音響心理学
聴覚は、音波の機械的現象としてだけでは説明できず、知覚や認知的側面もある。人が何かを聴くとき、大気を通して音波が耳に到達し、耳の中でそれが神経の活動電位に変換される。その神経パルスは脳に到達し、知覚される。音響信号処理など音響学に関わる問題では、単に音波の物理的性質を考慮するだけでなく、耳と脳が各人の聴覚に重要な役割を果たしている点を考慮することが重要となる。
例えば、耳は音を神経刺激に変換する際に周波数スペクトルへの分解を行う。この解析は蝸牛基底膜における機械的な特性によるフィルタ・バンク処理によって実施される。このフィルタ・バンクは中心周波数にほぼ比例してバンド幅が広がる、いわゆる定Q型のものであるため、その特性からこのスペクトル解析はフーリエ分析的なものではなく、ウェーブレット分析的なものとなる。そのため、時間領域の情報の一部は失われてしまう。しかし、基底膜の振動を中枢へ伝える神経パルスは基底膜が特定の方向へ変位したときに発火するという性質を持ち合わせるため、振動に含まれる時間的な情報は神経発火の時間パターンとして中枢へ伝えられていることも知られている。MP3 の圧縮方法は基底膜上に複数の振動成分が与えられた場合の相互作用、すなわちマスキングを考慮して実効的なダイナミック・レンジを狭めることによる情報圧縮を利用している。さらに、耳のダイナミック応答は対数関数的である。公衆交換電話網はこの現象を利用して、音声を対数的に圧縮し、指数的に伸張して再生している。また、耳の非線形性の副次効果として、周波数の近い音が2つあるとき、実際には存在しない低い周波数の音が聞こえてくる。