s
19 708 Pages

la psychoacoustique Il est l'étude de perception humaine subjective de sons. Plus précisément, il est l'étude de psychologie la perception acoustique.

introduction

Dans de nombreuses applications de 'acoustique et le traitement du signal sonore devient nécessaire de savoir comment le son est perçu par un être humain. la son, dont le stimulus acoustique est composé de flots pression qui se propagent dans l'air, peut être mesurée avec précision à l'aide d'un équipement sophistiqué.

Mais comprendre comment ces ondes sont transposés et converties en pensées au sein de notre cerveau ne doit pas être sous-estimé: le son est un signal analogique qui continue (approximativement à zéro le volume de molécules d'air) peut amener théoriquement un nombre infini d'information (qu'il y ait un nombre infini de fréquences supports, contenant chacun des informations à propos de amplitude et intensité). Identifier les caractéristiques uniques de la perception auditive permet scientifiques et ingénieurs de se concentrer, pour l'analyse et la conception des instruments et de l'équipement audio, les composants audibles.

Il est important de noter également que ce que « se sent » est non seulement une conséquence de caractère physiologique lié à la conformation de notre oreille, mais aussi elle implique des conséquences psychologiques.

Limites de la perception auditive

fréquence

L'oreille humaine peut entendre des sons dans la gamme de 20 Hz à 20 kHz. Cette limite supérieure tend à diminuer avec l'âge, beaucoup d'adultes ne sont pas en mesure d'entendre des fréquences supérieures à 16 kHz. L'oreille elle-même ne peut pas répondre aux fréquences plus élevées ou au-dessous de la fourchette indiquée, mais celui-ci peut encore être perçu avec le corps par la sens la toucher sous forme de vibrations si elle est suffisamment puissante en amplitude.

Dans la section de la plage de sensibilité maximale de fréquences audibles (environ 2 à 3 kHz), l'oreille a une résolution environ 2 Hz tandis que graduellement à mesure que vous vous éloignez de ce domaine en diminuant la résolution va de pair.

L'effet de la fréquence de l'oreille humaine suit une base logarithmique. En d'autres termes, la manière dont est perçue la hauteur d'un son est fonction exponentielle fréquence. L'échelle musicale commune de douze sons est un exemple: lorsque la fréquence fondamentale d'un note Il est multiplié par , le résultat est la fréquence de demi-ton Suivant dans le sens ascendant. Aller aussi haut que douze demi-tons, ou un 'octave, Elle est la même que la multiplication de la fréquence fondamentale pour , à-dire doublement de fréquence (en détail voir: tempérament égal).

Le résultat est que la résolution en reconnaissance de la fréquence absolue est jugée meilleure oreille en termes de demi-tons ou cent, à-dire en centièmes de demi-ton.

intensité

Si vous prenez en compte 'intensité son, la gamme audible est énorme: la limite inférieure est fixée à 0 dB, alors que la limite supérieure est fixée actuellement pas. Il est possible d'identifier une limite supérieure compte tenu du point approximatif où l'intensité sonore est de nature à endommager l'oreille. La limite dépend de la durée du son, parce que s'il est vrai que l'oreille peut supporter 120 dB pendant une courte période est également vrai qu'il risque de subir une perte auditive permanente si elle est exposée pendant une longue période à son au-dessus de 80 dB.

Une exemplification plus rigoureuse des limites minimales de audibilité détermine que le seuil minimum où un son peut être entendu dépend de sa fréquence. En mesurant cette intensité minimale à l'aide des tonalités d'essai à diverses fréquences, on peut en déduire une courbe « fréquence dépendant » dudit seuil absolu de la perception sonore ou Seuil d'audience absolue (ATH). En général, l'oreille indique une sensibilité maximale (par exemple son minimum ATH.) Avec une fréquence comprise entre 1 kHz et 5 kHz, et il semble que ce seuil change avec l'âge: les oreilles plus âgés montrent une réduction de plus de sensibilité 2 kHz. L'ATH est constitué par la plus faible parmi courbes de volume sonore égal ou courbe isosonique. Les courbes d'intensité égale indiquent le niveau de la pression acoustique (en dB), Répartis sur une gamme de fréquences audibili, qu'ils sont perçus au même niveau de volume sonore.

Les courbes de isosoniques ont été mesurés pour la première fois par Fletcher et Munson dans 1933 aux laboratoires Laboratoires de Bell ATT en utilisant puri toni reproduit à travers les écouteurs et les données obtenues sont appelées courbes Fletcher-Munson. Le volume était difficile à mesurer comme subjective, de sorte que les courbes sont la moyenne entre les perceptions de beaucoup de gens.

Robinson et Dadson raffinarono le processus 1956 pour obtenir un nouvel ensemble de courbes de volume sonore égal pour une source sonore avant mesuré dans une pièce sans réverbération (Chambre anéchoïque). Les courbes Robinson-Dadson ont été normalisées ISO 226 1986. en 2003, ISO 226 a été révisé à l'aide de données de 12 études internationales.

Qu'entendons-nous?

L'ouïe humaine est semblable à un Analyseur de spectre, de sorte que l'oreille résout le contenu spectral de la pression de l'onde de pression sans tenir compte de la phase du signal. Dans la pratique, vous pouvez sentir une partie de la phase d'information. La différence de phase entre l'oreille et l'autre est une exception notable qui fournit une part importante dans la localisation du son. Les effets de filtrage de tête offrent une autre entrée importante pour la direction.

effet masquage

Dans certaines situations, un son audible normalement peut être masqué par un autre son. Par exemple, la conversation à un arrêt de bus peut être complètement impossible si vous approchez d'un bus bruyant. Ce phénomène est appelé « masquage ». Un son plus faible est appelé « masqué » si elle est faite inaudible par la présence d'un son plus fort.

Si deux sons sont produits simultanément et on est masqué sur l'autre, il est appelé masquage simultané. Le son de la fréquence proche de celle du son plus fort est plus facilement masquée à une fréquence très différente. Pour cette raison, le masquage simultané est aussi appelé « masquage de fréquence. »

Le pas d'un son est en partie déterminée par cette capacité à masquer d'autres sons. Les modèles informatiques qui calculent masquage causés par les sons qu'ils doivent donc classer leur pic individuel dans le spectre accordant leur teinte.

De même, un léger bruit émis juste après la fin du son haut est masqué par celui-ci. Même un léger bruit juste avant un grand bruit peut être masqué par un autre son. Ces deux effets sont appelés tôt et tard respectivement masquage temporel (Masquage temporel).

Notes sur 'Phantom'

Au plus bas niveau de l'audibilité, les notes basses peuvent souvent se faire entendre clairement que quand il n'y a pas d'autres sons à la même fréquence. La chose est le fait que l'oreille opère une synthèse des sons à basse fréquence dérivées des différences entre les fréquences harmoniques présentes dans les sons audibles en question. Dans certains équipements commerciaux, cet effet est utilisé pour donner l'impression d'une réponse en basse fréquence lorsque le système ne peut pas les lire correctement.

Psychoacoustique et logiciels

Si nous portons des informations sonores dans le monde numérique, nous pouvons faire quelques observations.

la modèle psychoacoustique Il donne qualité compression audio de type « lossy » (avec perte d'information) indiquant quelle partie du signal audio à compression peut être retiré ou fortement comprimé sans problèmes de production, qui est, sans pertes importantes dans la qualité du son. Cela explique, par exemple, parce qu'un battement sec de paumes des mains peut être terriblement bruyant dans une bibliothèque calme, mais vous ne pouvez pas se sentir presque dans le trafic de jour d'une grande ville. Il semble que cela donne peu d'avantages dans le contexte général du problème de la compression de données, mais l'analyse psychoacoustique conduisant à obtenir des fichiers compressés qui sont 10 ou 12 fois plus petit que l'original haute qualité, tous avec une perte minimale de qualité perceptible. Un taux de compression aujourd'hui similaire est caractéristique de presque tous les formats de compression audio, parmi lesquels nous nous souvenons de la 'MP3, Ogg Vorbis, Musicam (Utilisé par de nombreux Etats comme norme pour émissions numériques audio sur l'air), et la compression à laquelle elle est MiniDisc.

Psychoacoustique est fortement basée sur 'l'anatomie humaine, en particulier - comme le montre - sur les oreilles limites perçues. Ces limites, pour résumer, ils sont les suivants:

  • limites haute fréquence
  • seuil absolu d'audibilité
  • Seuil de la douleur
  • masquage temporel (temps de masquage)
  • masquage simultané (de masquage simultané)

Depuis l'oreille qui fonctionne le mieux quand il se trouve à proximité de ces limites, une algorithme de compression audio donner la priorité faible à la gamme des fréquences d'audibilité externe. En soustrayant mémoire ces fréquences sans importance et en les redistribuant parmi ceux algorithme utiles assure que les sons audibles sont de la plus haute qualité possible.

Psychoacoustique et Musique

Le psychoacoustique comprend également des découvertes pertinentes concernant la musique, son composition et l'exécution. Certains musiciens, tels que Benjamin Boretz, sont convaincus que les résultats de la recherche psychoacoustique n'a de sens que dans un contexte musical.

applications

la psychoacoustique Aujourd'hui, il est appliqué dans de nombreux domaines: de 'ingénierie informatique tous 'ingénierie acoustique, passant par le défense par rapport à la capacité de développer et d'utiliser des armes acoustiques qui peuvent causer des blessures ou la mort. Bien sûr, applique également musique, où les musiciens et les artistes continuent de créer de nouvelles sensations acoustiques, brisant la perception traditionnelle du vrai son. Il est également utilisé dans l'éducation, médecine et commercialisation.

Articles connexes

D'autres projets

liens externes

autorités de contrôle GND: (DE4176198-4