37、响度感知：原理、测量与标准化

响度感知：原理、测量与标准化

1. 响度感知概述

响度被定义为“听觉感受的一种属性，根据这种属性，声音可以在从安静到响亮的尺度上进行排序”。通常认为，响度是声音强度或声级的感知对应物。当一个或多个在感知上整合为一个听觉单元的成分强度增加时，该听觉单元的响度也会增加。然而，如果与所关注的听觉单元未整合的成分强度增加，这些成分可能会部分或完全掩盖所关注的听觉单元，使其响度降低甚至消失。

例如，在小提琴和钢琴的二重奏中，若增加钢琴的频率成分强度，只有钢琴的响度会增加。若增加幅度显著且钢琴的频率成分与小提琴重叠，小提琴的响度会降低，甚至难以听见。同样，在火车上听音乐时，火车启动后噪音强度增加，尽管听觉系统所有滤波器的输入强度都增加了，但音乐的响度可能会降低。而当火车停止，噪音强度降低，音乐的响度可能会增加，甚至变得让人不舒服。

由此可见，当听众感知到多个声音时，传入声音的频率成分强度与听众感知到的各种听觉单元的响度之间没有简单的关系。

2. 声压级（SPL）和声强级（SIL）

声音的水平通常用分贝（dB）的对数强度标度来表示。主要原因是，在简单情况下，作为一阶近似，dB的相等增量在感知上对应于响度的相等增量。

2.1 声压级（SPL）

声压级L是相对于官方定义的参考声压级$p_{ref}$（20 μPa）来定义的。当$p_{rms}$是某一位置在特定时间窗口内声压的均方根时，声压级（SPL）L（dB）的定义为：
$L_p = 20 \log_{10} (\frac{p_{rms}}{p_{ref}}) dB$

这意味着20 μPa的声音声压级为0 dB，这大约是人类听众能