实验心理学实验心理学下第三讲

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1、复合音按组成它的各纯音频率之间的不同关系可分为乐音和噪音。 1乐音 具有周期性振动，给人以舒适感的声音。 主要由基频音（频率最低，振幅最大）和陪音（频率与基频成整数倍）组成。陪音的多少和强弱影响音色。陪音越多声音越圆润。 2噪音 分主观噪音（是否使人处于良好的身心状态）和物理噪音。物理噪音指非周期性的复合音。分三种： （1）白噪音：频率不同，强度一样的噪音。 （2）无规噪音：以某一频率强度为最高，其余较低的噪音，（频率不同，强度呈“正态”变化的噪音）。 （3）低频强度高，高频强度低的噪音。 3语音 语音是兼有乐音和噪音两种成分的复合音。原因是周期性的乐音，而辅音为非周期性的噪音。,（二）复合音

2、,一、听觉的适宜刺激,一、听觉的适宜刺激,（三）声音的发生与控制,1听觉研究的装置 电信号发生器：音频发生器，20赫兹到2万赫可听范围内单频电信号； 噪声发生器，发生白噪声,无规则噪声或不同带宽的噪声；录音机。 换能器：有耳机和扬声器两种。用得较多的是耳机.耳机的好处是简便，可作单耳或双耳的控制实验。但它的音域较窄，不失真的频率范围很难超过7000赫。扬声器的优点是接近日常生活中的情况，音域较宽，较少失真。其缺点是不简便，发出的声音受声场周围墙壁反射的影响，要求有消声的设备，即消声室. 控制部分：放大器和衰减器分别按分贝的标度提高或降低电信号的电压或功率,从而提高或降低声音的强度。滤波器在电路

3、中起频率选择的作用。声音的相位的改变,也是通过特殊的电路实现。,一、听觉的适宜刺激,2声音的测量 声音测量，具体指精确地度量耳机或扬声器加于人耳的声音强度和频率。 扬声器声场的测量比较简单，用一个精密声级计即可测出人耳所在位置的声音的声压级，用频率计或从声级计上的滤波器可以分析出声音的频率成分。 耳机的声压测量要复杂一些,必须在耳机和声级计之间加一个6立方厘米的耦合腔。这6立方厘米的金属空腔模拟耳机和鼓膜之间容积大小,因此也叫仿真耳。耳机发出的声音通过仿真耳在声级计上得到的声压级读数,可以近似地得到人耳鼓膜所接受的声压级。,一、听觉的适宜刺激,一、听觉的适宜刺激,1耳的结构与功能：如中耳具有三

4、种作用：（1）平衡中耳与外耳的气压，保证鼓膜的正常振动；（2）对强声起反射作用，减少传入内耳的强声，起保护作用；（3）阻抗匹配作用，使声能有效地从外耳传到内耳。,二、听 觉 系 统,2声波的传导途径： （1）气传导 声波-外耳道-鼓膜-听小骨-前庭窗-外淋巴-内淋巴-螺旋器-蜗神经-内侧膝状体-颞叶 声波-外耳道-鼓膜-卵圆窗-外淋巴-内淋巴-螺旋器-蜗神经-内侧膝状体-颞叶 （2）骨传导 声波-颅骨-外淋巴-内淋巴-螺旋器-蜗神经-内侧膝状体-颞叶 3音频识别理论 部位学说（位置说）： 行波说 剪切运动说,二、听 觉 系 统,（一）响度听觉的实验研究 1听阈限的研究 听觉阈限：声音要达到一定

5、的声级才能被听到，这种最小可听声级称为听觉的绝对阈限。根据不同的分类标准有不同的类别。 （1）按测验方法和条件 按测验方法和条件的不同，听阈可分为最小可听声压MAP和最小可听声场MAF。前者用耳机作测验；后者在自由声场内测验。 许多国家的测定结果表明：听阈并无显著的民族差异.所以国际标准组织（ISO）综合各国的结果提出了标准的听阈曲线，如下图。图上MAP这条曲线供制造测听器作各个纯音声压级的起点0分贝，也称听力零级曲线。,最灵敏处在1000-4000HZ之间。两者差距的原因：耳机提高了生理噪音；声场测量的双耳听觉灵敏度高；耳机使耳道畸变和阻抗发生变化。,低频声音和高频声音的阈限都很高,三、听

6、觉 实 验 研 究,（2）按阈值的上下限，可分为最大听阈和最小听阈。 每频率的声音都可以画出两个阈强度：下面一条曲线表示听分析器对各种频率声音的阈值，叫最小听阈闻阈,上面一条曲线表示听分析器对各种频率声音所能忍受的强度界限,叫最大听阈（痛阈）。这两条曲线之间的面积，就是正常人的听力范围。听觉对1000一3000赫的声音感受性最高，而且也能忍受较大的强度。日常谈话的声音所占的区域只不过是图中的一小部分,但这部分听力却十分重要。,三、听 觉 实 验 研 究,2声强差别阈限的研究 人耳对某一强度不同的两个声音的最小可觉差jnd称为声强差别阈限。 声强的差别阈的确定方法：先后呈现两个剌激, 让听者判断

7、哪一个较强。实验发现,噪声的辨别和纯音的辨别不同。 （1）噪声宽带和窄带的差别阈符合韦伯定律,即I/I接近常数,与绝对强度无关。由阈上20分贝到100分贝,宽带噪声差别阈值约0.5一1分贝。,三、听 觉 实 验 研 究,（2）纯音情况不符合韦伯定律,阈值随着声级的提高而降低；20分贝时为1.5分贝,40分贝时为0.7分贝,80分贝时为0.3分贝。,3响度级和等响曲线 响度级是用来度量各种频率声音响度大小的半主观性测量指标，也就是用一个标准声（1000HZ）的客观量声级，来定量其他频率声音的响度的指标。其具体表现形式为等响曲线。 间接对比法：以一定声级的1000赫兹的纯音为标准声，用其他频率的纯

8、音为比较声，由听者调节比较纯音的声级，直到它和标准纯音的响度感觉相等，确定此时比较音的声级，根据标准音的声级以及比较音的频率和声级的对应关系可以得出一组曲线。这组曲线就是等响曲线。这时，标准纯音（1000赫兹）的声级就是规定为该声级的比较纯音的响度级。,三、听 觉 实 验 研 究,等响曲线的特点： （1）响度级受声强的制约，声强提高，响度级也相应增加； （2）频率也是影响响度的一个因素。 （3）不同频率的声音有不同的响度增长率。（从听阈到100 口方， 100HZ的声音需提高100-23=77分贝；而1000HZ的声音需提高100-3=97分贝） 等响曲线的意义： （1）用于声级计的设计。对响

9、度的量化。 （2）对录音还音技术有实际意义，提高相同声压级，响度级提高幅度不同（录音设备必须加上响度控制线路，根据音频成分的不同提高不同的幅值）。,三、听 觉 实 验 研 究,4听觉疲劳的研究 概念：听觉疲劳就是由于声强超过了听系统正常生理反应所需要的程度造成的听觉阈限提高的现象。听阈值的移动量就是听疲劳的指标，称为“暂时阈移”（TTS）。 （1）暂时阈移的测定。先测定某频率的一个声音A的阈限a；然后听一段引起疲劳的特定频率和强度的纯音B（要求响度大一些，但不至于产生痛觉）；再测量A音的听阈b。 则 TTS=b-a （2）影响因素 1）疲劳声停止到阈移测定之间的时间间隔； 2）随疲劳声强度的增

10、加而增大。90分贝以上时，TTS急剧增加。能恢复的听力疲劳和不能恢复的听力损伤之间的分界线。（制定噪音的容许标准8090） 3）TTS一般随疲劳声的作用时间的对数线性增加。 4）音频。听力损失一般发生在40006000HZ之间。,三、听 觉 实 验 研 究,三、听 觉 实 验 研 究,5听觉适应研究 听适应：是指听系统对一个稳定声的感受性在最初1-2分钟内有所下降，而后达到稳定水平的现象。其特点在于它是一个平衡的过程。听适应在感觉上的表现是声音的响度在最初作用的几分钟有所下降，随后保持大体稳定。 听适应的研究方法：是响度平衡法,以一定声强如80分贝的纯音作用于左耳,用另一个频率相同但声级可变的

11、声音作用于右耳,让两者等响。然后将右耳的声音停止,让左耳继续听3分钟。在这适应期后，重新进行左右耳等响.这时右耳的等响声级常下降,例如：降到60分贝。这就测定了一个80-60=20分贝的适应量。,三、听 觉 实 验 研 究,（二）音高听觉的实验研究,1音高量表 含义：用来表示音高与频率之间关系的量表。 音高量表的求法：多分法和二分法。 多分法是让听者将一可变纯音的音高,调到标准音高一半或一倍（加倍或减半），再给标准音以不同的频率, 直至包括整个可听范围的频率； 二分法是给听者一个高频声和一个低频声S1、S5,让他在两者之间调出三个音S2、S3、S4,使相邻两音,即S1和S2、S2和S3、S3和

12、S4、S4和S5的音高的距离相等。,音高量表,三、听 觉 实 验 研 究,2听觉掩蔽 （1）概念：一个声音的阈值因另一个声音的（同时）出现而提高的现象，就是听觉掩蔽。要听的声音叫被掩蔽音，起干扰作用的声音叫掩蔽音。若声A的听阈为40分贝，同时又听见声音B，A的听阈提高到52分贝，即比原来的阈值声压提高12分贝才能被听到。A为被掩蔽音（测试信号或探测信号），52分贝为掩蔽阈限，12分贝为掩蔽量（也叫B的有效级）。 注意听掩蔽和听疲劳的区别：同时/继时（前掩蔽只限于时间间距为几百毫秒的情况），声压级正常/非正常）。影响掩蔽效果的与频率、强度等因素。,三、听 觉 实 验 研 究,（2）分类： i.

13、纯音掩蔽 以一个一定频率的纯音来掩蔽其他不同频率的纯音。 特点： a、掩蔽音强度提高，掩蔽效果随之增加，影响范围加大。 b、掩蔽音对频率相近的声音影响最大。 c、低频对高频的掩蔽效果大于高频对低频的掩蔽效果。,三、听 觉 实 验 研 究,ii. 噪音掩蔽 为了克服“拍音”的缺点，实际部门常采用一定强度的白噪音作为对信号的掩蔽音。这里的噪音掩蔽就是指，白噪音对纯音的掩蔽。 特点： a、噪音强度低，各种纯音阈限差别大。（对不同频率声音的掩蔽效果差别很大） b、噪音强度提高时，各种纯音阈限差别小。（对不同频率声音的掩蔽效果差别很小） c、在白噪音中，以被掩蔽音的频率为中心的一个窄带掩蔽效果最好。（噪

14、音诸频率中，与被掩蔽音频率相近的那一部分掩蔽效果最好）,iii噪音与纯音对语音的掩蔽 a、噪音的掩蔽效果比纯音的掩蔽效果好。 b、噪音要足够大，效果才明显，强度越大，掩蔽效果越好。 c、在纯音的掩蔽效果中，要注意排除低频音对语言的干扰。人最敏感的声音2400HZ。强度最高的语音频带在300-500HZ。因此，在语言通讯中，使用的最重要的频率并不就是耳朵最敏感的频率。如，2000赫兹以下的频率范围非常重要，将2000HZ以上的频率全部去掉，不影响理解；反之，若除去2000HZ以下的频率，无法听懂对方话的意思。,三、听 觉 实 验 研 究,（3） 其他的听觉掩蔽现象 I.非同时性掩蔽（前掩蔽和后掩

15、蔽） 上面所说的掩蔽现象都发生在掩蔽声和被掩蔽声同时作用的情况下，称为同时掩蔽。但掩蔽也可以发生在两者非同时作用的条件下。被掩蔽声作用于掩蔽声之前的掩蔽称为后掩蔽；掩蔽声在前,被掩蔽声作用在后称为前掩蔽。前掩蔽和听疲劳有些相似,区别在于时距之不同。前掩蔽一般限于掩蔽声停止后几百毫秒。 非同时性掩蔽的实验程序：一个1000赫的被掩蔽声作用5秒以后,以不同时距出现一个50毫秒90分贝声级的白噪声,让听者指出被掩蔽声是否产生了可听到的变化。 前、后听觉掩蔽的特点：（1）被掩蔽声在时间上越接近掩蔽声,阈值提高越大。掩蔽常发生在掩蔽声声级在40分贝以上。（2）掩蔽声和被掩蔽声相距很短时,后掩蔽作用大于前

16、掩蔽作用。（3）单耳的掩蔽作用比双耳作用显著。（4）掩蔽声强度增加,并不产生掩蔽量的相应增加。例如,掩蔽声增加10分贝,掩蔽阔限只提高8分贝。 神经机制还不大清楚。大体说,前掩蔽可理解为,在掩蔽声作用下,神经细胞感受性的降低；后掩蔽可能是强掩蔽声引起的神经活动很快传到中枢神经系统,盖住了较弱的短声所引起的神经活动的后面部分。,三、听 觉 实 验 研 究,II. 远掩蔽 同时掩蔽的掩蔽效用在被掩蔽声频率的两侧通常是不对称的。低频掩蔽声对高频被掩蔽声作用大,但高频掩蔽声对低频被掩蔽声作用不大。当噪声声级超过80分贝,上述现象被突破,低于噪声频率的声音也受到掩蔽,称为远掩蔽。远掩蔽效用是对称的。 III中枢掩蔽 掩蔽声和被掩蔽声分别加于两耳,也能产生掩蔽。由于显然听系统有较高级的部位参与作用,所以称为中枢掩蔽。中枢掩蔽的效果较小,比单耳情况下的掩蔽约小50一60分贝。它的效果是对称的,与此相联系,它受频率的制约,最大掩蔽效用发生在掩蔽声和被掩蔽声频率接近的条件下。,三、听 觉 实 验 研 究,（三）听觉定向的实验