48、音高感知：原理、特性与模型

音高感知：原理、特性与模型

1. 音高与音色的独立处理

音高和音色是声音的两个重要属性，从处理的角度来看，有证据表明它们是独立处理的。听觉系统处理音色的速度比处理音高和响度都要快。音高和响度的整合时间超过十毫秒，而音色只需要十毫秒或更短的时间。

1.1 时间进程差异

• 音色 ：频谱通量，即声音频谱的时间变化量，是音色的一个重要属性。这表明声音的频谱可以快速变化，而不会影响声音的感知统一性。
• 音高 ：音高感知是一个相对较慢的过程。当话语的音高变化过快时，听起来就好像另一个说话者在接替发言。音高似乎是一种相当“惰性”的感知属性，不能过快地改变，否则会干扰声音的感知连续性。

1.2 起始异步效应

Hukin 和 Darwin 的研究表明，起始异步对音高和音色的听觉分组影响在时间进程上有很大不同。大约 40 毫秒的起始异步就足以消除一个分音对复合音音色（如元音质量）的贡献，而要消除一个分音对谐波复合音音高的贡献，则需要大约 300 毫秒的起始异步。

1.3 神经生理学差异

在神经生理学方面，Langner 等人在猫的听觉皮层中发现了“音调拓扑”（即亮度）阵列和“周期拓扑”（即音高）阵列的正交表示。然而，在人类中，情况更为复杂。Lau、Oxenham 和 Werner 的研究提供了一个更有说服力的证据，表明音高和音色是独立的听觉属性。他们训练三到七个月大的婴儿在频谱内容变化的情况下对基频（F0）的微小变化做出反应，反之亦然。令人惊讶的是，婴儿的表现与受过音乐训练的听众一样好，