研究聽覺的心理反應稱為心理聲學（Psychoacoustics）。人耳的聽覺範圍即音域，大約是由20Hz至20kHz。聽覺的響度（Loudness）表示感受聲音的強度是根據頻率而變化的，以phon為單位；即在1kHz時的聲音強度。正常聽覺的範圍為0-120phons（約-5dB-130dB）。超出人耳的可聽頻率範圍的聲音，即使響度再大，人耳也不能聽到；此時響度即等於零phon（threshold of hearing）。當響度達120phon時便是疼點（threshold of pain）。這一組曲線稱為Robinson-Dadson equal-loudness contours是根據心理聲學研究人耳對純正弦音調（sine tone）而推論出來並經試驗證實的，即使是年輕人，能聽到18kHz左右已可算是金耳朵了。隨著年齡的增長，耳朵對高頻的敏感度會下降。經常被噪音騷擾或聽慣了大聲的耳筒機的音樂的人對高頻的敏感度也會下降。但是有研究顯示我們可以感受到由頭骨傳導的200kHz的震動。 

　　耳分外耳、中耳和內耳三部分。外耳（Outer Ear）、特別是耳廓（Pinna）的作用是幫助收集外來的聲波，這部份幫助我們判定聲源的方向。聲音可以經由空氣傳導或經由骨傳導進入內耳。內耳中有一個螺旋形的骨管，它就是卷曲成蝸牛殼形狀的耳蝸(cochlea)。耳蝸內有一層名基底膜(Basilar membrane)的東西，聲音的感覺就是透過刺激基底膜上的毛細胞經耳蝸神經傳導到大腦。這些毛細胞大約有三萬根，它們對不同頻率的刺激有不同程度的反應。在生理學上我們可以將基底膜分為1.3mm一段的帶，約1300個毛細胞，這便是一個Critical Band。在一個Critical Band內，耳朵不能分辨在帶內較小的聲音。我們可以把人耳聽到的音頻分成24個100Hz至6.55kHz闊的頻帶。Critical Band 是一個憑經驗辨証的理論，它解釋了人耳的掩蔽效應及知覺編碼（Perceptual Coding）的理論基礎。舉例來說，若我們聆聽一個1kHz的 音調，而1kHz音調的Critical Band是160Hz，若在這個1kHz音調發生的同時有一個1100Hz的較弱音調在附近出現（附近的含義也可以是時間），則耳朵將不能分辨這兩個音調。這樣來說我們便可以除去1100Hz的音調而不影響耳朵聆聽這1kHz音調。試想想如果有一首音樂的內容是由這兩個音調組成，則除去其中的一個音調將不會影響我們聆聽這音樂的內容。但是除去一個音調將可減少音樂所需的數據量，也就做到壓縮的效果。這理論巳被應用於MiniDisc（MD）的Adaptive Transform Acoustic Coding （ATRAC）中。ATRAC可將CD的數據量壓縮至20%。ATRAC和MP3都是知覺編碼的低比特流（low bitrate）的編碼，ATRAC是Sony的產品，主要是用在MD。MP3則是公共標準，可以在電腦、互聯網上使用。市場上的產品會使用記憶體作為存儲元件。

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