声目标识别中，如何提取有效特征以提高识别率一直是研究的热点。长期以来，研究者主要使用两种方法提取特征，一种是基于信号处理和变换提取时域、频域及非线性特征，另一种通过模拟听觉系统的听音过程提取响度、音调和音色等听觉感知特征。这两类特征虽然可以从不同角度对声音给予描述，但并未建立与声源的直接联系，因此最终的识别对象只能是“声音”而非“声源”，从而影响了目标识别能力的提高。近年来，声源的听觉辨识问题受到研究者的关注，发展出一种新的特征提取方法，即提取与构成声源的材料、尺寸和形状等物理属性有关的信息，由此获得的特征具有更加明确的物理意义，对声源的描述和分类也更加深入细致，从而有助于提高声目标的自动识别能力。本文针对声源物理属性辨识问题，围绕声源、声信号及听觉感知三者之间的联系，以合成冲击声和主观评价实验为手段，模拟了声源的受击振动与声辐射过程，给出了基于物理模型的时域冲击声合成方法，研究了听觉系统辨识声源材料和尺寸的性能，以及对声信息的整合特性，最终获得描述声源物理属性的恒定声线索。论文主要内容包括：（1）建立了球-板撞击的时域模型，提出一种将时域有限差分法（FDTD）和模态展开法（MEM）相结合的时域混合方法，求解板的振动方程，解决了混合方法中的模态截断和阻尼一致性问题，并对方法的高效性和有效性进行了仿真及实验验证。（2）以复杂结构受击振动响应的时域计算为目的，给出了结构模态阻尼的理论计算和实验测量方法，提出一种基于有限元（FEM）、模态展开（MEM）和边界元（BEM）的综合数值方法用于声音合成。实验结果表明，合成声与实际录音的时域包络、频谱结构以及衰减趋势基本一致，从而验证了该方法的有效性。（3）设计和完成了一系列主观评价实验，研究了听觉系统辨识声源物理属性的能力。首先研究了现场声、录音和合成声下的材料辨识结果；其次分析了尺寸和边界条件变化对材料辨识的影响；最后研究了合成声和录音下平板尺寸的辨识水平。（4）设计了冲击声连续统模型，通过在铝、玻璃和木材三种材料之间进行插值的方法，产生了材料连续变化的冲击声序列。利用不相似性评价实验和多维尺度分析，获得了材料辨识的感知空间，并对感知空间维度进行了物理解释。分别从时域、频域和听觉感知角度提取出一系列声特征，给出了特征的信息精确度和感知权重的计算方法，从而分别从客观和主观两种角度量化了声特征描述材料变化的能力，并分析了信息精确度和感知权重在材料自动识别中所起的作用，最终获得声源材料感知中的声信息整合策略。（5）利用铝和木材的合成冲击声，研究了受击板的尺寸感知空间维度，获得了尺寸的力学参数表征。通过对比不同声特征的信息精确度和感知权重，给出了尺寸辨识的可靠声线索，并分析了听者的尺寸感知策略。（6）对复杂结构的材料辨识展开研究，通过对比平板、加筋平板和圆柱壳的特征精确度计算结果，给出了不受声源类型影响的辨识材料的恒定声线索。综合信息精确度和感知权重的计算结果表明：听觉感知中，听者善于利用与材料有关的恒定声线索来完成感知任务，而忽略那些容易受声源类型和其它声源物理属性影响的声信息。