声学/心理声学基础
由于古斯塔夫·特奥多尔·费希纳提出的著名原理，感知的感觉并不遵循线性规律，而是对数规律。光的强度感知或重量的感觉也遵循这个规律。这一观察结果证明了在声学领域使用对数刻度的合理性。80 dB（10-4 W/m²）的声音听起来是 70 dB（10-5 W/m²）声音的两倍响亮，尽管两者之间的声功率相差 10 倍。这是一个相当简单的规律，但它引领了一种新的声学思考方式：尝试描述听觉感觉。这就是心理声学的目标。由于人类听觉的神经生理机制尚未成功建模，因此处理心理声学的唯一方法是找到最能描述声音不同方面的指标。
对声音感知的研究受到人类耳部机制复杂性的限制。下图表示了感知域和疼痛和听觉阈值。疼痛阈值与频率无关（在可听带宽内约为 120 dB）。相反，听觉阈值，与所有等响度曲线一样，与频率有关。中心区域是人声和音乐的典型频率和响度范围。
由于人类耳朵对频率的敏感性，两个强度相等的聲音不會具有相同的响度。在 100 Hz 的 80 dB 音调听起来不像 3 kHz 的 80 dB 音调那么响。为了描述谐波声音的响度，使用了一个新的单位：方。X 方意味着“与 1000 Hz 的 X dB 音调一样响”。还使用了另一个工具：等响度曲线，也称为弗莱彻曲线。
当前使用的另一个刻度是宋，它基于响度的经验法则。这个规则指出，声音的强度必须提高 10 倍才能被感知为两倍响亮。在分贝（或方）刻度上，这对应于 10 dB（或方）的增加。宋刻度的目的是将这些刻度转换为线性刻度。
其中 S 是宋级， 是方级。转换表如下
| 方 | 宋 |
|---|---|
| 100 | 64 |
| 90 | 32 |
| 80 | 16 |
| 70 | 8 |
| 60 | 4 |
| 50 | 2 |
| 40 | 1 |
我们现在将介绍五个心理声学参数，以提供一种预测主观人类感觉的方法。
使用宋或方刻度测量噪声感知并不容易。一种广泛使用的测量方法是根据频率分布对声压级进行加权。对于密度谱的每个频率，都会进行一个电平校正。存在不同类型的加权（dB A、dB B、dB C）以近似人类耳朵在不同声音强度下的表现，但最常用的加权是 dB A 滤波器。它的曲线旨在匹配 40 方的耳朵等响度曲线，因此它很好地近似了方刻度。
例如：对于在 200 Hz 的谐波 40 dB 声音，校正值为 -10 dB，因此该声音为 30 dB A。
它测量声音的强度。响度可以用宋来衡量，是心理声学中的一个主要指标。
由于人类耳朵对纯谐波声音非常敏感，因此该指标非常重要。它测量噪声谱中纯音的数量。例如，宽带声音的音调非常低。
它描述了人类对声音时间变化的感知。该指标以 asper 测量。
尖锐度与声音的频谱特征有关。高频信号具有较高的尖锐度值。该指标以 acum 测量。
正弦波声音可以被窄带白噪声掩盖。白噪声是具有平坦功率谱密度的随机信号。换句话说，信号的功率谱密度在任何频带、任何中心频率处具有相同的功率，具有给定的带宽。如果白噪声的强度足够高，正弦波声音将无法被听到。例如，在嘈杂的环境中（在街道上，在车间里），必须付出很大的努力才能分辨出某人的说话声。