Rekommendation. Den mänskliga hörseln. Den mänskliga hörseln. Det perifera hörselsystemet: anatomi och fysiologi

Transkript

1 Rekommendation Den mänskliga hörseln Mattias Heldner Repetera Engstrand kapitel 10 om hörselsystemet. Betydligt mer lättillgänglig än Moore... Johnson också på en bra nivå Den mänskliga hörseln Den mänskliga hörseln är inte ett high-fidedelity - system: Amplitudinformation komprimeras Frekvensinformation förvrängs och smetas ut Intilliggande ljud smetas ihop Akustisk analys är inte samma sak som hur den mänskliga hörseln uppfattar ljud! Det perifera hörselsystemet: anatomi och fysiologi

2 Ovala fönstret Basilarmembranet längd ca 32 mm Apex bredd 0.04 mm bredd 0.5 mm Tjockleken är i genomsnitt ungefär 0.01 mm, något tjockare vid basen (ovala fönstret) och tunnare vid Apex

3 Apex ovala fönstret Cortiska organet Inner and outer hair cells

4 Inner haircells Hertz vs Bark Barkskalan Samband mellan plats på basilarmembranet och uppfattad tonhöjd Örats frekvensupplösning är tonotopiskt organiserad Ett givet frekvensintervall (i Hz) motsvaras av olika stora avstånd längs basilarmembranet Hertz vs Bark Hertz vs Bark Relation mellan frekvens (i Hz) och uppfattad tonhöjd olinjär Bark = enhet som korresponderar mot frekvensens tonotopiska representation i innerörat plats längs basilarmembranet F1 [i] F2 [i] F3 [i] F4 [i]

5 Hertz vs Bark Örats frekvensupplösning försämras med stigande frekvens På höga frekvenser krävs det större förändring av frekvensen för att den ska uppfattas Formanter som ligger tillräckligt nära varandra på Barkskalan integreras av örat och uppfattas som ett sammanhängande energiområde Hertz vs Bark Vanliga spektrogram och F0-kurvor plottade på Hertzskala ger inte korrekt bild av hur frekvensrelationer uppfattas Bark relevant t ex för formantmätningar Det går att göra spektrogram på Barkskala i Praat... Det går att transformera Hz till Bark Analys i perifera hörselsystemet Analys av tonhöjd och ljudstyrka Duration processas inte på denna nivå Skalor för tryck Pascal (Pa) fysikalisk skala: väldigt stor skillnad mellan minsta uppfattbara ljudtryck och smärttröskeln (x ); speglar inte uppfattad ljudstyrka särskilt väl decibel (db) mer lämplig om man är intresserad av uppfattat ljudtryck

6 Typical experience Pressure (µpa) SPL (db) Absolute threshold 20 0 Faint whisper Quiet office 2! Conversation 20! City bus 200! Subway train 2!000! Loud thunder 20!000! Pain and damage 200!000! Jämförelse mellan Sones, db och!pa Fletcher-Munson diagram Ett fullständigt Fletcher- Munson diagram Skalor för tonhöjd Den fysiska skalan Hertz (Hz) skalan beskriver inte upplevd tonhöjd särskilt bra, speciellt inte upplevd förändring av tonhöjden Den skala som förefaller att bäst beskriva subjektiv tonhöjd är den musikaliska skalan För att beskriva avstånd mellan komplexa toner passar Barkskalan bäst En i fonetiken mycket viktig frekvensskala, Bark-skalan, bygger på innerörats tonotopiska organisation. Skalan delar in frekvens-området i lika stora steg längs basilarmembranet. Det har visat sig att Barkskalans steg mycket väl stämmer överens med hur vi uppfattar frekvensen av komplexa ljud.

7 Phase locking Frekvensupplösning

8 ERBs by Masking Tone 2000Hz. Broadband noise, 1000Hz, 250Hz, 10Hz. The critical band at 2000Hz has a band width of 280Hz 2000 Hz Hz tone, 10 decreasing steps of 5 db 2.Broadband noise 3.Noise, bandwidth 1000 Hz 4.Noise, bandwidth 250 Hz 5.Noise, bandwidth 10 Hz Sound Localization Vertical Plane Sound Localization Time differences Level differences Time differences as function of angle Level differences as function of angle 2 khz tone Speech Conductive hearing loss Deteriorated impedance conversion between the eardrum and the oval window Abnormalities at the eardrum, wax in the ear canal, injuries to the ossicles, inflammation in the middle ear. Sometimes possible to recover with surgery

9 Sensorineural hearing loss Sensorineural hearing loss Damage to the inner and outer hair cells Acoustic trauma, drugs, infection, congenital Usually permanent Hörselskadan Hörstyrka Ljudnivå db SPL Hörstyrka db SPL Aj!! Aj!! Obehagligt! Hörtröskeln ökar väldigt starkt Obehagligt! starkt Obehagsnivån är oförändrad Dynamiken minskar lite starkt precis lagom väldigt starkt starkt lite starkt precis lagom ganska svagt svagt knappt hörbart Hörtröskel ganska svagt svagt 50 db HL knappt hörbart Hörtröskel normalhörande hörselskadad Hearing loss simulations