音樂(lè)樂(lè)譜提取軟件和音樂(lè)常識(shí)

音樂(lè)樂(lè)譜提取軟件和音樂(lè)常識(shí):由于人耳聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)非常復(fù)雜，迄今為止人類對(duì)它的生理結(jié)構(gòu)和聽(tīng)覺(jué)特性還不能從生理解剖角度完全解釋清楚。所以，
對(duì)人耳聽(tīng)覺(jué)特性的研究目前僅限于在心理聲學(xué)和語(yǔ)言聲學(xué)。
　人耳對(duì)不同強(qiáng)度、不同頻率聲音的聽(tīng)覺(jué)范圍稱為聲域。在人耳的聲域范圍內(nèi)，聲音聽(tīng)覺(jué)心理的主觀感受主要有響
度、音高、音色等特征和掩蔽效應(yīng)、高頻定位等特性。其中響度、音高、音色可以在主觀上用來(lái)描述具有振幅、頻
率和相位三個(gè)物理量的任何復(fù)雜的聲音，故又稱為聲音“三要素”；而在多種音源場(chǎng)合，人耳掩蔽效應(yīng)等特性更重
要，它是心理聲學(xué)的基礎(chǔ)。下面簡(jiǎn)單介紹一下以上問(wèn)題。

一、聲音三要素

1．響度

　響度，又稱聲強(qiáng)或音量，它表示的是聲音能量的強(qiáng)弱程度，主要取決于聲波振幅的大小。聲音的響度一般用聲壓
(達(dá)因／平方厘米)或聲強(qiáng)(瓦特／平方厘米)來(lái)計(jì)量，聲壓的單位為帕(Pa)，它與基準(zhǔn)聲壓比值的對(duì)數(shù)值稱為聲壓級(jí)，
單位是分貝(dB)。對(duì)于響度的心理感受，一般用單位宋(Sone)來(lái)度量，并定義lkHz、40dB的純音的響度為1宋。響
度的相對(duì)量稱為響度級(jí)，它表示的是某響度與基準(zhǔn)響度比值的對(duì)數(shù)值，單位為口方(phon)，即當(dāng)人耳感到某聲音與
1kHz單一頻率的純音同樣響時(shí)，該聲音聲壓級(jí)的分貝數(shù)即為其響度級(jí)?？梢?jiàn)，無(wú)論在客觀和主觀上，這　兩個(gè)單位
的概念是完全不同的，除1kHz純音外，聲壓級(jí)的值一般不等于響度級(jí)的值，使用中要注意。

響度是聽(tīng)覺(jué)的基礎(chǔ)。正常人聽(tīng)覺(jué)的強(qiáng)度范圍為0dB—140dB(也有人認(rèn)為是-5dB—130dB)。固然，超出人耳的可聽(tīng)頻
率范圍(即頻域)的聲音，即使響度再大，人耳也聽(tīng)不出來(lái)(即響度為零)。但在人耳的可聽(tīng)頻域內(nèi)，若聲音弱到或強(qiáng)
到一定程度，人耳同樣是聽(tīng)不到的。當(dāng)聲音減弱到人耳剛剛可以聽(tīng)見(jiàn)時(shí)，此時(shí)的聲音強(qiáng)度稱為“聽(tīng)閾”。一般以1kHz
純音為準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量，人耳剛能聽(tīng)到的聲壓為0dB(通常大于0．3dB即有感受)、聲強(qiáng)為10-16W/cm2 時(shí)的響度級(jí)定為0
口方。而當(dāng)聲音增強(qiáng)到使人耳感到疼痛時(shí)，這個(gè)閾值稱為“痛閾”。仍以1kHz純音為準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行測(cè)量，使　人耳感到
疼痛時(shí)的聲壓級(jí)約達(dá)到140dB左右。

　實(shí)驗(yàn)表明，聞閾和痛閾是隨聲壓、頻率變化的。聞閾和痛閾隨頻率變化的等響度曲線(弗萊徹—芒森曲線)之間的
區(qū)域就是人耳的聽(tīng)覺(jué)范圍。通常認(rèn)為，對(duì)于1kHz純音，0dB—20dB為寧?kù)o聲，30dB--40dB為微弱聲，50dB—70dB為
正常聲，80dB—100dB為響音聲，110dB—130dB為極響聲。而對(duì)于1kHz以外的可聽(tīng)聲，在同一級(jí)等響度曲線上有無(wú)
數(shù)個(gè)等效的聲壓—頻率值，例如，200Hz的30dB的聲音和1kHz的10dB的聲音在人耳聽(tīng)起來(lái)具有相同的響度，這就是
所謂的“等響”。小于0dB聞閾和大于140dB痛閾時(shí)為不可聽(tīng)聲，即使是人耳最敏感頻率范圍的聲音，人耳也覺(jué)察不
到。人耳對(duì)不同頻率的聲音聞閾和痛閾不一樣，靈敏度也不一樣。人耳的痛閾受頻率的影響不大，而聞閾隨頻率變
化相當(dāng)劇烈。人耳對(duì)3kHz—5kHz聲音最敏感，幅度很小的聲音信號(hào)都能被人耳聽(tīng)到，而在低頻區(qū)(如小于800Hz)和
高頻區(qū)(如大于5kHz)人耳對(duì)聲音的靈敏度要低得多。響度級(jí)較小時(shí)，高、低頻聲音靈敏度降低較明顯，而低頻段比
高頻段靈敏度降低更加劇烈，一般應(yīng)特別重視加強(qiáng)低頻音量。通常200Hz--3kHz語(yǔ)音聲壓級(jí)以60dB—70dB為宜，頻
率范圍較寬的音樂(lè)聲壓以80dB—90dB最佳。

2．音高

　音高也稱音調(diào)，表示人耳對(duì)聲音調(diào)子高低的主觀感受?？陀^上音高大小主要取決于聲波基頻的高低，頻率高則音調(diào)
高，反之則低，單位用赫茲(Hz)表示。主觀感覺(jué)的音高單位是“美”，通常定義響度為40方的1kHz純音的音高為1000
美。赫茲與“美”同樣是表示音高的兩個(gè)不同概念而又有聯(lián)系的單位。

人耳對(duì)響度的感覺(jué)有一個(gè)從聞閾到痛閾的范圍。人耳對(duì)頻率的感覺(jué)同樣有一個(gè)從最低可聽(tīng)頻率20Hz到最高可聽(tīng)頻率別
20kHz的范圍。響度的測(cè)量是以1kHz純音為基準(zhǔn)，同樣，音高的測(cè)量是以40dB聲強(qiáng)的純音為基準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)證明，音高與
頻率之間的變化并非線性關(guān)系，除了頻率之外，音高還與聲音的響度及波形有關(guān)。音高的變化與兩個(gè)頻率相對(duì)變化的
對(duì)數(shù)成正比。不管原來(lái)頻率多少，只要兩個(gè)40dB的純音頻率都增加1個(gè)倍頻程(即1倍)，人耳感受到的音高變化則相同。
在音樂(lè)聲學(xué)中，音高的連續(xù)變化稱為滑音，1個(gè)倍頻程相當(dāng)于樂(lè)音提高了一個(gè)八度音階。根據(jù)人耳對(duì)音高的實(shí)際感受，
人的語(yǔ)音頻率范圍可放寬到80Hz--12kHz，樂(lè)音較寬，效果音則更寬。

3．音色

　音色又稱音品，由聲音波形的諧波頻譜和包絡(luò)決定。聲音波形的基頻所產(chǎn)生的聽(tīng)得最清楚的音稱為基音，各次諧波的
微小振動(dòng)所產(chǎn)生的聲音稱泛音。單一頻率的音稱為純音，具有諧波的音稱為復(fù)音。每個(gè)基音都有固有的頻率和不同響度
的泛音，借此可以區(qū)別其它具有相同響度和音調(diào)的聲音。聲音波形各次諧波的比例和隨時(shí)間的衰減大小決定了各種聲源
的音色特征，其包絡(luò)是每個(gè)周期波峰間的連線，包絡(luò)的陡緩影響聲音強(qiáng)度的瞬態(tài)特性。聲音的音色色彩紛呈，變化萬(wàn)千，
高保真(Hi—Fi)音響的目標(biāo)就是要盡可能準(zhǔn)確地傳輸、還原重建原始聲場(chǎng)的一切特征，使人們其實(shí)地感受到諸如聲源定
位感、空間包圍感、層次厚度感等各種臨場(chǎng)聽(tīng)感的立體環(huán)繞聲效果。

　另外，表征聲音的其它物理特性還有：音值，又稱音長(zhǎng)，是由振動(dòng)持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短決定的。持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)，音則長(zhǎng)；
反之則短。從以上主觀描述聲音的三個(gè)主要特征看，人耳的聽(tīng)覺(jué)特性并非完全線性。聲音傳到人的耳內(nèi)經(jīng)處理后，除了
基音外，還會(huì)產(chǎn)生各種諧音及它們的和音和差音，并不是所有這些成分都能被感覺(jué)。人耳對(duì)聲音具有接收、選擇、分析、
判斷響度、音高和音品的功能，例如，人耳對(duì)高頻聲音信號(hào)只能感受到對(duì)聲音定位有決定性影響的時(shí)域波形的包絡(luò)(特別
是變化快的包絡(luò)在內(nèi)耳的延時(shí))，而感覺(jué)不出單個(gè)周期的波形和判斷不出頻率非常接近的高頻信號(hào)的方向；以及對(duì)聲音幅
度分辨率低，對(duì)相位失真不敏感等。這些涉及心理聲學(xué)和生理聲學(xué)方面的復(fù)雜問(wèn)題。

二、人耳的掩蔽效應(yīng)

　一個(gè)較弱的聲音(被掩蔽音)的聽(tīng)覺(jué)感受被另一個(gè)較強(qiáng)的聲音(掩蔽音)影響的現(xiàn)象稱為人耳的“掩蔽效應(yīng)”。被掩蔽音單
獨(dú)存在時(shí)的聽(tīng)閾分貝值，或者說(shuō)在安靜環(huán)境中能被人耳聽(tīng)到的純音的最小值稱為絕對(duì)聞閾。實(shí)驗(yàn)表明，3kHz—5kHz絕對(duì)聞
閾值最小，即人耳對(duì)它的微弱聲音最敏感；而在低頻和高頻區(qū)絕對(duì)聞閾值要大得多。在800Hz--1500Hz范圍內(nèi)聞閾隨頻率
變化最不顯著，即在這個(gè)范圍內(nèi)語(yǔ)言可儲(chǔ)度最高。在掩蔽情況下，提高被掩蔽弱音的強(qiáng)度，使人耳能夠聽(tīng)見(jiàn)時(shí)的聞閾稱為
掩蔽聞閾(或稱掩蔽門限)，被掩蔽弱音必須提高的分貝值稱為掩蔽量(或稱閾移)。

1．掩蔽效應(yīng)

　已有實(shí)驗(yàn)表明，純音對(duì)純音、噪音對(duì)純音的掩蔽效應(yīng)結(jié)論如下：

A.純音間的掩蔽

①對(duì)處于中等強(qiáng)度時(shí)的純音最有效的掩蔽是出現(xiàn)在它的頻率附近。
②低頻的純音可以有效地掩蔽高頻的純音，而反過(guò)來(lái)則作用很小。

B.噪音對(duì)純音的掩蔽噪音是由多種純音組成，具有無(wú)限寬的頻譜

　若掩蔽聲為寬帶噪聲，被掩蔽聲為純音，則它產(chǎn)生的掩蔽門限在低頻段一般高于噪聲功率譜密度17dB，且較平坦；超過(guò)
500Hz時(shí)大約每十倍頻程增大10dB。若掩蔽聲為窄帶噪聲，被掩蔽聲為純音，則情況較復(fù)雜。其中位于被掩蔽音附近的由
純音分量組成的窄帶噪聲即臨界頻帶的掩蔽作用最明顯。所謂臨界頻帶是指當(dāng)某個(gè)純音被以它為中心頻率，且具有一定帶
寬的連續(xù)噪聲所掩蔽時(shí)，如果該純音剛好能被聽(tīng)到時(shí)的功率等于這一頻帶內(nèi)噪聲的功率，那么這一帶寬稱為臨界頻帶寬度。
臨界頻帶的單位叫巴克(Bark)，1Bark＝一個(gè)臨界頻帶寬度。頻率小于500Hz時(shí)，1Bark約等于freq／100；頻率大于500Hz
時(shí)，1Bark約等于9+41og(freq／1000)，即約為某個(gè)純音中心頻率的20％。 通常認(rèn)為，20Hz--16kHz范圍內(nèi)有24個(gè)子臨界
頻帶。而當(dāng)某個(gè)純音位于掩蔽聲的臨界頻帶之外時(shí)，掩蔽效應(yīng)仍然存在。

2．掩蔽類型

(1)頻域掩蔽

　所謂頻域掩蔽是指掩蔽聲與被掩蔽聲同時(shí)作用時(shí)發(fā)生掩蔽效應(yīng)，又稱同時(shí)掩蔽。這時(shí)，掩蔽聲在掩蔽效應(yīng)發(fā)生期間一直
起作用，是一種較強(qiáng)的掩蔽效應(yīng)。通常，頻域中的一個(gè)強(qiáng)音會(huì)掩蔽與之同時(shí)發(fā)聲的附近的弱音，弱音離強(qiáng)音越近，一般越
容易被掩蔽；反之，離強(qiáng)音較遠(yuǎn)的弱音不容易被掩蔽。例如，—個(gè)1000Hz的音比另一個(gè)900Hz的音高18dB，則900Hz的音
將被1000Hz的音掩蔽。而若1000Hz的音比離它較遠(yuǎn)的另一個(gè)1800Hz的音高18dB，則這兩個(gè)音將同時(shí)被人耳聽(tīng)到。若要讓
1800Hz的音聽(tīng)不到，則1000Hz的音要比1800Hz的音高45dB。一般來(lái)說(shuō)，低頻的音容易掩蔽高頻的音；在距離強(qiáng)音較遠(yuǎn)處，
絕對(duì)聞閾比該強(qiáng)音所引起的掩蔽閾值高，這時(shí)，噪聲的掩蔽閾值應(yīng)取絕對(duì)聞閾。

(2)時(shí)域掩蔽

　所謂時(shí)域掩蔽是指掩蔽效應(yīng)發(fā)生在掩蔽聲與被掩蔽聲不同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，又稱異時(shí)掩蔽。異時(shí)掩蔽又分為導(dǎo)前掩蔽和滯后掩
蔽。若掩蔽聲音出現(xiàn)之前的一段時(shí)間內(nèi)發(fā)生掩蔽效應(yīng)，則稱為導(dǎo)前掩蔽；否則稱為滯后掩蔽。產(chǎn)生時(shí)域掩蔽的主要原因是
人的大腦處理信息需要花費(fèi)一定的時(shí)間，異時(shí)掩蔽也隨著時(shí)間的推移很快會(huì)衰減，是一種弱掩蔽效應(yīng)。一般情況下，導(dǎo)前
掩蔽只有3ms—20ms，而滯后掩蔽卻可以持續(xù)50ms—100ms