Psychoacoustics心理聲學

心理聲學（Psychoacoustics）是一門研究聲音與人類聽覺感知之間關係的學科。它結合了物理學、心理學和神經科學的知識，探討人類如何感知、處理和解釋聲音。心理聲學的研究範圍廣泛，涉及聲音的強度、頻率、音色、空間定位等多個方面。以下是心理聲學的一些核心概念和研究方向：

1. 聲音的基本屬性

• 頻率與音高（Pitch）：頻率是聲音的物理屬性，而音高是人類對頻率的主觀感知。例如，高頻聲音通常被認為是高音，低頻聲音被認為是低音。
• 振幅與響度（Loudness）：振幅是聲音的物理強度，而響度是人類對聲音強度的感知。響度不僅與振幅有關，還與頻率和持續時間相關。
• 音色（Timbre）：音色是區分不同聲音的特徵，即使頻率和振幅相同，不同樂器或聲音源的音色也可能不同。

2. 聽覺閾值與掩蔽效應

• 聽覺閾值：人類能夠聽到的最小聲音強度稱為聽覺閾值。心理聲學研究不同頻率下的聽覺閾值，發現人耳對中頻（1-4 kHz）最為敏感。
• 掩蔽效應：當一個聲音的存在使得另一個聲音難以被感知時，稱為掩蔽效應。例如，強噪聲會掩蔽較弱的聲音。

3. 空間聽覺與定位

• 人類通過雙耳效應（Binaural Hearing）感知聲音的空間位置。聲音到達兩耳的時間差（ITD）和強度差（ILD）是定位聲源的重要線索。
• 心理聲學研究如何利用這些線索實現虛擬聲場和3D音頻技術。

4. 聽覺感知的非線性

• 人類聽覺系統對聲音的感知是非線性的。例如，聲音的響度並不與物理強度成正比，而是遵循對數關係。
• 心理聲學還研究聽覺系統對複雜聲音（如音樂和語音）的處理方式。

5. 套用領域

• 音頻壓縮：心理聲學模型被廣泛套用於MP3、AAC等音頻壓縮技術中，通過去除人耳無法感知的聲音成分來減小檔案大小。
• 助聽器與人工耳蝸：心理聲學為助聽器和人工耳蝸的設計提供了理論基礎，幫助改善聽力障礙者的聽覺體驗。
• 虛擬實境與遊戲音頻：通過心理聲學原理，可以實現更逼真的3D音效和沉浸式音頻體驗。

心理聲學不僅幫助我們理解人類聽覺的機制，還為音頻工程、醫學和娛樂產業提供了重要的技術支持。