主题：听觉系统的感知特性

许多科学工作者一直在研究听觉系统对声音的感知特性，下面介绍已经用在MPEG Audio压缩编码算法中的三个特性：响度、音高和掩蔽效应。

9.1.1. 对响度的感知

声音的响度就是声音的强弱。在物理上，声音的响度使用客观测量单位来度量，即dyn/cm²(达因/平方厘米)(声压)或W/cm²(瓦特/平方厘米)(声强)。在心理上，主观感觉的声音强弱使用响度级“方(phon)”或者“宋(sone)”来度量。这两种感知声音强弱的计量单位是完全不同的两种概念，但是它们之间又有一定的联系。

当声音弱到人的耳朵刚刚可以听见时，我们称此时的声音强度为“听阈”。例如，1 kHz纯音的声强达到10^-16w/cm²(定义成零dB声强级)时，人耳刚能听到，此时的主观响度级定为零方。实验表明，听阈是随频率变化的。测出的“听阈—频率”曲线如图9-01所示。图中最靠下面的一根曲线叫做“零方等响度级”曲线，也称“绝对听阈”曲线，即在安静环境中，能被人耳听到的纯音的最小值。

另一种极端的情况是声音强到使人耳感到疼痛。实验表明，如果频率为1 kHz的纯音的声强级达到120 dB左右时，人的耳朵就感到疼痛，这个阈值称为“痛阈”。对不同的频率进行测量，可以得到“痛阈—频率”曲线，如图9-01中最靠上面所示的一根曲线。这条曲线也就是120方等响度级曲线。

在“听阈—频率”曲线和“痛阈—频率”曲线之间的区域就是人耳的听觉范围。这个范围内的等响度级曲线也是用同样的方法测量出来的。由图9-01可以看出，1 kHz的10 dB的声音和200 Hz的30 dB的声音，在人耳听起来具有相同的响度。
此主题相关图片如下：

图9-01 “听阈—频率”曲线

图9-01说明人耳对不同频率的敏感程度差别很大，其中对2 kHz～4 kHz范围的信号最为敏感，幅度很低的信号都能被人耳听到。而在低频区和高频区，能被人耳听到的信号幅度要高得多。