心理声学与听觉感知
心理声学是研究声音的物理特性与其所引起的感知体验之间关系的学科。它探讨声学信号的维度，如频率、强度和时间，如何通过耳朵和听觉神经系统转化为音高、响度、音色、定位和意义等感觉。在听力学中，它为理解正常听力、描述听力损失以及设计听觉康复中使用的测量方法和设备提供了感知基础。
Definition
心理声学是心理物理学的一个分支，关注物理声学刺激如何映射到听觉感觉和感知，而听觉感知是听者对声音产生的主观体验和解释。
Scope
本领域旨在引导读者了解听觉的感知方面：将刺激与感觉联系起来的心理物理学方法、声音的基本感知维度，以及从复杂声学输入中恢复言语和空间信息的听觉过程。它将详细材料分为以下主题：频率、强度和响度；时间处理和音高；言语感知和可懂度；双耳听觉和定位；以及听觉适应和疲劳。它将这些内容视为参考和教育材料，而非临床指导。
Sub-topics
Core questions
- 声音的物理维度如何映射到音高、响度和音色的感知维度？
- 人类听觉在频率、强度和时间上的分辨率极限是什么？
- 听觉系统如何从复杂声音中提取言语和空间信息？
- 这些感知能力如何随听力损失而改变？
Key concepts
- 心理物理学与刺激-感觉关系
- 绝对阈限和差异阈限
- 频率选择性与临界带
- 音高、响度和音色作为感知维度
- 时间分辨率和时间整合
- 双耳线索和声音定位
- 掩蔽和噪声中声音的可听度
Mechanisms
耳蜗沿基底膜进行频率-位置映射，使得不同频率激发不同数量的毛细胞和听神经纤维；这种频率位置组织是频率选择性和临界带的基础。强度通过放电率和被募集的纤维数量进行编码，感知响度随物理水平的增加呈压缩函数增长。时间信息通过神经放电的相位锁定得以保留，支持时间包络处理、复杂音的音高以及用于定位的耳间线索。听觉感知是中央通路整合这些频谱和时间编码的结果，使听者能够分离声源并恢复有意义的模式，如言语。
Clinical relevance
心理声学原理阐释了听力损失为何不仅仅是简单的可听度下降：频率选择性降低、响度异常增长（重振）以及时间处理和双耳处理受损都影响受影响听者对声音的体验，尤其是在噪声中的言语。理解这些关系有助于解释听力测试和助听设备设计的原理。此处材料为描述性和教育性，不作为个体诊断或治疗决策的依据。
Evidence & guidelines
该领域的大部分基础证据来自对正常听力和听力受损听者的受控心理物理学实验，这些实验总结在Moore (2012)和Zwicker and Fastl (1999)等标准教科书中。响度级和等响度曲线等量的测量惯例已在国际声学标准中编纂，这些标准化关系是临床和工程应用的基础。
History
听觉的定量研究起源于19世纪的心理物理学，但现代心理声学在20世纪随着电声发生和测量的发展而形成。贝尔实验室在响度、掩蔽和言语清晰度方面的工作，以及史蒂文斯及其同事在1930年代对音高和响度的标定，确立了该领域的方法。随后对临界带、时间处理和双耳听觉的研究扩展了这些基础，并将感知与耳蜗和神经机制联系起来。
Key figures
- Stanley Smith Stevens
- Harvey Fletcher
- Eberhard Zwicker
- Reinier Plomp
- Brian C. J. Moore
Related topics
Seminal works
- stevens-1937
- plomp-levelt-1965
Frequently asked questions
- 心理声学和听力学有什么区别？
- 心理声学是研究声音如何被感知的基本科学，它研究声学刺激与听觉感觉之间的关系。听力学是应用这些及相关知识来评估和管理听力的临床学科。心理声学为听力学测试和设备提供了大部分感知理论基础。
- 为什么响亮的声音对听觉系统来说不仅仅是安静声音的“更多”？
- 因为响度等感知维度随物理水平的增加呈非线性增长，并且耳蜗在不同强度下处理声音的方式不同。听力损失会进一步改变这种关系，因此物理水平的相同变化不一定总是产生相同的感觉变化。