录音技术讲座（二）人的主观听觉特性

maya88

人的听觉是声波作用人的耳朵，使人产生的感觉，这种感觉是通过一个非线性、复杂的主观过程而得到的结果，是由人的生理、心理共同作用得到的。因此，往往人们对声音，特别是对音乐信号的评价，存在着一定的差异。但人在听觉方面的生理、心理过程还是存在着明显的共同规律。
一、人耳的听觉范围
人耳只有在一定的频率和声强范围内才能听见。正常听觉频率范围为20～20，000 Hz，强度范围为0～140 dB。

                        
图1  人耳听觉范围与语言、音乐的频率

正常听觉的人，能听到音乐和语言，只占人耳整个可听域很小的部分，人耳最敏感的频率是2～4 kHz，最大可听值为120 dB左右。人耳的灵敏度随着年龄增大而下降，高频下降更多。
二、等响度曲线
人耳的可听阈是一个类似“V”字型的曲线，除中音之外，对高音和低音都不够敏感，要使人感到同样响，就需要高音和低音有相应的提升。


                                
图 2  不同音量的等响度曲线

和低音有较大的声压级，特别是低音部分更需要增大。人耳的感觉随着声压级加大到80 dB左右时，对其感觉就变得平坦一些。这就是许多人在听音乐时，感觉缺少高低音，把音量开大到一定程度时就可以得到改善的原因。
三、声音的音调
音调是人耳对声音高低的感觉，主要取决与频率，频率越高，音调越高。人耳对音调变化与频率之间的关系是对数关系。

                                   
图 3  管弦乐和声乐的音域品级

频率每高一倍（一个倍频程），音调高八度，如Ｃ调1为261 Hz,高音1就为522 Hz。当声压级很大，引起耳膜过大的振动，出现谐波分量时，也会引起人们对音调的感觉这生一定的变化。
4、声音的音色
音色是一个比较复杂的主观感觉量。但在客观上，音色主要由声音的谐波结构即谐波的数量、强度、分布和它们之间的相位关系来决定的。世界上不论人声、乐器声、还是自然声，几乎都有不是单音，而是复合音。如果有音频分析仪就可以看到，其波形都不是正弦波，但它们都可以分解成若干个强度不同的谐波。

                                    
图4  声音多频率的复合

在一般的情况下，人们都能根据音色正确判断和区分各个人和各种乐器发出的声音。
5、声音的方位感和声像
人们用两只耳朵同时听声音，由于声波到达双耳会产生强度差和时间差，听觉系统通过对这些差值的判断，可以分辨出音源的方向和距离。由于耳廓的作用，人耳灵敏度也有方向性的，单耳也会有方向感。
一般人耳对水平方位比较敏感，可以辨别出5 ~ 15°的变动，竖直方向约60°才能辨别出来。根据这一原理，如果人为地在人的双耳中产生一个声音的时间差或强度差，就会产生一个空间点在发声的现象，这个点就叫声像，也称之为虚声源。
实际上我们在扩声或录音操作中，只需改变两只音箱发出声音的相对强度，就可以比较满意地改变声像的定位了。在调音台每一通道中的PAN旋钮，就是声像电位器，调节它就可以方便、准确地确定这个通道声源的声像，在两只扬声器之间的方位。
6、人耳的掩蔽现象
人们在听音时，由于其它（干扰）声的存在，使得人们对目标声音的听力降低，即称为掩蔽现象。其规律一般有如下特点：
⑴低频声易掩蔽高频声，高频声不易掩蔽低频声。
⑵掩蔽声（干扰声）的声压级越高，则掩蔽能力越强，而且掩蔽频带也增宽。
⑶掩蔽声与目标声的频率越接近，掩蔽的能力越强。
⑷掩蔽声的频带越宽，对目标声的掩蔽频带也越宽。

yinpin789

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