psychoakustyka.pdf

Politechnika Wrocławska

Instytut Telekomunikacji i Akustyki

SYSTEMY NAGŁOŚNIENIA

TEMAT SEMINARIUM:

ZASTOSOWANIE PSYCHOAKUSTYKI ORAZ

AKUSTYKI ŚRODOWISKA W SYSTEMACH

NAGŁOŚNIAJĄCYCH

prowadzący: mgr. P. Kozłowski

termin: poniedziałek godz.16 00 - 18 00

data oddania: 29.10.2001

autor: Marcin Wroński

nr indeksu: 82437

kierunek EIT

specjalność EID

rok 4 /sem. 7

SPIS TREŚCI

1 ELEMENTY PSYCHOAKUSTYKI

1.1 Lokalizacja dźwięków w przestrzeni

1.2 Zjawiska maskowania

1.3 Zjawisko Hassa

2 ELEMENTY AKUSTYKI ŚRODOWISKA

2.1 Odległość od źródła

2.2 Wilgotność powietrza

2.3 Temperatura

2.4 Wiatr

2.5 Rodzaj powierzchni gruntu

3 LITERATURA

1 Elementypsychoakustyki

1.1 Lokalizacja dźwięków w przestrzeni

Podstawowymi czynnikami fizycznymi pozwalającymi lokalizować dźwięki w

przestrzeni są:

międzyuszna różnica czasu

t lub fazy

międzyuszna różnica natężenia

międzyuszna różnica w widmie częstotliwości

Gdy źródło dźwięku nie leży w płaszczyźnie symetrii głowy słuchacza, występuje

różnica czasu pomiędzy dojściem sygnału do obojga uszu, jest to międzyuszna

różnica czasu

t. Największa wartość międzyusznej różnicy czasu

t występuje

dla

=90 o , gdzie

to azymut źródła dźwięku. Dla tonów ciągłych międzyuszna

różnica czasu

t jest równoważna różnicy fazy

. Dla dźwięków złożonych oraz

o charakterze impulsowym pojęcie fazy zatraca sens, więc w odniesieniu do takich

sygnałów stosujemy pojęcie różnicy czasu. Maksymalna wartość międzyusznej

różnicy czasu wynosi około 630

s, natomiast minimalna wartość

międzyusznej różnicy czasu, która wywołuje już wrażenie zmiany kierunku

wynosi około 30

s . Między uszna różnica fazy

może być wykorzystywana

tylko przy lokalizacji tonów o częstotliwości od 100 do 1000Hz. W zakresie

częstotliwości poniżej 100Hz zmiany różnicy faz nie mają wpływu na odczucie

zmiany kierunków.

Drugim czynnikiem umożliwiającym lokalizowanie źródeł dźwięku jest

międzyuszna różnica poziomu natężenia

I. Przyczyną powstawania

międzyusznej różnicy natężenia

I jest efekt ekranujący głowy. Gdy fala

dźwiękowa dochodzi do słuchacza pod pewnym kątem (względem osi symetrii

głowy) wielkość ciśnienia akustycznego, więc i natężenia, jest różna. Wielkość

międzyusznej różnicy natężenia wzrasta ze spadkiem długości fali, a więc ze

wzrostem częstotliwości. jednak efekt ten występuje dopiero powyżej 400Hz. Z

danych, które opracował Shaw wynika, że dla bocznego położenia źródła dźwięku,

przy częstotliwości 300Hz międzyuszna różnica natężenia wynosi 3÷4dB, ale dla

częstotliwości 12kHz wartość międzyusznej różnicy natężenia wynosi 20dB.

Ważnym jest, że dla różnicy poziomu natężenia równej 15dB, niezależnie od

częstotliwości źródło dźwięku lokalizowane jest z boku słuchacza .

Uzupełnieniem poprzednich czynników jest międzyuszna różnica w widmie

częstotliwości. Przyczyną jej powstawania jest zależność międzyusznej różnicy

natężenia od częstotliwości. Międzyuszna różnica widma

stanowi jedynie

uzupełnienie poprzednich czynników, dopiero ważną role odgrywa w przypadku

umiejscawiania źródeł emitujących złożony sygnał o charakterze widmowym. Dla

tego typu sygnałów nawet niewielkie przesunięcie źródła powoduje wyraźne

różnice między widmami dźwięków odbieranymi przez lewe i prawe ucho.

Opisane powyżej różnice międzyuszne są podstawowymi czynnikami fizycznymi

umożliwiającymi lokalizację źródeł dźwięku w przestrzeni i podczas lokalizacji

uzupełniają się nawzajem.

Ze względu na dokładność lokalizacji, z całego zakresu częstotliwości należy

wyodrębnić następujące podzakresy:

200÷1000Hz

w tym zakresie człowiek może lokalizować dźwięki z największą dokładnością,

efektywnymi czynnikami umożliwiającymi precyzyjnie lokalizować źródła są: dla

tonów – międzyuszne różnice fazy

, dla sygnałów o charakterze impulsowym -

międzyuszna różnica czasu

t, dla szumów – współczynniki wzajemnej korelacji.

2000÷3000Hz

żadna z między usznych różnic sygnału nie jest efektywnym czynnikiem, dlatego

dla tych częstotliwości możliwości lokalizacji są znacznie ograniczone.

3000÷20000

lokalizacja tych częstotliwości jest bardzo dobra dzięki dużym wartościom

międzyusznej różnicy natężenia

I, a dla dźwięków złożonych dodatkowo różnic w

widmie

Kolejnym czynnikiem wpływającym na lokalizacje dźwięków jest przebieg

transjentu początkowego (nie stwierdzono wpływu przebiegu transjentu

końcowego na dokładność lokalizacji). Czynnikiem fizycznym za pośrednictwem

którego czas narastania sygnału wpływa na lokalizację jest, powstająca

dodatkowa międzyuszna różnica natężeń. Wartość tej różnicy zależy od czasu

narastania i jest zmienna w czasie. Różnica ta maleje ze wzrostem czasu

narastania i przy czasie równym 100ms jest praktycznie równa międzyusznej

różnicy natężeń

I dla stanu ustalonego.

Organ słuchu umożliwia nie tylko określanie kierunku z którego dochodzi dźwięk,

lecz także określanie w jakiej odległości znajduje się źródło dźwięku. Określanie

odległości jest jednak znacznie mniej dokładne, ponieważ ocena odległości opiera

się na przebiegach narastania i zanikania sygnału o niskich częstotliwościach. Aby

dokładnie określić odległość emitowane dźwięki muszą być bez zniekształceń.

Niestety głośniki charakteryzują się dużymi czasami narastania i zanikania w

paśmie niskich częstotliwości, co w znacznym stopniu ogranicza poprawne

określenie odległości od źródła.

1.2 Zjawiska maskowania

Maskowanie jest zjawiskiem polegającym na zmniejszeniu się głośności jednego

dźwięku (sygnał maskowany) w obecności drugiego dźwięku (maskującego).

Można wyróżnić maskowanie całkowite lub częściowe. Ze względu na

występowanie dźwięków wyróżnia się maskowanie równoczesne, wsteczne i

resztkowe. Jako przykłady maskowania równoczesnego rozpatruje się

maskowanie tonu tonem i maskowanie tonu szumem.

1.3 Zjawisko Hassa

Zjawisko Hassa wynika z efektu maskowania resztkowego, czyli takiego gdzie

dźwięk maskujący występuje po dźwięku maskowanym.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: