌握該環(huán)境聲景觀評(píng)價(jià)的影響因素，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就可以通過(guò)計(jì)算了解這些因素對(duì)聲景觀評(píng)價(jià)的影響趨勢(shì)，從而預(yù)測(cè)出該環(huán)境下聲景觀的感受。

運(yùn)動(dòng)員，尤其是優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員，其競(jìng)技水平的臨場(chǎng)發(fā)揮常常受心理因素影響。無(wú)論室內(nèi)還是室外運(yùn)動(dòng)，其比賽場(chǎng)地的環(huán)境與常規(guī)訓(xùn)練時(shí)比往往相干差萬(wàn)別。突發(fā)的聲響、不適的聲環(huán)境以及沉重的競(jìng)賽壓力，對(duì)于優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的能力發(fā)揮及成績(jī)?nèi)〉糜绊懮醮?，不僅如此，經(jīng)過(guò)多年研究，雖然出現(xiàn)了一些關(guān)于不同專(zhuān)項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員比賽中心理調(diào)控策略的研究，迄今為止卻尚未出現(xiàn)一種準(zhǔn)確的模型來(lái)提前預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)員對(duì)比賽場(chǎng)地環(huán)境的心理適應(yīng)情況，即相關(guān)研究仍處于“頭痛醫(yī)頭腳痛醫(yī)腳”的狀態(tài)，難以實(shí)現(xiàn)提前針對(duì)運(yùn)動(dòng)員個(gè)體情況制定比賽戰(zhàn)術(shù)和策略，對(duì)運(yùn)動(dòng)員全面提高競(jìng)技能力和比賽成績(jī)效果有限。故而，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)比賽場(chǎng)地聲景，在日常訓(xùn)練中模擬該比賽環(huán)境，使運(yùn)動(dòng)員對(duì)其逐漸產(chǎn)生心理適應(yīng)或針對(duì)突發(fā)狀況提前進(jìn)行心理調(diào)控，對(duì)于運(yùn)動(dòng)員備戰(zhàn)大型比賽，盡早進(jìn)入最佳競(jìng)技狀態(tài)，繼而獲得理想成績(jī)就顯得尤為重要，而利用比賽場(chǎng)地聲景預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)該項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員對(duì)其他比賽環(huán)境的心理反應(yīng)，對(duì)于制定個(gè)性化比賽戰(zhàn)術(shù)，獲得最優(yōu)戰(zhàn)績(jī)具有重要的實(shí)踐價(jià)值，具體實(shí)驗(yàn)流程見(jiàn)圖3。endprint

4 結(jié)論

本文從實(shí)踐角度出發(fā)，介紹了聲景研究概括以及基于人T神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的聲景觀預(yù)測(cè)的理論、方法和實(shí)現(xiàn)過(guò)程。通過(guò)大量研究表明，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)聲景觀預(yù)測(cè)模型具有以下特點(diǎn)：（1）科學(xué)合理：科學(xué)的數(shù)據(jù)采集、分析方法和模型的構(gòu)建過(guò)程保證了模型的計(jì)算結(jié)果精確。（2）直觀明晰：模型的結(jié)果定量化，能清晰地反映出不同使用者在特定空間環(huán)境內(nèi)的感受。（3）便于應(yīng)用：適合不同背景的專(zhuān)業(yè)人員，只需要輸入所關(guān)注的影響因子，就可以自動(dòng)計(jì)算出預(yù)測(cè)結(jié)果，并可以根據(jù)需要修改設(shè)計(jì)，以達(dá)到最佳的效果。

基于以上特點(diǎn)，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型不僅可以應(yīng)用在聲環(huán)境、建筑設(shè)計(jì)、城市規(guī)劃等領(lǐng)域，在運(yùn)動(dòng)心理學(xué)領(lǐng)域也可能發(fā)揮巨大的作用，為我國(guó)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的賽前心理調(diào)控及賽前個(gè)性化戰(zhàn)術(shù)制定提供新思路。

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