第8章 信息的聽覺傳示

第八章信息的聽覺傳示聽覺的特征聽覺傳示的信息類型與設(shè)計(jì)原則信息的聽覺傳示裝置8．1聽覺特征

8．1．1聲音的波形振動(dòng)：物體在平衡位置附近的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。物體振動(dòng)會(huì)發(fā)出聲音。聲源：振動(dòng)的物體叫做聲源。聲音介質(zhì)：傳播聲音的物質(zhì)叫做聲音介質(zhì)。單音（純音）、復(fù)音：具有一定的周期和只有一種簡(jiǎn)單頻率、波形為正弦波的聲音，稱為單音或純音，其他為復(fù)音。樂音、噪音：由頻率成整數(shù)比值的幾個(gè)純音可以形成樂音，或周期音。由不規(guī)則波構(gòu)成非周期音，或噪音。白噪音：包含各種可聽到的聲音。8．1．2．人耳與聲波傳導(dǎo)1人耳的構(gòu)造人的聽覺器官是耳。耳包括外耳、中耳和內(nèi)耳三部分，如圖所示。外耳包括耳廓和外耳道，有保護(hù)耳孔、集聲和傳聲的作用。中耳包括鼓膜、鼓室以及連接鼓室與鼻咽腔的咽鼓管。內(nèi)耳包括耳蝸、前庭和半規(guī)管。2聲波的傳導(dǎo)鼓膜—聽骨—前庭窗膜—外淋巴、內(nèi)淋巴、基底膜

—蝸神經(jīng)末梢—電信號(hào)—神經(jīng)傳導(dǎo)—聽覺低級(jí)中樞—大腦聽覺中樞｜-----外耳(聲能)----｜---中耳(機(jī)械能)-｜-內(nèi)耳(液態(tài)能)-｜-中樞(電能)-｜構(gòu)造包含器官各器官之基本功能外耳1.耳廓

2.外耳道

3.鼓膜1.收集聲波。

2.把聲波傳到耳膜，有放大效果。

3.外耳、中耳之分界線，聲波撞擊耳膜時(shí)，會(huì)引起耳膜之振動(dòng)，傳入三塊聽小骨。中耳4.錘骨

5.砧骨

6.鐙骨

7.卵圓窗

8.咽鼓管4-6.合稱「聽骨鏈」，以「杠桿原理」，把聲波的能量轉(zhuǎn)成「機(jī)械能，從外耳經(jīng)中耳送到內(nèi)耳，有放大效果。

7.是內(nèi)耳門戶，鐙骨振動(dòng)，引起內(nèi)耳淋巴液波動(dòng)，最后經(jīng)由圓窗得到釋放

8.連接中耳腔與咽喉部，排除積聚在中耳的液體，維持耳膜兩邊氣壓平衡內(nèi)耳9.前庭

10.半規(guī)管

11.耳蝸

12.聽神經(jīng)9.10.維持身體平衡。

11.有約1萬余計(jì)的毛細(xì)胞，將「液態(tài)能」轉(zhuǎn)換成「電能」，連接聽神經(jīng)傳至大腦。

12.將電能傳送至大腦，產(chǎn)生聽覺8．1．3．人耳的分辨能力可聽范圍辨別聲音的強(qiáng)弱辨別聲音的方向和距離可聽范圍人的頻率聽覺范圍：20Hz~20,000Hz聲壓聽覺范圍：0.00002Pa為聽閾；20Pa為痛閾。辨別聲音的強(qiáng)弱受過良好訓(xùn)練的被試者，在良好的聲環(huán)境條件下，聽覺器官能夠覺察到0.5dB的強(qiáng)度變化，因此在人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)用強(qiáng)度變化傳遞信息時(shí)，必須考慮沒有接受過訓(xùn)練的作業(yè)者。辨別聲音的方向和距離聽覺器官具有方位辨別能力，主要根據(jù)聲信號(hào)到達(dá)兩耳的強(qiáng)度差和時(shí)間差判別聲源方向。其中對(duì)高頻聲信號(hào)根據(jù)強(qiáng)度差，對(duì)低頻聲信號(hào)則根據(jù)時(shí)間差來判斷。判斷聲源的距離主要依靠人的主觀經(jīng)驗(yàn)。

8．1．4．聽覺的掩蔽效應(yīng)兩種聲音同時(shí)存在會(huì)出現(xiàn)聲音之間的掩蓋作用。1掩蔽的特征強(qiáng)的聲音可以掩蓋弱的聲音聽兩個(gè)音調(diào)相近的聲音，所聽到是被低頻調(diào)制了的單頻聲音。一個(gè)聲音為另一個(gè)聲音掩蔽的現(xiàn)象，叫做掩蔽。一個(gè)聲音的聽閾因另一個(gè)聲音的掩蔽而增強(qiáng)的現(xiàn)象，叫掩蔽效應(yīng)。2掩蔽效應(yīng)的范圍從掩蔽效應(yīng)曲線8.4可以看到，曲線上的一些凹谷，思考一下其特點(diǎn)是什么？產(chǎn)生的原因是什么？3殘余掩蔽掩蔽聲去掉以后，掩蔽效應(yīng)仍然會(huì)存在一會(huì)兒，人的聽閾復(fù)原需要一定的時(shí)間。我們稱為殘余掩蔽。這是一種聽覺疲勞。與刺激的時(shí)間和強(qiáng)度有關(guān)?！坝嘁衾@梁，三日不絕”4掩蔽對(duì)語言的影響噪音對(duì)語言的掩蔽不僅使聽閾提高，對(duì)語言的清晰度有影響。噪聲超過說話10-15dB， 必須全神貫注才能聽清；噪聲超過說話20-25dB，根本無法聽清說話聲音。噪聲在800~2500Hz（人的語言頻率），影響最大。8．2聽覺傳示

8．2．1聽覺傳示的信息類型機(jī)械聲信息、語言聲信息1機(jī)械聲信息與語言聲信息的比較項(xiàng)目機(jī)械聲信息語言聲信息信息聲性質(zhì)音調(diào)信號(hào)系統(tǒng)語言信號(hào)系統(tǒng)信息內(nèi)容單一或單純多變復(fù)雜信息源不一定清楚一般清楚信息互換性一般不互換互換可懂度熟悉編碼可以懂語言相通可以懂信息處理立即處理各種情況都可以環(huán)境影響影響較大一般影響小時(shí)間性瞬時(shí)可以瞬時(shí)和延續(xù)2適合機(jī)械聲系統(tǒng)的信息類型非常簡(jiǎn)單又暫時(shí)的信息與后續(xù)信息無關(guān)的信息；應(yīng)急信息；需要立即作出反映的信息；等3適合語言聲系統(tǒng)的信息類型需要靈活機(jī)動(dòng)的通信場(chǎng)合；需要能辨別信息源的場(chǎng)合；聽者未掌握信號(hào)編碼的場(chǎng)合；信息涉及到一些準(zhǔn)備時(shí)間的場(chǎng)合；等8．3聽覺傳示信息類型和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

一致性原則選用反映物理量的信號(hào)和編碼時(shí)，應(yīng)當(dāng)選用使用者熟悉或在邏輯上有聯(lián)系的信號(hào)及編碼。漸進(jìn)性原則信息表示復(fù)雜內(nèi)容時(shí)，信號(hào)可以分為兩步或三步設(shè)置。不變?cè)瓌t：同樣信號(hào)表示同樣的信息內(nèi)容，不混雜，不交叉，這樣可以提高識(shí)別度。適應(yīng)原則：信號(hào)強(qiáng)度不宜過大過小，要適應(yīng)人的承受能力和識(shí)別能力。8．3信息聽覺傳示裝置8．3．1聲納利用水聲進(jìn)行定位，定向用的裝置叫做聲納。送波用聲納裝置：向水中發(fā)射各種形式的聲信號(hào)，碰到目標(biāo)時(shí)產(chǎn)生回波，經(jīng)過多普勒頻移等等裝置系統(tǒng)，對(duì)回波分析，得到所需要的信息。受波用聲納裝置：不主動(dòng)發(fā)射聲波，通過裝置接受水中目標(biāo)的噪聲場(chǎng)，得出目標(biāo)信息。聲納8．3．2水聲測(cè)深裝置在船上向下發(fā)射聲脈沖，測(cè)出發(fā)射和收到回波的時(shí)間就能知道海深了。把測(cè)深儀的功率加大,頻率降低,則發(fā)出的聲波就能透射進(jìn)海底地層,并能記錄不同地質(zhì)層間的反射,這就構(gòu)成了海底地層剖面儀。將測(cè)深儀的發(fā)射、接受固定在海底，接受海面回波，就可以測(cè)量海面波浪、潮汐。

8．3．3水聲控制與通訊裝置在海洋工程和航海工程領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。比如潛水員的通訊；潛艇之間；潛艇與水面之間的聯(lián)系；海面上發(fā)布指令等；控制水下儀器、設(shè)備作業(yè)（如海底油井）。8．3．4音響報(bào)警裝置1音響報(bào)警裝置的種類蜂音器：聲壓級(jí)低，50~60dB；頻率較低。鈴：較蜂音器聲壓頻率都高。角笛：吼聲和尖叫聲。汽笛：聲頻率和聲強(qiáng)高，適用于緊急事態(tài)的音響報(bào)警。報(bào)警器：聲音強(qiáng)度大，頻率由低向搞，可以抵抗噪聲干擾。2．音響報(bào)警裝置設(shè)計(jì)要點(diǎn)傳播距離遠(yuǎn)的時(shí)候，要使