認識人耳對音量的感知力~如何解讀等響曲線

更新 發佈閱讀 6 分鐘

人耳的聽力約是從20Hz~20kHz,不過多數人聽力可能都沒那麼好,而且聽力會隨著年齡的增長而慢慢變差,相信這很多人都知道,但我們對自己聽力的認識又有多少?是否曾實際去測試過自己的聽力呢?對一個從事聲音工作的人來說,從音樂家聲音表現、錄音、後製混音、母帶後期、聲音產品生產、到聽眾家裡播放出來,層層關卡都跟”聽”這件事有關,因此了解人耳對聲音的感知能力就成了很多科學家的研究標的。

1933年時,美國兩位在貝爾實驗從事研究的科學家Harvey Fletcher 與Wilden Munson在Journal of the Acoustic Society of America對人耳聽覺發表一篇文章 ”Loudness, its definition, measurement and calculation”,他們研究發現人耳對所有頻率的響度認知並不是相同的,人耳對不同頻率的反應會隨著音量而改變。當時的聲音工程對於大小聲的認識,都只以為是物理上聲能的強度而己,但他們的研究指出,人耳對聲音大小聲的感知不僅只是對能量大小聲反應而已,還涉及到其他因素,人耳本身對不同頻率在不同音量下,敏感度就不是相同的。這份報告出來改變了大家對聲音大小的認識,也對當時的錄音界、耳機、喇叭設計產生影響。

Fletcher-Munson提出這個測量結果時,測量的方式是找了一群耳力正常的受測者,將1kHz Sine wave用喇叭放出作為測試音,然後請受測者比對其他頻率哪個音量跟測試音的音量是相同的。自他們發表這項研究後,陸續又有許多人做進一步研究,2003年制定的ISO226標準,也就是我們現在使用的等響曲線圖,是根據1956年D.W. Robinson與R. S. Dadson改良前面測試的缺失,在British Journal of Applied Physics上發表的文章”A re-determination of the equal-loudness relations for pure tones” 所做出的研究發表為雛型,經不斷修正,在2003年經ISO認證制定的,跟原來Fletcher-Munson研究最大不同點是改用耳機來對受試者做測試,減低喇叭播放時因空間反射與距離所造成的差異。

raw-image

我們要怎解讀Equal Loudness Contours呢?上面這張圖藍色的曲線是 Fletcher與Munson當時所研究的結果,Y軸代表實際音壓強度(dB-SPL),X軸代表不同受測頻率,圖上面的各條曲線是以每20個phon為測量單位去進行測試的結果。(註:phon是以 pure tone測出的聲音響度單位 ,0 phon代表人耳最小能聽到的聲音響度):紅色曲線是根據後來的研究人員Robinson and Dadson所測量出的曲線為基礎,再行修正,在2003年認證為ISO226標準,也就是我們現在所說的Equal Loudness Contour (等響曲線)。以20 phon這條響度曲線來看,測試音1kHz為20dB-SPL時,60Hz的聲音要跟它聽起來一樣大聲,實際音量要達到58dB-SPL,3kHz只要15 dB-SPL就一樣大聲了。而在80 phon這條曲線上,測試音1kHz 80dB-SPL的音量,60Hz的聲音需要102dB-SPL才能聽起來一樣,與1kHz相差22dB之多,但20 phon時,60Hz與1kHz間相差的音量為38dB,表示在較低的音量下,低頻要給更多音量才能與1kHz有同等的響度。

80 phon時,3kHz約只要給78dB-SPL就與測試音有相同響度,差距只有2dB; 而在20 phon時,3kHz只要給15dB-SPL就夠了,比測試音少了5dB,這代表音量小時,人耳對3kHz較敏感,當音量變大時,反而沒低音量時敏感。

從這張等響曲線我們可以解讀出幾件事:

  1. 1kHz以下,越低的頻率要越大聲才能聽起來有同等響度。
  2. 2kHz~5kHz之間為人耳最敏感的區域,而且人耳在低音量時比起高音量時對此區域敏感。
  3. 1kHz~2 KHz間人耳對音量的敏感度會稍差些。
  4. 6kHz以上,人耳的敏感度會逐步下降,但比起低頻率來說,音量大小對人耳低頻的敏感度影響高於5kHz以上頻率。

整體來說,人耳對於中頻的敏感度較佳,高低頻在音量小時,人耳較不靈敏,但隨著音量變大,人耳對各頻率的反應差異性就慢慢變小了。

因為這個研究的發現,我們知道人耳聽力上並不是所有頻率都是平均的,在錄混音或母帶後期處理時,監聽系統與耳機對一位聲音工作者來說很重要,專業級的監聽耳機及喇叭除了本身頻率響應曲線要平坦,能正確反應出該有的頻率外,我們監聽時的音量也必須在適當的音量,因為不只是器材頻率響應會影響對聲音的判斷,我們耳朵對音量的反應也得考慮進去,這樣在處理聲音時才會是正確的。混音時,若是監聽太小聲,容易以為高低頻不夠,會加過多的高低頻進去,等到音樂放大䡰時,又發現高低頻太多要修正,監聽音量時而調大或調小易造成頻率上錯誤的判斷,所以錄音室的監聽音量要維持在0VU=80~85dB-SPL左右,不過80dB的音量也不算小,長時間聽這樣的音量易有聽覺疲勞產生,所以錄混音時,每隔一段時間最好讓耳朵休息一下,保持耳朵良好的聽力才能做出最好聽的聲音來,


謝謝您來到我的聲音研究室,希望您喜歡我的文章,請多多支持幫我按讚、分享、訂閱及追蹤。如果有聲音後製、唱片製作上的需求,也歡迎連絡我的工作室。

爵色音樂工作室


留言
avatar-img
Jazzer聲音研究室的沙龍
30會員
25內容數
2024/05/22
響度這個問題大家也討論了很久,國外各大串流平台、廣播電視頻道都建立了各自的響度規範,雖然數值有一點點差異,但可說大多認同差不多的響度規範了。最近徐譽庭導演新上映的「不夠善良的我們」戲劇播出後,發現在家收看電視首播與OTT播出聲音上有很大的不同,發了一篇文提出台灣影視聲音一直以來存在的忽大忽小、聲音規
Thumbnail
2024/05/22
響度這個問題大家也討論了很久,國外各大串流平台、廣播電視頻道都建立了各自的響度規範,雖然數值有一點點差異,但可說大多認同差不多的響度規範了。最近徐譽庭導演新上映的「不夠善良的我們」戲劇播出後,發現在家收看電視首播與OTT播出聲音上有很大的不同,發了一篇文提出台灣影視聲音一直以來存在的忽大忽小、聲音規
Thumbnail
2022/08/10
無線麥被干擾或斷訊最常見的問題與成因 天線要怎麼擺設? 使用無線設備注意事項
Thumbnail
2022/08/10
無線麥被干擾或斷訊最常見的問題與成因 天線要怎麼擺設? 使用無線設備注意事項
Thumbnail
2021/10/23
不論是CD、數位音樂或唱片,任何有聲音樂出版,製作過程都會聽到要申請ISRC這個東西,多數人只知它跟版權有關,到底它是什麼?應用在哪裡?要怎麼申請?怎麼寫進去或查詢?以下來談談ISRC,以及與母帶製作之間的關係。
Thumbnail
2021/10/23
不論是CD、數位音樂或唱片,任何有聲音樂出版,製作過程都會聽到要申請ISRC這個東西,多數人只知它跟版權有關,到底它是什麼?應用在哪裡?要怎麼申請?怎麼寫進去或查詢?以下來談談ISRC,以及與母帶製作之間的關係。
Thumbnail
看更多
你可能也想看
Thumbnail
在 vocus 與你一起探索內容、發掘靈感的路上,我們又將啟動新的冒險——vocus App 正式推出! 現在起,你可以在 iOS App Store 下載全新上架的 vocus App。 無論是在通勤路上、日常空檔,或一天結束後的放鬆時刻,都能自在沈浸在內容宇宙中。
Thumbnail
在 vocus 與你一起探索內容、發掘靈感的路上,我們又將啟動新的冒險——vocus App 正式推出! 現在起,你可以在 iOS App Store 下載全新上架的 vocus App。 無論是在通勤路上、日常空檔,或一天結束後的放鬆時刻,都能自在沈浸在內容宇宙中。
Thumbnail
vocus 慶祝推出 App,舉辦 2026 全站慶。推出精選內容與數位商品折扣,訂單免費與紅包抽獎、新註冊會員專屬活動、Boba Boost 贊助抽紅包,以及全站徵文,並邀請你一起來回顧過去的一年, vocus 與創作者共同留下了哪些精彩創作。
Thumbnail
vocus 慶祝推出 App,舉辦 2026 全站慶。推出精選內容與數位商品折扣,訂單免費與紅包抽獎、新註冊會員專屬活動、Boba Boost 贊助抽紅包,以及全站徵文,並邀請你一起來回顧過去的一年, vocus 與創作者共同留下了哪些精彩創作。
Thumbnail
此圖是我發出A3高度的母音[a]所呈現的聲譜結構,黑底圖的部份是各頻率實際上泛音聲量相對大小的狀態,人耳的聽覺頻寛只在20~20000Hz,所以,圖型至多也就到20000Hz而已囉:
Thumbnail
此圖是我發出A3高度的母音[a]所呈現的聲譜結構,黑底圖的部份是各頻率實際上泛音聲量相對大小的狀態,人耳的聽覺頻寛只在20~20000Hz,所以,圖型至多也就到20000Hz而已囉:
Thumbnail
所謂的頻率,指的就是聲音的高低,頻率越高,聲波震動得越快,音高就也越高,反之,頻率越低就代表聲波震動得比較慢,音高自然就會比較低,了解了音高之後,我們就來談談今天的主題: 「音準」! 中央A 在1939年,英國倫敦的一場國際會議,把中央的音名A(唱名La),正式定為音頻440hz,也就是音頻一秒
Thumbnail
所謂的頻率,指的就是聲音的高低,頻率越高,聲波震動得越快,音高就也越高,反之,頻率越低就代表聲波震動得比較慢,音高自然就會比較低,了解了音高之後,我們就來談談今天的主題: 「音準」! 中央A 在1939年,英國倫敦的一場國際會議,把中央的音名A(唱名La),正式定為音頻440hz,也就是音頻一秒
Thumbnail
唱的響亮非常重要,當聲音中2000Hz以上的頻率佔比較多,人聲會具有穿透性,原因之一是人類聽覺在2000~5000Hz的聽覺最敏銳,會得到更多的聲量擴大。再者,樂器音色的泛音結構,往往呈現較多的中低頻比例,唱的響亮才能由伴奏的聲響中”穿透”出來。 上圖是鋼琴彈下C4音高所呈現的泛音結構,1000H
Thumbnail
唱的響亮非常重要,當聲音中2000Hz以上的頻率佔比較多,人聲會具有穿透性,原因之一是人類聽覺在2000~5000Hz的聽覺最敏銳,會得到更多的聲量擴大。再者,樂器音色的泛音結構,往往呈現較多的中低頻比例,唱的響亮才能由伴奏的聲響中”穿透”出來。 上圖是鋼琴彈下C4音高所呈現的泛音結構,1000H
Thumbnail
隨著藍牙耳機的普及,戴著耳機聆聽享受音樂時,若周遭環境較安靜,只要一靠近就能隱約知道對方的聆聽曲目,可知其音量開得相當高。
Thumbnail
隨著藍牙耳機的普及,戴著耳機聆聽享受音樂時,若周遭環境較安靜,只要一靠近就能隱約知道對方的聆聽曲目,可知其音量開得相當高。
Thumbnail
響度戰爭追溯它的源起,也許早在1950年代,點唱機流行的年代,就已開始,約在80年代晚期,CD 這種數位載體出現,漸趨白熱化。本文帶您了解什麼是響度?各串流音樂平台如何控制響度?母帶後期處理要如何看待響度參考值?
Thumbnail
響度戰爭追溯它的源起,也許早在1950年代,點唱機流行的年代,就已開始,約在80年代晚期,CD 這種數位載體出現,漸趨白熱化。本文帶您了解什麼是響度?各串流音樂平台如何控制響度?母帶後期處理要如何看待響度參考值?
Thumbnail
相位相位,剛開始學習錄音時常聽到別人在講這個詞,到底什麼是相位呢?
Thumbnail
相位相位,剛開始學習錄音時常聽到別人在講這個詞,到底什麼是相位呢?
Thumbnail
不要問多少錢,買這條就對了! 首先,我只是個喜歡彈吉他且喜歡極度失真與過載的技師,但身邊從事錄音相關工作的朋友加一加少說也有三四十個...。我不想刻意區分族群,畢竟無論是做音樂的還是聽音樂的絕大部分都是喜歡並支持音樂的人(當然有極少部分是單純喜歡錢的人)。 前陣子有個沒在從事音樂相關工作,單純喜歡聽
Thumbnail
不要問多少錢,買這條就對了! 首先,我只是個喜歡彈吉他且喜歡極度失真與過載的技師,但身邊從事錄音相關工作的朋友加一加少說也有三四十個...。我不想刻意區分族群,畢竟無論是做音樂的還是聽音樂的絕大部分都是喜歡並支持音樂的人(當然有極少部分是單純喜歡錢的人)。 前陣子有個沒在從事音樂相關工作,單純喜歡聽
Thumbnail
聽音樂對於許多人來說應該是再日常不過的事。但在這些「好音樂」的背後,你有想過它們是怎樣產生的嗎?為什麼有些聲音就很悅耳,有些聲音卻讓你巴不得摀住耳朵?
Thumbnail
聽音樂對於許多人來說應該是再日常不過的事。但在這些「好音樂」的背後,你有想過它們是怎樣產生的嗎?為什麼有些聲音就很悅耳,有些聲音卻讓你巴不得摀住耳朵?
Thumbnail
人耳的聽力約是從20Hz~20kHz,不過多數人聽力可能都沒那麼好,而且聽力會隨著年齡的增長而慢慢變差,相信這很多人都知道,但我們對自己聽力的認識又有多少?是否曾實際去測試過自己的聽力呢?
Thumbnail
人耳的聽力約是從20Hz~20kHz,不過多數人聽力可能都沒那麼好,而且聽力會隨著年齡的增長而慢慢變差,相信這很多人都知道,但我們對自己聽力的認識又有多少?是否曾實際去測試過自己的聽力呢?
追蹤感興趣的內容從 Google News 追蹤更多 vocus 的最新精選內容追蹤 Google News