声音听觉
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人耳听觉系统复杂,其生理结构和听觉特性尚未完全从生理解剖角度解释,目前研究限于心理声学和语言声学。人耳对不同强度、频率声音的听觉范围称为声域,主观感受包括响度、音高、音色以及掩蔽效应、高频定位等特性。 ADFASDFAF23RQ23R
一、声音三要素编辑本段
1. 响度
响度表示声音能量的强弱,主要取决于声波振幅,用声压(帕)或声强(瓦/平方厘米)计量,声压级单位为分贝(dB)。心理感受用宋(Sone)度量,定义1kHz、40dB纯音的响度为1宋;响度级单位为口方(phon),即某声音与1kHz纯音等响时的声压级分贝数。正常人听觉强度范围为0dB-140dB(或-5dB-130dB)。听阈(刚能听到)和痛阈(感到疼痛)随频率变化,等响度曲线(弗莱彻-芒森曲线)间为人耳听觉范围。1kHz纯音时,0-20dB为宁静声,30-40dB为微弱声,50-70dB为正常声,80-100dB为响音声,110-130dB为极响声。人耳对3-5kHz声音最敏感,低频(<800Hz)和高频(>5kHz)灵敏度低。通常200Hz-3kHz语音以60-70dB为宜,音乐以80-90dB最佳。
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2. 音高
音高(音调)主观上取决于声波基频,频率高则音调高,单位赫兹(Hz)。心理感受单位是“美”,定义40dB的1kHz纯音为1000美。人耳可听频率范围20Hz-20kHz。音高与频率对数成正比,40dB纯音频率每增加一倍频程(1倍),音高变化相同。音乐中1倍频程对应一个八度音阶。语音频率范围80Hz-12kHz,乐音更宽。 ADSFAEQWER353423413434
3. 音色
音色由声音波形的谐波频谱和包络决定,基音(基频)和泛音(谐波)构成。纯音为单一频率,复音含谐波。各次谐波比例和衰减决定音色特征,包络影响瞬态特性。高保真音响目标即还原原始声场,实现声源定位、空间包围感等临场效果。其他物理特性包括音值(音长),由振动持续时间决定。人耳听觉非线性,对高频信号感知包络而非单个周期,幅度分辨率低,对相位失真不敏感。
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二、人耳的掩蔽效应编辑本段
一个较弱声音(被掩蔽音)的听觉被较强声音(掩蔽音)影响的现象称为掩蔽效应。绝对闻阈为安静环境能听到的最小纯音,3kHz-5kHz绝对闻阈最小,800Hz-1500Hz范围内闻阈变化最不显著。掩蔽闻阈(掩蔽门限)下,被掩蔽弱音需提高的分贝值为掩蔽量(阈移)。 ADFASDFAF23RQ23R
1. 掩蔽效应
纯音对纯音、噪音对纯音的掩蔽结论:
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| 掩蔽类型 | 特点 |
|---|---|
| 纯音间掩蔽 | 中等强度时,最有效掩蔽在频率附近;低频可有效掩蔽高频,反之作用小。 |
| 噪音对纯音掩蔽 | 宽带噪声掩蔽门限在低频段高于噪声谱密度17dB,平坦;超过500Hz每十倍频程增大10dB。窄带噪声中,临界频带(单位巴克,1Bark)掩蔽最明显。20Hz-16kHz有24个子临界频带,掩蔽效应在临界频带外仍存在。 |
2. 掩蔽类型
参考资料编辑本段
- 弗莱彻, H., 芒森, W.A. (1933). 等响度曲线. 美国声学学会期刊.
- 王炳锡. (2005). 心理声学基础. 科学出版社.
- Zwicker, E., & Fastl, H. (1999). Psychoacoustics: Facts and Models. Springer.
- Moore, B.C.J. (2012). An Introduction to the Psychology of Hearing. Brill.
- 张维, 李明. (2010). 人耳听觉特性及其在音频编码中的应用. 声学学报, 35(2), 123-130.
- Yost, W.A. (2007). Fundamentals of Hearing: An Introduction. Academic Press.
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