下面我们来探讨一下听觉系统是如何在水平方向和垂直方向定位声源的。

水平方向的声源定位主要取决于双耳分析功能，即听觉中枢通过比较双耳接受声音的时间及强度来决定声源的位置。让我们设想声音如果从左侧传来，声音必然会先抵达左耳，经过一定时间差后，声音抵达右耳，这一时间差即为耳间时间差。声波的波长小于头的直径的声音可经声衍射的方式从头的一侧绕到另一侧，最长的头部声衍射的距离为23cm，以大气中声速为340m/s为例，这一距离造成的最大耳间时间差约为0.67ms，即相当于一个1.5Hz纯音的周期。耳间时间差在听觉系统体现为耳间相位差，高于1.5Hz的声音由于耳间相位差大于360。 ，因而耳间时间差不能提供确切的声源信息。事实上，高于1.5Hz的声音不能真正在头部形成声衍射，高于2Hz的声音从头的一侧向另一侧传播时会形成头影。

头影是耳间声级差形成的原理，而耳间声级差则是定位高频声的声学依据，耳间声级差的大小随频率不同而异。一般来说，频率越高耳间声级差越大，高于5kHz或6kHz的声音可形成高达20dB的耳间声级差，如此大的耳间声级差无疑有助于这些高频声的定位。

水平面的双耳声源定位在低频时主要依赖于耳间时间差，而在高频时，主要依赖于耳间声级差。中频段耳间时间差不能提供确切的声源信息而耳间声级差又太小，这使得2k~3kHz这样的中频纯音的定位准确性较差。

垂直地面的声源定位不依赖于耳间差的声学信息，而是依赖于频谱信息。在正中垂直面，所有位置的耳间时间差或耳间声级差均为0，在非正中垂直面，所有位置都在由耳向外扩展的一个椎体面上，此椎体面上任何一点的耳间时间差或耳间声级差均为一常数，因此，耳间差在垂直面或前后方向的定位上提供的是含糊的声学信息，这一椎体被称为“模糊椎体”。

耳廓表面凹凸不平，声波与其在耳甲腔形成的反射波相混合，使得原声波的频谱出现了一些特有的谱峰或谱谷，由于反射波的形成决定于声源垂直面的角度，因此，不同垂直面的声源形成了频谱上各不相同的特性。由于垂直面声源的定位依赖于频谱形状，声源必须具备有较宽的频带才能被准确的定位，纯音或窄带噪声在垂直面定位上造成相当大的误差，另外，与水平面声源定位不同之处是垂直面声源定位不需要双耳的作用，在单耳听觉的情况下，如堵住一侧耳或测试单侧听力损失患者时，声源垂直面的定位不太受影响，而水平面方向的定位则全偏向于好耳侧。