听觉的掩蔽效应
基于听觉掩蔽效应的MMSE语音增强算法
Ｃ ｍｐ ｔｒＥ ｇ ｅｒｎ ｎ ｐ ｌａ ｏ ｓ２ ０ ，３ ２ ）１０ １ １ ｏ ｕｅ ｎ ｉ ｅｉｇ ａ ｄ Ａ ｐｉ ｔ ｎ ，０７ ４ （７ ：４ － ４ ． ｎ ｃｉ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｉ ａ ｅ ｏ ａ ｅ ｏ ｔ ｅ ｅ ｏ ｓ ｐ ｏ ｌ ｍｓ ｆ ｔ ｅ ｅ ｉ ｕ ｌ ｏ ｓ ａ ｄ ｈ ｓ ｅ ｃ ａ ｅ ｒ ｔ ｎ ｒ ｕ ｈ ｂ ｔ ｅ ｓｒ ｃ ： ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｆ ｃ ｓ ｓ ｎ ｈ ｓ ｒ ｕ ｒ ｂ ｅ ｏ ｈ ｒｓｄ ａ ｎ ｉ ｉ ｅ ｎ ｔ ｅ ｐ ｅ ｈ ｂ ｒａｉ ｂ ｏ ｇ ｔ ｙ ｈ ＭＭＳ ｏ Ｅ ｍｅｈ ｄ ｆｒ ｓ ｅ ｃ ｎ ａ ｃ ｍｅ ｔ ｗ ｅ Ｓ Ｒ ｓ ｌ ｗ．ｈ ｐ ｏ ｏ ｅ ｌｏ ｔ ｍ ｎ ｏｐ ｒ ｔｓ ｔ ｅ ｔ ｏ ｏ ｐ ｅ ｈ ｅ ｈ ｎ ｅ ｎ ｈ ｎ Ｎ ｉ ｏ Ｔ ｅ ｒ ｐ ｓ ｄ ａｇ ｒ ｈ ｉｃ ｒ ｏ ａｅ ｈ ｍａ ｋｎ ｐ ｏ ｅｔ ｓ ｏ ｈ ａ ｏ ｄ — ｉ ｓ ｉ ｇ ｒ ｐ ｒｉ ｆ ｔ ｅ ｅ ｒ ｔ ａ — ｅ ｓ
增强算法的 目的就是得到信号幅值的估计值彳 ， 并满足估 计误 差的均方值
ＩＥ（ ７ ｛ ＝
ｌ
目前 ， 语音增强的算法 有很 多 ， 常用 的基 于短 时幅度谱估 计的算法有谱减法 、 维纳滤波法和最小均 方误差估 汁（ ＭＭＳ Ｅ）
ａ ｄ ｔｅ ｄ ｃｅ ｓｎ ｆｔｅ ｓ ｅ ｃ ｂ ｒａｉｎ ｎ ｈ ｅ ｒａｉｇ ｏ ｈ ｐ ｅ ｈ ａ ｅ ｔ ． ｏ Ｋｅ ｒ ｓ ｐ ｅ ｈ ｅ ｈ ｎ ｅ ｎ； ｎｍｕ ａ ｑ ａｅ Ｅｒｏ（ ｙ ｗｏ ｄ ：ｓ ｅ ｃ ｎ ａ ｃ ｍｅ ｔＭｉｉ ｍ Ｍｅ ｎ Ｓ ｕ ｒ ｒｒＭＭＳ ； ｓ ｉｇ ｐｏ ｅ ｉｓ ｒｓｄ ａ ｏｓ ｅ ｖ ｌ Ｅ） ｍａ ｋｎ ｒｐ ｒ ｅ ；ｅ ｉｕ ｌｎ ｉｅ ｒｍｏａ ｔ
掩蔽效应的基本概念
7 770 920 150 20
6400 7700 1300
8 920 1080 160 21 7700 9500 1800
9 1080 1270 190 22
9500 12000 2500
10 1270 1480 210 23 12000 15500 3500
11 1480 1720
240 24 15500 22050 6550
固定比特率和可变比特率
我们假定这里讨论的 mp3编码使用的是固定比特率的编码方式 ，也就是说编码产 生的文件在任何一个时间段内输出的比特率都是你指定的那个数值。固定比特率编 码的缺点是，绝大部分声音文件中的信息量并不是固定不变的 。使用乐器较多，或者
有很多人同时说话的音频片断中，信息量就大，反之就小：类似这样影响音频文
则不明显。
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(criticalband)”的概念。通常认为，在20Hz 到16kHz 范围
内有24个临界频带，如表 12-01所示。临界频带的单位叫 Bark(巴克)，
1Bark=
一个临界频带的宽度。
f( 频 率 )<500Hz 的 情 况 下 ， 1Bark≈f/100 。
另 外 一 些 数 据 较 少 、因 而 有 剩 余 空 间 的 帧 内 。注 意 多 出 来 的 空 间 ，是 别 的 帧 里 多 出 来
的富余空间，而不是特别开辟出来的额外空间。
编辑本段视觉的掩蔽效应
空间域中的掩蔽效应
视觉的大小不仅与邻近区域的平均亮度有关 ，还与邻近区域的亮度在空间上的变 化（不均匀性）有关。假设将一个光点放在亮度不均匀的背景上 ，通过改变光点的亮 度 测 试 此 时 的 视 觉 ，人 们 发 现 ，背 景 亮 度 变 化 越 剧 烈 ，视 觉 越 高 ，即 人 眼 的 对 比 度 灵 敏度越低。这种现象称为空间域中的视觉的掩蔽效应（ Masking）。
声音掩蔽效应在生活中的应用_概述及解释说明
声音掩蔽效应在生活中的应用概述及解释说明1. 引言1.1 概述声音掩蔽效应是指在环境中存在其他声音的情况下，某一特定声音能够通过遮蔽或干扰其他声音而显得更加突出或不易被察觉的现象。
这种现象在生活中普遍存在，并且对我们的日常生活产生着重要的影响。
1.2 文章结构本文将首先介绍声音掩蔽效应的定义和解释，包括其概述、原理以及影响因素等方面内容。
之后，我们将详细探讨声音掩蔽效应在现实生活中的实际应用，包括店铺音乐选择与运用、居住环境中隔音设施的应用以及职场中声音掩蔽技术的运用等。
接着，我们将通过具体案例研究分析声音掩蔽效应在生活场景中的具体应用，并围绕交通噪声对人体健康、医院环境中的音乐治疗以及办公室噪声对工作效率和员工健康等方面展开论述。
最后，我们将进行总结回顾，并展望声音掩蔽效应的重要性和前景，并探讨声音掩蔽效应对个人与社会的意义和启示。
1.3 目的本文旨在全面介绍声音掩蔽效应及其在生活中的应用，并通过实例分析和案例研究，探讨声音对人们健康和生活质量产生的影响。
通过深入理解声音掩蔽效应的原理和重要性，我们可以更好地利用声音掩蔽效应来改善不同场景下的环境品质，并为个人以及社会提供有益的建议和启示。
2. 声音掩蔽效应的定义与解释:2.1 声音掩蔽效应概述:声音掩蔽效应是指在特定环境中，一个声音可以通过另一个较响亮的声音而被忽略或降低听觉感知。
当两个声音同时存在时，较强的声音会使较弱的声音变得不易察觉。
2.2 声音掩蔽效应的原理:声音掩蔽效应基于听觉系统对声源方向和频率特征的处理能力。
较高级别的声源通常更容易吸引我们的注意力，因此，当两个或多个声源同时出现时，我们会倾向于关注较明显的声源。
这一现象主要是由听觉选择性过程和听觉遮蔽机制导致的。
听觉选择性过程指当多个声源同时发生时，大脑通过自动筛选和集中注意力，优先处理重要或者突出的听觉刺激。
这意味着某些频率范围内的较弱声音可能会被忽略或者被认知上降低。
而听觉遮蔽机制则指当接收到相似频率范围内连续发生的声音时，早期听觉处理会压制那些不相关的较弱声音，以避免干扰对当前有用信号的感知。
声音听觉
声音听觉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。
下面简单介绍一下以上问题。
一、声音三要素1．响度响度，又称声强或音量，它表示的是声音能量的强弱程度，主要取决于声波振幅的大小。
声音的响度一般用声压(达因／平方厘米)或声强(瓦特／平方厘米)来计量，声压的单位为帕(Pa)，它与基准声压比值的对数值称为声压级，单位是分贝(dB)。
对于响度的心理感受，一般用单位宋(Sone)来度量，并定义lkHz、40dB的纯音的响度为1。
响度的相对量称为响度级，它表示的是某响度与基准响度比值的对数值，单位为口方(phon)，即当人耳感到某声音与1kHz单一频率的纯音同样响时，该声音声压级的分贝数即为其响度级。
可见，无论在客观和主观上，这两个单位的概念是完全不同的，除1kHz纯音外，声压级的值一般不等于响度级的值，使用中要注意。
响度是听觉的基础。
正常人听觉的强度范围为0dB—140dB(也有人认为是-5dB—130dB)。
固然，超出人耳的可听频率范围(即频域)的声音，即使响度再大，人耳也听不出来(即响度为零)。
但在人耳的可听频域内，若声音弱到或强到一定程度，人耳同样是听不到的。
当声音减弱到人耳刚刚可以听见时，此时的声音强度称为“听阈”。
一般以1kHz纯音为准进行测量，人耳刚能听到的声压为0dB(通常大于0．3dB即有感受)、声强为10-16W/cm2 时的响度级定为0口方。
而当声音增强到使人耳感到疼痛时，这个阈值称为“痛阈”。
2021年安全人机工程试题库
《安全人机工程学》试题库一、名词解释掩蔽效应:一种较弱声音(被掩蔽音)听觉感受被另一种较强声音(掩蔽音)影响现象称为人耳“掩蔽效应”。
听觉残留:由于人听阀复原需要经历一段时间，掩蔽声去掉后来，掩蔽效应并不能及时消除，这个现象称为残存掩蔽或听觉残留。
明适应:对光感受性下降变化现象，又叫光适应。
由暗处到亮处，特别是强光下，最初一瞬间会感到光线耀眼发眩，几乎看不清外界事物，几秒钟之后逐渐看清物品，这叫明适应。
视距:视距是指人在操作系统中正常观测距离。
暗适应:当咱们在光亮处停留一段时间、再进入暗室时，开始视觉感受性很低，然后才逐渐提髙，通过5〜7min才逐渐看清物体，大概通过30min眼睛才干基本适应，完全适应大概需要lh。
这种在黑暗中视觉感受性逐渐提髙过程叫暗适应。
有效温度:是通过受试者对不同空气温度、相对湿度、气流速度环境主观反映得出具备相似热感觉综合指标视错觉:视错觉是人观测外界物体形象和图形所得印象与实际形状和图形不一致现象。
视野:视野是指当头部和眼球固定不动时所能看到正前方空间范畴。
或称静视野，常以角度表达。
人机界面:人机界面是指人和机器在信息互换和功能上接触或互相影响领域或称界面所说人机结合面。
形状编码:对不同用途控制器设计成不同形状，使人触觉也能辨别。
静态测量:指被测者在拟定静止状态下，如立姿或坐姿，运用人体测量仪器进行测量。
动态测量：在人体从事某种活动状况下，对运动着人体进行测量。
方差:描述测量数椐在中心位置（均值）上下波动限度差别值叫均方差，普通称为方差。
原则差:方差平方根S称为原则差。
抽样误差:抽样误差又称原则误差，即所有样本均值原则差。
百分位数:工程上常以正态分布某个百分位a处人体尺寸数值xa作为设计用人体尺度一种界值，以控制设计使用范畴，该界值称为百分位数。
感觉阈限:用于测量感觉系统感受性大小指标，用刚能引起感觉刺激量来表达。
强度效应:是指光刺激强度只有达到一定数量才干引起视感觉特性。
七大听觉感知效应
七大听觉感知效应掩蔽效应：分为视觉掩蔽和听觉掩蔽。
指由于出现多个同类别但不同程度的刺激，被试对象就不能完整接受全部刺激的信息。
一个较弱声音的听觉感受(被掩蔽音)被另一个较强声音(掩蔽音)影响乃至掩蔽的现象称为人耳的“掩蔽效应”。
掩蔽效应还与声音频率有关。
频率越低，掩蔽效果越强，频率越高，掩蔽效果越差。
台上演出的是女声歌唱或轻音乐，即使声音较响，台下观众依然可以轻声交谈；当演出带有打击乐的音乐节目时，台下观众相互交谈就比较困难。
频率相同或相近时，声的掩蔽效果也十分显著。
在广场或礼堂开会时，台下的喧哗声常常使人听不清甚至听不见台上的讲话声。
颅骨效应：即颅骨传声，指声音通过骨传导直接将声波传递到听觉神经。
空气传播的声音不仅受环境影响，还要通过外耳，耳膜，中耳，才能到达内耳，声波能量大量衰减，导致音色发生很大的变化。
空气传导：声波-耳廓-外耳道-鼓膜-锤骨-砧骨-镫骨-前庭窗-外、内淋巴-螺旋器-听神经-听觉中枢颅骨传播的声音则是直接通过颅骨到达内耳，声音的能量和音色的衰减、变化相对较小，听觉感受也不太一样。
颅骨传导：声波-颅骨-骨迷路-内耳淋巴-螺旋器-听神经-听觉中枢人们听自己的声音都是经颅骨传导的，而录音磁带记录的是经空气传播的声音，所以在听自己讲话的录音时，感到陌生是自然的。
当你吃饼干薯片时，往往感到很大的噪声，旁人却听不到，也是由于颅骨传声的缀故。
用双手捂住耳朵，自言自语，无论多么小的声音，都能听见自己说什么，就是骨传导的作用。
著名的音乐家贝多芬晚年失聪后，就将硬棒的一端抵在钢琴盖板上，另一端咬在牙齿中间，靠硬棒来“听”钢琴演奏，也是颅骨传声。
骨传导助听器、骨传导耳机双耳效应：1896年，英国物理学家瑞利提出时间差由于左右两耳之间有一定的距离，除了来自前方和正后方的声音之外，由其他方向传来的声音到达两耳的时间就不同，造成时间差。
时间差的定位作用取决于最初瞬间传来的声音。
利用瞬态声的时间差可以有效地判别声音方位。
基于听觉掩蔽效应的语音增强方法
基于听觉掩蔽效应的语音增强方法听觉掩蔽效应是指在某一频率的声音信号对于同一频率附近的较弱声音信号产生掩蔽作用，导致较弱声音信号难以被人耳感知到。
基于听觉掩蔽效应的语音增强方法就是利用这一特性，对语音信号进行处理，以提升其可听性和理解性。
本文将介绍基于听觉掩蔽效应的语音增强方法的原理、应用领域和技术挑战等方面。
首先，基于听觉掩蔽效应的语音增强方法的原理是利用人耳的频率掩蔽特性，对语音信号进行频域处理。
人耳对于相邻频率的声音信号之间存在掩蔽效应，当一个声音信号的能量较大时，会掩盖附近较弱的声音信号。
基于这一原理，可以通过对语音信号的频域表示进行修改，减少掩盖效应，从而提升语音的可听性。
基于听觉掩蔽效应的方法在语音增强领域有广泛的应用。
一方面，它可以应用于传统的语音增强算法中，提供更好的噪声消除效果。
传统的语音增强算法通常是通过滤波、谱减法等方法，对噪声信号和语音信号进行分离，然后通过增强语音信号的幅度，来提升语音的可听性。
然而，这种方法往往会引入新的失真，降低语音的清晰度和自然度。
基于听觉掩蔽效应的方法可以通过对声音信号的特征进行分析，压缩声音信号的能量，保留更多有用的语音信息，减少对噪音的干扰，从而达到更好的增强效果。
另一方面，基于听觉掩蔽效应的方法也可以应用于语音合成领域，提供更加自然的语音合成效果。
传统的语音合成方法通常是通过合成语音信号的频域表示，然后转换为时域信号，从而生成最终的语音。
但是由于合成过程中存在一些缺失和噪声的引入，合成的语音往往不够自然，声音质量较差。
基于听觉掩蔽效应的方法可以在频域表示中对声音信号的特征进行调整，减少听觉上的失真感，提升合成语音的音质和自然度。
然而，基于听觉掩蔽效应的语音增强方法也面临一些技术挑战。
首先，需要对语音信号的频域表示进行精确的分析和处理，以便准确识别和调整声音信号的特征。
其次，不同人的听觉特性可能存在差异，对同一频率下声音信号的掩盖效应可能存在差异，因此需要针对不同人的听觉特性进行个性化的处理。
试析基于听觉掩蔽效应的MMSE语音增强算法
２ １ ０ 中国电子商务 ． １ ０ ０・ ２ ＿ ０７
由于环境的复杂性 ， 任何 增强算 法都 有其优 点和 局限性 。 ＭＭＳ Ｅ算 法和人耳听觉掩蔽效应相结合 ， 根据掩 蔽阈值来 调整增 益值 ， 而使 得 从 增强语音的残留噪声和语音畸变较小 ， 提高 了感知质量。
四 、 语 结 经过处理大 量电台录制 的声音样本 ， 我们得 出： 基于听觉掩蔽效 应
的 ＭＭＳ Ｅ语 音增 强算法 ， 消除背景噪声 、 在 音乐 噪声 、 加语音 可懂度 和 增 提高语音 自然度等方面 比谱减法更加有效。 参 考文 献 ：
该 算法不但 对非平稳 的环 境噪声有 很好 的抑制作 用 ， 亦能 有效地 抑制 。
为 了 减小 残 留噪 音 对 听觉 效 果 的影 响 ， 于人 耳 掩 饰效 应 的 增 强 方 法 近 基
想 的 条 件 下 采集 的 。 大 多 数 语 音 识 别 和 语 音 编 码 在 开 始 研 究 时 都 要 在
１０ Ｈ ８０ ｚ的音 高 ４ ｄ ５ Ｂ。所以一般来说 ， 低频的音容易掩蔽高频的音 ； 在距 离强音较远处 ， 绝对听觉 门限 比该强音所引起 的掩蔽 阈值 高， 这时 ， 噪声 的掩蔽 阈值应该取绝对 听觉 。 时间上相邻声音之 间的掩蔽 现象称谓 时域掩蔽 。也就是说 掩蔽声 和被掩蔽声不 同时 出现 ， 以又 叫做异时掩蔽 。它 又分为导前 掩蔽和滞 所 后掩蔽 。掩蔽声音 出现之前的一段时间 内发生掩蔽效应 ， 则称 为导前掩 蔽； 否则称为滞后掩蔽 。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 ， 异时掩蔽 也 随着 时间 的推 移很快会衰 减， 是一种 弱 掩 蔽 效 应 。一 般 情 况 下 ， 前 掩 蔽 只 有 ３ 一２ ｍ ， 滞 后 掩 蔽 却 可 导 ｍｓ ０ ｓ 而
听觉掩蔽效应与听觉场景分析
可利用：
应避免：
（4）对男女一重唱实施扩声时， 需提高女声通道的输出音量，方 能使女声在合唱中不被低频率的 男音所掩盖。
Part Two
听觉场景分析
2-1 听觉场景分析是什么 2-2 听觉场景分析的阶段
2-3 场景分析的总体评价
2-1 听觉场景分析是什么
听觉场景分析是用来研究听觉系统如何对外界刺激进
2-3 场景分析的总体评价
2. 关于图式的作用 格式塔理论在实验中很容易体现出来，而图式成分的作用则难以 说明。场景分析把图式过程看成是万能的，不论何种条件下，一切格 式塔原则所不能解释的现象都用它来解释。这种过分夸大图式作用的 观点忽略了图式本身的重要特性。另外，图式的层次性、大小及相互 关系等影响到特征还有待于进一步研究。 图式的来源直接影响到对图式作用的认识。与初级分析相比，图 式是学习获得的。乔姆斯基认为，要确认对儿童言语的强化是极端困 难的，甚至是不可能的。所以，图式也并非完全都是后天习得的。
疲劳程度也就越厉害。在背景和噪声中，双耳识别信号的灵敏度一般比 单耳强，也就是说对双耳听阈的掩蔽作用小于对单耳的掩蔽作用。尤其 当掩蔽声和信号从不同方向传到人耳时，对双耳听阈的掩蔽作用就更小 一些。
1-1 听觉掩蔽效应是什么
图1 声的掩蔽（220Hz纯音）
图2 声的掩蔽（1kHz纯音）
图1是220Hz纯音的掩蔽声在不同声压下的掩蔽。当声压级为99dB时，对1kHz 的声需要在闻阈（0dB）上加上65dB才能听到。图2是1kHz纯音的掩蔽声。
掩蔽。
1-2 听觉掩蔽效应类型
2、时域掩蔽
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，异时掩蔽也随着时间的推移很快会衰减，是一种弱掩蔽效应。一般
【国家自然科学基金】_听觉掩蔽效应_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140802
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
2011年 科研热词 语音增强 软判决 目标识别 特征提取 掩蔽效应 小波阈值处理 噪声估计 听觉掩盖效应 前掩蔽 几内亚长翼蝠 偏离最佳频率声 优化 下丘神经元 bark小波包变换 1/3倍频程掩蔽谱 推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
科研热词 鲁棒性 音频盲水印 语音增强 dct 音频水印 阈值觉掩蔽 信息隐藏 dwt bark子波
推荐指数 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
科研热词 随机点立体视图 语音 视差 立体视觉 离散余弦变换 盲提取 捕获 实时 双眼去掩蔽 主观空间分离
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
科研热词 语音增强 音乐噪声 维纳滤波 最小约束递归平均法 最小均方误差 最优平滑 掩蔽效应 多频带 听觉掩蔽效应 加权递归平滑
2009年 序号 1 2 3 4 5
科研热词 麦克风阵列 语音增强 特征值分解 听觉掩蔽效应 信号子空间
推荐指数 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
科研热词 推荐指数 视听交互 3 语音增强 2 掩蔽效应 2 听觉掩蔽效应 2 麦克风阵列 1 预回声抑制 1 软判决 1 语音信号处理 1 视觉刺激 1 视觉任务 1 最小均方误差 1 心理声学模型 1 多统计模型 1 基于听觉特性的后滤波器 1 听觉滞后掩蔽 1 同步视频刺激 1 信噪比(snr) 1 mp3编码 1
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13
第1章 音响技术基础
2 响度与响度级
响度（N）
人耳对声音大小、声音强弱的主观感受 单位是sone（宋）
国际上规定，频率为1000Hz、声压级为 40dB时的响度为1宋。 1宋=1000毫宋，1毫宋约相当于人耳刚能听到的声音响度。
大量统计表明，一般人耳对声压的变化感觉是，声压 级每增加10dB，响度增加1倍，所以响度与声压级有如下 关系 0.1( Lp 40) (1―12) N 2
18
第1章 音响技术基础
1.2
一 声源
声源、声场及室内声学
产生声能的源体称为声源。 根据声音发生、应用的不同，音响声源可分为三类： 环境音响 动作音响 非现实音响 江河山川 脚步声 战斗场面 叩门声
外星人说话声 心脏跳动
19
第1章 音响技术基础
二
声场
声源产生的声波通过媒体向周围自由场辐射时，声源 的周围均称声场，也叫音场。
3
第1章 音响技术基础
1.1
一 声波的基本特性
1 声波的产生
声学基础
我们把正在发出声音的振动物体通常称为声源。
物体振动或气流扰动而引起周围的空气或其它弹性介 质发生波动的现象称为声波。
声波所波及的空间范围称为声场。
三个条件
存在声源并振动
传播介质
4 听觉感受
第1章 音响技术基础
2
声波的传播
纵波
振动方向与传播方向一致的波
音调 音量 音色 人耳对声音高低的感觉 人耳对声音强弱的主观感觉 取决于声音的频谱结构 复音 基音 泛音
10
第1章 音响技术基础
图 1 – 1 钢琴和黑管各奏出以100 Hz为基音的乐音频谱图
11
第1章 音响技术基础
五 听觉特性 1﹒听觉的感受性
(1) 对音频高、中、低各频段平衡性的控制。整 体平衡性不是指频率响应曲线的平直，而是指高、中、 低频段适当的量感分配。低频基础要好一些，它在整 个音乐里造成稳固状态。合理的高、中、低频量感就 是整体平衡性。整体平衡性的器材发出的声音会耐听， 也就是人们所说的音乐性。 (2)空间感。它反映声场空间的大小。
17
第1章 音响技术基础
5
听觉的延时效应
当几个内容相同的声音相继到达人耳的 时间差在50ms以内时，人耳不一定能分辨出这 几个先后到来的声音。哪一个方位的声音首先 传入人耳，那么人的听觉感觉就是全部声音都 是从这个方位传来的。这种现象就是人类听觉 的延迟效应，人耳的这种先入为主的聆听感觉 特性，也称为“哈斯效应”。
c
T
f
(1―1)
5
第1章 音响技术基础
二 声音的特性参数 20Hz 倍频程（n） 定义为两个声音的频率或音调之比的对数
f1
f2
20kHz
f2 n log2 f1
(1―2)
f1
基准频率 信号频率 倍频程数 （可正可负，可整可分）
6
f2
n
第1章 音响技术基础
三 声波的度量 声压（P） 当有声波存在时，在原来的静态气压上附加 了一个压力的起伏变化，这个由声波引起的 变化的压强称为声压。 bar,Pa,N/m2 1μbar=0.1Pa=0.1N/m2 有效声压 瞬时声压的均方根值 基准声压Pr=2×10-5 Pa
与介质、温度有关
波速 （声速 c）
一般来说，声波在固体介质中传播速度最快，液体中 其次，气体中最慢（340 m/s），真空中不能传播； 同种介质中传播时，当温度增加时，声速略有增加。 波长 频率 声波在一个周期T内传播的距离称为 波长 ，单位为m. 声波每秒钟周期性振动的次数称为 频率 f ，单位为Hz.
声压级（Lp）
有效声压和基准声压比值的常用对数 的20倍。单位为dB
P Lp 20 lg e P r
(1―6)
7
第1章 音响技术基础
可闻声的强度与频率范围
8
第1章 音响技术基础
频谱分析
对一个声源发出的声音的频率成分和强度的 分析。
9
第1章 音响技术基础
四 音质 从音响角度出发，它是指回放出来的声音能摹仿 原声源的精确性。
(3)定位感。根据声音的来向确定音响感觉。
12
第1章 音响技术基础
(4)层次感。它反映的是声场中声音空间层次的清晰程度。 (5)透明感。它感受的是声音的耐听而不刺耳的程度。 (6)速度感与暂(瞬)态反应。指器材各项反应的快慢。 (7)想像力与形体感。它反映声音的立体感。 (8)对比性。音效具有可比性。 (9)密度与重量感。它反映声音的厚实和饱满度，听起来更 具真实感。
第1章 音响技术基础
一 什么是音响？ 音响是一种经过必要修饰处理的，能满足特定环境要求 而又达到一定电声指标的声响。
二 音响技术的发展
电子管 建筑声学 电声学 晶体管 集成电路 赛宾 混响时间 发生 接收 加工 记录 变换 处理 重放 传输
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场效应管
第1章 音响技术基础
第1章 音响技术基础
1.1 声学基础 1.2 声源、 声场及室内声学 1.3 音响系统的分类和组成 1.4 音响系统的电声性能指标 1.5 立体声基础
近场 远场
声源附近的区域，也称为菲涅尔区，其间质 点速度与瞬时声压不同相。 声场直径 2 d 近场半径 r 声波波长 远离声源的区域，也称为费朗和费区，其间 质点速度与瞬时声压同相。r Nhomakorabead
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第1章 音响技术基础
三
室内声学
1 室内声学特性 声源在闭室内发声时，所发出的 声波在室内空间形成复杂的声场。声 场中的某一位置上听到的声音是由三 部分组成：直达声、反射声、混响声。 直达声 反射声 混响声 由声源直接传播到听者的声音。直达声 不够，将影响声音的亲切感。 由界面反射后到达听者的声音。反射声 影响声音的清晰度。 经过多次反射后分布很密、方向较散、陆 续到达听者的反射声。混响声影响声音的 21 丰满度。
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听觉灵敏度 人耳对声压、频率及方位的微小变化 的判断能力。
听觉灵敏度
当声压或频率发生变化时，人耳听到的响度 或音调也会发生相应的变化。听觉灵敏度还 与年龄有关，因人而异。
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第1章 音响技术基础
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听觉的掩蔽效应 当一个复合声音信号作用到人耳 时，如果其中有响度较高的频率 分量，则人耳不易察觉到低响度 的频率分量，这种生理现象称为 “掩蔽效应”。 规律 ① ② ③ ④ 低频声容易掩蔽高频声，而高频声较难掩蔽低频声。 频率相近的两个纯音掩蔽效果显著 掩蔽声消除后，听觉暂时损失 单耳的掩蔽作用大于双耳的掩蔽作用
式中：N为响度(宋)；Lp为声压级(dB)。
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响度级
是一个主观量，即是凭人的听觉主观地 判断声音强弱的量。单位是phon（方） 定义为等响的1000Hz纯音的声压级，响度 级为40方时，响度为1宋，响度级每增加 10方，响度增加1倍。
表1―1 响度与声压级的关系
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