Ακουστική)και)Ψυχοακουστική

Transcript

1 Από'προηγούμενο'μάθημα... Ακουστική)και)Ψυχοακουστική Διάλεξη'10:' Υποκειμενικά'χαρακτηριστικά'του'ήχου'και' εφαρμογές'f'μέρος'α ' Φλώρος'Ανδρέας' Επίκουρος'Καθηγητής Γενικευμένη'θεώρηση'ακουστικών'συστημάτων' F Μοντελοποίηση'επίδρασης'παραμορφώσεων' Προσθετικού'θορύβου' F Γραμμικών'και'μη'γραμμικών'παραμορφώσεων' Υποκειμενική'αντίληψη'του'ήχου' F Η'φυσιολογία'της'ανθρώπινης'ακοής' F Η'απόκριση'του'συστήματος'της'ανθρώπινης'ακοής Από'το'προηγούμενο'μάθημα... Από'το'προηγούμενο'μάθημα... Φυσική Φυσιολογία Αντίληψη Εξωτερικό'αυτί'(outer'ear)' F Συλλογή'ήχου' Μέσο'αυτί'(Middle'ear)' F Μηχανικός'μετατροπέας' Έσω'αυτί' F Μετατροπή'συχνότητας'σε'θέση' F Ανάλυση'Fourier' Ακουστικό'νεύρο'/'εγκέφαλος' F Αντίληψη'συχνότητας'(ύψους)'και'χροιάς' F Χωρική'σύνθεση'(Δεξί' 'Αριστερό)' F Αναγνώριση'ήχου'(μουσική,'κίνδυνος,'ομιλία)

2 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Ιόνιο Πανεπιστήμιο» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 1

3 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons 2

4 Από'το'προηγούμενο'μάθημα... Το'φαινόμενο'της'ακουστικής'επικάλυψης Ακουστότητα Κατώφλι Ακουστότητας Κατώφλι επικάλυψης Masker sound Masked sound Crihcal'band' 'βασική'περιγραφή Crihcal'band' 'βασική'περιγραφή'(2) Το'εύρος'των'συχνοτήτων'όπου'δύο'τόνοι'ακούγονται'σαν'ένας' F Ψυχοακουστική' Η'περιοχή'της'βασικής'μεμβράνης'που'ταλαντώνεται'υπό'την' παρουσία'ενός'τόνου'(μέσο'μήκος'~1mm)' F Φυσιολογία' Οι'CBs'«υλοποιούνται»'σαν'ζωνοδιαβατά'φίλτρα'που'χωρίζουν'τις' συχνότητες'του'ήχου'σε'«μονάδες'αντίληψης»' F 'units'of'percephon From:'Juan'G.'Roederer,'The'Physics'and'Psychophysics'of'Music'

5 Ακουστικά'(auditory)'φίλτρα Ακουστικά'(auditory)'φίλτρα'(2) Το'ακουστικό'σύστημα'(auditory'system)'αποτελείται'από'μία' τράπεζα'επικαλυπτόμενων'ζωνοδιαβατών'φίλτρων Υλοποίηση'πάνω'στη'βασική'μεμβράνη'το'κοχλία' F Αυξάνουν'τη'συχνοτική'του'ευαισθησία'/'ακρίβεια' F...'και'την'διακριτική'ικανότητα'του'ανθρώπου'στη'συχνότητα' Το'εύρος'ζώνης'τους'(crihcal'bandwidth)'αυξάνει'κινούμενοι'από'την' κορυφή'(apex)'προς'τη'βάση'(base)'της'βασικής'μεμβράνης Ακουστικά'(auditory)'φίλτρα'(3) Υποκειμενικά'χαρακτηριστικά'ακοής'F'Ύψος Εύρος'των'crihcal'bands'ως' συνάρτηση'της'συχνότητας Ύψος'(pitch)' F Η'«υποκειμενική»'απόκριση'του'αυτιού'στη'συχνότητα' F Μας'επιτρέπει'να'κατατάξουμε'τους'ήχους'σε'οξείς,'μέσους,'βαρείς' Με'«αντικειμενικά»'κριτήρια,'αλλαγή'του'ύψους'μπορεί'να'συμβεί:' F Με'αλλαγή'της'συχνότητας'ταλάντωσης'της'πηγής'' F Με'μεταβολή'του'μήκους'του'υλικού'που'ταλαντώνεται'(π.χ.'χορδή)' F Με'μεταβολή'του'πάχους'του'υλικού

6 Υποκειμενικά'χαρακτηριστικά'ακοής'F'Ύψος'(2) Υποκειμενικά'χαρακτηριστικά'ακοής'F'Ύψος'(3) Το'ύψος'μεταβάλλεται'μη'γραμμικά'με'τη'συχνότητα' F Ίσες'μεταβολές'στη'συχνότητα'δεν'προκαλούν'ίδιες'μεταβολές'στην' «αίσθηση»'του'ύψους' Καθοριστικό'ρόλο'παίζει'και'η'στάθμη'του'ήχου' F Αν'η'στάθμη'ενός'τόνου'180Hz'αυξηθεί'χωρίς'αλλαγή'της'συχνότητας,''η' αίσθηση'του'ύψους'χαμηλώνει' Φαινόμενο'ιδιαίτερα'ισχυρό'για'συχνότητες'μικρότερες'των'300Hz' F Από'500'έως'3000Hz'η'στάθμη'δεν'επηρεάζει'ιδιαίτερα'το'ύψος' F Πάνω'από'4000Hz'η'αίσθηση'του'ύψους'για'την'ίδια'συχνότητα'αυξάνει'με' τη'στάθμη Μονάδα'μέτρησης'το'Mel'(Melody)' F Ήχος'συχνότητας'1kHz'και'στάθμης'60dB'έχει'ύψος'1000Mel' F 2000Mel:'ο'ήχος'που'(υποκειμενικά)'έχει'διπλάσιο'ύψος'από'τον' προηγούμενο'ανεξαρτήτως'συχνότητας' Ο'άνθρωπος'έχει'περιορισμένη'διακριτική'ικανότητα'συχνοτήτων' F Εάν'οι'κεντρικές'συχνότητες'f1'και'f2'δύο'ήχων'είναι'πολύ'κοντινές,'ο' διαχωρισμός'τους'είναι'δύσκολος'έως'αδύνατος' Οι'περιοχές'της'βασικής'μεμβράνης'που'διεγείρονται'είναι'πολύ'κοντά' F Διακρότημα:'Δf<16Ηz' F O'εγκέφαλος'«αναγνωρίζει»'ήχο'με'συχνότητα'(f1+f2)/2'και'πλάτους'που' μεταβάλλεται'με'συχνότητα'(f1ff2)/2' f1>f2 Υποκειμενικά'χαρακτηριστικά'ακοής'F'Ύψος'(4) Just'Nohceable'Differences'(JND) Πλάτος Χρόνος Μόλις'ακουστή'διαφορά'του'ύψους' Συνάρτηση'της'' F συχνότητας' F της'έντασης'της'ακουστότητας' Για'το'μεγαλύτερο'εύρος'της' ακουστής'περιοχής'συχνοτήτων,''η' διακριτική'ικανότητα'του'ανθρώπου' είναι'τα'3hz' Μεγάλη'εξάρτηση'από'άνθρωπο'σε' άνθρωπο' F Μουσική'εκπαίδευση

7 Temporal'masking Kάποιος'ήχος'«καλύπτει»'ήχους'που'προηγούνται'ή'έπονται'χρονικά' F Backward'masking'ή'preFmasking' F Forward'masking'ή'postFmasking' Εφαρμογή:'Audio'watermarking Τέλος (για σήμερα)... Ανδρέας)Φλώρος) floros@ionio.gr' hòp://