声波与生理结构相互作用所产生的幅频响应特征对听觉定位有重要作用,尤其是中垂面定位,所以此幅频特性亦被称为声源定位谱特征。定位谱特征包括多个频谱峰谷成分,其中的谱谷是影响中垂面定位精度的重要因素。本论文对谱特征中的谱峰和谱谷特征进行了统计分析,并通过心理声学实验测量了谱谷位置的偏移阈值,最后采用客观模型对实验结果进行了初步验证。首先,以五个头相关传输函数数据库为研究对象,采用信号处理方法对位于中垂面和水平面的数据进行谱特征成分属性的提取,并进行显著性统计分析。统计结果表明:五库的谱谷位置随仰角变化显现出较为一致的变化趋势,并且不同仰角区域的谱谷位置之间显示出不同程度的显著差异,初步判断此种差异与定位能力有所关联;五库的谱谷位置随水平方位角的变化未能显现出较为一致的趋势。然后,根据上述所统计出的谱特征信息合成声信号,对谱特征中谱谷位置的偏移阈值进行了心理声学测量。实验采用三下一上的自适应逼近方法,受试者的响应方式为三间隔三强制选择(3I3AFC),实验变量为七个目标仰角(-30°、-15°、0°、15°、30°、45°、60°),每个仰角对应两种谱谷类型,每种谱谷类型分左、右逼近两种阈值测量模式。实验结果表明:谱谷目标频率对阈值有显著影响,左右逼近方向因素对阈值没有显著影响;第一谱谷平均偏移阈值约为0.5k Hz,第二谱谷平均阈值偏移约为1.0 k Hz,两者都有随目标频率上升而增大的趋势;此外,此阈值结果能与该区域仰角定位平均分辨能力相对应,说明仰角定位在一定程度上依靠感知谱谷位置的变化。最后,采用听觉差异评估模型PEAQ对上述谱谷偏移阈值实验进行客观评估。计算结果表明:大部分目标频率组的偏移差异评估都表现出较好的左右对称性;取特定ODG值为观察位置,第一和第二谱谷的左右偏移区间都表现出随着谱谷目标频率位置的升高而增大的趋势,而第二谱谷部分的偏移程度整体大于第一谱谷部分。模型评估的结果与实验测量的结果基本保持一致,一定程度上证明了实验数据的可靠性。本论文的工作有助于进一步理解中垂面定位的原理机制,同时也为听觉传输函数的定制及简化提供了参考和依据。