s 第6章 聽覺課件

第6章聽覺實驗課外補充：聲音的心理效應(yīng)1.噪音和心理疾病2.音樂的心理效應(yīng)1.噪音和心理疾病噪聲不是直接引起精神病的原因，但能促發(fā)或惡化神經(jīng)癥。最近的研究表明，接觸噪聲與精神病發(fā)病率之間缺乏的直接聯(lián)系，但在那些非常厭煩噪聲的人中，精神病發(fā)病率機會大大增多。脫鞋的故事一個老人住在樓下，一個年輕人住在樓上。僅此，并無什么故事。不幸的是，樓下的人經(jīng)常的失眠，原因是樓上年輕人的晚歸。年輕人每晚夜半歸來，疲憊至極，還不忘瀟灑的把鞋子一個個的重重的拋在地板上，每次都會把睡著的老人吵醒。忍無可忍之時，某晚，告與年輕人，要輕拿輕放。次日夜半，年輕人回來，奮力扔了一只鞋子，正要扔第二只，忽然想起來樓下老人的訓(xùn)話，輕放至無聲。而老人在等了一只鞋子放到地上的聲音之后，等另一只扔掉，竟至天亮。上樓敲門，問，為何一夜不聽你脫另一只鞋子？5噪聲對腦力勞動作業(yè)能力的影響由于噪聲能分散注意力，就可能對需要記憶和解決問題相結(jié)合的作業(yè)能力產(chǎn)生不良影響，而對僅需進行計數(shù)的作業(yè)卻可能有益。智力測驗表明，噪聲能使智力程度高者的作業(yè)能力下降，而對智力中等者無不良影響，甚至可使其作業(yè)能力稍稍增強。間斷性噪聲刺激時，能使腦力勞動的作業(yè)能力下降和錯誤增多。對需要迅速準(zhǔn)確作出判斷的警覺活動作業(yè)(如監(jiān)視自動化生產(chǎn))，影響很大。由于嘈雜的噪聲，尤其是突然發(fā)生或停止的高強度噪聲，常常導(dǎo)致錯誤和事故發(fā)生率增高。2.音樂的心理效應(yīng)音樂主要通過物理、生化和心理三種作用影響人體。具有一定規(guī)律和變化頻率的聲，振動作用于人體各部位時，胃收縮、腸蠕動、肌肉收縮與舒張、心臟跳動和腦電波等隨之產(chǎn)生和諧共振，從而改善了各器官的紊亂狀態(tài)，以解除疾患、促進康復(fù)。當(dāng)優(yōu)美的音樂聲波作用于大腦時，會提高神經(jīng)體液的調(diào)節(jié)，促進分泌有利健康的激素和生物活性物質(zhì)，如酶和乙酰膽堿等物質(zhì)，從而改善血液循環(huán)，調(diào)節(jié)內(nèi)分泌系統(tǒng)，促進唾液分泌和加強新陳代謝等。音樂的美學(xué)形象能對人產(chǎn)生明顯影響，其心理效應(yīng)將緩解軀體的應(yīng)激狀態(tài)，解除心理扭曲和緊張，提高自我治愈機會。通過音樂抒發(fā)情感，也舍對植物神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生激活或抑制作用。8主要內(nèi)容聽覺概述聽覺刺激與音感聽覺的屬性聽覺實驗的變量聽覺的基本實驗聽覺掩蔽聽覺定位可見語言10一、聽覺的物理刺激和音感（1）

（一）聲波及其特征

聲波有三種物理屬性：頻率（波長）、強度（振幅）和純度，它們別引起聽覺的三種心理感覺，即音高、音響（響度）和音色。

（二）頻率和音高

音高的單位為美（mel），確定1000mel的音高為10O0赫（聲壓級為40分貝）的聲音刺激的主觀感覺。

12分貝量表（dB量表）

14二、聽覺屬性——音高（2）（二）音高和強度的關(guān)系

等高線音高受強度改變影響最小的那些頻率都是人耳對它們最敏感的聲音，也是感受性最高的部分

15二、聽覺屬性——音高（3）（三）音高和周相的關(guān)系

布魯克（1968）：當(dāng)?shù)皖l音的持續(xù)時間較短時，音高會明顯地被判斷得偏高；而縮減高頻音的持續(xù)時間，則會使音高的報告值偏低；在1000～4000赫（1000～3000）之間時，周相對音高的影響作用最小。

（四）音高與復(fù)合音16三、聽覺屬性——響度（1）（一）響度量表：宋量表

1.二分法

2.多分法17三、聽覺屬性——響度（2）（二）聲強的差別閾限

感覺水平頻率（赫）5分貝△E/E20分貝△E/E60分貝△E/E643.61.10.201282.30.70.182562.30.60.165121.40.50.1410241.00.40.1220480.90.350.1040961.00.40.1481921.70.50.1818三、聽覺屬性——響度（3）（三）等響曲線（equalloudnesscurve）：把響度水平相同的各種頻率的純音的聲壓級連成的曲線。等響級：單位是昉（phone）

第二節(jié)聽覺實驗中的各種變量

21一、自變量

（一）自變量類型：不同種類的聲音刺激：純音、噪音……不同呈現(xiàn)位置：

（二）自變量的變化主要有兩個方面：量的變化：某一聲音持續(xù)時間的長短；質(zhì)的變化：聲音的三個特性中任一個發(fā)生變化。

23三、控制變量

機體變量：如被試的性別、年齡、智力等特征，可以通過實驗設(shè)計的安排來進行控制，而情緒狀況、健康狀況等指標(biāo)則可在對被試的選擇時進行適當(dāng)?shù)奶捱x。操作變量：要求運用實驗技術(shù)對實驗條件和實驗過程進行調(diào)節(jié)。如隔音室主要用于建立可以控制的自由聲場。第三節(jié)聽覺的基本實驗

舉例假定對聲音A的閾值為10dB，由于聲音B的影響使A的閾值提高到25dB．即閾值提高15dB?！獋€聲音的閾值因另一聲音的出現(xiàn)而提高，這種現(xiàn)象就是聽覺掩蔽。這里B稱為掩蔽聲，A稱為被掩蔽聲，25dB稱為掩蔽閾限，15dB稱為掩蔽量。

杜比數(shù)碼家庭影院系統(tǒng)

杜比數(shù)碼則是采用第三代ATC技術(shù)，被稱為感覺編碼系統(tǒng)，它將一種特殊的心理音響（PsychoAcoustics）知識、人耳效應(yīng)的最新研究成果與先進的數(shù)碼信號處理技術(shù)很好地結(jié)合起來，形成了這種"數(shù)字多聲道音頻處理技術(shù)"。

杜比數(shù)碼中的感覺編碼技術(shù)主要是運用了人耳的掩蔽效應(yīng)和音樂心理學(xué)中的"聽聞界限"來達到壓縮信息冗余度的目的。所謂掩蔽效應(yīng)就是說當(dāng)兩種頻率相近而音量不同的聲音同時存在時，人耳只能聽到較響的那個聲音的存在，而聲音較弱的那個聲音聽不到，即已被掩蔽了，人耳在實際聽音中就是利用這種掩蔽效應(yīng)從復(fù)雜聲音中聽到所需要的聲音，凡是屬于被掩蔽的信息，在杜比數(shù)碼編碼時就將它堅決去除，以提高壓縮率。

所謂音樂心理學(xué)中的"聽聞界限"涉及到一種心理效應(yīng)的問題，人們對聲音強度相同但頻率（音調(diào)）不同的兩種聲音會有明顯不同的感受，但對小音量下的低音和高音，則不太容易聽清晰，當(dāng)它們的音量小到一定值時人耳就根本聽不到。在杜比數(shù)碼編碼時對輸入的每一個信息量首先進行分析，若是屬于這種根本聽不見的小音量信息，一律加以刪除，這樣可以將大量人耳無法聽到或可以忽略不計的信息去除，達到壓縮信息量的目的。

掩蔽現(xiàn)象（一）純音掩蔽

（二）噪音掩蔽（三）噪音與純音對語言的掩蔽2830佛萊奇爾（Fletcher，1953）純音掩蔽實驗

說明：A、B為掩蔽音。橫坐標(biāo)為各種頻率的被掩蔽音，縱坐標(biāo)為掩蔽閾限（2）噪音掩蔽

白噪音對純音掩蔽實驗的結(jié)果顯示：低強噪音對不同頻率純音的掩蔽效果差異很大高強噪音對不同頻率純音的掩蔽效果相差不大。32不同強度的噪音對純音的掩蔽（采自Egan，1965）33三種水平的窄頻帶掩蔽噪聲所產(chǎn)生的掩蔽

（采自Egan，1965）（3）噪音和純音對語言的掩蔽男聲和女聲的語言音譜（采自Fletcher，1953）

縱軸：每一頻帶中語音的強度比所有各頻率語音的平均強度低多少分貝。由圖可見：強度最高的頻帶在300-500赫?！袄蠋熒险n難”：人耳朵敏感的聲音是3000赫左右，但是語音強度最高的頻帶是300-500赫茲。噪音的掩蔽效果比純音好，但要高強度。純音：300—500赫茲的掩蔽效果最好。掩蔽效應(yīng)應(yīng)用舉例在聲音的整個頻率譜中，如果某一個頻率段的聲音比較強，則人就對其它頻率段的聲音不敏感了。應(yīng)用此原理，人們發(fā)明了mp3等壓縮的數(shù)字音樂格式，在這些格式的文件里，只突出記錄了人耳朵較為敏感的中頻段聲音，而對于較高和較低的頻率的聲音則簡略記錄，從而大大壓縮了所需的存儲空間。在人們欣賞音樂時，如果設(shè)備對高頻響應(yīng)得比較好，則會使人感到低頻響應(yīng)不好，反之亦然。

心理聲學(xué)模型及其在MP3編碼中的應(yīng)用基于聽覺掩蔽效應(yīng)的語音增強算法研究

絡(luò)合滴定中的掩蔽效應(yīng)絡(luò)合掩蔽效應(yīng)公式及其應(yīng)用

視覺任務(wù)對聽覺掩蔽效應(yīng)影響的實驗分析

一種基于掩蔽效應(yīng)的數(shù)字音頻隱藏方案

試論“掩蔽效應(yīng)”原理在配器中的運用

基于聽覺掩蔽效應(yīng)的自適應(yīng)反饋抵消

同時掩蔽效應(yīng)的實驗研究

掩蔽模型對語音增強效果影響的研究

多頻聲同時掩蔽效應(yīng)的實驗研究

基于Bark域噪聲估計及掩蔽效應(yīng)的語音增強

基于心理聲學(xué)模型的音頻隱藏圖像算法

一種基于短時譜估計和人耳掩蔽效應(yīng)的語音增強算法

MPEG-Ⅱ音頻編解碼技術(shù)

基于AVS音頻編碼的心理聲學(xué)應(yīng)用

認知規(guī)律對CAI信息處理的啟示

言語識別中感知空間分離的去掩蔽效應(yīng)及相位信息的作用

二、聽覺的疲勞和損傷以及適應(yīng)

1．聽覺疲勞

2．聽力損傷

3．聽覺適應(yīng)

1．聽覺疲勞聽覺疲勞(auditoryfatigue)乃是聲音刺激強度大大超過聽覺感受器的正常生理反應(yīng)限度，或聲音刺激長時間作用于聽覺器官而引起的聽覺閾限暫時提高的現(xiàn)象。聽覺疲勞測量方法：可先測定被試對某種頻率聲音的閾值，而后讓他聽一段時間引起疲勞的特定頻中和強度的純音，再測定他的聽閾，所得閾值的改變量，即暫時閾移，就是聽覺疲勞的指標(biāo)。暫時閾移的大小受多種因素的影響

影響暫時閾移(TTS)大小的因素(1)暫時閾移的大小，和引起疲勞的聲音停止多少時間有關(guān)

(2)暫時闊移一般隨疲勞聲強度的變化而變化。

(3)暫時閾移和疲勞聲作用時間的久暫有關(guān)。

(4)頻率在4000—6000赫的高頻高強度的疲勞聲對暫時閾移的影響最大，不可恢復(fù)的聽力損失也最為厲害。

2．聽力損傷聽力損傷乃是聲強超過聽覺系統(tǒng)正常生理反應(yīng)程度的聲音，持續(xù)作用于聽覺器官造成的聽力下降，通常聽力平均損失大于25分貝，即為聽力損傷，在職業(yè)性聽力影響的情況下，防止聽力損傷應(yīng)當(dāng)視作勞動保護的目標(biāo)。聽力損傷主要有兩種類型：一為傳導(dǎo)性耳聾，即由于聽覺系統(tǒng)傳導(dǎo)機能的缺陷所致；另一種為神經(jīng)性耳聾(或中樞性聾)，即由聽神經(jīng)系統(tǒng)的損傷所致。3．聽覺適應(yīng)聽覺適應(yīng)：是持續(xù)的聲音刺激引起聽覺感受性下降的現(xiàn)象。聽覺適應(yīng)的研究方法：響度平衡法以一定聲強(如80分貝)的純音作用于左耳，用另一頻率相同但聲級可變的聲音同時作用于右耳，使兩者等響(對一個正常聽者，兩者平衡的聲級可能相等)。然后，將右耳的聲音停止，讓左耳繼續(xù)聽3分鐘，在這一適應(yīng)期后，重新使左右耳等響，這時右耳的等響級常下降，如降到60分貝，適應(yīng)量為80-60=20分貝。三、聽覺定位聽覺定位（auditorylocalization）是指利用聽覺器官判斷發(fā)聲體的空間方位。單、雙眼和單、雙耳定位能力比較

單、雙眼和單、雙耳定位能力比較46聽覺定位

方向定位三種雙耳線索：

雙耳強度差：聲源與雙耳的距離之差雙耳時間差雙耳周相差深度定位立體聲聽覺47

雙耳強度差聲源很少發(fā)自人體的正中面，這樣它與雙耳的距離之差就產(chǎn)生雙耳聲強差。向頭部投影一個聲影（soundshadow）（類似于光的影子），與聲源方向相反的一耳處在聲影之中，從側(cè)面來的聲音必須繞過頭部才能到達另一耳。在聲音到達之前，許多聲波已被頭部與其周圍物體吸收，因此到達另一耳的聲音強度相對比較弱。48雙耳強度差49雙耳時間差

人體頭部近似球形，兩耳間的半圓周約為27.6厘米，聲音到達兩耳的時差的最大值（即與人體正中面成90°時）約為0.5毫秒。假如聲源位于正中面上（如正前方、正后方），聲波同時到達兩耳，時差為零。其他情況則介于零和極大值之間。50雙耳周相差

聲波是由一系列的正壓和負壓組成的，因此任何瞬間，最大的正壓到達兩耳的時間不同，聲調(diào)在兩耳可能產(chǎn)生周相差。在日常生活中，雙耳周相差線索在低頻上較為有效，因為兩耳的距離有27.5厘米，距離相當(dāng)大，容易顯出周相差；相反，高頻的波長短，周相差出現(xiàn)在高頻的機率就較小，可靠性差些。

深度（距離）定位線索聲強和距離的反比關(guān)系復(fù)合聲的頻譜將隨距離的改變而變化

聲波波前的曲率也可指示距離的遠近（圖）反射聲：判斷距離依靠直達聲和反射聲的比率和兩者間的時間延遲

返回前頁耳膜聲源53立體聲聽覺

立體聲聽覺是利用雙耳強度、時間和周相差異的原理產(chǎn)生的。立體聲廣播和立體聲電影等乃是采用特定的技術(shù)建立聽覺透視（auditoryperspective）的錯覺效果。這種特定的技術(shù)主要有下列三種：雙耳記錄法、立體聲記錄以及半立體聲記錄。所謂立體聲效果，就是充分利