O Бинауральное демаскирование

Снижение порога маскировки при выделении отдельных звуков из их общей окружающей звуковой среды (слуховая избирательность, локализация пространства).

Эффект маскировки оценивается по сдвигу (повышению) порога слышимости основного тона.

· Наиболее выраженная маскировка наблюдается, если частота маскируемого звука близка к частоте маскирующего звука, степень маскировки уменьшается по мере увеличения разницы между той и другой частотой;

· Степень маскировки увеличивается по мере нарастания интенсивности маскирующего звука

· Маскировка становится существенно несимметричной по мере нарастания интенсивности маскера и более выраженной по отношению к звукам высокой частоты;

· Высокочастотные маскеры эффективно маскируют лишь звуки в относительно узком диапазоне частот, тогда как звуки низкой частоты являются эффективными маскерами для звуков в очень широком частотном диапазоне.

БИНАУРАЛЬНЫЙ СЛУХ

Бинауральным слухом называется его способность определять направление прихода звуковой волны, т.е. локализовать положение источника звука в пространстве. Эта способность достигается благодаря пространственной не совмещенности двух ушей в сочетании с экранирующим влиянием головы. Поэтому всегда имеет место не идентичность возбуждения правого и левого уха. Этот факт обеспечивает человеку возможность воспринимать пространственный звуковой мир и

оценивать перемещение источников звука в этом пространстве.

Наличие бинаурального (двойного) слуха, обеспечивает человеку огромные преимущества, основные из которых следующие:

— локализация сигналов как от одиночных, так и от множественных источников, что позволяет формировать пространственную перспективу и оценивать пространственное звуковое поле

(например, в помещении);

— разделение сигналов, приходящих от звуковых источников из различных точек пространства;

— выделение сигналов выбранного звукового источника на фоне других звуковых сигналов, например, выделение прямого звука на фоне реверберирующих сигналов в помещении,

выделение речи на фоне шумов и т. д.

Такие возможности слуха достигаются благодаря 3 факторам:

1. Временным – возникающим из-за несовпадения моментов воздействия одинаковых фаз звука на левое и правое ухо.

2. Амплитудным (интенсивность) – возникающим из-за неодинаковой величины звуковых давлений на левое и правое ухо вследствие дифракции звуковой волны вокруг головы, например, образования акустической тени со стороны обратной источнику звука.

3. Спектральным – возникающим из-за разницы в спектральном составе звуков, воспринимаемых левым и правым ухом, вследствие неодинакового экранирующего влияния головы и ушных раковин на частотные составляющие спектра сложного звука.

Латерализация – потеря способности проводить локализацию в простраснтве.

Эффект предшествования - отделение слуховой системой прямого звука от его реверберационных продолжений. Суждение о направлении на источник звука формируют прямые звуки, в то время как часть следующих за ними повторения на интервале от 1-5 до 30-50 мс подавляется слуховой системой.

Акустический горизонт – предел при определённой глубине источника.

1. Вертикальная (высотная) локализация

2. Горизонтальная (азимутальная) локализация

3. Глубинная локализация (оценка расстояния до источника)

ТЕМБР

Тембром звука называется его особая окраска, позволяющая отличить данный звук от других звуков такой же высоты и громкости.

На тембр оказывают влияние следующие факторы:

- Спектр звука. Музыкальные звуки являются периодическими колебаниями, спектр которых дискретен и содержит, кроме основного тона, ряд обертонов (гармоники).

- Временные факторы. Другим физическим фактором, определяющим тембр, является длительность атаки (нарастания) звука и длительность его затухания. При этом обертоны и основной тон могут иметь разные длительности атаки и затухания.

- Вибрато. Этим термином обозначается небольшая амплитудная или частотная модуляция основного тона звука или его обертонов, происходящая с частотой не выше 10-12 Гц.

- Созвучие. Интересные особенности тембра возникают при одновременном воспроизведении целой группы звуков.

Процесс развертывания спектра в период атаки звука является важнейшим фактором распознавания тембра инструмента и его идентификации.

В соответствии с современными взглядами важнейшее значение для восприятия тембра имеет изменение распределения звуковой энергии между критическими полосами, т. е. спектральная

мощность звукового сигнала. Для оценки этого параметра введено понятие центроида спектра, которое определяется как средняя точка распределения спектральной энергии звука. Смещение

центроида в сторону высоких частот ощущается как повышение «яркости» тембра звучания.

Форманта – определённая конфигурация обертонов.

Комбинационный тон – накладка одного звука на другой (комбинация тонов).

Виртуальный тон – несуществующий обертон.

Основными физическими признаками, по которым определяется тембр звука и его изменение во времени, являются:

— изменение формы спектральной огибающей во времени во все периоды развития звука — в течение атаки, стационарной части и спада;

— выстраивание амплитуд обертонов в период атаки;

— изменение фазовых соотношений между обертонами от детерминированных к случайным (в частности, за счет негармоничности обертонов реальных инструментов);

— наличие нерегулярностей спектральной огибающей и положение спектрального центроида

(т. е. максимума спектральной энергии), что связано с восприятием формант и их изменением

— наличие амплитудной (тремоло) и спектральной (вибрато) модуляции;

— изменение формы спектральной огибающей с изменением интенсивности (громкости) звучания;

— наличие дополнительных признаков идентификации инструмента, например, характерный шум смычка, прохлопывание тростей, скрип винтов на рояле и др.

Фундаментальная чистота - первая основная (низшая) собственная частота

Обертоны - все собственные частоты выше первой (напр., фундаментальная частота 100 Гц, первый обертон — 110 Гц, второй обертон — 180 Гц и т. д).

Унтертон – повторяющийся резонансный звук в нижнем регистре, который возникает как разностный или суммарный тон.

Гармоники - обертоны, частоты которых находятся в целочисленных соотношениях с фундаментальной частотой.

— При отсутствии или недостатке обертонов (особенно в нижнем регистре) тембр звука становится скучный, пустой

— Присутствие в спектре первых пяти-семи гармоник с достаточно большой амплитудой придает

тембру полноту и сочность;

— Ослабление первых гармоник и усиление (по амплитуде) высших гармоник (от 6-7 и выше) придает тембру резкость, скрипучесть.

Регистр - диапазон, степень высоты голоса или музыкального инструмента; группа звукоизвлекающих механизмов с одинаковым тембром.

ВЫСОТА ЗВУКА

Высота звука — атрибут слухового ощущения, в терминах которого звуки можно расположить по шкале от низкого к высокому.

Высота зависит от частоты звукового стимула, от уровня звукового давления и от формы звуковой волны. Таким образом, ощущение высоты представляет собой субъективную линейную классификацию звуковых сигналов.

Слуховая система способна различать высоту звука только у периодических сигналов.

Значение высоты: 1 мел (1000 Гц х 40дБ), или 1 барк (100 мел).

При увеличении частоты, например, в 3 раза (от 1000 Гц до 3000 Гц) высота увеличивается только в 2 раза (от 1000 мел до 2000 мел).

Изменение высоты тона в мелах пропорционально логарифму частоты: H (мел) = lg ¦ (Гц).

Построенные таким образом зависимости высоты тона (в мелах) от частоты называются психофизическими шкалами.

В западноевропейской музыке, в инструментах с равномерно темперированной шкалой используется до 96 градаций высоты тонов.

Ощущение высоты чистого тона (одной частоты) связано не только с частотой, но и с интенсивностью звука и его длительностью. При повышении интенсивности звука ощущение высоты сдвигается: громкие низкие звуки кажутся еще ниже, а высокие звуки с повышением громкости кажутся слегка выше, для средних частот 1-2 кГц влияние интенсивности малозаметно.

Ощущение высоты тона зависит и от его длительности: короткие звуки воспринимаются как сухой щелчок, но при удлинении звука щелчок начинает давать ощущение высоты тона. Время,

требуемое для перехода от щелчка к тону, зависит от частоты: для низких частот требуется на распознание высоты тона примерно 60 мс, для частот 1-2 кГц примерно 15 мс (для сложных звуков

это время увеличивается).

Принцип неопределенности: чем меньше разница по частоте D¦(Гц), тем больше времени надо слуховой системе Dt (с), чтобы распознать различие по высоте тона: D¦ х Dt = const.

Консонанс - созвучие, согласное звучание,

Диссонанс - неблагозвучие, нестройное звучание.

Теории слышимости высоты:

1. Теория места (зонная теория).

Теория места при восприятии высоты основана на способности базилярной мембраны выполнять частотный анализ сложного звука, т. е. действовать как спектральный анализатор.

2. Временная (нейронная) теория.

Временная теория базируется на анализе временной структуры звуковой волны (в то время как теория места на ее спектральном анализе). Основа временной теории восприятия высоты тона заключается в том, что высшие отделы слуховой системы определяют периодичность разрядов и по ним восстанавливают частоту основного тона.

3. Пространственно-временная теория

Теория слухового восприятия высоты тона базируется как на теории места, так и на временной теории. Согласно современным взглядам, мозг извлекает информацию от периферической слуховой системы как за счет индикации места (частотный анализ), так и за счет распознавания формы звуковой волны (временной анализ); отдельно каждая теория, по-видимому, не может

объяснить восприятие высоты полностью.

В соответствии с этой моделью гармоники собираются вместе, сравниваются центральным процессором с гармоническим эталоном (шаблоном) и по нему синтезируется высота музыкального тона. Слуховая организация определения высоты представляет собой

процесс объединения различных звуков (гармоник) в одно ощущение высоты, это первичный идентификатор, позволяющий отделять данный звук от других объектов.

ЦВЕТНОЙ СЛУХ