人耳听觉特性..培训课件

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耳的听觉功能PPT课件

高频声波(波长短) 传播近,最大振幅位于蜗底部（卵圆窗膜）低频声波(波长长) 传播远,最大振幅位于蜗顶部
图：不同频率的纯音引起基底膜位移的示意图
耳蜗对声音的初步分析功能：
1.对音强(响度)的辩别: ⑴主要取决于基底膜的振幅大小(音频不变)：强音→基底膜振动幅度大→毛细胞兴奋的数目和程度↑→感受声音响度大。
耳的听觉功能
耳的传音增压功能（外耳、中耳）
耳的感音换能功能
（耳蜗毛细胞）
教学目的与要求：
1. 掌握：
人耳的听阈和听域、中耳的功能、声波传入内耳的途径、基底膜的振动和行波理论
2. 熟悉：外耳的功能、耳蜗的生物电现象 3. 了解：耳蜗的结构要点、听神经动作电位
Question
1.人耳的适宜刺激是什么？什么是听阈？
②调整躯体肌的紧张性,引起姿势调节反应,维持身体平衡
(三)球囊的功能 1.感受细胞：毛细胞位于囊斑 2.适宜刺激：头部垂直方向的直线加减速运动 3.功能 ①感受垂直平面上头部的直线加减速运动,产生运动感觉 ②调整躯体肌的紧张性,引起姿势调节反应,维持身体平衡
二、前庭反应（自学）
1.前庭姿势调节反射 2.自主神经反应 3.眼震颤概念：指不随意的节律性眼球往返运动的现象
②判断声源
2.外耳道: ①传音的通路 ②增加声强(10dB）
(二)中耳的功能组成：鼓膜、听骨链、鼓室、咽鼓管功能：增压中耳的增压作用概念：中耳通过鼓膜和听骨链将空气中的声波振动能量高效地传递到内耳淋巴
振动压强增大, 振幅稍减小 (约1/4）
机制：
鼓膜-听骨链-卵圆窗
构成传音的有效途径,使中耳传音增压效应 (18.6×1.3≈24.2倍)

第五节、人耳的听觉感知特性

１响度
（1）声压（2）声压级（3）响度（4）响度级（5）等响度曲线（6）听阈与痛阈
声压
由声波引起的交变压强称为声压，一般用ｐ表示，单位是帕（Ｐａ）。声压的大小反映了声音振动的强弱，同时也决定了声波的幅度大小。在一定时间内，瞬时声压对时间取均方根值后称为有效声压。用电子仪器测量得到的通常是有效声压，人们习惯上讲的声压实际上也是有效声压。
频域掩蔽
所谓频域掩蔽是指掩蔽音与被掩蔽音同时作用时发生掩蔽效应，又称同时掩蔽。掩蔽音在掩蔽效应发生期间一直起作用，是一种较强的掩蔽效应。频域中的一个强音会掩蔽与之同时发声的频率相近的弱音，弱音离强音越近，越容易被掩蔽；
痛阈
而当声音增强到使人耳感到疼痛时，这个听觉阈值称为 “痛阈”。仍以１ｋＨｚ纯音为准来进行测量，使人耳感到疼痛时的声压级约达到１2０ｄＢ左右。实验表明，听阈和痛阈是随声压级、频率变化的。听阈和痛阈随频率变化的等响度曲线之间的区域就是人耳的听觉范围。
小于０ｄＢ听阈和大于１2０ｄＢ痛阈时为不可听声，即使是人耳最敏感频率范围的声音，人耳也觉察不到。人耳对不同频率的声音听阈和痛阈不一样，灵敏度也不一样。人耳的痛阈受频率的影响不大，而听阈随频率变化相当剧烈。人耳对３～４ｋＨｚ声音最敏感，幅度很小的声音信号都能被人耳听到；而在低频区（如小于８００Ｈｚ）和高频区（如大于５ｋＨｚ），人耳对声音的灵敏度要低得多。
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人耳的听觉特性
在人耳的可听域范围内，声音听觉心理的主观感受主要有： 1、响度 2、音调 3、音色 4、掩蔽效应等听觉特性。
声音三要素
响度、音调、音色分别与声音的振幅、频率、频谱分布特性（包络形状）相对应，称为声音的 “三要素”。人耳的掩蔽效应是心理声学的基础，是感知音频编码的理论依据。

声波传播特性及人耳听觉特性课件

外耳
收集声音并导向中耳，由耳廓和外耳道组成。
中耳
传递声音并增强低频声音，由鼓膜和听骨链组成。
内耳
将声波转换为神经信号，由耳蜗和前庭器官组成。
声音的感知阈值
绝对阈值
人耳能够听到的最小声音强度，因人而异。
差别阈值
人耳对声音强度的最小可察觉变化量。
声音的掩蔽效应
频谱掩蔽
一个声音的频率成分掩盖了另一个声音的频率成分。
利用声波进行物理、化学等实验研究。
THANKS
利用声波测量风速、风向等气象参数。
声波在噪声监测中的应用
利用声波测量环境噪声的强度和频谱。
声波在地质勘查中的应用
利用声波探测地下结构、矿产资源等。
声波在其他领域的应用实例
声波在农业领域的应用
利用声波刺激植物生长，提高产量。
声波在军事领域的应用
利用声波进行目标探测、干扰敌方通信等。
声波在科研领域的应用
同时掩蔽
一个声音的存在使得另一个声音无法被听到。
声音的方向定位
声音来源的判断
人耳通过双耳接收到的声音差异来判断声音的来源方向。
双耳线索
包括时间差、强度差和频谱差异等双耳接收到的声音差异。
04 声波的接收与处理
声音信号的接收与转换
声音信号的接收
声音信号通过空气、水或固体等介质传播，被接收器（如麦克风）接收。
声音信号的转换
接收到的声音信号被转换成电信号，以便进一步处理和分析。
声音信号的处理与分析
声音信号的预处理
包括降噪、放大等操作，以提高信号质量。
声音信号的特征提取
提取出声音信号中的关键特征，如频率、振幅等。
声音信号的分析
对提取出的特征进行分析，以识别和分类不同的声音。

人耳的听觉特性PPT课件

36
3.连续谱
连续谱：在频谱轴上没有断续的频谱分布称为连续谱。如右图示：
37
五、可闻声的频域特征
1.共振峰 2.频谱分布
38
1.共振峰
线状谱的峰包共振峰的高度、位置和数量决定着每种乐器的特色。
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2.频谱分布
语音音乐
40
语音
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：
30
3.音律与唱名
十二个音名字： C、 D、 E 、F 、G、 A 、B 其余以#和b半音命名。
唱名：1、2、3、4、5、6、7、i
相邻两个半音的频率比：12 2 / 1 1.05946 / 1
人对音高的区别：1000Hz,Lp=40dB时，一般人 ±3Hz有觉察,调音师±1Hz有觉察
31
定义：
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：
Li
10 lg
I I0
(dB)
式中: I某点声强
I0基准声强(=10-12W/m2) 平面波声强级与声压级的关系
11
平面波声强级与声压级的关系
p2 rms
LI
10 lg I I0
10 lg
p02
0c
400
10 lg
p2 rms
B计权：模拟人耳对70方的纯音的响度指示。用来
测55dB--85dB
C计权：模拟人耳对100方的纯音的响度指示。用来
测85dB--130dB
Lin计权：不修正，用来测声压级Lp。 D计权：用来测量飞机噪声
21
5.声级计
a.原理框图 b.记权的依据 c.记权曲线
22
a.原理框图
显示

第四讲人耳听觉特性

可闻声的频段划分（二）一．倍频程划分
1/3倍频程各中心频率：25，31.5，40，50，63，80，100，125，160，200， 250，315，400，500，800，1K，1.25K，1.6K，2K，2.5K， 3.15K，4K，5K，6.3K，8K，10K，12.5K，16K，20K
人耳的听觉范围
等响度曲线一．等响度曲线：
声压不同、频率不同但听起来却有同等响度的声压级连接起来组成的曲线
响度的单位为：宋（Song）
响度级单位为：方（Phon）
等响度曲线
一．等响度曲线表现出的规律：
低声压级时，等响度曲线上各频率声音声压级相差很大。
高声压级时，等响曲线较为平坦，说明在高声压时，各频率的听感等响基本相同。曲线簇在高频段，高响度级与低响度级的曲线斜率及其间隔基本一致，说明高频段的响度变化与声压级增量基本一致，
第四讲
人耳听觉特性
常见声音的声压一．声压
声源或噪音源在发出最大马力时的太空穿梭机
大约的声压 (单位为 µ Pa)
2,000,000,000
交响乐团
在25米范围柴油货运火车高速前进正常的谈话图书馆2米范围的低语播音室人类耳朵能够听到最微弱的声音
2,000,000
200,000 20,000 2,000 200 20
课后练习一．声级计是用来做什么，怎么使用？二．听觉的生理与心理特性主要有哪些？三．立体声听起来是什么感觉？
音色
一．音色：
1. 音色又称音质，是人耳对声音声谱的主观听觉反映。音色不但取
决于基频，而且与基频成整倍数的谐波密切有关。
二．声与音的区别
1. 《乐记》： “单出曰声，杂比曰音” 2. 纯音:单一频率的音称为纯音。 3. 复合音，由好几个不同的频率所组成的频率。 4. 噪音：指任何难听的、不和谐的声或干扰，有时也指在有用频带内的任何不需要的干扰。

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4、控制噪声的措施：
（1）控制噪声声源；
如，城市禁鸣喇叭
（2）阻挡噪声的传播；
如：安装隔音屏或安放吸声设备
（3）防止噪声进入人耳。
如：戴耳罩，戴头盔，捂住耳朵
4、控制噪声的措施：（1）控制噪声声源；如，城市禁鸣喇叭（2
定义
决定因素
听感表现
响度
声音的强弱
由声源的振幅决定。振幅越大，响度越大
响度大：震耳欲聋响度小：轻声耳语
中耳包括：___、___、____、______。
鼓膜
鼓室
听小骨
咽鼓管
中耳包括：___、___、____、______。鼓膜鼓室听
鼓膜
鼓室
咽鼓管
听小骨
鼓膜鼓室咽鼓管听小骨
鼓膜：把声波转换为______；听小骨：将振动_____并____到内耳；鼓室：内有空气；咽鼓管：连通咽部和鼓室，张嘴能使咽鼓管张开，使鼓膜内外空气压力保持 ____，从而使鼓膜能正常振动。
A
1．“女高音歌唱家”和“男低音歌唱家”，这里的“高”与“低”
2、发声体在振动，但我们没有听到声音，其原因是（）A、没有传播声音的媒介 B、声音为超声波C、声音为次声波 D、以上都有可能
D
2、发声体在振动，但我们没有听到声音，其原因是（）D
响度
（二）响度
鼓声与振动
人们主观上感觉到的声音强弱叫_____.响度（二）响度响度的
对于同一声源发出的声音，其响度与声源的________有关，跟人距离声源的_____有关。当然，不同的人对声音的感觉是不同的。
振动幅度
远近
声音的响度的单位是_____，符号是____.
噪声污染
使人轻松愉快的声音叫_____；令人烦躁不安的声音叫_____。

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低频声压级的微小变化会导致响度的较大变化。
18 人耳听觉特性..
2.2 人耳听感的基本特征
二、音高音高是听觉系统对声音音调高
低的一种主观感觉。音调的高低主要决定于频率。
19 人耳听觉特性..
2.2 人耳听感的基本特征
人耳对声音频率的主观感觉
音高的单位为美（mel),它以1khz、40dB的纯音为标准，定为1000mel.
15 人耳听觉特性..
2.2 人耳听感的基本特征
16 人耳听觉特性..
2.2 人耳听感的基本特征
1、等响度曲线
17 人耳听觉特性..
2.2 人耳听感的基本特征
2、有关响度的特性
有等响度曲线可以得出一下结论：
响度级与声压级有关。低声压时，等响度曲线上的各频率声音的声压级相差很大。
声压级很高时，等响度曲线较为平坦，各频率等响基本相同。
13 人耳听觉特性..
2.2 人耳听感的基本特征
一、响度响度是人耳对声音强弱
大小的主观感觉. 单位：“宋”（son）
决定响度的主要因素是：声压或声强的大小，在同样的声压而不同频率时，感觉的响度不同。
14 人耳听觉特性..
2.2 人耳听感的基本特征
响度级：以1KHZ纯音为基准声音，将其他频率的声音与它比较，当响度一样时，1KHZ声音的声压级就是该声音的响度级。单位：“方”（phon）
延迟大于70ms时，差不多一半人能感觉到回声。
延迟超过100ms时，几乎所有人都能觉察到回声。
反射声强度减弱到直达声以下10dB时，延迟时间很长，也几乎没人能感觉到有回声。
如果两者延迟时间很短，则反射声即使声压级高出直达声10dB,也不会有回25声的感觉。
人耳听觉特性..
2.2 人耳听感的基本特征
27 人耳听觉特性..
2.2 人耳听感的基本特征
将两扬声器对称地放在听者的前方，听着感觉“声像 ”只有一个，且在正前方。
当两个扬声器辐射的声压级有一定差别时，则声像向声压级高的扬声器方向移动，偏移量大小与声压级之差有关，当声压级差大于15dB时，则感觉声音完全来自较响的那只扬声器。
当两只扬声器辐射的声压级相等，但有一定时间差，听者感到声像向声音先到达的那只扬声器移动，当时间差大于3ms时，声像就好像完全来自声音先到的那只扬声器。
3、内耳-信号分析
作用：
将声波信号转换成生物电信号，传导至大脑。
对声波信号做初级分析，对声音的响度、音高、音色的分析。
5 人耳听觉特性..
2.1 人耳听觉与听觉特性二、我们如何感知声音
6 人耳听觉特性..
2.1 人耳听觉与听觉特性
7 人耳听觉特性..
2.1 人耳听觉与听觉特性
三、听觉极限
11 人耳听觉特性..
2.1 人耳听觉与听觉特性
三、听觉极限
2、音差分辨阈：结论：人耳音差的分辨能力与智力水平能力无关年龄因素对音差分辨能力影响不大人耳对音差最敏感的频率在1khz左右人耳的音差分辨阈与遗传有关音差分辨与音的强弱无关
12 人耳听觉特性..
第二节
人耳听感的基本特征
10 人耳听觉特性..
2.1 人耳听觉与听觉特性
三、听觉极限
2、音差分辨阈：美国心理学家西肖尔的实验：以一个435hz的纯音为基准音，取另一纯音为比较音，然后不断改变比较音的音高，使其与基准音构成一系列由小到大的音差供受试者辩听。以80%受试者刚刚能分辨的音差作为最小可变音差，结果为3hz,其中听觉最敏锐者可分辨的最小音差为0.5hz.
20 人耳听觉特性..
2.2 人耳听感的基本特征
三、音色音色主要由声音的波形或它的频谱
结构决定。人耳在主管感觉上区别相同响度和
音高的两类不同声音的主观听觉特性称为音色。
21 人耳听觉特性..
2.2 人耳听感的基本特征
四、掩蔽效应
22 人耳听觉特性..
2.2 人耳听感的基本特征
掩蔽效应的特性：
利用哈斯效应，可以在常规条件下模拟厅堂效果，分析出厅堂中直达声、前期反射声、混响声等各类成分后，可用人工延时混响技术，采用延时器、混响器等各具需要调整、合成声音，以达到模拟的效果。
26 人耳听觉特性..
2.2 人耳听感的基本特征
六、德·波埃效应德·波埃效应是一种利用声音
到达听音者时的声级（强度）差和时间差来确定声音方位的听觉效应。它描述的是人耳同时倾听数个声源时引起的方向性感觉。
人耳能听到的声音无论是频率或声压都有一定的界限，称为听觉极限。
闻阈：声压由零逐渐增大直至人耳刚好能听到声音时的声压。痛阈：将声压再逐渐增大，直到使人耳感到疼痛。
8 人耳听觉特性..
2.1 人耳听觉与听觉特性三、听觉极限
9 人耳听觉特性..
2.1 人耳听觉与听觉特性三、听觉极限
2、音差分辨阈：人耳对最小音高差异的识别能力。
人耳听觉特性..
2.1 人耳听觉与听觉特性
一、人耳的构造人耳有双重感觉功能，听觉器官、位置和平衡感觉器官。
声源→耳廓（收集声波）→外耳道（使声波通过）→鼓膜（将声波转换成振
动）→耳蜗（将振动转换成神经冲动）→听神经（传递冲动）→大脑听觉中
枢（形成听觉）。
2 人耳听觉特性..
2.1 人耳听觉与听觉特性
音高虽与声音的频率有关，但不是呈线性关系，音调大体上与频率的对数成线性关系，即音高=klgf（K: 常数；f：音高的物理量简谐频率）
音高与频率的对数关系只是限定在一定音区范围内，一旦超过其对数关系就会偏离。其规律是：在低音区，客观量要比正常值偏低才能与主观感觉量相符；高音区，客观量要比正常值偏高才能与主观感觉量相符。
被掩蔽声显著。
掩蔽声的声压级越高，掩蔽量越大，且掩蔽的频率范围越宽。
掩蔽声对比其频率低的纯音掩蔽作用小，而对比其频率高的纯音掩蔽作用大。
23 人耳听觉特性..
2.2 人耳听感的基本特征
哈斯效应：
延迟小于30ms时，几乎没有人能感觉到回声。
1、外耳-拾音
作用：
耳廓可以将声音进行聚焦并传至中耳。
利用耳廓进行声源定位。
利用耳道对声波进行共鸣放大。
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人耳听觉特性..
2.1 人耳听觉与听觉特性
2、中耳-放大
作用：
耳膜接收到的声波压力在听小骨传导的过程中得到放大。
对外耳的空气与内耳的淋巴液起着阻抗匹配的作用。
4 人耳听觉特性..
2.1 人耳听觉与听觉特性