时间处理与音高感知

听觉在时间上和频率上都非常敏锐。时间处理是指听觉系统追踪声音随时间快速变化的能力，包括检测短暂的间隙和追踪振幅波动。音高是按从低到高排列声音的感知属性，部分取决于这些时间线索，部分取决于耳蜗受激的部位。本主题涵盖时间分辨率、时间整合以及音高的频谱和时间基础。

Definition

时间处理是听觉系统对声音的时间和时变结构的敏感性，音高感知是根据声音的频率内容和周期性，将声音按从低到高的尺度进行感知的排序。

Scope

本主题涵盖时间分辨率（间隙检测和调制敏感度）、较长时间窗内的整合，以及纯音和复合音的音高感知，包括缺失基频的音高。它是关于听觉感知的参考和教育材料，而非临床指导。

Core questions

• 听者能检测到的最短静默间隙或最快波动是多短/多快？
• 听觉系统如何在时间分辨率和频率分辨率之间进行权衡？
• 是什么决定了复合音的音高，包括那些在基频处没有能量的音高？
• 位置和时间线索各自如何对音高做出贡献？

Key concepts

• 时间分辨率和间隙检测
• 时间调制传递函数
• 时间整合
• 相位锁定和周期性
• 纯音与复合音的音高
• 缺失基频和残余音
• 已分辨谐波和未分辨谐波

Key theories

音高的位置理论和时间（时序）理论

音高可以从耳蜗兴奋的位置和神经放电的时间模式中得出；互补的位置和时间机制被认为在起作用，其中时间机制在已分辨的低次谐波中占主导地位，而位置机制在整个频谱中都有贡献。

时间窗和调制传递分辨率解释

时间敏锐度可以通过对振幅调制敏感度随速率的变化来描述，这由时间调制传递函数捕捉，其作用类似于声音包络上的低通滤波器。

Mechanisms

听觉神经纤维与低频声音的精细结构同步放电（相位锁定），并追踪高频声音较慢的振幅包络，使系统能够获取两种尺度上的时间线索。间隙检测和调制敏感度反映了这种时间信息能被多快地分辨出来，而时间整合反映了能量为检测而累加的较长时间窗。复合音的音高是通过对已分辨谐波模式和组合波形周期性的中央计算得出的，这就是为什么即使基频处的能量被移除，音高仍能保留。

Clinical relevance

当听力受损或神经编码中断时，时间处理能力下降和音高感知退化是常见的，它们导致在波动背景下理解言语的困难以及对音乐欣赏能力的降低。这些感知描述解释了为什么一些听众在听力恢复后仍然感到困难；它们是教育性的，而不是个体诊断或治疗的基础。

Evidence & guidelines

时间分辨率通过使用间隙检测和振幅调制任务的受控心理物理学研究来表征，其时间调制传递函数由Viemeister（1979）描述。音高的频谱和时间基础，包括缺失基频现象和临界带在和声中的作用，在Moore（2012）和de Boer（1976）等标准著作中有所总结。

History

19世纪，赫尔姆霍茨的基于位置的观点和西贝克的基于周期性的观点之间的争论构成了音高研究的框架。20世纪的工作阐明了相位锁定和缺失基频感知的作用，而间隙检测和振幅调制的心理物理学研究，包括Viemeister的调制传递测量，确立了时间敏锐度的定量测量方法。

Debates

音高主要依赖于位置线索还是时间线索？

证据支持两者的结合：时间（周期性）线索似乎在低次、已分辨的谐波中占主导地位，而位置线索在高次或未分辨的成分中贡献更大，并且没有单一机制可以解释所有音高现象。

Key figures

• Neal Viemeister
• Reinier Plomp
• Egbert de Boer
• Brian C. J. Moore

Seminal works

• viemeister-1979
• plomp-levelt-1965

Frequently asked questions

什么是缺失基频？

由谐波组成的复合音可以唤起与其共同基频相对应的音高，即使该基频处没有能量。这表明音高是根据谐波的模式和周期性计算的，而不是根据单个频谱成分计算的。

间隙检测用于测量什么？

间隙检测测量听者在声音中能检测到的最短静默间隔，是听觉时间分辨率的常见指标，反映了系统随时间追踪变化的快速程度。