Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Fizyka słyszenia i Psychoakustyka dr inż. Michał Bujacz Godziny przyjęć: środa 10:00-11:00 czwartek 14:00-15:00 Lodex 207.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Fizyka słyszenia i Psychoakustyka dr inż. Michał Bujacz Godziny przyjęć: środa 10:00-11:00 czwartek 14:00-15:00 Lodex 207."— Zapis prezentacji:

1 Fizyka słyszenia i Psychoakustyka dr inż. Michał Bujacz Godziny przyjęć: środa 10:00-11:00 czwartek 14:00-15:00 Lodex 207

2 2 Psychoakustyka dziedzina nauki zajmująca się związkami pomiędzy falami dźwiękowymi docierającymi do uszu słuchacza (bodźcem) a subiektywnymi odczuciami słuchającego (wrażeniem) 2

3 3 Anatomia słyszenia 3

4 4 Ucho zewnętrzne - rezonator + antena urces/health/hearing/images/normal_ ear.asp Błona bębenkowa Małżowina Kanał słuchowy

5 5 Ucho środkowe - dopasowanie impedancji urces/health/hearing/images/normal_ ear.asp Kosteczki

6 6 Ucho wewnętrzne - analiza widma urces/health/hearing/images/normal_ ear.asp Ślimak Kanały półkoliste (równowaga)

7 7 Ucho zewnętrzne - antena Małżowina - kluczowa w słyszeniu przestrzennym HRTF (head related transfer function)

8 8 Pomiary HRTF

9 9 Ucho zewnętrzne - rezonator Słuch jest najbardziej wyostrzony dla około 3,000 Hz 25-30mm

10 10 Rezonatory

11 11 Rezonator /4

12 12 Ucho zewnętrzne Słuch jest najbardziej wyostrzony dla około 3,000 Hz 25-30mm 2850Hz – 3400Hz

13 13 Ucho środkowe Powietrze Płyn Niedopasowanie impedancji między powietrzem na zewnątrz a płynem wewnątrz ucha Bez ucha środkowego, prawie cała energia odbijałaby się

14 14 Impedancja akustyczna Oporność falowa Impedancja powietrza: Impedancja wody:

15 15 Transmisja/odbicie mocy Współczynnik transmisji (1 - współczynnik odbicia) Ile to w decybelach?

16 16 Kosteczki są dźwigniami Ścięgna Dźwignia zwiększa siłę nacisku o 30% Okienko

17 17 Zmiana powierzchni nacisku Bębenek Okienko

18 18 Zmiana ciśnienia: Zmiana natężenia: W decybelach: Dopasowanie impedancji

19 19 Efekt rogu

20 20 Ucho wewnętrzne Konwerter fali mechanicznej na sygnały elektrochemiczne do mózgu okienko nerw słuchowy Ślimak analizuje widmo dźwięku

21 21 Ślimak W. Yost, Fundamentals of Hearing (Academic Press, San Diego, 2000)

22 22 Błona podstawowa Tarcie włosków o wewnętrzną błonę pokrywającą pobudza neuroreceptory W. R. Zemiln, Speech and Hearing Science (Allyn and Bacon, Boston, 1998) ©Bill Milgram

23 23 Teoria rezonancji Helmholtzs (1857) Jeden włosek odpowiada jednej częstotliwości rezonacji Analiza Fourierowska Włoski H. von Helmholtz, On the sensations of tone as a physiological basis for the theory of music, (translated by A. J. Ellis) (Longmans, Green, and Co., London, 1895)

24 24 Podróżująca fala Po latach badań wykazano że włoski wyczuwają amplitudę fali podróżującej wzdłuż błony podstawowej. E. G. Wever, Theory of Hearing (Wiley, New York, 1949)

25 25 Podróżująca fala Amplituda fali osiąga maksimum w różnych miejscach błony podstawowej w zależności od częstotliwości

26 26 Selektywność częstotliwościowa Równoległy odbiór sygnałów wzdłuż całej błony podstawowej umożliwia jednoczesną reakcję na różne częstotliwości w sygnale dźwiękowym Tłumaczy to również wiele dalszych zjawisk psychoakustycznych jak maskowanie i zróżnicowane postrzeganie głośności

27 27 Pasma krytyczne Aktywność neuronów odpowiadających jednej częstotliwości, tłumi aktywność sąsiadujących Im wyższa częstotliwość i głośność składowej, tym szersze tłumienie dookoła Modelowane jako filtry pasmowo przepustowe, dla wąskiej grupy częstotliwości ( 8% częstotliwości środkowej)

28 28 Maskowanie częstotliwości

29 29 Badania pasm krytycznych f A sygnał B sygnał A SZUM f A sygnał SZUM f A sygnał SZUM Wyznaczanie charakterystyki pasma maskowania częstotliwościowego

30 30 Maskowanie w czasie Znieczulenie receptorów w błonie podstawowej ma pewną bezwładność ale skąd maskowanie wsteczne?

31 31 Postrzeganie sygnału w czasie Całkowanie sygnału (temporal integration) Wielokrotne oglądanie sygnału (Multiple looks) Przeciekający integrator: The Oxford Handbook of Auditory Science

32 32 Rozdzielczość czasowa Minimalna rozdzielczość czasowa: 2-3ms (wykrycie luki w szumie) 20ms – rozróżnienie następujących po sobie początków sygnałów 200ms – rozróżnienie końców sygnałów

33 33 Rozdzielczość częstotliwościowa Just-noticeable difference (JND) Poniżej 1000Hz wynosi 3Hz dla sinusoid, 1-2Hz dla złożonych tonów Powyżej 1000Hz wynosi 0.6% częstotliwości. <1% ludzi posiada słuch absolutny – bezwzględne rozróżnianie tonów

34 34 Postrzeganie głośności Neurony wzdłuż błony podstawowej wykazują różną czułość dla różnych częstotliwości

35 35 Nieliniowe skale percepcyjne Melowa, barkowa, ERB Interwały postrzegane jako taka sama względna zmiana wysokości dźwięku

36 36 Postrzeganie wzorów czasowych i strumieni Teoria strumieni dźwiękowych Bregmana (1978) rozróżnia pojęcia źródła i strumienia dźwięku Źródło – fizyczne zjawisko wywołujące akustyczną falę ciśnienia Strumień – percepcyjne zjawisko które interpretuje grupę kolejnych lub jednoczesnych dźwięków jako spójną całość, dochodzącą z jednego źródła

37 37 Teoria strumieni dźwiękowych Poszerzenie teorii Gestalt do dziedziny akustyki Ludzie mają tendencję grupować to co postrzegają w obiekty, a ich dźwiękowym odpowiednikiem są tzw. strumienie dźwiękowe Dwa ważne zagadnienia: łączenie strumieni i rozdzielanie strumieni

38 38 Teoria percepcji gestalt (niem. postać) 1. Proximity – bliskość 2. Similarity – podobieństwo 3. Closure – pełność 4. Symmetry – symetria 5. Common fate – wspólne pochodzenie 6. Continuity – ciągłość

39 39 Percepcja gestalt w dźwiękach 1. Bliskość w czasie w przestrzeni 2. Podobieństwo barwy częstotliwości głośności 3. Harmoniczność (symetria) 4. Ciągłość (bezwładność) 5. Wspólne pochodzenie (inna zmienność, tło) 6. Pełność (zapełnianie luk)

40 40 Rozdzielenie strumieni Rożnica w częstotliwościach

41 41 Grupowanie strumieni x2 stereo barwa tongłośność obwiednia czasowa

42 42 Przechwycenie strumieni

43 43 Zastosowania psychoakustyki Kompresja dźwięku (kodery percepcyjne) Parametry systemów audio Ewaluacja akustyki pomieszczeń Sprzęt rehabilitacyjny dla osób z częściową utratą słuchu Dźwiękowe interfejsy, w tym w urządzeniach dla niewidomych

44 44 Kompresja psychoakustyczna Każde pasmo oddzielnie kwantyzowane

45 45 Graphical materials PROGRAMMING EXERCISE BOARD EXERCISE ORAL EXERCISE HOMEWORK EXERCISE 45


Pobierz ppt "Fizyka słyszenia i Psychoakustyka dr inż. Michał Bujacz Godziny przyjęć: środa 10:00-11:00 czwartek 14:00-15:00 Lodex 207."

Podobne prezentacje


Reklamy Google