心理声学2
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耳鸣心理声学特征检测李楚凌;王杰;梁韵怡;虞幼军;林枫;赵远新【摘要】目的观察耳鸣的心理声学检测特征,为系统地开展耳鸣的心理声学检测提供依据.方法回顾性分析以耳鸣为第一主诉的186例耳鸣患者的耳鸣心理声学检测结果,包括耳鸣主频、耳鸣响度、最小掩蔽强度、残余抑制时间,对结果进行统计学分析.结果耳鸣主频为纯音占62.90%(117耳).窄带噪声占17.20%(32耳),言语噪声占5.38%(10耳),白噪声与啭音均占3.23%(各6耳),脉冲啭音占1.07%(2耳),脉冲纯音占0.54%(1耳),无明确主频占6.45%(12耳);耳鸣响度≤5 dB SL占54.30%(101耳),6~10 dB SL占14.52%(27耳),11~15 dB SL占10.21%(19耳),16~20 dB SL占5.92%(11耳),21 dB SL以上占8.6%(16耳),而未匹配到响度者占6.45%(12耳).主诉有听力损失可以匹配到耳鸣响度组与主诉无听力损失可以匹配到耳鸣响度组间耳鸣平均响度比较差异无统计学意义;41.4%耳患者最小掩蔽强度在0~10 dB之间;86.82%患者残余抑制时间在2分钟之内.结论耳鸣心理声学特征测试可为耳鸣诊疗提供其详细的心理声学特征资料,并为比较耳鸣的疗效提供依据.【期刊名称】《听力学及言语疾病杂志》【年(卷),期】2009(017)004【总页数】2页(P387-388)【关键词】耳鸣;心理声学特征【作者】李楚凌;王杰;梁韵怡;虞幼军;林枫;赵远新【作者单位】广东省东莞市妇幼保健院,东莞,523700;广东省东莞市妇幼保健院,东莞,523700;广东省佛山市第一人民医院耳鼻咽喉头颈外科;广东省佛山市第一人民医院耳鼻咽喉头颈外科;广东省佛山市第一人民医院耳鼻咽喉头颈外科;广东省佛山市第一人民医院耳鼻咽喉头颈外科【正文语种】中文【中图分类】R746.5耳鸣被定义为没有外界声源刺激的情况下所感知的声音的感觉[1]。
魁;塑.!垒凰。
D A B中心理声学模型算法及M at l ab仿真袁洪琳武桐武卫强(西安工程大学电子信息学院,陕西西安710048)嘲要】本文介绍了—种教字音频广播(D A B)中信源编码的实现依椐:心理声擎模型。
本文针对D A B的信源编码,对心理声学模型的算法做了深入的分析,并运用M a t l a b对其进行了仿真.这对后续的电路设计有重要的指导意义。
口搠】DAB;M PEG l;心理声学模型数字音频广播(D A B)中信源编码重要的组成部分,厶理声学模型,是通过模拟人耳复杂的声学系统,达到对音频数据压缩的目的,从而使音频信号可进行有效地传输。
图1为D A B信源编码结构:●l妊垃量嗣图1D A B信源编码结构圈子带滤波器组将音频P CM信号从时域映射到频域,分解成等宽的32个子带输出,以近似人耳的听觉系统,由于临界频带不等宽,滤波器组的子带划分与临界带宽不匹配,需要由心理声学模型分析信号的功率密度谱提供更精细的频率分辨率。
在进行数据压缩时,对不能被人耳听到的声音信号不予编码,编码时相应于每一帧的样点信号需进行比特分配,32条子带的比特分配均以各子带的信号—掩蔽比率为基础进行计算。
也就是说,孵学模型作用是确定每条子带的信号—掩蔽比率。
1心理声学模型算法1.1FFT分析掩蔽阈值是由从信号功率密度谱估计得到的,因此需要对输入的时域音频PC M信号进行FFT变换,一帧的P C M样本为1152个,因此选择对1152个样本做1024点的FF T变换,为了平滑截取信号的两端并减少泄漏,选用汉宁窗。
汉宁窗加窗的PC M信号经过FF T变换,得到一帧音频信号的功率密度谱。
信号的频谱密度计算:1'1-1×(k)=10l ogI告∑h(1)s(1)e‘州㈣卜I、1=0k=O,1。
…N,2—1(1)h(I)=sv"gS-x0.5x(1一c os[2×"IT xi/哪0≤i≤N一1,其中,Sa)是输入信号,h(i)是汉宁窗,N=1024012确定声压级子带n中的声压级的确定如下:Ls b【n)=M A X]X s pl(n),20xl0910(s cf。
图1 乘法器谐波产生电路图2 等响度曲线图引入声压级-响度扩展比率以保证合成信号与原信号在响度音色等方面的一致性;另一方面,针对非线性方法固有的非线性畸变问题,将数字信号处理中的时频分析算法引入虚拟低音系统,提出了基于相位声码器的虚拟低音增强算法,该算法通过短时FFT分析信号低频成分,在此基础上计算各频率通道的瞬时频率并构造谐波相位。
同时算法利用参数化的等响度曲线,精细计算了合成谐波每个频率通道能量与对应的基频通道能量比用来保证响度及音色还原。
3.1 谐波产生设g1,g2,g3,g4为线路增益乘法器的输出信号,于是有依次计算出x3,x4系统的最终输出(3)式中,,,,。
由式(3)可知,y(t)包含了输入信号的2、3、4次谐波,滤去直流信号和基频信号即可得到虚拟低音信。
上述结果是在输入为纯音信号的前提下推得的于复音信号输入,不同频率间的互调干扰会给输入带来保持谐波信号响度对声压级的动态特性与基频处一致对有效还原虚拟低音信号的响度与音色特征十分重。
设式中,n为谐波阶次。
谐波信号能量与基频信号能量应满足关系:式中,E rf,E f分别为倍频点和基频点的信号能量以分贝为单位;K为增益常量式中,X rf,X f分别为倍频点和基频点的信号幅度3.3 算法的物理模型本方案的谐波信号利用图3所示的乘法回路生成无图3 谐波生器原理框图衡。
对于输入In(n),该模块产生的相应的控制信号为c(n):(8)式中,b0,b1,b2,a0,a1,a2为U p w a r d s Composer Logic模块决定的多项式系数。
这一方法只能满足对式(6)的近似实现,系统中RR(f,n)被近似为以阶次n为变量与频率无关的函数RRif,17,),将相应的参数代入式(8),计算得:(9)系统输入为[f0f1]范围内的基频信号,输出为虚拟低音信号。
将输出信号与原信号频率在f1以上的高频成分叠加即可得到虚拟低音增强信号4 低音增强技术在平板电视中的应用Enhance Frequency决定4.2 虚拟低音技术原理虚拟低音的产生是将声音信号中频率低于扬声器截止频率的部分来产生谐波谐波可以产生感知上的虚拟低音图如图4所示,采用高通滤波器于扬声器截止频率以上的音频信号通过高通滤波器后经过采样和编码后存储在内存当中器,将无法通过扬声器表现出来的低频内容取样出来将其作为低频补偿基频样本大,再送入谐波发生器产生同基频谐波信号波再经过第二次滤波,3阶谐波,将保留的谐波信号与已通过高通滤波器的原始声音信号叠加后送给功放输出的音质要求不一样,所以在电视工厂菜单中增加相应的参数调整选项。
1、什么是声学、建筑声学、室内声学、心理声学、生理声学、噪声学?上述学科的研究对人们的生活有何作用?声学是物理学分支学科之一,是研究媒质中机械波的产生、传播、接收和效应的科学。
媒质包括物质各态(固体、液体和气体等),可以是弹性媒质也可以是非弹性媒质。
机械波是指质点运动变化(包括位移、速度、加速度中某一种或几种的变化)的传播现象。
机械波就是声波。
作用:利用对声速和声衰减测量研究物质特性已应用于很广的范围。
测出在空气中,实际的吸收系数比19世纪G.G.斯托克斯和G.R.基尔霍夫根据粘性和热传导推出的经典理论值大得多,在液体中甚至大几千倍、几万倍。
这个事实导致了人们对弛豫过程的研究,这在对液体以及它们结构的研究中起了很大作用(见声吸收)。
对于固体同样工作已形成从低频到起声频固体内耗的研究,并对诸如固体结构和晶体缺陷等方面的研究都有很大贡献。
建筑声学是研究建筑环境中声音的传播,声音的评价和控制的学科,是建筑物理的组成部分。
建筑声学的基本任务是研究室内声波传输的物理条件和声学处理方法,以保证室内具有良好听闻条件;研究控制建筑物内部和外部一定空间内的噪声干扰和危害。
在建筑物中实现固体声隔声,相对地说要困难些。
采用一般的隔振方法,如采用不连续结构,施工比较复杂,对于要求有高度整体性的现代建筑尤其是这样。
取得良好的声学功能和建筑艺术的高度统一的效果,这是科学家和建筑师进行合作的共同目标。
作用:建筑物空气声隔声的能力取决于墙或间壁(隔断)的隔声量。
基本定律是质量定律,即墙或间壁的隔声量与它的面密度的对数成正比。
现代建筑由于广泛采用轻质材料和轻型结构,减弱了对空气声隔声的能力,因此又发展出双层墙体结构和多层复合墙板,以满足隔声的要求。
室内声学是研究室内声音的传播和听闻效果的学科,是建筑声学的重要组成部分。
其目的是为室内音质设计提供理论依据和方法。
声音在室内的传播与房间的形状、尺寸、构造和吸声材料布置有关;听闻效果则反映人们的主观感受,对不同用途的房间有不同的评价标准。
《噪声与振动控制杂志》常用的中图分类号O 数理科学O1 数学O241.82 偏微分方程的数值解法(有限元法入此)(包含模态分析)O242.21 有限元法(宜入O241.82)O3 力学O32 振动理论(总论入此,流体振动入O353.1;机械振动入TH113.1)O321 线性振动(简谐、阻尼、受迫及共振等问题入此)O322 非线性振动O323 自激振动、参数振动O324 随机振动O325 有限自由度体系的振动O326 弹性体的振动O327 结构振动(总论入此,建筑结构振动入TU311.3)O328 减振、隔振理论O329 振动测量技术O347.1 动载荷(冲击载荷入此)O353 流体振动与波浪O353.1流体振动理论O38 爆炸力学O381 爆震理论O383 爆炸波与物体的相互作用O4 物理学O42 声学(总论入此,声学工程入TB5;地声学入P315.3)O42 1声学原理O42 1+.1 基本理论O42 1+.2 振动体(声源)O42 1+.3 振动的发生方法O42 1+.4 机电类比O42 1+.5 固体中振动的传播O421+.6 声与物质的相互作用O42 2声的传播O42 2.1 声速O42 2.2 声场O42 2.3 声的反射与折射O422.4 声的吸收与衰减O422.5 声的干涉、衍射和散射O42 2.6 声的共振与声的辐射O42 2.7 大振幅声波、非线性效应O42 2.8 噪音(参见TB53)O42 3声的合成与分析O42 4物理声学O42 5次声学O42 6超声学O42 7水声学(海洋声学入P733.2;声纳入U666.7)O42 7.1 水声传播O42 7.2 水中声波的散射和混响O42 7.3 水中声起伏O42 7.4 气泡、空化、湍流、尾流的声源特性O42 7.5 水下噪声(海水噪声入P733.22)O42 7.9 水声的应用(宜入TB56)O429 应用声学(总论入此。
语言声学入H017;电声学入TN912.1;电声器件入TN64;建筑声学入TU112;医学声学入R312;生物声学入Q62;心理声学入B845.2)P 天文学、地球科学P7 海洋学P716+.41 水声测量仪器(宜入TB565)P733 海洋物理学P733.2 海洋声学(参见O427)P733.21 声波在海水中的传播P733.21+1 声速、声道P733.21+2 散射和混响P733.21+3 起伏+4 折射与反射+5 射线声学+6 吸收与衰减P733.22 噪声P733.23 海洋声学的应用P733.24 水声工程(宜入TB56)TB 一般工业技术TB115 计算数学的应用(有限元法入此)TB123 工程振动学TB132 工程声学(宜入TB5)TB5 声学工程(工程声学入此,参见TU112)TB51 声学仪器(仪器制造入TH73)TB51+ 5 声音发讯仪+6 声波分析仪TB52 声学测量(参见TB95)TB52+ 1 互易原理和声学校准+2 声压的测量+3 振动与冲击的测量+4 声功率的测量+5 声场的测量+6 频谱分析+7 声阻抗的测量+8 声学仪器校正+9 计算技术在声学测量中的应用TB53 振动噪声及其控制(参见O32、O422.8、TU112.23、TU834.36)TB532 振动体的振动与辐射TB533 振动与噪声的发生TB533+.1 机器振动与噪声+.2 交通运输工具的振动与噪声(总论入此,火车噪声入U270.1+6)+.3 高航速的振动与噪声(火箭噪声入此)+.4 城市噪声TB534 噪声发生器与振动发生器TB534+.1 噪声发生器及其分析+.2 振动发生器、振动台及其分析+.3 材料机件的耐振试验、振动疲劳及声疲劳试验TB535 振动和噪声的控制及其利用TB535+.1 隔振、减振材料与结构+.2 消声器、滤波器及其测试+.3 噪声的利用TB54 电声工程TB55 超声工程TB56 水声工程(声纳入U666.7)TB561 水下声学TB564 水声材料TB565 水声仪器与设备TB6 制冷工程TD4 矿山机械TE991 .8 (石油天然气)噪声振动及其控制TF 冶金工业TH 机械仪表工业TH113 机械动力学TH113.1 机械振动学(参见O32)TH13 机械另件及传动装置TH132 .4 啮合传动TH133.3 轴承TH165+.3 故障诊断与维护(软件)TH2 起重机械与运输机械TH234 振动输送机TH3 泵TH4 气体压缩与输送机械TH43 通风机TH432 离心式TH432.1 轴流式TH44 鼓风机TH45 压缩机压气机TH703.62 阻尼器.63 减振器TH73 物理学与力学一般仪器TH74 光学仪器TH82 力学量测量仪器TH824+ .4 加速度计TH825 振动测量仪器TH873.4 冲击试验机TJ 武器工业TJ6 水中兵器TJ7 火箭导弹TJ8 战车、战舰、战机、航天武器TK 能源与动力工程TK4 内燃机TK41 汽油机TK411+.6 内燃机噪声及控制TK413.4+ 7 消声器TK417+.125 噪声试验.127 振动试验TK42 柴油机TK421+.6 噪声及控制TK47 燃气轮机TM 电工技术TM3 电机TM301.4+3 电机噪声TM311 汽轮发电机TM312 水轮发电机TM4 电力变压器TM419 低噪声电力变压器TM6 发电、发电厂TM611.22 柴油发电机TM62 发电厂TM621 火力发电厂、热电站TM624 移动电站TM63 变电站TM925 家用电器及其他电器设备TM925.12 空调器21 电冰箱TN731 滤波技术TN91 通信TN911.6 信号分析TN911.7 信号处理TN949.12 彩色电视机TP 自动化技术、计算机技术TP18 人工智能理论TP206+.3 故障预测、诊断与排除TP273 自动控制TP274 数据处理、数据处理系统TP277 故障诊断系统(指硬件)TP31 计算机元件TP311 程序设计、软件工程TP391 信息处理TQ 化学工业TS 轻工业TS1 纺织工业,染整洁工业TU 建筑科学TU112 建筑声学(参见TB5)TU112.1 建筑声学理论.2 建筑声学测量、实验及设计参数TU112.2+1 隔声测量+2 吸声测量+3 吸声标准、噪声测量+4 建筑声学实验+6 声学测量仪器+8 建筑声学设计参数TU112.3 噪声及噪声控制.4 建筑声学技术与设计TU112.4+ 1 隔声设计+2 吸声设计+3 音响设计+31 居住建筑音响设计+32 公共建筑音响设计+33 工业建筑音响设计+34 交通运输音响设计+35 特殊建筑音响设计TU112.5 声学结构及声学材料评价.59 声学处理及装置TU112.59+1 隔声门+2 隔声窗+3 隔声幕+4 隔声屏障+5 隔声罩+6 隔振器+7 消声器TU3 建筑结构TU311.3 建筑结构振动TU312 结构荷载与结构承载力TU352 抗振动结构TU352.1 耐震、隔震、防爆结构TU473.1+ 6 桩基测试TU97 高层建筑TU976+.3 电梯U 交通运输U2 铁路运输U211.3 铁路线路振动U213.2 轨道U23 特种铁路U231 地下铁路U237 磁浮铁路U238 高速铁路U239.5 城市铁路、市郊铁路(新交通系统)U260.14+ 3 机车振动试验U260.16 机车噪音及防止(消音器入此)U260.331+.1 轮对U260.331+.5 减振装置U27 车辆工程U270.1+.6 车辆噪声及防止(火车)U294.29 货运包装技术及包装材料U4 公路运输U441+.3 桥梁振动及减振设备U46 汽车工程U461.4 汽车平顺性及舒适性U463.33 悬挂U463.5 制动系统U464 汽车发动机U467 汽车试验U467.4+92 振动及加速度U467.4+93 噪音(车内)U491.9+1 交通公害—噪声(车外)+3 交通公害—振动U6 水路运输U66 船舶工程U661.44 船舶振动(船体)U664.2 船舶轴系、传动装置U666.16+2 冲击振动试验台U667.7 消声设备U674.71+0 军用舰艇U674.74 驱逐舰U674.76 潜水艇U674.761 核潜艇U8 航空运输V 航空、航天V214 航空器结构力学V214.3+3 航空器振动V216.2+1 振动试验V216.5+4 噪音试验+5 冲击试验V23 航空发动机V35 机场V414.3+3 振动试验X 环境科学X121 环境声学(环境振动入此)X593 噪声与振动控制(环境污染,宜入TB53)X82 环境质量分析与评价X966 噪声与振动控制(工业中的劳动卫生工程,宜入TB53)。
1、音乐心理的研究对象:
(1)音乐的感知和认知:这一领域既包括心理声学的研究,又包括音乐元素的感知和认知,记忆。
(2)音乐情绪、情感反应的研究:音乐作为最能引发主体情绪、情感的艺术形式,音乐与人的情绪、情感关系的研究是音乐心理学家较为关注的论题。
(3)音乐创作,表演心理:音乐创作心理研究涉及的论题有音乐创作过程中的心理现象,如音乐灵感获得的条件、形式、作曲家感知、记忆的心理特征。
音乐表演心理研究包括二度创伤中的感知、情感、想象联想的心理过程与特征。
(4)审美接受心理:该课题的内容有审美接受过程的心理现象与特征,音乐经验的激活、情感的体验与审美判断的关系、主体欣赏心境、欣赏场与审美效果的关系等。
(5)音乐才能:音乐才能的研究论及音乐才能的界定、才能构成的因素以及因素之间的关系,这些因素与音乐成就相联系的程度。
(6)音乐发展心理研究:对主体在不同年龄阶段音乐能力发展的特征,以及与之相适应的训练、教育方法的探究式这一领域的核心内容。
(7)音乐家的个性与社会心理的研究:这一研究论域包括音乐家个性心理研究、不同社会文化环境中音乐家和音乐爱好者群体心理特征的研究,包括其相关的有年龄、性别、性格、社会阶层和文化影响等。
(8)音乐神经心理学研究:这是一个多科学综合研究的领域包括大脑皮层中与音乐相关的区域的研究、脑损伤与失歌症等音乐行为的联系。
声音剌激的物理参数和心理物理学参数物体振动引起空气中传播的声波,作用于人类听觉器官并转换为神经信息,传入脑内听觉中枢从而产生了听觉。
人类口、舌等发音器的振动产生了言语声波,传入听者耳中产生的言语感知觉,是人类交际的主要手段和社会关系赖以形成的基础。
物体振动与声波参数间的关系是物理声学的课题;声波参数与人类听觉之间的关系构成了心理声学或心理物理学的课题;听觉器官和听觉中枢怎样对各种声学参数进行编码与加工,则是听觉生理心理学的中心课题。
物理声学和心理声学的基本概念是探讨听觉生理心理学问题的基础和前提;而听觉生理心理学研究又会加深对心理声学和物理声学问题的理解。
物体振动使周围的空气分子也随之发生压缩与宽松交替变换式的振动,这种振动以340米/秒的速度沿其振动方向向远处传播开来。
声波的物理参数主要有频率、波幅等。
频率就是单位时间(秒)内声波振动的次数,其度量单位是赫兹(Hz),即1次/秒的振动。
声波的振动幅度称波幅,以其所具有的振动压强为度量单位,即每平方米面积上空气受到的压力变换值,其绝对单位是牛顿/米2 (N/m2)。
声压越高,声波振幅越高,则传播得越远。
人耳鼓膜所能觉察出来的最小声压大约为2×10-5牛顿/米2。
由于人耳所能感知声压的范围甚广,为了便于计算,物理声学常采用声压的对数单位——分贝(dB)作为声压水平的基本单位,计算分贝的公式为:L=20logP/P0,P0为绝对阈值(N/m2),P为某一声压的绝对值(N/m2),例如P=2×10-2N/m2的声压水平为:L=20logP/P0=20log(2×10-2N/m2)/(2×10-5N/m2)=20×3=60分贝。
声压与绝对阈值相等的声压水平为0分贝。
心理声学将人耳感知不同声压水平时产生的主观感觉差异称为响度或音强(Loudness),响度的度量单位是昉(Phon),主观感觉响度(音强)与声压水平、声压和声波频率之间的关系。