La psicoacústica es el estudio de la opinión humana subjetiva de los sonidos que puede ser descrito alternativo como el estudio de los correlativos psicologicos de los parámetros físicos de la acústica .
Fondo
La audiencia no es un fenómeno puramente mecánico de la propagación de onda, sino es también un acontecimiento sensorial y perceptivo. Cuando una persona oye algo, ese algo llega el oído como onda acústica mecánica que viaja a través del aire, pero dentro del oído se transforma en los potenciales de acción de los nervios . Estos pulsos del nervio entonces viajan al cerebro donde se perciben. Por lo tanto, en muchos problemas en la acústica, por ejemplo para el audio que procesa, es ventajoso considerar no apenas los mecánicos del ambiente, pero también el hecho de que el oído y el cerebro están implicados en la experiencia que escucha de una persona.
El oído por ejemplo, toma una descomposición espectral del sonido como parte del proceso del torneado sano en estímulo de los nervios, así que ciertos efectos del dominio de tiempo son inaudibles. La compresión del MP3 hace uso de este hecho. Además el oído tiene una reacción dinámica logarítmica. Las redes de teléfono hacen uso de este hecho logarítmico comprimiendo muestras de los datos antes de la transmisión, y después exponencial ampliándolas para el aparato de lectura. Otro efecto secundario de la respuesta logarítmica no linear del oído es ése suena que aparecen en el tímpano en notas de golpe fantasmas del producto espectral cercano de la proximidad. Éste es el mismo principio que es utilizado para abajo la conversión de las frecuencias portadoras en las partes frontales de radio por un amplificador no linear. Tales efectos fisiológicos debido a la anatomía del oído correctamente se llaman los efectos fisiología-acústicos, aunque gente los amontonan comúnmente adentro con efectos psico-acústicos.
Hay efectos psico-acústicos verdaderos introducidos por el cerebro. Por ejemplo, cuando una persona escucha crackly y los expedientes silbar-llenados aguja-en-vinilo, él o ella pronto para el notar del ruido de fondo, y disfruta de la música. Una persona que hace esto habitual aparece olvidar el ruido en conjunto, y puede no poder decirle después de escuchar si había presente del ruido. Se llama este efecto el enmascarar psico-acústico. La capacidad del cerebro de realizar tal enmascarar ha sido importante para la adopción de un número de tecnologías; sin embargo en esta edad de la señalización digital y del aparato de lectura de alta fidelidad el efecto se utiliza típicamente para ocultar pérdidas en la compresión algo que cubrir para arriba el ruido blanco análogo. Como otro ejemplo de un efecto psico-acústico, el cerebro aparece utilizar un proceso correlativo para el reconocimiento de patrón; como se hace en los circuitos electrónicos que buscan patrones de la señal. Cuando el umbral para la aceptación de un fósforo correlativo es muy bajo una persona puede percibir la audición de un patrón solicitado en ruido puro o entre los sonidos que son algo indicativos, pues el cerebro completa el resto del patrón. Esto es un efecto fantasma psico-acústico. Por ejemplo cuando un operador de radio es straining oír una señal débil del código Morse en un fondo ruidoso, él o ella percibe a menudo la audición de la echada de puntos y de rociadas minúsculos incluso cuando él no está presente. En efectos fantasmas psico-acústicos generales desempeñar un papel importante en cualquier ambiente donde la gente ha aumentado opiniones, por ejemplo cuando el peligro se puede percibir para estar cerca. (Hay un efecto visual análogo experimentado por el reloj de la situación de la gente en lugares muy oscuros.) El efecto fantasma psico-acústico es conceptual distinto de la alucinación, donde el automóvil del cerebro genera opiniones. También, el efecto fantasma psico-acústico es distinto del efecto fantasma fisiología-acústico. Es la valoración del límite de alarma que enmascara.
Límites de opinión
El oído humano puede oír nominal sonidos en el hertzio de la gama 20 a 20.000 hertzios (20 kilociclos). Este límite superior tiende a disminuir con la edad, la mayoría de los adultos que no pueden oír sobre 16 kilociclos. El oído sí mismo no responde a las frecuencias debajo de 20 hertzios, pero éstos se pueden percibir vía el sentido del tacto del cuerpo. (Una cierta investigación reciente ha demostrado un efecto hipersónico que es que aunque los sonidos sobre 20 kilociclos no puedan ser oídos consciente, pueden tener un efecto en el oyente.)La resolución de la frecuencia del oído es, en la gama media, cerca de 2 hertzios. Es decir, los cambios en echada más en gran parte de 2 hertzios pueden ser percibidos. Sin embargo, incluso diferencias más pequeñas de la echada se pueden percibir con otros medios. Por ejemplo, la interferencia de dos echadas se puede oír a menudo como echada (low-) de la diferencia de la frecuencia de a. Este efecto de la variación de la fase sobre el sonido resultante se conoce como “ que bate ”.
Sin embargo, el efecto de la frecuencia en el oído humano tiene una base logarítmica. Es decir la echada percibida de un sonido se relaciona con la frecuencia como función exponencial. La escala musical de 12 tonos es un ejemplo de esto; desarrolló debido a la manera que se perciben los tonos. Cuando la frecuencia fundamental de una nota o de un tono es multiplicada por aproximadamente (este factor es verdad en el promedio, pero varía levemente dependiendo de la adaptación), el resultado es la frecuencia del semitone más alto siguiente. &mdash más alto de 12 notas que va; un &mdash de la octava ; está igual que multiplicando la frecuencia por , que es igual que doblando la frecuencia.
El impacto de esto es que la escala del Semitone usada en la notación musical occidental es una no escala linear de la frecuencia sino logarítmica. Otras escalas se han derivado directo de experimentos en la opinión humana de la audiencia, tal como la escala de los melios y escala de la corteza (éstos se utilizan en estudiar la opinión, pero no generalmente en la composición musical), y éstas son aproximadamente logarítmicas en frecuencia también.
El " intensity" la gama de sonidos audibles es enorme. Nuestros tímpanos son sensibles solamente a la variación de presión sana. El límite más bajo de audibilidad se define a 0 DB, pero el límite superior no está como bien definido. El límite superior es más una cuestión del límite donde el oído será dañado físicamente o con el potencial para causar una sordera . Este límite depende también del tiempo expuesto al sonido. El oído puede ser expuesto a los períodos cortos superior a DB 120 sin daño permanente - no obstante con malestar y doler posiblemente; pero la exposición de largo plazo a los niveles de sonido sobre DB 80 puede causar pérdida de oído permanente.
Una exploración más rigurosa de los límites más bajos de audibilidad determina que el umbral mínimo en el cual un sonido puede ser oído es dependiente de la frecuencia. Midiendo esta intensidad mínima para los tonos de prueba de varias frecuencias, un umbral absoluto dependiente de la frecuencia de la curva de la audiencia (ATH) puede ser derivado. Típicamente, el oído demuestra un pico de la sensibilidad (es decir, su ATH más bajo) entre 1 kilociclo y 5 kilociclos, aunque el umbral cambia con edad, con oídos más viejos demostrando sensibilidad disminuida sobre 2 kilociclos.
El ATH es el más bajo de los contornos de la Igual-intensidad que los contornos de la Igual-intensidad de indican el nivel de presión sana (DB), sobre la gama de frecuencias audibles, que se perciben como estando de intensidad igual. los contornos de la Igual-intensidad primero fueron medidos por Fletcher y Munson en los laboratorios de Bell en el 1933 usar los tonos puros reproducidos vía los auriculares, y los datos que recogieron se llaman las curvas de Fletcher-Munson. Porque la intensidad subjetiva era difícil de medir, las curvas de Fletcher-Munson fueron hechas un promedio sobre muchos temas.
Robinson y Dadson refinaron el proceso en el 1956 para obtener un nuevo sistema de las curvas de la igual-intensidad para una fuente sana frontal medida en un compartimiento anecoico . Las curvas de Robinson-Dadson fueron estandardizadas como ISO 226 en el 1986 . En el 2003, la ISO 226 fue revisada como contorno de la Igual-intensidad usar los datos recogidos a partir de 12 estudios internacionales.
Interpretación del sonido
La audiencia humana es básicamente como un analizador de espectro, es decir, las resoluciones del oído el contenido espectral de la onda de la presión sin respecto a la fase de la señal. En la práctica, aunque, una cierta información de la fase puede ser percibida. la diferencia de fase Inter-aural, de que es la diferencia en sonido entre los oídos, es una excepción notable proporcionando a partes significativas de la sensación direccional del sonido . Los efectos de filtración de las funciones de transferencia Cabeza-relacionadas proporcionan otra señal direccional importante.
Efectos que enmascaran
considera también:
que enmascara auditivo En algunas situaciones un sonido de otra manera claramente audible se puede enmascarar por otro sonido. Por ejemplo, la conversación en una parada de autobús puede ser totalmente imposible si un autobús ruidoso está conduciendo más allá. Se llama este fenómeno el enmascarar. Se enmascara un sonido más débil si se hace inaudible en presencia de un sonido más ruidoso. El fenómeno que enmascara ocurre porque cualquier sonido ruidoso torcerá el umbral absoluto de la audiencia, haciendo sonidos más reservados, si no perceptibles inaudibles.
Si ocurren dos sonidos simultáneamente y uno es enmascarado por el otro, esto se refiere como que enmascara simultáneo. El enmascarar simultáneo es también el enmascarar de la frecuencia a veces llamada. La tonalidad de un sonido determina parcialmente su capacidad de enmascarar otros sonidos. Un enmascarado sinusoidal, por ejemplo, requiere una intensidad más alta enmascarar a ruido-como maskee que un ruidoso ruido-como enmascarado de hace para enmascarar un sinusoide. Los modelos de ordenador que calculan enmascarar causado por los sonidos deben por lo tanto clasificar sus picos espectrales individuales según su tonalidad.
Semejantemente, un sonido débil emitido pronto después del extremo de un sonido más ruidoso es enmascarado por el sonido más ruidoso. Incluso un débil del sonido apenas antes de que un sonido más ruidoso se pueda enmascarar por el sonido más ruidoso. Estos dos efectos se llaman el delantero y posterior que enmascara temporal, respectivamente.
Fundamentales “fantasmas”
En el extremo inferior de la respuesta de los oídos, las notas bajas pueden ser oídas a veces cuando no hay sonido en esa frecuencia. Esto es debido al cerebro que sintetiza el sonido de baja frecuencia de las diferencias de los armónicos audibles que están presentes. Este efecto se utiliza en algunos sistemas de sonido comerciales para dar el efecto de la respuesta de baja frecuencia extendida cuando el sistema sí mismo no puede reproducir esa frecuencia adecuado. Ver el el faltar de fundamental.
¡Psicoacústica en software
El modelo psychoacoustic preve la compresión de la señal del lossy de la alta calidad describiendo qué partes de una señal audio digital dada pueden ser quitadas (o ser comprimidas agresivamente) con seguridad - es decir, sin pérdidas significativas en (consciente) la calidad percibida del sonido.
Puede explicar cómo una palmada aguda de las manos pudo parecer doloroso ruidosa en una biblioteca reservada, pero es apenas sensible después de que un coche petardee en una calle ocupada, urbana. Esto proporciona la gran ventaja al cociente de compresión total, y el análisis psychoacoustic lleva rutinario a los archivos comprimidos de la música que son 1/10 a 1/12 del tamaño de los amos originales de la alta calidad con pérdida perceptible muy pequeña en calidad. Tal compresión es una característica de casi todos los formatos modernos de la compresión audio. Algunos de estos formatos incluyen el MP3, el Ogg Vorbis, el WMA, el Musicam (usado para la difusión audio de Digitaces en varios países) y el ATRAC, la compresión usada en el minidisco y el walkman .
La psicoacústica se basa pesadamente en la anatomía humana, especialmente las limitaciones del oído en percibir el sonido según lo contorneado previamente. Para resumir, estas limitaciones son:
límite de alta frecuencia
Umbral absoluto de la audiencia
que enmascara temporal
que enmascara simultáneo
Dado que el oído no estará en la capacidad perspicaz máxima al ocuparse de estas limitaciones, un algoritmo de compresión puede asignar una prioridad más baja a los sonidos fuera de la gama de audiencia humana. Cuidadosamente cambiando de puesto pedacitos lejos de los componentes poco importantes y hacia los importantes, el algoritmo se asegura de que los sonidos que un oyente puede oír están lo más claramente posible del más de alta calidad.
Psicoacústica y música
La psicoacústica incluye los asuntos y los estudios que son relevantes a la psicología de la música. Los teóricos tales como Benjamin Boretz consideran algunos de los resultados de la psicoacústica ser significativos solamente en un contexto musical.
Psicoacústica aplicada
La psicoacústica se aplica actualmente dentro de muchos campos del desarrollo de programas donde los reveladores trazan patrones matemáticos probados y experimentales; en el diseño de sistemas audios (de gama alta) para la reproducción exacta de la música en teatros y los hogares, así como sistemas de defensa en donde los científicos tienen la capacidad para crear las nuevas armas acústicas {algunas cuyo emitir las frecuencias que pueden deteriorar, dañar, o matar el éxito muy limitado (http://www.nationaldefensemagazine.org/issues/2002/Mar/Acoustic-Energy. También se aplica hoy dentro de la música, donde los músicos y los artistas continúan creando nuevas opiniones de sensorial-fractura acústicas de la realidad acústica enmascarando frecuencias indeseadas del instrumento mientras que otros son realzados por la ausencia enmascaradas. Otro más uso es proporcionar a oyentes de pequeños altavoces la impresión que oyen notas bajas enmascarando cuál es subsónico y realzando qué se percibe como punto bajo las frecuencias (véase las referencias).
Ver también
Uno-carga, una función de transferencia perceptiva de uso general de la intensidadCompresión audio
Rorschach audio
Ilusiones auditivas * incl auditivo del análisis de escena . 3D-sound opinión, localización
La escala, anchura de banda rectangular equivalente (ERB), melios de la corteza escala y otro las escalas
La opinión de sonidos no existentes, tales como que falta frecuencia fundamental de y otras ilusiones auditivas comparan al teléfono que transmite 300 hertzios a 3400 hertzios
contorno de la Igual-intensidad
Efecto de Haas
La intensidad, es decir, percibió el volumen, belio, Sone
de adaptación musical
Efectos sobre la salud del ruido
teoría de la Tarifa-distorsión
Localización sana
Separación de la fuente
que enmascara sano
Reconocimiento de discurso
Timbre
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