人类的听觉系统有哪些感知特性 如何被音感编码
百度
声音是由物体振动产生的，震动通过空气这个介质传到骨膜，骨膜震动通过前庭和半规管传到耳蜗，耳蜗有感知声音的功能，回去与大脑交流，对声音判断和处理
许多科学工作者一直在研究听觉系统对声音的感知特性，下面介绍已经用在MPEG Audio压缩编码算法中的三个特性：响度、音高和掩蔽效应。
.1.1. 对响度的感知
声音的响度就是声音的强弱。在物理上，声音的响度使用客观测量单位来度量，即dyn/cm2(达因/平方厘米)(声压)或W/cm2(瓦特/平方厘米)(声强)。在心理上，主观感觉的声音强弱使用响度级“方(phon)”或者“宋(sone)”来度量。这两种感知声音强弱的计量单位是完全不同的两种概念，但是它们之间又有一定的联系。
当声音弱到人的耳朵刚刚可以听见时，我们称此时的声音强度为“听阈”。例如，1 kHz纯音的声强达到10-16w/cm2(定义成零dB声强级)时，人耳刚能听到，此时的主观响度级定为零方。实验表明，听阈是随频率变化的。测出的“听阈—频率”曲线如图9-01所示。图中最靠下面的一根曲线叫做“零方等响度级”曲线，也称“绝对听阈”曲线，即在安静环境中，能被人耳听到的纯音的最小值。
另一种极端的情况是声音强到使人耳感到疼痛。实验表明，如果频率为1 kHz的纯音的声强级达到120 dB左右时，人的耳朵就感到疼痛，这个阈值称为“痛阈”。对不同的频率进行测量，可以得到“痛阈—频率”曲线，如图9-01中最靠上面所示的一根曲线。这条曲线也就是120方等响度级曲线。
在“听阈—频率”曲线和“痛阈—频率”曲线之间的区域就是人耳的听觉范围。这个范围内的等响度级曲线也是用同样的方法测量出来的。由图9-01可以看出，1 kHz的10 dB的声音和200 Hz的30 dB的声音，在人耳听起来具有相同的响度。
图9-01 “听阈—频率”曲线
图9-01说明人耳对不同频率的敏感程度差别很大，其中对2 kHz～4 kHz范围的信号最为敏感，幅度很低的信号都能被人耳听到。而在低频区和高频区，能被人耳听到的信号幅度要高得多。
.1.2. 对音高的感知
客观上用频率来表示声音的音高，其单位是Hz。而主观感觉的音高单位则是“美(Mel)”,主观音高与客观音高的关系是
其中的单位为Hz，这也是两个既不相同又有联系的单位。
人耳对响度的感觉有一个范围，即从听阈到痛阈。同样，人耳对频率的感觉也有一个范围。人耳可以听到的最低频率约20 Hz，最高频率约18000 Hz。正如测量响度时是以1 kHz纯音为基准一样，在测量音高时则以40 dB声强为基准，并且同样由主观感觉来确定。
测量主观音高时，让实验者听两个声强级为40 dB的纯音，固定其中一个纯音的频率，调节另一个纯音的频率，直到他感到后者的音高为前者的两倍，就标定这两个声音的音高差为两倍。实验表明，音高与频率之间也不是线性关系。测出的“音高—频率”曲线如图9-02所示。
图9-02 “音高—频率”曲线
.1.3. 掩蔽效应
一种频率的声音阻碍听觉系统感受另一种频率的声音的现象称为掩蔽效应。前者称为掩蔽声音(masking tone)，后者称为被掩蔽声音(masked tone)。掩蔽可分成频域掩蔽和时域掩蔽。
1. 频域掩蔽
一个强纯音会掩蔽在其附近同时发声的弱纯音，这种特性称为频域掩蔽，也称同时掩蔽(simultaneous masking)。如图9-03所示，一个声强为60 dB、频率为1000 Hz的纯音，另外还有一个1100 Hz的纯音，前者比后者高18 dB，在这种情况下我们的耳朵就只能听到那个1000 Hz的强音。如果有一个1000 Hz的纯音和一个声强比它低18 dB的2000 Hz的纯音，那么我们的耳朵将会同时听到这两个声音。要想让2000 Hz的纯音也听不到，则需要把它降到比1000 Hz的纯音低45 dB。一般来说，弱纯音离强纯音越近就越容易被掩蔽。
图9-03 声强为60 dB、频率为1000 Hz纯音的掩蔽效应
在图9-04中的一组曲线分别表示频率为250 Hz、1 kHz、4 kHz和8 kHz纯音的掩蔽效应，它们的声强均为60 dB。从图中可以看到：①在250 Hz、1 kHz、4 kHz和8 kHz纯音附近，对其他纯音的掩蔽效果最明显，②低频纯音可以有效地掩蔽高频纯音，但高频纯音对低频纯音的掩蔽作用则不明显。
图9-04 不同纯音的掩蔽效应曲线
由于声音频率与掩蔽曲线不是线性关系，为从感知上来统一度量声音频率，引入了“临界频带(critical band)”的概念。通常认为，在20 Hz到16 kHz范围内有24个临界频带，如表9-01所示。临界频带的单位叫Bark(巴克)，
1 Bark = 一个临界频带的宽度
(频率)< 500 Hz的情况下, 1 Bark » /100
(频率) > 500 Hz的情况下, 1Bark » 9 + 4log(
/1000)
以上我们讨论了响度、音高和掩蔽效应，尤其是人的主观感觉。其中掩蔽效应尤为重要，它是心理声学模型的基础。
表9-01 临界频带[16]
2. 时域掩蔽
除了同时发出的声音之间有掩蔽现象之外，在时间上相邻的声音之间也有掩蔽现象，并且称为时域掩蔽。时域掩蔽又分为超前掩蔽(pre-masking)和滞后掩蔽(post-masking)，如图9-05所示。产生时域掩蔽的主要原因是人的大脑处理信息需要花费一定的时间。一般来说，超前掩蔽很短，只有大约5～20 ms，而滞后掩蔽可以持续50～200 ms。这个区别也是很容易理解的。
图9-05时域掩蔽
人耳可以分为外耳、中耳、内耳3个部分。可感受到频率范围在20～20000Hz的各种声音。人类言语频率包含在200～8000Hz范围内，最集中的频率为500～2000Hz。频率大于20000Hz的称超声波，小于20Hz的称次声波。正常人能听见的声音强度范围。平时人们去检查听力是否正常最常用的方法是测试人的听阈，听阈是指人能听到声音的最小强度；不适阈是人听到大声不能耐受的声音强度。传导性聋患者的不适阈因声音传导受限制，故较正常人高；感音神经性聋患者由于小声听不到，大声受不了,有“重振”现象，故不适阈通常低于正常人的水平。
人类大脑皮层颞横回的听皮层为最高的听觉中枢，一侧听皮层可接收到两侧耳传入的声音，但对两边耳朵传入的声音敏感程度不一样。左侧听皮层中枢系统对右耳传入的信息敏感，右侧听皮层中枢系统对左耳传入的信息敏感，一侧听中枢对两侧耳传递的信号敏感度可差20dB。另外，左右两侧听皮层对不同性质的声音信息处理具有选择性。左侧皮层听区选择性地处理语言信息，右侧皮层听区选择性地处理音乐声信息。大脑听皮层这种特性对听力康复时选择助听器很重要。
噪声对人体的哪个系统有害
最直接的是听力系统。损害听力。当人连续听摩托车噪声8小时以后，听力会受损；在摇滚音乐厅连续听半小时后，人的听力会受损；若在80分贝以上的噪音环境中，造成耳聋的可能性可达50％。噪音过大造成的常见病症有耳鸣、耳痛、听力下降、头昏、头痛和噪音性耳聋；对于正处于生长发育阶段的婴幼儿来说，噪音...
为什么有的人耳聋了声音能听到但是听不清楚?
您好，为什么有的人耳聋了声音能听到但是听不清楚？听到，是听觉系统的基本功能，而听清则是更高级功能。只要有信号传到听觉中枢，我们就“听到”了但要听清，还必须具备听觉分辨能力。哪些因素决定了我们能否听清？在过于嘈杂的环境中，由于声信号本身变得含混不清，正常听力的人也无法听清；信号声过小...
人的听觉系统是否可以自行选择想要听到的声音?
实际上，不仅在垂直方向上有方向性，在水平方向上，该系统也有方向性：我们我们对45度方向（两侧）上的声音最敏感（“侧耳倾听"），对正前方左右20度内的声音具有最好的空间敏感特性（更易于辨别方向）[3]。更多关于该模型的特性，可以参考引文[1-4].2.噪声与随机共振（stochastic resonance, SR）噪...
助听器验配师考试的内容具体有哪些
越来越多小伙伴对助听器验配师这个职业感兴趣，那么助听器验配师考试的内容具体有哪些呢?下面是由我为大家整理的“助听器验配师考试的内容具体有哪些”，仅供参考，欢迎大家阅读本文。助听器验配师考试的内容具体有哪些 听觉系统解剖生理和疾病 (1)听觉系统解剖。(2)听觉系统生理。(3)耳科常见症状和疾病...
人耳听觉的一般特性是什么?
物体振动发出的声音通过空气的传播，经外耳、中耳和内耳的传导系统，引起耳蜗内淋巴液和基底膜纤维的振动，并由此激起听觉细胞的兴奋，产生神经冲动。冲动沿着听觉神经传到丘脑后内侧膝状体，交换神经元后进入大脑皮层听区(颞上回)，产生听觉。声波有频率、振幅和波形的特性，由此决定听觉的音高(音调)、音响...
人的听觉系统是什么样子的
我们生活在声音的世界里，声音无时不有，无处不在。而且，我们周围的空气在做永无休止的无规则运动，这就使空间各处的气压不断地发生变化，这些气压的变化也产生微弱的声波。这样，我们的耳朵会不会淹没在永不停歇的一片噪音之中，永远不知道什么是安静呢？好在我们的听觉有一定的限度。从接受声音的...
听觉中枢位于大脑皮层的什么部位
人类之所以能够听到声音，理解语言，主要依靠整个听觉通路的完整性。听觉通路一般是外耳、中耳、内耳以及听神经，听神经以上的部分为听觉中枢，听觉中枢是感觉系统中行程最长的中枢通路之一。听觉中枢的部位位于脑干、中脑、丘脑、最后终止于大脑皮层的听觉区，即颞横回和颞上回。只有声音信息通过听觉通路传送到...
普通人与音乐专家的声音听觉能力是没有实质性差别的
听觉能力是指个体感知声音的能力，它既包括听觉敏感度，也包括听觉认知和听觉处理的能力。主要由听觉感受细胞、听觉神经系统和大脑皮层三部分完成。这三部分起到互相沟通、顺畅传递信息的作用，才使能够成为一个完整的听觉过程。普通人与音乐专家在听觉感官上并没有实质性的差别。所有人都有一套完整的听觉...
耳聋是怎么定义的又该怎么分类
鼓室成形术对提高传导性聋的听力有一定效果，全人工听骨和部分人工听骨的应用，使传导性聋鼓室成形术的听力效果有了明显的改善。随着人工听觉植入技术的发展，近些年来植入式听觉装置骨锚式助听器和振动声桥的应用为传导性耳聋和混合性耳聋的治疗开辟了新的治疗选择。骨锚助听器是可植入的骨传导听力系统，...
视觉、听觉、触觉、嗅觉属于智能的什么能力( )
在人工智能中，计算机视觉技术可以用来让机器“看”到周围环境并对其进行理解和判断，例如人脸识别、车辆识别等领域。2.听觉感知能力 听觉是人类通过耳朵获取环境声音信息的能力。人类的听觉系统可以感知声音的音量、频率、节奏、位置等信息，并对其进行理解和识别。在人工智能中，语音识别和语音合成技术可以让...
能彦芎菊： 人们之所以能听到声音、现解言语,是依赖于整个听觉通路的完整性,它包括外耳、中耳、内耳、听神经及听觉中枢,听觉中枢是指位于听神经以上的脑干和大脑半球中的听觉结构.人的耳朵能够承受多大声音响度,是因人而异的.正常耳能承受是110~120dB SPL 或90-100dB HL .
平谷区18583537346： 人耳听觉的一般特性是什么?？
能彦芎菊： 人耳可以分为外耳、中耳、内耳三个部分,可感觉频率范围在20-20000HZ的各种声音.人类言语频率范围在200-8000HZ之间,最集中的频率为500-2000HZ.频率大于20000HZ的声音称“超声波”,小于20HZ的声音称“次声波”.检查听力最常用的方法是测试人的听阈,听阈是指人能听到声音的最小强度;不适阈是指人听到大声不能耐受的声音强度.传导性聋患者因声音传导受限制,故不适阈较下常人高;感音神经性患者由于小声听不到、大声受不了,有重振现象,故不适阈通常低于正常人.
平谷区18583537346： 耳朵有什么作用? - ？
能彦芎菊： 动物耳朵大多数用来听.耳朵面积大的动物听觉好.有些动物耳朵还能驱赶蚊虫,如狮子、羊、马等.大象耳朵散热,鱼是通过侧线感知水流来感知周遭环境.
平谷区18583537346： 人耳听觉的三要素 - ？
能彦芎菊： 声音的“三要素”是指声音的三个特性:响度、音调和音色. 1、响度(loudness):人主观上感觉声音的大小(俗称音量),由“振幅”(amplitude)和人离声源的距离决定,振幅越大响度越大,人和声源的距离越小,响度越大. 2、音调(...
平谷区18583537346： 人的听觉系统是什么样子的 - ？
能彦芎菊： 我们生活在声音的世界里,声音无时不有,无处不在.而且,我们周围的空气在做永无休止的无规则运动,这就使空间各处的气压不断地发生变化,这些气压的变化也产生微弱的声波.这样,我们的耳朵会不会淹没在永不停歇的一片噪音之中,...
平谷区18583537346： 声音听觉的介绍 - ？
能彦芎菊： 由于人耳听觉系统非常复杂,迄今为止人类对它的生理结构和听觉特性还不能从生理解剖角度完全解释清楚.所以,对人耳听觉特性的研究目前仅限于在心理声学和语言声学. 人耳对不同强度、不同频率声音的听觉范围称为声域.在人耳的声域范围内,声音听觉心理的主观感受主要有响度、音高、音色等特征和掩蔽效应、高频定位等特性.其中响度、音高、音色可以在主观上用来描述具有振幅、频率和相位三个物理量的任何复杂的声音,故又称为声音“三要素”;而在多种音源场合,人耳掩蔽效应等特性更重要,它是心理声学的基础.
平谷区18583537346： 耳的听觉功能有哪些? ？
能彦芎菊： 听觉是人类重要的感官之一,听觉功能是由外耳、中耳、内耳等听觉器官协同完成的,颅骨也参与听觉的形成.正常的听觉有赖以上结构的完整和正常,如果某一部分结构...
平谷区18583537346： 声音有哪些物理特性,分别对应着人耳的哪些听觉特性 - ？
能彦芎菊： 人耳对声音的方位、响度、音调及音色的敏感程度是不同的,存在较大的差异. 1.方位感:人耳对声音传播方向及距离、定位的辨别能力非常强.人耳的这种听觉特性称之为“方位感”.
平谷区18583537346： 耳的听觉系统是如何组成的? ？
能彦芎菊： 听觉系统是由外耳、中耳、 内耳及听神经所组成.( 1 ) 外耳: 围绕耳道的软骨折叠位称为耳郭. 当声波碰击到耳郭,便会被反射和减弱, 这些改变提供了额外的信息去帮...
平谷区18583537346： 人耳都有哪些生理功能 - ？
能彦芎菊： 正常人的耳朵大约可分辨出40万不同的声音,声音到达大脑之前要经过听觉系统的三个部分:外耳 中耳 内耳.听觉是人类知识交流时必要的管道.听觉使我们感知环境,产生安全感与参与感.耳朵的另一个生理功能是平衡功能,与前庭系统有关.人体保持平衡主要依靠视觉,本体觉和前庭系统来完成.
