Psychophysics, Physiology and Models of Hearing pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:World Scientific Publishing Co Pte Ltd

作者:Dau, Torsten; Kollmeier, Birger; Hohmann, Volker

出品人:

頁數:304

译者:

出版時間:1999-7-8

價格:GBP 128.00

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9789810237417

叢書系列:

圖書標籤:

• 心理學
• 實驗語音學
• 語音研究
• 語音
• 語言學
• 論文集
• 醫學與生理
• Psychophysics
• Physiology
• Hearing
• Models
• Sensory
• Perception
• Auditory
• SensoryProcessing

探索聲音的奇妙世界：從生物學機製到認知加工 本書旨在帶領讀者踏上一段引人入勝的旅程，深入探索人類聽覺係統的奧秘。我們不僅會審視聲音物理學的基礎原理，還將深入剖析與之息息相關的生理學機製，並在此基礎上探討當前前沿的計算模型，以期全麵理解我們如何感知和解釋聲音。 一、聲音的物理維度：理解聽覺的基石 聲音作為一種物理現象，其産生、傳播和接收都遵循著特定的規律。本書將從聲波的本質齣發，詳細介紹聲音的幾個關鍵物理屬性： 頻率 (Frequency): 決定瞭聲音的音高。我們將解析頻率的單位赫茲（Hz），並探討不同頻率範圍的聲音對人耳的影響，從極低的次聲波到極高的超聲波。讀者將瞭解到，人耳對特定頻率範圍的聲音最為敏感，這一敏感性是如何在進化過程中形成的，以及它對我們理解聲音世界的意義。 振幅 (Amplitude): 決定瞭聲音的響度。本書將解釋振幅與聲壓水平（SPL）之間的關係，並介紹分貝（dB）這一衡量響度的單位。我們還會探討聲音的動態範圍，以及人耳在極度安靜和嘈雜環境中感知聲音的能力。此外，對響度適應和掩蔽效應的深入分析，將幫助理解聲音感知的主觀性和復雜性。 波形 (Waveform): 決定瞭聲音的音色。不同樂器、不同人聲發齣的聲音，盡管音高和響度可能相同，但其音色卻截然不同。本書將揭示波形是如何通過基頻和泛音的組閤來塑造聲音的獨特品質，並探討傅裏葉分析等數學工具在解析復雜波形中的作用。 時間特性: 包括聲音的持續時間、包絡（振幅隨時間的變化）以及聲紋（聲音的隨時間變化特徵）。我們將討論這些時間因素如何影響我們對聲音的識彆，例如短暫聲音的辨彆能力，以及聲音在空間中傳播時由於距離、障礙物等因素産生的變化。 二、聽覺係統的生理學：從外耳到大腦的轉化過程 聲音的物理信號如何轉化為我們能夠理解的感知體驗？本書將詳細剖析聽覺係統的層層結構和精密的生理轉化過程： 外耳 (Outer Ear): 包括耳廓和外耳道。耳廓獨特的形狀如何收集並引導聲波進入外耳道，以及外耳道對聲音的共振作用，都將得到細緻的闡述。 中耳 (Middle Ear): 包括鼓膜、聽小骨（錘骨、砧骨、鐙骨）和鼓室。我們將深入研究鼓膜的振動如何通過聽小骨的杠杆作用傳遞，並重點分析中耳在阻抗匹配中的關鍵作用——如何有效地將空氣中的聲波能量傳遞到充滿液體的內耳。對聽小骨肌（鐙骨肌和鼓膜張肌）的反射性收縮，即“鼓室肌反射”，在保護內耳免受過大聲刺激方麵的重要性也會有詳細介紹。 內耳 (Inner Ear): 這是聽覺信息處理的核心區域。 耳蝸 (Cochlea): 這是一個螺鏇狀的充滿液體的結構，其中包含著至關重要的毛細胞 (Hair Cells)。我們將詳細講解頻率調諧的機製，即科氏力（Traveling Wave）如何在基底膜上産生，並將不同頻率的聲音信號映射到耳蝸的不同位置。基底膜的機械振動如何導緻毛細胞的運動，並最終轉化為神經電信號，這一過程中的電生理學機製將是重點。 毛細胞的轉導機製: 介紹機械門控離子通道如何在毛細胞的縴毛（Stereocilia）運動時打開，從而引發鈣離子內流，釋放神經遞質，激活聽神經元。 聽神經 (Auditory Nerve): 負責將內耳處理後的信息傳遞到大腦。我們將探討聽神經縴維的編碼方式，包括頻率編碼（速率編碼和時間編碼）和強度編碼。 聽覺通路 (Auditory Pathway): 從聽神經發齣，信號將經過一係列中繼站，包括耳蝸核 (Cochlear Nuclei)、上橄欖體 (Superior Olivary Complex)、下丘 (Inferior Colliculus)、內側膝狀體 (Medial Geniculate Nucleus)，最終到達聽覺皮層 (Auditory Cortex)。本書將逐一分析這些中樞神經係統區域的功能，包括聲音的定位、識彆、整閤等。 聲音定位: 詳細介紹雙耳聽覺在判斷聲音方嚮和距離方麵的作用，例如聲時差 (Interaural Time Differences - ITD)和聲強差 (Interaural Level Differences - ILD)的編碼機製。 聽覺皮層的處理: 介紹不同聽覺皮層區域（如A1, A2, Belt, Parabelt區域）在特徵提取（如音高、音色、節奏）和聲音模式識彆中的作用。 三、認知與心理物理學模型：理解聽覺的感知和解釋 除瞭生理學基礎，人的聽覺體驗還受到認知過程和心理物理學規律的深刻影響。本書將深入探討這些方麵： 心理物理學定律: 介紹韋伯-費希納定律和史蒂文斯冪律等，用於描述刺激強度與主觀感知強度之間的關係，特彆是響度感知和音高感知的規律。 聽覺感知模型: 信號檢測論 (Signal Detection Theory): 介紹該理論如何用於分析和理解個體在噪聲背景下檢測和辨彆聲音的能力，區分“信號”和“噪聲”。 感知分組 (Auditory Grouping) 和模式識彆: 探討人耳如何將分散的聲音信息組織成有意義的感知單元，例如普適性原則（如相似性、鄰近性、閉閤性）在聲音組織中的應用。 注意力的作用: 分析聽覺注意力如何影響我們對特定聲音的感知和處理，以及如何過濾掉不重要的聲音信息。 記憶與聯想: 探討聲音如何與記憶和情緒産生聯係，形成我們對聲音的個人化體驗和意義賦予。 計算模型: 生理學模型: 基於神經生理學發現，構建模擬耳蝸、聽神經和聽覺通路信息處理過程的模型，例如耳蝸模型（如奧裏奇模型）和神經動力學模型。 感知模型: 模擬人類在聲音識彆、語音理解、音樂感知等方麵的認知過程，例如聯結主義模型（如神經網絡）和統計學習模型。 機器學習在聽覺研究中的應用: 介紹如何利用深度學習等技術分析大量的聽覺數據，發現隱藏的規律，並構建更復雜的聽覺模型，例如用於語音識彆、音樂分類或噪聲抑製的算法。 聽覺失常與康復: 簡要介紹常見的聽覺障礙（如聽力損失、耳鳴、中樞聽覺處理障礙）的生物學和認知機製，並探討基於模型的研究如何指導聽力康復技術的開發，例如助聽器和人工耳蝸的設計與優化。 本書將通過嚴謹的科學論證、翔實的案例分析以及對前沿研究的梳理，為讀者提供一個關於聽覺係統全麵而深入的理解。無論您是從事聽覺科學研究的學者，還是對人類感知世界充滿好奇的普通讀者，本書都將為您打開一扇通往聲音奇妙世界的大門。

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“模型”部分，我理解它是對聽覺係統復雜運作進行概括和抽象的理論工具。我希望這本書能夠介紹一些經典的聽覺模型，比如用於描述聲音感知與物理刺激之間關係的數學模型，或者是解釋聲音定位機製的模型。我猜想，這些模型可能涉及到傅立葉變換、統計信號處理，甚至是基於神經網絡的計算模型。 我渴望理解，這些模型是如何幫助科學傢們量化聽覺的各種感知屬性，以及它們如何模擬大腦在處理聲音信息時的決策過程。比如，是否存在一個模型能夠預測我們在嘈雜環境中聽到特定聲音的概率？或者，是否存在一個模型能夠解釋為什麼我們的聽覺係統對某些模式的聲音特彆敏感？我希望作者能夠用一種非技術性但又不失嚴謹的方式，來闡述這些模型的核心思想，讓我能夠領略到科學的力量。

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從生理學的層麵，我迫切想要瞭解聲音信號是如何從外界被捕捉，經過耳朵的機械傳導，最終轉化為神經脈衝，並在大腦中被解碼成我們所能理解的聽覺體驗。耳蝸中的毛細胞，無疑是聽覺轉導的關鍵環節，我希望這本書能詳細描述它們的結構和功能，以及它們如何精確地響應不同頻率和振幅的聲波。此外，聽神經的傳導通路，以及聲音信息在大腦皮層的各個區域如何被進一步處理和整閤，也都是我非常感興趣的部分。 我希望書中能夠解釋，為什麼某些頻率的聲音對我們的聽力損傷影響更大，以及我們的大腦是如何在一定程度上補償受損的聽力功能的。例如，關於聽覺神經的可塑性，或者大腦如何通過“增強”某些頻率來彌補聽力下降，如果書中有所提及，那將大大增加其價值。我也期待它能涉及一些與聽覺相關的疾病，比如耳鳴或突發性耳聾，從生理機製上解釋這些現象的産生原因。

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這本書的標題《Psychophysics, Physiology and Models of Hearing》在我剛看到的時候就深深地吸引瞭我。我是一名對聲音的奧秘充滿好奇的普通讀者，雖然不是專業的聲學工程師或神經科學傢，但我一直對人類如何感知聲音、聲音在大腦中如何被處理以及這些過程是否可以用數學模型來解釋感到著迷。這本書的名字承諾瞭一個全麵而深入的探索，涵蓋瞭從我們如何“聽到”聲音（心理物理學）到聲音信號如何在我們的身體，特彆是耳朵和大腦中被生理性地傳遞和轉化（生理學），再到科學傢們如何嘗試構建這些復雜過程的理論框架（模型）。 我期待的是，這本書能夠用一種清晰易懂的方式，為我揭示聽覺係統運作的精妙之處。我希望它能解釋為什麼有些人對某些聲音特彆敏感，而另一些人則會覺得同樣的頻率或響度令人不適。心理物理學部分，我猜想會涉及到各種聽覺現象的實驗，比如閾值測量、辨彆能力、聲音的感知大小與物理強度之間的關係，以及音色、音高這些主觀感受是如何産生的。我希望作者能夠通過生動的例子，讓我體會到這些抽象概念是如何與我們的日常生活緊密相連的。例如，理解瞭聽覺的動態範圍，就能更好地解釋為什麼我們在嘈雜的環境中仍然能夠捕捉到微弱的對話。

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《Psychophysics, Physiology and Models of Hearing》這個書名，本身就散發著一種嚴謹且引人入勝的氣息，仿佛是一把鑰匙，將開啓通往人類最神秘感知領域之一——聽覺——的大門。作為一個對聲音世界充滿好奇的普通讀者，我一直被我們如何從空氣中的振動中解讀齣意義、情感甚至是故事所吸引。這本書恰好承諾瞭從多角度、深層次地剖析這一過程。 心理物理學部分，我期待它能詳細闡述我們如何感知聲音的響度、音高、音色以及空間位置。例如，它是否會解釋為什麼我們的耳朵對不同響度的聲音感知不同，以及為什麼我們能夠分辨齣不同樂器的獨特音色？我希望作者能夠運用清晰的實驗範例，如閾值測量、辨彆任務等，來闡釋這些概念，讓我能夠理解這些抽象的心理測量是如何量化我們主觀的聽覺體驗。

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這本書的書名《Psychophysics, Physiology and Models of Hearing》在我眼中，仿佛是一張通往聲音世界內部結構的詳盡地圖，我迫不及待地想要根據這張地圖進行一次深入的探索。作為一個對人類感知能力充滿敬畏的讀者，我對聲音是如何被我們捕捉、處理，最終演變成我們所理解的音樂、語言乃至環境聲音的整個過程感到無比著迷。 我期望在心理物理學的章節中，能夠深入理解我們如何感知聲音的強度、音高、音色和空間位置。例如，它是否會解釋為什麼我們會覺得同樣強度的聲音，在不同頻率下感知到的響度會有所不同？它是否會通過具體的實驗例子，比如辨彆不同音高的能力測試，來展示這些心理測量是如何量化我們主觀的聽覺體驗？我希望能夠藉此瞭解，究竟是什麼樣的心理機製讓我們能夠區分不同的聲音，甚至識彆齣我們熟悉的人的聲音。

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“模型”這一詞，則讓我預見瞭這本書將帶領我進入科學的抽象與理論層麵。我期待它能介紹一些用於解釋聽覺現象的數學模型或計算模型。例如，是否會有模型能夠解釋聲音適應性，或者模擬我們在復雜聲場中分離特定聲音的能力？我希望能理解這些模型是如何幫助科學傢們量化和預測聽覺行為的。 我尤其想知道，這些模型是否能夠揭示聽覺係統內在的一些普遍性原理。例如，是否存在某種“通用”的模型，能夠解釋從低等生物到人類聽覺感知中的某些共性？我希望作者能夠以一種易於理解的方式，引導我領略科學傢們如何運用抽象的思維來構建我們對聽覺世界的認知框架。

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而“模型”這個詞，則預示著這本書將超越單純的描述，進入到科學解釋的層麵。我理解模型是科學傢們用來理解復雜現象的工具，它們可以幫助我們預測、模擬甚至操控某些過程。在聽覺領域，模型可能涉及到數學方程、計算模擬，甚至是基於神經科學原理的理論框架。我希望作者能夠介紹一些經典的聽覺模型，比如描述聲音感知與物理刺激之間關係的各種函數，或者解釋大腦如何整閤來自雙耳的信息以實現空間定位的模型。 對我而言，理解這些模型將是一種智力上的挑戰，但也是一種巨大的滿足感。我希望作者能循序漸進地引導我，從基本的概念開始，逐步建立起對這些模型工作原理的認識。例如，瞭解這些模型是如何解釋我們對聲音的適應性反應，或者它們如何幫助我們設計更有效的助聽設備。我非常期待能夠通過這些模型，看到隱藏在聽覺現象背後的普遍規律和普適性原理。

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生理學部分，則更是將我的好奇心引嚮瞭聲音信號的物理路徑。我渴望瞭解，從聲波進入外耳，經過中耳的機械放大，到內耳耳蝸中感受器的激活，再到最終在大腦中被解碼，這一係列復雜且精密的轉化過程。我希望書中能夠細緻描繪耳蝸中毛細胞如何將機械振動轉化為電信號，以及聽神經如何將這些信號傳遞到大腦。 我特彆期待瞭解，不同的頻率是如何在耳蝸的不同位置被編碼的，以及我們大腦是如何利用這些信息來區分音高的。同時，我也想知道，在大腦中，聲音信息是如何被進一步處理和整閤的，例如，我們如何從左右耳接收到的聲音信息中判斷聲源的方嚮。如果書中能提及一些與聽覺相關的神經可塑性，或者大腦如何應對聽力損失的補償機製，那將是錦上添花。

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翻閱這本書時，我腦海中浮現的畫麵是，它將如同一個精密顯微鏡，將人類聽覺這個看似簡單實則無比復雜的生理和心理過程，一一剖析，呈現在我眼前。我曾多次在嘈雜的咖啡館裏，努力分辨朋友的低語；也曾在寂靜的夜晚，被微弱的蟲鳴聲驚醒。這些日常的體驗，都讓我對聽覺的強大能力和其內在機製充滿瞭好奇。這本書的名字，恰好點燃瞭我探索這些好奇的火花。 我期待這本書能從心理物理學的角度，詳盡地闡述我們是如何感知聲音的強度、音高、音色以及聲源方嚮的。比如，它是否會解釋為什麼我們會覺得某些音樂“悅耳”，而另一些則“刺耳”？它是否會探討聲音的響度感知是如何隨著聲音的物理強度變化而變化的，以及是否存在一個“感知的飽和點”？更重要的是，它是否會深入到聽覺適應性、掩蔽效應以及各種聽覺錯覺的心理學解釋？我希望這些內容能夠藉助清晰的圖示和生動的案例，讓我更容易理解。

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在生理學方麵，我非常渴望瞭解聲音是如何從空氣中的聲波轉化為我們大腦能夠理解的神經信號的。耳朵內部復雜的結構，比如耳蝸，一定隱藏著令人驚嘆的機械和生物化學過程。我希望這本書能詳細介紹鼓膜的振動如何傳遞到中耳的聽小骨，再如何驅動內耳中的基底膜，以及毛細胞是如何將這些機械運動轉化為電信號的。更進一步，這些電信號又是如何沿著聽神經傳播，並最終在大腦皮層被加工和解釋的，這對我來說是最大的謎團之一。 我期待書中能深入探討不同頻率的聲音是如何在耳蝸的不同部位被激活的，以及我們如何通過這種空間編碼來分辨音高。此外，對聲音響度是如何被編碼的，例如通過神經發放率的改變，或者參與的神經元數量的增多，我也非常好奇。如果書中還能提及一些與聽覺損傷相關的生理機製，例如耳鳴或聽力損失的原因，那將是極好的，因為這能讓我更深刻地理解聽覺係統的脆弱性以及它對我們生活質量的重要性。

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