人的听觉感知和设计VIP免费

人机工程学人的听觉感知与设计听觉刺激听觉的适宜刺激是声音，声音的声源是振动的物体，人的听感范围：20～20000Hz。感受性最高的频率范围:1000～4000Hz。（a）人耳的基本结构（b）耳蜗听觉的物理特性1.频率响应（感受性）人耳能听闻的频率比为fmin/fmax=1：1000；频率感受的上限随着年龄的增长而逐年连续下降。听力损失曲线2.动态范围（声音的强度）听觉声强的动态范围=正好可忍受的声强/正好能听见的声强（1）听阈：在最佳的听闻频率范围内，一个听力正常的人刚刚能听到给定各种频率的正弦式纯音的最低声强Imin。a、在800-1500Hz频率范围内，听阈无明显变化；b、低于800Hz，可听声音的强度随着频率的降低而明显增大；c、在3000-4000Hz之间，听觉灵敏度最高；d、超过6000Hz时，灵敏度再次下降。（2）痛阈：对于感受给定各种频率的正弦式纯音，开始产生疼痛感的极限声强Imax。（3）听觉范围：由听阈和痛阈两曲线所包围的听觉区。听阈、痛阈与听觉区域3.方向敏感度（双耳效应）（1）时差：∆t=声音到两耳的时间差。人耳可觉察到的声音信号入射的最小偏角为3°，∆t=30us。（2）由于头部的掩蔽效应，造成声音频谱的改变。（3）人耳对不同频率、来自不同方向的声音的感受能力不同。听觉的方向敏感度4.掩蔽效应掩蔽：一个声音被另一个声音所掩盖的现象。掩蔽效应：一个声音的听阈因另一个声音的掩蔽作用而提高的效应。残余掩蔽（听觉残留）：听觉疲劳。掩蔽声对人耳刺激的时间和强度直接影响人耳的疲劳持续时间和疲劳程度，刺激越长、越强，则疲劳越严重。音响及报警装置利用纯音或复音来传达听觉信息。特点：可快速有效的传递简单和短促的信息，反应快、方向不受限制。应用：蜂鸣器、铃、角笛和汽笛、警报器。设计要点：1、音响信号必须保证使位于信号接受范围内的人能够识别并按规定的方式作出反应。音响信号的声级必须超过听阈，最好能在一个或多个倍频程范围内超过听阈10dB以上；提高信噪比：S/N>10dB,信号声音的f应与噪声的f相差较远。当噪声声级超过110dB时，最好不用声音信号报警。常用听觉信号的主要频率和强度参阅表5-13。2、使用多个声音信号，不同信号之间应有明显的差别（I，f，T）。3、为引起人注意，可采用时间上均匀变化的脉冲信号，其脉冲重复频率不低于0.2Hz和不高于5Hz，避免使用连续稳态信号。4、远距离和绕过障碍物的声音信号，应选用I大，f低的信号。5、报警装置最好采用变频的方法，使音调有上升和下降的变化。例如紧急信号，其频率应在1秒内有高频（1200Hz）降至最低频（500Hz），然后听不见，再突然上升，以便再次从最高频降至最低频。这种变频声可使信号变的特别刺耳，可明显地与环境噪声和其他信号加以区别。6．显示重要信息的音响装置或报警装置，最好与光信号同时作用，组成“视听”双重信号，以防信号脱漏。几种常用听觉信号的主要频率和强度言语传示装置用语言传递人与机器的信息，使其具有一定的表达能力。传递和显示言语信号的装置称为言语传示装置。特点：更符合人的习惯，信息含意准确、接收迅速、信息量较大等，但易受噪声的干扰。应用：无线电广播、电视、电话、报话机和对话器、耳机及其它录音、放音的电声装置。设计要点1.语言清晰度对言语信号的要求是：语言清晰。用清晰度作为言语的评定指标。清晰度：指人耳对通过它的言语(音节、词或语句)中正确听到和理解的百分数。设计言语传示装置，其言语的清晰度必须在75％以上，才能正确传示信息。2.语言的强度语言的强度直接影响言语清晰度。语音的平均感觉阈限为25—30dB(即测听材料可有50％被听清楚)，而汉语的平均感觉阎限是27dB。言语传示装置的语言强度最好在60～80dB语言的清晰度评价3.噪声对言语传示的影响（1）噪声的强度I对语言清晰度的影响；不同信噪比下语言清晰度与语音强度的关系对于在一般噪声环境中使用的言语传示装置，S／N必须超过6dB才能获得满意的通话效果。语言信号与噪音同源，语言的清新度提高，采用提高S/N的方法；语言信号与噪音不同源，语言的清新度提高，采用提高语言信号的强度的方法。（2）噪声的频率f对语言传示的影响4、噪声环境中的语言通信言语通信与噪声干扰之间的...