14、听觉系统的工作原理与功能解析

听觉系统的工作原理与功能解析

1. 外周听觉处理的概述

外周听觉处理是声音从外界进入人体并转化为神经信号的初始阶段。其过程可以通过一个示意图来概括，该示意图展示了听觉系统的连续功能阶段。

1.1 外周听觉处理的阶段

• dBA 滤波器阶段 ：这是听觉处理的第一个阶段，代表外耳和中耳的滤波功能。外耳收集声音，中耳则对声音进行初步的处理和传递。
• 带通滤波器（BPF）阶段 ：声音信号在基底膜上被分解成大量的频率通道。这里通过一系列垂直排列的带通滤波器来表示这一过程。这些滤波器将在后续详细介绍。
• 自动增益控制（AGC）和半波整流（HWR）阶段 ：AGC 代表外毛细胞的操作，它可以自动调整声音信号的增益；HWR 代表内毛细胞的操作，即半波整流。
• 低通滤波器（LPF）阶段 ：该阶段代表了转导过程和尖峰生成过程的统计特性。
• 尖峰生成（SG）阶段 ：这是外周听觉系统操作的最后一步。沿着听觉神经纤维从耳蜗向中枢听觉系统传递的大量尖峰序列中包含的信息，被用于创建听众周围声音的听觉表征。

1.2 外周听觉处理模型的应用

通过设置合适的参数，上述示意图所代表的模型可以对许多外周听觉系统的特性进行建模。这种模型常被用作录制音乐、语音信号或其他声音预处理的感知前端。例如，在响度感知模型中，系统的频谱特性和频率分辨率起着至关重要的作用；而在音高感知模型中，系