人耳聽(tīng)覺(jué)特性

1、第二章第二章 人耳聽(tīng)人耳聽(tīng)覺(jué)覺(jué)特性特性 人耳聽(tīng)人耳聽(tīng)覺(jué)與覺(jué)與聽(tīng)聽(tīng)覺(jué)覺(jué)特性特性 人耳聽(tīng)感基本特征人耳聽(tīng)感基本特征 立體立體聲聲的聽(tīng)的聽(tīng)覺(jué)覺(jué)機(jī)理機(jī)理 2.1 人耳聽(tīng)人耳聽(tīng)覺(jué)與覺(jué)與聽(tīng)聽(tīng)覺(jué)覺(jué)特性特性 一、人耳的構(gòu)造一、人耳的構(gòu)造 人耳有雙重感覺(jué)功能，聽(tīng)覺(jué)器官、位置人耳有雙重感覺(jué)功能，聽(tīng)覺(jué)器官、位置 和平衡感覺(jué)器官。和平衡感覺(jué)器官。 聲聲源源耳廓（收集耳廓（收集聲聲波）波）外耳道（使外耳道（使聲聲波通波通過(guò)過(guò)）鼓膜（鼓膜（將聲將聲波波轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換成成 振振動(dòng)動(dòng)）耳耳蝸蝸（將將振振動(dòng)轉(zhuǎn)換動(dòng)轉(zhuǎn)換成神成神經(jīng)經(jīng)沖沖動(dòng)動(dòng)）聽(tīng)神聽(tīng)神經(jīng)經(jīng)（傳遞傳遞沖沖動(dòng)動(dòng)）大大腦腦聽(tīng)聽(tīng) 覺(jué)覺(jué)中中樞樞（形成聽(tīng)（形成聽(tīng)覺(jué)覺(jué)）。）。 2.1

2、人耳聽(tīng)人耳聽(tīng)覺(jué)與覺(jué)與聽(tīng)聽(tīng)覺(jué)覺(jué)特性特性 1、外耳-拾音 作用：作用： u耳廓可以將聲音進(jìn)行聚焦并傳至中耳。耳廓可以將聲音進(jìn)行聚焦并傳至中耳。 u利用耳廓進(jìn)行聲源定位。利用耳廓進(jìn)行聲源定位。 u利用耳道對(duì)聲波進(jìn)行共鳴放大。利用耳道對(duì)聲波進(jìn)行共鳴放大。 2.1 人耳聽(tīng)人耳聽(tīng)覺(jué)與覺(jué)與聽(tīng)聽(tīng)覺(jué)覺(jué)特性特性 2、中耳-放大 作用：作用： u耳膜接收到的聲波壓力在聽(tīng)小骨傳導(dǎo)的過(guò)程耳膜接收到的聲波壓力在聽(tīng)小骨傳導(dǎo)的過(guò)程 中得到放大。中得到放大。 u對(duì)外耳的空氣與內(nèi)耳的淋巴液起著阻抗匹配對(duì)外耳的空氣與內(nèi)耳的淋巴液起著阻抗匹配 的作用。的作用。 2.1 人耳聽(tīng)人耳聽(tīng)覺(jué)與覺(jué)與聽(tīng)聽(tīng)覺(jué)覺(jué)特性特性 3、內(nèi)耳-信號(hào)分析 作用：

3、作用： u將聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成生物電信號(hào)，傳導(dǎo)至大腦。將聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成生物電信號(hào)，傳導(dǎo)至大腦。 u對(duì)聲波信號(hào)做初級(jí)分析，對(duì)聲音的響度、音對(duì)聲波信號(hào)做初級(jí)分析，對(duì)聲音的響度、音 高、音色的分析。高、音色的分析。 2.1 人耳聽(tīng)人耳聽(tīng)覺(jué)與覺(jué)與聽(tīng)聽(tīng)覺(jué)覺(jué)特性特性 二、我們?nèi)绾胃兄曇舳?、我們?nèi)绾胃兄曇?2.1 人耳聽(tīng)人耳聽(tīng)覺(jué)與覺(jué)與聽(tīng)聽(tīng)覺(jué)覺(jué)特性特性 2.1 人耳聽(tīng)人耳聽(tīng)覺(jué)與覺(jué)與聽(tīng)聽(tīng)覺(jué)覺(jué)特性特性 三、聽(tīng)覺(jué)極限三、聽(tīng)覺(jué)極限 人耳能聽(tīng)到的聲音無(wú)論是頻率或聲壓都 有一定的界限，稱為聽(tīng)覺(jué)極限。 聞閾：聲壓由零逐漸增大直至人耳剛好能聽(tīng)到聲音 時(shí)的聲壓。 痛閾：將聲壓再逐漸增大，直到使人耳感到疼痛。 2.1 人耳聽(tīng)人耳

4、聽(tīng)覺(jué)與覺(jué)與聽(tīng)聽(tīng)覺(jué)覺(jué)特性特性 三、聽(tīng)覺(jué)極限三、聽(tīng)覺(jué)極限 2.1 人耳聽(tīng)人耳聽(tīng)覺(jué)與覺(jué)與聽(tīng)聽(tīng)覺(jué)覺(jué)特性特性 三、聽(tīng)覺(jué)極限 2、音差分辨閾： 人耳對(duì)最小音高差異的識(shí)別能力。 2.1 人耳聽(tīng)人耳聽(tīng)覺(jué)與覺(jué)與聽(tīng)聽(tīng)覺(jué)覺(jué)特性特性 三、聽(tīng)覺(jué)極限 2、音差分辨閾： 美國(guó)心理學(xué)家西肖爾的實(shí)驗(yàn)： 以一個(gè)435hz的純音為基準(zhǔn)音，取另一純音為 比較音，然后不斷改變比較音的音高，使其與 基準(zhǔn)音構(gòu)成一系列由小到大的音差供受試者辯 聽(tīng)。以80%受試者剛剛能分辨的音差作為最小 可變音差，結(jié)果為3hz,其中聽(tīng)覺(jué)最敏銳者可分 辨的最小音差為0.5hz. 2.1 人耳聽(tīng)人耳聽(tīng)覺(jué)與覺(jué)與聽(tīng)聽(tīng)覺(jué)覺(jué)特性特性 三、聽(tīng)覺(jué)極限 2、音差分辨閾： 結(jié)論

5、： u 人耳音差的分辨能力與智力水平能力無(wú)關(guān) u 年齡因素對(duì)音差分辨能力影響不大 u 人耳對(duì)音差最敏感的頻率在1khz左右 u 人耳的音差分辨閾與遺傳有關(guān) u 音差分辨與音的強(qiáng)弱無(wú)關(guān) 第二節(jié)第二節(jié) 人耳聽(tīng)感的基本特征人耳聽(tīng)感的基本特征 2.2 人耳聽(tīng)感的基本特征人耳聽(tīng)感的基本特征 一、響度一、響度 響度是人耳對(duì)聲音強(qiáng)弱 大小的主觀感覺(jué). 單位：“宋”（son） 決定響度的主要因素是：聲壓聲壓或聲強(qiáng)聲強(qiáng)的 大小，在同樣的聲壓而不同頻率時(shí)，感 覺(jué)的響度不同。 2.2 人耳聽(tīng)感的基本特征人耳聽(tīng)感的基本特征 響度級(jí)：以1KHZ純音 為基準(zhǔn)聲音，將其他頻率 的聲音與它比較，當(dāng)響度 一樣時(shí)，1KHZ聲音的

6、聲壓 級(jí)就是該聲音的響度級(jí)。 單位：“方”（phon） 2.2 人耳聽(tīng)感的基本特征人耳聽(tīng)感的基本特征 2.2 人耳聽(tīng)感的基本特征人耳聽(tīng)感的基本特征 1、等響度曲線、等響度曲線 2.2 人耳聽(tīng)感的基本特征人耳聽(tīng)感的基本特征 2、有關(guān)響度的特性、有關(guān)響度的特性 有等響度曲線可以得出一下有等響度曲線可以得出一下 結(jié)論：結(jié)論： u響度級(jí)與聲壓級(jí)有關(guān)。低聲壓響度級(jí)與聲壓級(jí)有關(guān)。低聲壓 時(shí)，等響度曲線上的各頻率聲時(shí)，等響度曲線上的各頻率聲 音的聲壓級(jí)相差很大。音的聲壓級(jí)相差很大。 u聲壓級(jí)很高時(shí)，等響度曲線較聲壓級(jí)很高時(shí)，等響度曲線較 為平坦，各頻率等響基本相同。為平坦，各頻率等響基本相同。 u低頻聲壓級(jí)

7、的微小變化會(huì)導(dǎo)致低頻聲壓級(jí)的微小變化會(huì)導(dǎo)致 響度的較大變化。響度的較大變化。 2.2 人耳聽(tīng)感的基本特征人耳聽(tīng)感的基本特征 二、音高二、音高 音高是聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)對(duì)聲音音調(diào)高 低的一種主觀感覺(jué)。 音調(diào)的高低主要決定于頻率。 2.2 人耳聽(tīng)感的基本特征人耳聽(tīng)感的基本特征 人耳對(duì)聲音頻率的主觀感覺(jué) u音高的單位為美（音高的單位為美（mel),它以它以1khz、40dB的純音的純音 為標(biāo)準(zhǔn)，定為為標(biāo)準(zhǔn)，定為1000mel. u音高雖與聲音的頻率有關(guān)，但不是呈線性關(guān)系，音調(diào)音高雖與聲音的頻率有關(guān)，但不是呈線性關(guān)系，音調(diào) 大體上與頻率的對(duì)數(shù)成線性關(guān)系，即音高大體上與頻率的對(duì)數(shù)成線性關(guān)系，即音高=klgf（K:

8、 常數(shù)；常數(shù)；f：音高的物理量簡(jiǎn)諧頻率）：音高的物理量簡(jiǎn)諧頻率） u音高與頻率的對(duì)數(shù)關(guān)系只是限定在一定音區(qū)范圍內(nèi)，音高與頻率的對(duì)數(shù)關(guān)系只是限定在一定音區(qū)范圍內(nèi)， 一旦超過(guò)其對(duì)數(shù)關(guān)系就會(huì)偏離。其規(guī)律是：在低音區(qū)，一旦超過(guò)其對(duì)數(shù)關(guān)系就會(huì)偏離。其規(guī)律是：在低音區(qū)， 客觀量要比正常值偏低才能與主觀感覺(jué)量相符；高音客觀量要比正常值偏低才能與主觀感覺(jué)量相符；高音 區(qū)，客觀量要比正常值偏高才能與主觀感覺(jué)量相符區(qū)，客觀量要比正常值偏高才能與主觀感覺(jué)量相符。 2.2 人耳聽(tīng)感的基本特征人耳聽(tīng)感的基本特征 三、音色三、音色 u音色主要由聲音的波形或它的頻譜 結(jié)構(gòu)決定。 u人耳在主管感覺(jué)上區(qū)別相同響度和人耳在主管感

9、覺(jué)上區(qū)別相同響度和 音高的兩類不同聲音的主觀聽(tīng)覺(jué)特音高的兩類不同聲音的主觀聽(tīng)覺(jué)特 性稱為性稱為音色音色。 2.2 人耳聽(tīng)感的基本特征人耳聽(tīng)感的基本特征 四、掩蔽效應(yīng) 2.2 人耳聽(tīng)感的基本特征人耳聽(tīng)感的基本特征 掩蔽效應(yīng)的特性： u被掩蔽聲的頻率越接近掩蔽聲時(shí)，掩蔽 量越大，即頻率相近的純音掩蔽效果顯 著。 u掩蔽聲的聲壓級(jí)越高，掩蔽量越大，且 掩蔽的頻率范圍越寬。 u掩蔽聲對(duì)比其頻率低的純音掩蔽作用小， 而對(duì)比其頻率高的純音掩蔽作用大。 2.2 人耳聽(tīng)感的基本特征人耳聽(tīng)感的基本特征 五、哈斯效應(yīng) 相同的幾個(gè)聲音在時(shí)間上先后 到達(dá)人耳時(shí)，聽(tīng)覺(jué)對(duì)先后到達(dá)的聲 音的延時(shí)能做出分辨的特性稱為延 時(shí)效

10、應(yīng)，即哈斯效應(yīng)。（對(duì)回聲的 感覺(jué)規(guī)律） 2.2 人耳聽(tīng)感的基本特征人耳聽(tīng)感的基本特征 哈斯效應(yīng)： u延遲小于30ms時(shí)，幾乎沒(méi)有人能感覺(jué)到回聲。 u延遲大于70ms時(shí)，差不多一半人能感覺(jué)到回 聲。 u延遲超過(guò)100ms時(shí)，幾乎所有人都能覺(jué)察到 回聲。 u反射聲強(qiáng)度減弱到直達(dá)聲以下10dB時(shí)，延遲 時(shí)間很長(zhǎng)，也幾乎沒(méi)人能感覺(jué)到有回聲。 u如果兩者延遲時(shí)間很短，則反射聲即使聲壓 級(jí)高出直達(dá)聲10dB,也不會(huì)有回聲的感覺(jué)。 2.2 人耳聽(tīng)感的基本特征人耳聽(tīng)感的基本特征 u利用哈斯效應(yīng)，可以在常規(guī)條 件下模擬廳堂效果，分析出廳 堂中直達(dá)聲、前期反射聲、混 響聲等各類成分后，可用人工 延時(shí)混響技術(shù)，采用

11、延時(shí)器、 混響器等各具需要調(diào)整、合成 聲音，以達(dá)到模擬的效果。 2.2 人耳聽(tīng)感的基本特征人耳聽(tīng)感的基本特征 六、德波埃效應(yīng) 德波埃效應(yīng)是一種利用聲音 到達(dá)聽(tīng)音者時(shí)的聲級(jí)（強(qiáng)度） 差和時(shí)間差來(lái)確定聲音方位的 聽(tīng)覺(jué)效應(yīng)。它描述的是人耳同 時(shí)傾聽(tīng)數(shù)個(gè)聲源時(shí)引起的方向 性感覺(jué)。 2.2 人耳聽(tīng)感的基本特征人耳聽(tīng)感的基本特征 u將兩揚(yáng)聲器對(duì)稱地放在聽(tīng)者的前方，聽(tīng)著感覺(jué)“聲像” 只有一個(gè)，且在正前方。 u當(dāng)兩個(gè)揚(yáng)聲器輻射的聲壓級(jí)有一定差別時(shí)，則聲像向 聲壓級(jí)高的揚(yáng)聲器方向移動(dòng)，偏移量大小與聲壓級(jí)之 差有關(guān)，當(dāng)聲壓級(jí)差大于15dB時(shí)，則感覺(jué)聲音完全 來(lái)自較響的那只揚(yáng)聲器。 u當(dāng)兩只揚(yáng)聲器輻射的聲壓級(jí)相等，

12、但有一定時(shí)間差， 聽(tīng)者感到聲像向聲音先到達(dá)的那只揚(yáng)聲器移動(dòng)，當(dāng)時(shí) 間差大于3ms時(shí)，聲像就好像完全來(lái)自聲音先到的那 只揚(yáng)聲器。 u時(shí)間差和聲級(jí)差產(chǎn)生的效果類似，并且在聲級(jí)差小于 15dB,時(shí)間差小于3ms時(shí)，兩者呈線性關(guān)系。 第三節(jié) 立體聲的聽(tīng)覺(jué)機(jī)理 2.3 立體聲的聽(tīng)覺(jué)機(jī)理立體聲的聽(tīng)覺(jué)機(jī)理 u 人們對(duì)來(lái)自自然空間的聲音位置進(jìn) 行判斷，是對(duì)聲源的距離和方位進(jìn) 行判斷，時(shí)一種空間真實(shí)的聽(tīng)感。 如果把這種有真實(shí)聽(tīng)感的效果用電 聲系統(tǒng)模擬重放就是立體聲系統(tǒng)。 u人耳的延時(shí)效應(yīng)和雙耳效應(yīng)都是立 體聲的生理學(xué)基礎(chǔ)。 2.3 立體聲的聽(tīng)覺(jué)機(jī)理立體聲的聽(tīng)覺(jué)機(jī)理 一、聽(tīng)覺(jué)的定位機(jī)理 1、雙耳效應(yīng) 雙耳效應(yīng)的基

13、本原理：人的雙耳的位置在 頭部的兩側(cè), 如果聲源在聽(tīng)音人的正前方，這 時(shí)由于聲源傳送到左、右二耳的距離相等， 聲波到達(dá)左、右耳的強(qiáng)度差、時(shí)間差（相位強(qiáng)度差、時(shí)間差（相位 差）、音色差差）、音色差都是零，聆聽(tīng)者的感受出聲音 來(lái)自聆聽(tīng)者的正前方，沒(méi)有偏向某一側(cè)。 2.3 立體聲的聽(tīng)覺(jué)機(jī)理立體聲的聽(tīng)覺(jué)機(jī)理 S聲源 聲音在聽(tīng)音者正前方 S聲源 聲音不在聽(tīng)音者正前方 2.3 立體聲的聽(tīng)覺(jué)機(jī)理立體聲的聽(tīng)覺(jué)機(jī)理 如果聲源不在聽(tīng)音人的正前方, 而是偏 向一邊, 那么聲源到達(dá)兩耳的距離就不 相等, 聲音到達(dá)兩耳的時(shí)間與相位時(shí)間與相位就有 差異, 人頭如果側(cè)向聲源, 對(duì)其中的一只 耳朵還有遮敝作用, 因而到達(dá)兩耳

14、的聲聲 壓級(jí)和音色壓級(jí)和音色也有不同。人們把這種細(xì)微 的差異與原來(lái)存儲(chǔ)于大腦的聽(tīng)覺(jué)經(jīng)驗(yàn)進(jìn) 行比較, 并迅速作出反應(yīng)從而辨別出聲 音的方位。 2.3 立體聲的聽(tīng)覺(jué)機(jī)理立體聲的聽(tīng)覺(jué)機(jī)理 u低頻信號(hào)（頻率低于300以下）的定向以兩耳 的時(shí)間差為依據(jù)； u高頻信號(hào)的定向取決于兩耳的聲級(jí)差 u對(duì)于瞬態(tài)聲，可以有效的利用時(shí)差來(lái)辨別聲 音的方位。這種定位作用取決于聲音傳來(lái)的 最初瞬間，這也是人耳對(duì)打擊樂(lè)、語(yǔ)言等瞬 態(tài)聲更以辨別方向的重要原因，對(duì)于持續(xù)聲， 由于它們分別先后到達(dá)兩耳所引起的掩蔽效 應(yīng)，致使定位效果變差。 2.3 立體聲的聽(tīng)覺(jué)機(jī)理立體聲的聽(tīng)覺(jué)機(jī)理 利用“雙耳效應(yīng)”，我們通過(guò)錄音技術(shù)錄下聲響，然后 用兩個(gè)或幾個(gè)音箱播放出來(lái)，使人們聽(tīng)起來(lái)好像音箱 之間有一個(gè)聲源在發(fā)聲。這個(gè)假想的、實(shí)際上不存在 的聲源就叫作“聲像”。當(dāng)我們聽(tīng)立體聲廣播、立體 聲唱片中的一個(gè)管弦樂(lè)隊(duì)演奏時(shí)，你可以感到大提琴 在你的右前方，小提琴在你的左前方，而小號(hào)卻在中 間。對(duì)于電聲樂(lè)隊(duì)，你也可以很明顯地感覺(jué)出主 奏樂(lè)器來(lái)自不同的方向。聽(tīng)重唱，你可以清楚地分辨 出左、右聲道中分別播出的各自的高聲部和低聲部。 因此，立體聲的優(yōu)點(diǎn)不僅僅是有真實(shí)感、臨場(chǎng)感、空 間感，而且由于把聲像分離了或改變了位置，就