人耳的听觉特性课件

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1、第三章听觉特性第一节人耳的听觉特性第二节立体声的听觉机理第三节听觉特性对电声技术的要求第一节人耳的听觉特性一、听觉生理系统二、响度三、音高四、音色五、可闻声的频域特征六、可闻声的时域特征七、人耳听觉的非线性掩蔽效应八、人耳听觉的延时效应与双耳效应一、听觉生理系统1.人耳的结构2.人耳结构示意图3.人耳的结构的类比1.人耳的结构2.人耳结构示意图3、人耳的结构的类比二、响度1.概述2.人耳的听觉范围3.声级计1.概述1）定义2）声压级3）平面波声强级4）响度级1)定义：人耳对声音强弱主观感觉到的响亮程度听觉范

2、围：相差100多万倍。振幅：人耳灵敏度很高，听觉响度的感觉是非线性的.一般具有指数特性.即:2）声压级用对数来计算和划分声音强弱等级的一种表示方法。具体如下：式中：p0基准声压(=2*10-5Pa/1kHz)prms某点声压的有效值3)平面波声强级定义：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：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平面波声强级与声压级的关系4）响度级测试条件测试方法响度级测试条件声源在被测试者的上方声源为自由平面波测量声压级时测试者不在

3、场用双耳听声音年龄在18—25岁之间测试方法响度级将某一频率的声音与1KZ的声音进行比较，当感觉两者的响度一致时，1KZ声音的声压级就是该声音的响度。一般用S表示（单位为宋）。或用响度级P表示（单位为方）二者的关系如下：该式适用与20—129PHON也可用图表示2.人耳的听觉范围1）不同声压级时的频率响应2）人耳的听觉范围3）等响曲线1）不同声压级时的频率响应3）等响曲线2)人耳的听觉范围b、记权的依据A计权：模拟人耳对40方纯音的响度指示。（低频衰减，3k--5k提升，高频也稍稍衰减。）用来测55dB以下

4、的噪声。B计权：模拟人耳对70方的纯音的响度指示。用来测55dB--85dBC计权：模拟人耳对100方的纯音的响度指示。用来测85dB--130dBLin计权：不修正，用来测声压级Lp。D计权：用来测量飞机噪声5.声级计a.原理框图b.记权的依据c.记权曲线a.原理框图传声器记权网络变换处理显示c.记权曲线三、音高1.定义2.音高的规定3.音律4.向度对音高的影响1.定义人耳对声音调子的高低的主观感觉称为音高或称音调（音准）。2.音高的规定人耳对音高的变化感觉如下：通常用倍频程来描述音高的变化（一个倍频程对

5、应纯八度）：3.音律定义音律的规定音律与唱名定义在音乐中反映音高的某种规定称作音律。我国古代规定为：宫（1）商（2）角（3）徵（5）羽（6）唇音、舌音、齿音、牙音、喉音音律的规定12平均律：在一个倍频程内（8度）通常按对数刻度分成十二等份划分音阶,两个相邻的音为半音关系。两个半音组成一个全音。如图示：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：人对音高的区别：1000Hz,Lp=40dB时，一般人±3Hz有觉察,调音师

6、±1Hz有觉察4、响度对音高的影响当声音的响度过大时，由于耳膜产生超常形变将会对音高的判别产生影响。（且和频率成反比）四、音色1、定义2、线状谱3、连续谱1、定义人耳区别相同响度和音高的两类不同声音的主观听觉特性称音色。(如图示)乐音除了基频f0外还有nf0的谐波，音高由fo决定而各次谐波决定了音乐的音色(谐波即泛音)例：弦的振动：人耳对相位变化不敏感——相聋如图示2.线状谱线状谱：一种不连续排列分布的频谱。如图所示:特点：频率分布是离散的不同频率的振幅不同3.连续谱连续谱：在频谱轴上没有断续的频谱分布称为

7、连续谱。如右图示：五、可闻声的频域特征1.共振峰2.频谱分布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。2.频谱分布语音音乐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：特点：1、男声与女声在200Hz以下有较大差异70Hz达18dB2、语音的能量分布主要集中在100Hz--5kHz左右。3、电话：主要集中在300Hz--3.4kHz左右。音乐通过对各种乐器发出的声音节目进行长时间的统计可得到它的谱级分布曲线。如图所示：西洋音乐：中低频平坦、高频按轻音乐：3KHz尚有

8、若干个峰值，较明亮七、可闻声的时域特征起振段稳定段衰减段各点特性如下：起振段：钢琴10ms、风琴：100ms、语言：80—50ms稳定段:弦乐~数秒、打击乐几乎没有。衰减段:高频音衰减时间短、低频音较长.时域特征与频域特征（频谱）共同决定了声音的音色(音品)。t六、人耳听觉的非线性掩蔽效应1.声音信号在人听觉系统中会被非线性加工2.掩蔽效应1.声音信号在人听觉系统中会被非线性加工当信号非常强烈时，人耳产生保护性听