人的听觉系统能够区分出不同声音信号之间非常微小的差异,这种差异可以发生在声音的强度、频率或时间上。强度、频率和时间特征是声音的三个物理特征,它们影响着我们的听觉行为,现代心理声学已经发展到通过量化的方式来研究声信号的物理特性和行为响应之间的关系了。
在本系列文章中,我们将分别说说听觉能力与声音的强度、频率以及时间特征的那些事。
听觉能力与声音频率特征
频率是描述声音的客观物理量,音调是人对声音频率的主观感受,是听觉系统对声音频率的分辨能力。在20~20000Hz的声音频率范围内,强度足够大的纯音信号均可以诱发出音调的感觉。
当我们感觉某个声音的音调很低时,表明该声音的频率比较低,同样,当我们感觉某个声音的音调高时,表明该声音的频率高。我们知道,一般男性说话的音调比较粗,声音浑厚,女性说话的音调比较高,它从主观上概括地描述了男性说话产生的声音低频含量比较多,而女性说话产生的声音高频含量比较多。
度量音调的单位是美(mel),当频率为1000Hz,声压为听阈以上40dB(感觉级SL)的声音听起来的主观音调标量是1000美,由此推算,若某个声音产生比1000美高1倍的音调,则这个声音的音调是2000美。
频率分辨描述了人听出两个声音频率差别的能力,健康人耳对频率的分辨能力非常强,尤其在1000~3000Hz附近,人的相对频率分辨能力最强,在此频率范围内,频率分辨率(DF)与信号频率(f)的比值不到0.2%,几乎是钢琴上相邻键的频率变化(1/12倍频程,DF/f约6%)的30倍!而500Hz以下和4000Hz以上,频率分辨能力减弱,这就反映了人耳对频率变化最敏感的频率区间实际上也是言语信号最集中的区域。
从上面的数值可以看出,按照目前常规的听力阈值测定方法,仅仅进行125、250、500、1000、2000、4000和8000Hz频率的测定是远远不能反映个体对声音频率的识别能力的,尤其对于存在不同程度听力损失的患者,由于外部声信号传入的减少,进一步影响其对频率的分辨能力,导致言语辨别更加困难。
为此,我们推荐临床上采用FPT精细化测听的方法,增加了1/6、1/12甚至1/24倍频程的频率阈值测定,更精确地反映个体在多个频率上的识别能力。通过把精确的数据导入到精密的播放设备中,实现精准的声音补偿方案,有助于达到听觉保护的同时获得最优的聆听体验的目标!