音声知覚の基礎

音声知覚の基礎 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:海文堂
作者:Jack Ryalls
出品人:
页数:0
译者:今富摂子
出版时间:2005
价格:2625
装帧:
isbn号码:9784303610302
丛书系列:
图书标签:
  • 语音研究
  • 语言学
  • 心理学
  • 音声認識
  • 音声知覚
  • 聴覚心理学
  • 言語学
  • 認知科学
  • 神経科学
  • 信号処理
  • 音響学
  • 心理音響学
  • 音声コミュニケーション
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具体描述

使用する手段が何であれ、人間が意思を相手に伝えることを目的とする、いわゆるコミュニケーションの場においては、通常、意思を伝えようとする側と伝えられる側は分けて扱われ、これら二者の間を結ぶのが音声であり、文字であり、言語であり、一般的には情報という刺激ということになっています。この情報が相手に伝えられ、理解されて、初めてコミュニケーションが成立します。音韻体系を含む文法体系全体が話者と聴者に共通認識として存在することが前提であり、好きだとか可愛いという情報が相手に確実に伝わることが最優先であり、情報の内容が認識された後の受け手側の感情的変化の過程はここには含まれません。すなわち、言語学や音声学では、まず話者の大脳内(運動性言語野)において心理的実体としての音声あるいは言語が意識され、神経細胞により音声器官を刺激することによって、音声が産出され空気中に伝播されていきます。音声信号は空気の振動となって聴者の聴覚器官を刺激し、さらに内耳から聴神経を通って大脳内(感覚性言語野)に伝えられ、話者からの送信内容を理解する、というのが人間による意思伝達の簡単な図式になるでしょう。また、話者が自ら発した音声信号をフィードバックにより、話者自らも理解することになります。

以上のように音声によるコミュニケーションの仕組みについては、概ね、(1)音声の産出に係る生理的領域、(2)音声の伝播に係る物理的領域、(3)音声の知覚、認識、理解に係る領域、と3つに分けることが可能であり、多くの場合、それぞれの領域において単独的かつ専門的研究が行われています。

(1)は内省可能な面も幸し、ローマ・ギリシャの昔から哲学者たちの関心を集めてきました。また、(2)はコンピュータをはじめとする電子工学的機器類の発達により、本来瞬時的な現象に過ぎない空気振動を可視的な対象として捉えることが可能になり、近年最も研究が進んだ領域となっています。これらに比べ、(3)の領域は大脳の機能とそれに深く関係する心理学的な研究との協同的意味合いが強く、まだまだ未知、未開の部分が多く、これから大いに発展することが期待される領域といえるでしょう。

言語によるコミュニケーションに関する研究の歴史は古く、前述のように哲学、言語学、心理学、等々の分野で論じられてきました。最近は通信工学、あるいは情報工学の観点から情報の伝達に関連して、1つの研究分野に留まらず、複合的な形で研究が盛んになっています。とくに、「解る」ということの哲学的な意味は別にして、音声知覚、音声認識を手始めに認知言語学や認知心理学、教育工学的な観点から、さらに最近は電子工学的解析技術を駆使した大脳生理の可視的分析を通じて「解る」の解明が日進月歩の勢いで進められています。

言語学の世界では、1900年代半ばに生成変形文法の創始者として登場したNoam Chomskyの言語理論は、多くの点でそれまでの言語研究とは異なるものでした。言語理論に心理学的な視点が与えられ、従来ほとんど取り上げられることのなかった情報を受ける側、聴者の立場による言語研究が可能となり、要求されるようになりました。Chomskyの言語理論の影響は大きく、時同じくしてコンピュータの加速的発達もあって、刺激あるいは情報の受け手の側からの研究が急速に進歩したのでした。また、コンピュータの発達と関連のある医学、とくに大脳生理学の研究の成果が言語学や心理学の分野にも応用されることによって、受け手の心理状態がより具体的に分析され、解明されるようになってきました。

しかし、言語の受容に係る問題解明は、まだまだ端緒についたばかりと言っても過言ではないような状況にあり、今後ますます研究が深化していくことが期待されます。音声の認識に関する研究論文や著作物も年々数を増してきてはいますが、多くは限られた分野で、しかも研究内容にバラツキがあり、総合的な傾向を与えてくれるには到っていないようです。その意味でJack Ryalls博士による本書は、そのタイトルから入門的なレベルとして扱われがちですが、音声の知覚や認識研究の近年の動向を平易な形で紹介し、同分野に対する概論的なパースペクティブを与えてくれるものとして貴重な存在です。将来的な展望を与えてくれるコンパクトな概論書として、音声知覚に限らず音声一般を研究対象とする音声学、言語学、心理学はもとより音響音声学、言語障害学などの講義や授業用参考書として、最適なものといえるでしょう。

聆听世界的构造:声音的物理、生理与心理学基础 导言: 我们被无形的声音所包围,从清晨鸟儿的啁啾到深夜城市的低语,声音是我们感知世界、交流思想不可或缺的媒介。然而,这种看似寻常的现象背后,蕴含着深邃的物理学原理、精密的生物学机制以及复杂的心理学构造。《聆听世界的构造:声音的物理、生理与心理学基础》旨在全面而深入地剖析声音现象的各个维度,为读者构建一个立体、详尽的听觉知识体系。本书绝非仅仅是对现有“音声知覚の基礎”一书的简单重述或替代,而是基于现代声学、神经科学和感知心理学的前沿进展,构建了一个聚焦于“如何感知”而非仅仅“如何产生”的全新叙事框架。 第一部分:声音的物理本质——振动与波的宇宙 本部分将声音的物理学基础置于核心地位,深入探讨声音作为一种机械波动的本质。我们将从最基础的粒子振动概念入手,解析不同介质(空气、水、固体)中声波的传播特性。 第一章:振动的本源与谐波分析 我们将详细介绍简谐振动(Simple Harmonic Motion)的数学模型,并将其推广至复杂波形。重点在于傅里叶分析在声音合成与分析中的应用。读者将了解到,任何复杂的声音——无论是音乐、语音还是噪音——都可以被分解为不同频率的正弦波的叠加。我们将深入探讨基频、泛音列(Overtones)以及它们如何共同决定音色(Timbre)的独特属性。书中将包含对不同乐器声学特性的实例分析,展示纯音与复音在频谱上的差异。 第二章:声波的传播、反射与干涉 本章聚焦于声波在空间中的行为。我们将探讨声波的阻抗匹配问题,理解声音在不同界面传播时的能量损耗与透射。几何声学的原理(如反射定律)将被用来解释回声(Echo)和混响(Reverberation)的形成机制。更进一步,我们将详细阐述波导理论,解释声波如何在管道状结构中传播。关键的概念包括驻波的形成、相干性以及建设性与破坏性干涉的物理条件,这些是理解指向性、滤波效果以及室内声学的基础。 第三章:声场的量化——强度、响度和声压级 本部分将声音的物理量转化为可量化的度量。我们不仅要定义声压(Sound Pressure),更要深入剖析声强(Sound Intensity)的概念,并引入对数标度——分贝(dB)。本书将清晰界定声压级(SPL)与听觉感受之间的非线性关系。特别地,我们将讨论等响度曲线(Equal-Loudness Contours)的物理学背景,即人耳对不同频率的敏感度差异,为后续的听觉心理学部分奠定定量基础。 第二部分:听觉的生物学奇迹——从耳廓到大脑 声音的物理振动如何被生物体捕获、编码并转化为神经信号?本部分将带读者走进人耳的精妙结构和听觉神经通路的复杂性。 第四章:外耳、中耳与内耳的声学工程 我们将以工程学的视角解构耳朵的三大功能区。外耳的耳廓形状如何实现声音定位的线索收集;中耳的听小骨系统(锤骨、砧骨、镫骨)如何精确地将空气振动传递并放大至液体环境,克服声阻抗的巨大差异;内耳的耳蜗(Cochlea)结构,特别是基底膜(Basilar Membrane)的机械振动特性,如何实现对频率的“时域”和“空间域”编码。对流体力学和生物力学的结合分析,将揭示耳蜗放大器的奥秘。 第五章:毛细胞转导与神经编码 这是听觉科学的核心。本章将详细介绍毛细胞(Hair Cells)的微观结构,以及机械刺激如何通过机械敏感离子通道(Mechanosensitive Ion Channels)转化为电化学信号——感受器电位(Receptor Potential)。随后,我们将追踪听觉神经纤维(Auditory Nerve Fibers)如何编码信息,包括速率编码(Rate Coding)和时间编码(Temporal Coding)(例如,对高峰时间编码/Phase Locking)在传递频率信息中的作用。我们将探讨对响度和频率的编码机制在神经层面的实现方式。 第六章:中枢听觉通路与皮层处理 神经信号离开内耳后,并非直接抵达意识层面。我们将系统地追踪信号如何穿过听觉脑干(如耳蜗核、上橄榄核、下丘脑)并最终到达听觉皮层。重点分析听觉中继站(如内侧膝状体核)如何对输入信号进行初步的特征提取。在皮层层面,我们将探讨初级听觉皮层(A1)的频率映射组织(Tonotopy),以及次级皮层在处理复杂任务(如语音识别、音乐旋律追踪)中所扮演的整合角色。 第三部分:心智的诠释——听觉的心理与感知过程 声音的物理属性和神经信号,必须经过大脑的“诠释”才能成为我们所经验到的“听觉”。本部分深入探讨感知心理学和认知科学的交叉领域。 第七章:知觉的阈限与动态范围 本章回归到人耳的主观感受。我们将详述绝对听阈(Absolute Threshold)和差别阈限(Difference Threshold)的测量方法(如M- ক্রমাগত法、恒定刺激法)。重点分析韦伯-费希纳定律(Weber-Fechner Law)及其局限性,并引入更现代的Stevens幂律来描述响度知觉的非线性本质。我们还将探讨疲劳(Adaptation)和掩蔽(Masking)现象,理解声音是如何在背景噪声中被突出或抑制的。 第八章:空间听觉:定位的艺术 人类如何仅凭双耳(双耳听觉,Binaural Hearing)就能确定声音的方位?我们将详细解析声源定位(Sound Localization)的两大关键线索:时间差(Interaural Time Difference, ITD)和强度差(Interaural Level Difference, ILD),以及它们各自适用于不同频率范围的机制。此外,我们将讨论头部相关转移函数(Head-Related Transfer Functions, HRTFs)在处理垂直定位和距离判断中的决定性作用,揭示“声学全息图”的构建过程。 第九章:语音、音乐与认知整合 声音感知的高级阶段涉及对高度结构化信息的理解。我们将分析语音知觉的特殊性,探讨共变性问题(The Invariance Problem)以及大脑如何实现从声学特征到音位(Phoneme)的映射。在音乐领域,我们将讨论音高知觉(Pitch Perception)与泛音结构的关系,以及大脑如何构建对旋律和和声的感知框架。最后,本章将探讨注意力的选择性过滤在声音场景中的作用,即如何在嘈杂环境中“鸡尾酒会效应”中分离出感兴趣的声音流。 结语: 《聆听世界的构造》试图提供一个连贯的、跨学科的听觉科学全景图。它要求读者不仅理解声波的运动,还要理解细胞的反应,更要理解心智的建构。本书的深度和广度,远远超越了基础的理论介绍,力求提供一个详尽的、基于现代研究的、关于人类如何倾听和理解我们所处声音环境的完整指南。

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读后感

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用户评价

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这本书的章节安排透露出一种强烈的实用导向性,它似乎不仅仅是为了描述“是什么”,更着重于解释“如何发生”以及“为何如此”。我特别关注了关于声音定位那一章,作者并没有止步于双耳时间差和强度差的经典理论,而是深入探讨了头影效应在不同频率下的复杂影响,以及大脑皮层如何整合这些多模态信息进行三维空间的重构。这种对实际感知难题的深入剖析,对于正在进行相关听觉设备设计或者康复训练的人来说,简直是宝典级别的参考资料。书中对各种临床案例的引用也十分巧妙,它们如同一个个生动的脚注,将枯燥的理论知识“锚定”在了真实的人类经验之中,使得理论不再悬浮空中。此外,书中对不同动物模型在声音处理上的差异也进行了比较分析,这为理解人类听觉系统的独特性提供了绝佳的对比视角,拓宽了读者的思维边界。

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坦白说,这本书的难度是相当高的,它绝非是那种可以轻松翻阅的科普读物,而更像是一部需要反复研读的专业工具书。如果你对高等数学和基础的生物电生理知识有所欠缺,那么在阅读涉及听觉神经编码的章节时,可能会感到吃力。作者对数学模型的应用非常直接和深入,很多地方直接呈现了微分方程和概率统计的推导过程,这无疑是对专业人士最大的尊重,但也无形中抬高了非专业读者的门槛。我个人花费了大量时间去回顾了微积分和傅里叶变换的基础知识,才勉强跟上作者对时域和频域转换的论述。然而,正是这种毫不妥协的专业深度,才使得这本书在学术界拥有如此高的地位。它挑战了读者的认知极限,迫使我们去直面问题的复杂性,而不是满足于简化后的表象。

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这本书的装帧设计真是让人眼前一亮,封面采用了一种非常雅致的深蓝色调,搭配烫金的书名,散发着一种沉静而专业的学究气息。内页的纸张质量也相当不错,触感细腻,油墨印制清晰,阅读起来非常舒适,即便是长时间沉浸其中,眼睛也不会感到太多的疲劳。我尤其欣赏它在排版上的用心,字体大小适中,行距和段落间距都把握得恰到好处,使得复杂的理论和公式在视觉上得到了很好的梳理和平衡。每一章的开头都有一个简短的导言,帮助读者快速定位本章的核心内容,这对于需要精确查找资料的学术研究者来说,无疑是一个极大的便利。而且,书中附带的插图和图表制作得极为精美和详尽,无论是声波的物理模型示意图,还是复杂的听觉通路解剖图,都清晰地展示了关键的结构和过程,极大地降低了理解抽象概念的门槛。可以说,从物理层面来看,这本实体书的制作水准,已经达到了教科书中的顶级水准,体现了出版方对学术严谨性的尊重。

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初读这本书时,我最大的感受是其叙述风格的严谨与逻辑的缜密,简直就像是在跟随一位经验丰富的导师进行一对一的深入讲解。作者似乎深谙读者的认知曲线,从最基础的声学物理原理入手,层层递进地构建起整个听觉系统的理论大厦。他对“阈值”和“适应性”这类核心概念的阐述,并非简单地罗列定义,而是结合了大量的实验观察和历史背景,使得这些抽象的科学名词瞬间变得鲜活可感。比如,在讨论听觉分辨率时,书中对于不同频率下人耳反应的细微差别描述得入木三分,那种细致入微的观察力,让人不禁感叹人类感官的精妙。更难能可贵的是,作者在论证每一个观点时,都毫不吝啬地引用了最新的神经科学研究成果,使得全书的理论前沿性得到了充分的保证,避免了老旧教科书那种滞后的感觉。读完前几章,我感觉自己对声音的物理本质和生物学接收过程有了一种全新的、更加结构化的理解。

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最让我感到惊喜的是,作者在全书的结尾处,对未来听觉科学研究的展望部分,展现出一种令人振奋的远见卓识。他不仅总结了当前领域内的未解之谜,比如意识如何从神经活动中涌现,以及对噪音损伤的精确修复机制等,还大胆预测了未来十年内技术可能突破的方向,例如基于人工智能的个性化助听技术。这种将历史回顾、当下前沿和未来趋势完美融合的结构,使得整本书的阅读体验非常完整和充实,读完后不是知识的终点,而更像是一张通往更广阔研究领域的地图。它激发了我对继续深耕此领域的热情,让我看到了自己未来可以努力的方向。这种能够点燃研究者内心中火苗的能力,是任何一本优秀的学术专著都不可或缺的灵魂所在。

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