人耳的听觉特性

《人耳的听觉特性》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人耳的听觉特性（112页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第三章第三章 听觉特性听觉特性第一节第一节 人耳的听觉特性人耳的听觉特性第二节第二节 立体声的听觉机理立体声的听觉机理第三节第三节 听觉特性对电声技术的要求听觉特性对电声技术的要求第一节第一节 人耳的听觉特性人耳的听觉特性一、一、听觉生理系统听觉生理系统 二、二、响响 度度 三、三、音音 高高 四、四、音音 色色 五、五、可闻声的频域特征可闻声的频域特征 六、六、可闻声的时域特征可闻声的时域特征 七、七、人耳听觉的非线性掩蔽效应人耳听觉的非线性掩蔽效应 八、八、人耳听觉的延时效应与双耳效应人耳听觉的延时效应与双耳效应一、听觉生理系统一、听觉生理系统1.1.人耳的结构人耳的结构2.2.人耳结构示

2、意图人耳结构示意图3.3.人耳的结构的类比人耳的结构的类比1.1.人耳的结构人耳的结构2.2.人耳结构示意图人耳结构示意图3 3、人耳的结构的类比、人耳的结构的类比二、响二、响 度度1.1.概概 述述 2.2.人耳的听觉范围人耳的听觉范围3.3.声级计声级计1.1.概概 述述 1 1）定定 义义2 2）声压级声压级3 3）平面波声强级平面波声强级 4 4）响度级响度级1)1)定义：定义： 人耳对声音强弱主观感觉到的响亮程度人耳对声音强弱主观感觉到的响亮程度听觉范围听觉范围 ： 相差相差100100多万倍。多万倍。振振 幅：幅： 人耳灵敏度很高，听觉响度的感觉是非人耳灵敏度很高，听觉响度的感觉是

3、非 线性的线性的. .一般具有指数特性一般具有指数特性. .即即: :2 2）声压级）声压级用对数来计算和划分声音强弱等级的一用对数来计算和划分声音强弱等级的一种表示方法。具体如下：种表示方法。具体如下：式中：p0基准声压(=2*10-5Pa/1kHz)prms某点声压的有效值3)3)平面波声强级平面波声强级 l l定义：定义：某点声强值与零声级的参考声强值之比的对某点声强值与零声级的参考声强值之比的对 数值。如下式所示：数值。如下式所示：式中式中: I: I某点声强某点声强I I0 0基准声强基准声强(=10(=10-12-12W/mW/m2 2) )l l平面波声强级与声压级的关系平面波声

4、强级与声压级的关系平面波声强级与声压级的关系平面波声强级与声压级的关系4 4）响度级）响度级l l测试条件测试条件l l测试方法测试方法l l响度级响度级测试条件测试条件声源在被测试者的上方声源为自由平面波测量声压级时测试者不在场用双耳听声音年龄在1825岁之间测试方法测试方法响度级响度级将某一频率的声音与1KZ的声音进行 比较，当感觉两者的响度一致时，1KZ声音 的声压级就是该声音的响度。一般用S表示 （单位为宋）。或用响度级P表示（单位为 方）二者的关系如下：该式适用与20129PHON 也可用图表示2.2.人耳的听觉范围人耳的听觉范围1）不同声压级时的频率响应 2）人耳的听觉范围3）等响

5、曲线1 1）不同声压级时的频率响应）不同声压级时的频率响应 3）等响曲线2)2)人耳的听觉范围人耳的听觉范围b b、记权的依据、记权的依据l lA A计权：计权：模拟人耳对模拟人耳对4040方纯音的响度指示。（低频衰方纯音的响度指示。（低频衰 减，减，3k-5k3k-5k提升，高频也稍稍衰减。）用来测提升，高频也稍稍衰减。）用来测55dB 55dB 以以 下的噪声。下的噪声。l lB B计权：计权：模拟人耳对模拟人耳对7070方的纯音的响度指示方的纯音的响度指示 。用来。用来 测测55dB-85dB55dB-85dBl lC C计权：计权：模拟人耳对模拟人耳对100100方的纯音的响度指示。用

6、来方的纯音的响度指示。用来 测测85dB-130dB 85dB-130dB l lLinLin计权：计权：不修正，用来测声压级不修正，用来测声压级LpLp。l lD D计权：计权：用来测量飞机噪声用来测量飞机噪声 5.5.声级计声级计a.a.原理框图原理框图b.b.记权的依据记权的依据c.c.记权曲线记权曲线a.a.原理框图原理框图传传 声声 器器记权 网络变 换处处 理理显显 示示c.c.记权曲线记权曲线三、音三、音 高高1.1.定义定义2.2.音高的规定音高的规定 3.3.音律音律4.4.向度对音高的影响向度对音高的影响1.1.定定 义义人耳对声音调子的高低的主观感觉称人耳对声音调子的高低

7、的主观感觉称为音高或称音调（音准）。为音高或称音调（音准）。2.2.音高的规定音高的规定l l人耳对音高的变化感觉如下：人耳对音高的变化感觉如下：l l通常用倍频程来描述音高的变化（一个倍频程对通常用倍频程来描述音高的变化（一个倍频程对 应纯八度）：应纯八度）：3.3.音音 律律l l定定 义义l l音律的规定音律的规定l l音律与唱名音律与唱名定定 义义在音乐中反映音高的某种规定称作音律。在音乐中反映音高的某种规定称作音律。 我国古代规定为：我国古代规定为：宫（1）商（2）角（3）徵（5）羽（6）唇音、舌音、齿音、牙音、喉音音律的规定音律的规定12平均律：在一个倍频程内（8度）通常按对 数刻

8、度分成十二等份划分音阶,两个相邻的音为半 音关系。两个半音组成一个全音。如图示：3.3.音律与唱名音律与唱名l l十二个音名字：十二个音名字： C C、 D D、 E E 、F F 、G G、 A A 、B B 其余以其余以# #和和b b半音命名。半音命名。 唱名：唱名：1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、i il l相邻两个半音的频率比：相邻两个半音的频率比：l l人对音高的区别：人对音高的区别：1000Hz,Lp=40dB1000Hz,Lp=40dB时，一般人时，一般人 3Hz3Hz有觉察有觉察, ,调音师调音师1Hz1Hz有觉察有觉察4 4、响度对音高的影响、响度对

9、音高的影响当声音的响度过大时，由于耳膜产生当声音的响度过大时，由于耳膜产生超常形变将会对音高的判别产生影响。（超常形变将会对音高的判别产生影响。（且和频率成反比）且和频率成反比）四、音四、音 色色1 1、定义定义2 2、线状谱线状谱3 3、连续谱连续谱1 1、定义、定义l l人耳区别相同响度和音高的两类不同声音的主观人耳区别相同响度和音高的两类不同声音的主观 听觉特性称音色听觉特性称音色。( (如图示如图示) )l l乐音除了基频乐音除了基频f f0 0外还有外还有nfnf0 0的的谐波，音高由谐波，音高由f fo o决定决定 而各次谐波决定了音乐的音色而各次谐波决定了音乐的音色( (谐波即泛

10、音谐波即泛音) )l l例：弦的振动：例：弦的振动：l l人耳对相位变化不敏感人耳对相位变化不敏感相聋相聋如图示如图示2.2.线状谱线状谱l l线状谱线状谱 ：一种不连：一种不连 续排列分布的续排列分布的 频谱频谱 。如图所示如图所示: :特点：频率分布是离散的不同频率的振幅不同3.3.连续谱连续谱连续谱：在频谱连续谱：在频谱轴上没有断续的频谱轴上没有断续的频谱 分布称为连续谱。如分布称为连续谱。如 右图示：右图示：五、五、可闻声的频域特征可闻声的频域特征1.1.共振峰共振峰2.2.频谱分布频谱分布1.1.共振峰共振峰线状谱的峰包线状谱的峰包 共振峰的高度、位置和数量决共振峰的高度、位置和数量

11、决 定着每种乐器的特色。定着每种乐器的特色。2.2.频谱分布频谱分布l l语语 音音l l音音 乐乐语音语音l l通过对人发出的声音的统计可得到它的谱级分布曲线通过对人发出的声音的统计可得到它的谱级分布曲线 。如图所示：。如图所示：特点： 1、男声与女声在200Hz以下有较大差异70Hz达18dB 2、语音的能量分布主要集中在100Hz-5kHz左右。 3、电话：主要集中在300Hz-3.4kHz左右。音音 乐乐通过对各种乐器发出的声音节目进行长时间的统通过对各种乐器发出的声音节目进行长时间的统 计可得到它的谱级分布曲线。如图所示：计可得到它的谱级分布曲线。如图所示：西洋音乐：中低频平坦、高频

12、按 轻音乐：3KHz尚有若干个峰值，较明亮七、可闻声的时域特征七、可闻声的时域特征起振段起振段 稳定段稳定段 衰减段衰减段 各点特性如下：各点特性如下： 起振段：钢琴起振段：钢琴10ms 10ms 、风琴：、风琴：100ms100ms、语言：、语言：8050ms 8050ms 稳定段稳定段: :弦乐弦乐 数秒、数秒、 打击乐几乎没有。打击乐几乎没有。 衰减段衰减段: :高频音衰减时间短、低频音较长高频音衰减时间短、低频音较长. . 时域特征与频域特征（频谱）共同决定了声音的音色时域特征与频域特征（频谱）共同决定了声音的音色( (音品音品) )。t六、人耳听觉的非线性掩蔽效应六、人耳听觉的非线性

13、掩蔽效应1.1.声音信号在人听觉系统中会被非线性加工声音信号在人听觉系统中会被非线性加工2.2.掩蔽效应掩蔽效应1.1.声音信号在人听觉系统中会被非线性加工声音信号在人听觉系统中会被非线性加工l l当信号非常强烈时，人耳产生保护性听觉反应当信号非常强烈时，人耳产生保护性听觉反应（听感不再增强）（听感不再增强）l l不同乐音组合不同乐音组合f f1 1与与f f2 2，人感到还有人感到还有 ， 有的组合引起人的悦感的音乐称为有的组合引起人的悦感的音乐称为谐和音谐和音，反之，反之为为不和谐音不和谐音。l l鸡尾酒会效应鸡尾酒会效应 ：人耳具有智能补缺功能。：人耳具有智能补缺功能。谐和音与不和谐音谐

14、和音与不和谐音半谐合： 不谐和音 ： （听觉：声音发颤）谐和音： 掩蔽效应掩蔽效应l l什么是掩蔽效应是什么是掩蔽效应是l l掩蔽效应的类型掩蔽效应的类型l l掩蔽效应的一般特点掩蔽效应的一般特点l l例例 题题什么是掩蔽效应什么是掩蔽效应当两个或两个以上的声音号同时存在当两个或两个以上的声音号同时存在时，其中一个声音在听觉是会掩盖另一个时，其中一个声音在听觉是会掩盖另一个声音。（影响人对另一个声音的听觉能力声音。（影响人对另一个声音的听觉能力）掩蔽效应的类型掩蔽效应的类型纯音的掩蔽效应纯音的掩蔽效应 复音的掩蔽效应复音的掩蔽效应 噪声掩蔽噪声掩蔽 非同时掩蔽非同时掩蔽 中枢掩蔽中枢掩蔽掩蔽效

15、应的一般特点掩蔽效应的一般特点低音容易掩蔽高音频率相近的声音易产生掩蔽声压级越大掩蔽效应越强两个声音的时间越接近掩蔽效应越强例题例题例：例：200Hz200Hz的声音闻域的声音闻域Lp=23dBLp=23dB，现同时存，现同时存 在着在着Lp=80dB 400HzLp=80dB 400Hz的干扰的干扰,200Hz,200Hz的声音的声音 Lp=23dBLp=23dB听不到了，必须将声压级提升到听不到了，必须将声压级提升到 34dB34dB才能听到才能听到. . 则则: :掩蔽量为掩蔽量为34-23=11dB 34-23=11dB 如图如图3-123-12所示：所示： 八、人耳听觉的延时效应与双耳效应八、人耳听觉的延时效应与双耳效应人耳对不同时间到达的声音的分辨能力称 之为延时效应。下面是实验所得数字；对声源方位角的定位能力叫做双耳效应。第二节第二节 立体声的听觉机理立体声的听觉机理一、一、立体声的特点立体声的特点二、二