第七章听觉实验.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章 听觉,第一节 听觉刺激,一、声波的特征,频率（frequence）,振幅（amplitude）,波形（waveform）,音高或音调（pitch）,响度和音强（loudness）,音色（timbre）,声波的特征,听觉的属性,感觉通道,特征产生的原因,视 觉,听 觉,彩 色,音 高,波频率的作用,亮 度,响 度,波振幅的作用,饱和度,音 色,波混合的作用,视觉和听觉比较,二、声波的测量,评价值的测量：响度和响度级，感觉噪音级，清晰度指标，语言干扰级，噪音评价数。,声源的测量：频谱的时间变化，声功率，指向性，效率，共振峰的跟踪，频谱特征和比较，平均和积分，求极大谱，幅值分布，相关性。,音质的测量：混响时间，隔音量。吸音量。,其他的测量：计权声级等。,人耳对声音的某一参变量变化的最小可觉差被称为听觉的差别阈限，是听觉差别感受性的表征量。强度：噪音和纯音的辨别不同，噪音的差别阈限符合韦伯定律，纯音的差别阈限不符合韦伯定律。频率：频率的差别阈值是频率和强度两者的函数，随频率的升高而变大；差别阈值在1000赫兹以上变化特别显著，随声级的提高而变小。最小的差别阈值（1赫兹）出现在低频和较高声级的条件下。时间：听觉的敏锐度，人耳对时间的分辩可短到2ms，且和声音的频率和强度无关。时间差别阈限随声长的变短而变小。,二、音高,（一）音高量表,感觉比例法（分段法）制作音高量表：选取标准刺激频率为12512000赫兹之间的乐音共10个频率。调节变异刺激的频率，使其为标准刺激的一半，画出减半图。规定1000赫兹40分贝的乐音的音高为1000美（Mel）。以美为纵坐标，以频率为横坐标即可得到音高量表。,（二）音高和音强的关系,等高曲线的制作：选定五种频率的乐音如200、500、2000、5000、10000赫兹等；确定每个频率的5种强度如A、B、C、D、E，各频率的5种强度不尽相同，但5种强度都应在该频率的响度绝对阈限以上。从最低强度开始，依次增加到所需的最大强度为止。如200赫兹的乐音，呈现A强度5s，间隔3s后再呈现B强度乐音2s。如果觉得第二个乐音比第一个乐音低，就增加第二乐音的频率，直到觉得两个乐音音高相等为止，记下此时第二个乐音的频率。分别计算各频率乐音两次反应的平均值，计算这个平均值与标准声音频率的差别的百分数，如,以强度为横坐标，以频率改变的百分数为纵坐标，画出的曲线极为等高曲线。,等高曲线,当声音刺激低于1000Hz时，音高随强度的增加而减弱；当声音刺激高于3000Hz时，音高知觉随声强的增加而增加；当声音刺激在10003000Hz之间时，音高知觉的变化与刺激强度的变化同步。许多音乐的声音刺激是在1000美音高知觉以下的，即1000Hz以下，且随着强度的减弱，音高才是增加的。,equal pitch contour,（二）声强的差别阈限,频 率,（赫兹）,感 觉 水 平,5dB E/E,20dB E/E,60dB E/E,64,3.6,1.1,0.20,128,2.3,0.7,0.18,256,2.3,0.6,0.16,512,1.4,0.5,0.14,1024,1.0,0.4,0.12,2048,0.9,0.35,0.10,4096,1.0,0.4,0.14,8192,1.7,0.5,0.18,各种频率的声音在不同的感觉水平时的强度差别阈限,在等响曲线图中，每条曲线上的各点，虽然代表不同频率和声压级的声音，但是人耳主观感觉到的声音响度却是一样的，即响度级是相等的，所以称为等响曲线。由等响曲线可知：,（1)最下面的曲线（虚线）表示听力阈值（hearing threshold），称为零响度级线。痛阈线是120方响度级线。对应每个频率都有各自的闻阈声压级与痛阈声压级。在闻阈曲线与痛阈曲线之间是人耳所能听到的全部声音。,（2)人耳对低频声较迟钝，频率很低时，即使有较高的声压级也不一定能听到。,（3)声压级愈小和频率愈低的声音，其声压级与响度级之值相差也愈大。,（4)人耳对高频声较敏感，特别是对于20005000Hz频率范围的声音尤为敏感。正由于这种原因，在噪声控制中，应当首先将中、高频的刺耳声降低。,响度与响度级是一一对应的，规定响度级为40方时响度为1宋，经实验得出每当响度级增加10方则响度增加一倍，如50方时为2宋，60方时为4宋，等等,（四）响度的时间总和,四、听觉疲劳和适应,（一）听觉疲劳（auditory fatigue）,听觉疲劳的指标暂时阈移（temporary-threshold shift）,影响暂时阈移的因素：,恢复区间,疲劳声的强度,疲劳的作用时间,测试声的频率,（二）听觉适应（auditory adaptation）,听觉适应的特点在于它是一个平衡过程。在感觉上的表现是声音的响度在最初的几分钟有所下降随后保持稳定。,在测定程序上，听觉适应和听觉疲劳不同：听觉疲劳是测定声音的阈值听一段时间的疲劳声再测定阈值。测定听觉适应时，适应声必须同时作用。,五、听觉掩蔽（auditory masking）现象,听觉掩蔽：是指一个声音的听觉由于另一个声音的影响而减弱的现象。一个声音被掩蔽时，其听觉绝对阈限就会增长。掩蔽作用的大小用被掩蔽音的绝对阈限的增量来度量。,假设对声音A的阈值确定为40分贝，同时又听见声音B，由于B的影响而使A的阈值提高到52分贝，即比原来的阈值声压要提高12分贝才能听到。B称作掩蔽声，A称作被掩蔽声（测试信号或探测信号），52分贝称为掩蔽阈限，12分贝称为掩蔽量，也称作B的有效级。,（二）噪音掩蔽,（三）噪音与纯音对语言的掩蔽,低频纯音比高频纯音对言语声的掩蔽作用大；强度大的正弦波频率在300赫兹时产生最大掩蔽作用；而弱的正弦波频率在500赫兹时的掩蔽作用最大。由脉形脉冲和方波组成的复杂音由于包含许多倍音，因而能在鼻唇音更的的强度下掩蔽言语声的全部频率范围。,噪音对言语声的掩蔽比较复杂，就白噪音来说，强度越大掩蔽作用越大。频带低于1000Hz的噪音强度较大时，掩蔽作用较大。频带高于1000Hz的噪音强度较小时，掩蔽作用较大。,关于MLD的一些研究事实,MLD的最大效果发生在低频带。1500Hz以上的频率带才有23分贝的效果。这也是声音定位中能做到的两耳相位比较的最高频率。因此，MLD可能至少部分地依赖将刺激的时间信号传导到某高级神经中枢，让它来比较来自两耳的时间信息。对宽带掩蔽声，并不是全部频率成分都有效。和正常的掩蔽一样，只有一信号为中心的临界频带以内的成分才有掩蔽效果。产生MLD的条件不限于改进纯音的可听度，也可以提过言语可懂度和降低频率的差别阈。MLD也能在前、后掩蔽中出现，甚至在信号和掩蔽声之间长40毫秒的无声间隙，也能产生45分贝的MLD。,第三节 空间听觉定位,听觉定位（auditory localization）是指利用听觉器官判断发声体的空间方位。,单、双眼和单、双耳定位能力比较,（一）双耳强度差,当双耳离声源的距离不同时，会产生强度上的差异。声源很少发自人体的正中面，这样它与双耳的距离之差就产生双耳声强差（intensity difference of the two ears）。向头部投影一个声影（sound shadow）（类似于光的影子），与声源方向相反的一耳处在声影之中，从侧面来的声音必须绕过头部才能到达另一耳，在声音到达之前，许多声波已被头部与其周围物体吸收，因此到达另一耳的声音强度相对比较弱。,水平面上不同方位声源所引起的双耳强度差,（二）双耳时间差,双耳时间差是辨别声音方向的重要线索。,人体头部近似球形，两耳间的半圆周约为,27,6,厘米,声音到达两耳的时差的最大值,(,即与人体正中面成,90,时）约为,o.5,毫秒，假如声源位于正中面上,(,如正前方，正后方,),，声波同时到达两耳，时差为零，其他情况则介于零和极大值之间，听分析器正是利用这时间上的差别，来确定声源的方位。,（四）立体声听觉,立体声听觉是利用双耳强度、时间差异的原理产生的。,立体声广播和立体声电影等乃是采用特定的技术建立听觉透视的错觉效果。这种特定的技术主要有下列三种：,双耳记录法,、,立体声记录,以及,半立体声记录,。,立体声效果，就是充分利用双耳决定声源的位置,。,影视中的“听觉透视”,影视中的“听觉透视（auditory perspective）”是利用两个或两个以上的扬声器来产生的。,二、听觉空间方向定位的实验方法,（一）条件控制,（二）使用的仪器与方法,（三）几个具体的定位实验,早期的音笼实验,卡塔声实验（瞬态声音）,连续乐音实验,野外乐音定位,