Psicoacústica. Campos de Aplicación: Psicología. Medicina. Acústica. Audio. Electroacústica. Higiene industrial. Comunicaciones. Etc.

Transcripción

1 PSICOACÚSTICA

2 Psicoacústica Es la ciencia que estudia las reacciones del Ser Humano ante la percepción sonora. Su objetivo es la evaluación cuantitativa de sensaciones subjetivas originadas a partir de la exposición a los estímulos sonoros.

3 Psicoacústica Campos de Aplicación: Psicología. Medicina. Acústica. Audio. Electroacústica. Higiene industrial. Comunicaciones. Etc.

4 Psicoacústica Audición vs. Percepción: Psicoacústica Clásica. Psicoacústica Moderna.

5 Psicoacústica Espacialidad. Naturalidad. Significado. Coherencia temporal. Imágenes sonoras. Descripción del entorno. Percepción.

6 El Aparato Auditivo Transferencia del aparato auditivo: Hombros. Torso. Cabeza. Oído: Pinna (oído externo) Oído medio. Oído Interno.

7 El Oído humano Oído externo OIDO OIDO EXTERNO: EXTERNO: formado formado por por el el pabellón pabellón de de la la oreja oreja y y el el conducto conducto auditivo. auditivo. Termina Termina en en la la membrana membrana del del tímpano. tímpano.

8 El Oído humano El oído externo es el responsable de la ilusión de altura de una fuente sonora Las Las reflexiones reflexiones en en el el pabellón pabellón producen producen variaciones variaciones de de respuesta respuesta a medida medida que que aumenta aumenta la la altura altura de de la la fuente; fuente; esto esto se se conoce conoce como como efecto efecto Pinna Pinna

9 El Oído humano Diferentes respuestas con la altura de la fuente Efecto Pinna

10 El Oído humano Efecto Pinna

11 El Oído humano El Oído medio Es un transformador mecánico para Martillo Martillo Yunque Yunque Estribo Estribo adaptar impedancias Tímpano Tímpano Ventana Ventana Oval Oval

12 El Oído humano El Oído medio Martillo Martillo Yunque Yunque Es Es un un transformador mecánico para para adaptar impedancias Tímpano Tímpano Estribo Estribo Ventana Ventana Oval Oval

13 El Oído humano El Oído medio Esquema Esquema interno internodel del Tímpano Tímpano Membrana Membrana del del Tímpano Tímpano vista vista desde desde el el conducto conducto auditivo auditivo externo externo

14 El Oído humano El Oído medio Yunque Yunque Mango Mango del del Martillo Martillo Estribo Estribo Membrana Membrana del del Tímpano Tímpano

15 El Oído humano El Oído medio Cuerpo Cuerpo del del Yunque Yunque Cabeza Cabezadel del Martillo Martillo Cuello Cuellodel del Martillo Martillo Mango Mango del del Martillo Martillo Base Base del del Estribo Estribo Rama Rama larga largadel del Yunque Yunque Cabeza Cabeza del del Estribo Estribo

16 El Oído humano El Oído medio Músculo Músculo estapedio estapedio Músculo Músculo del del martillo martillo Músculo Músculo estapedio estapedio Músculo Músculo del del martillo martillo

17 El oído medio es un transformador con protección de sobrecarga. Trabajo de los músculos del oído medio. El Oído humano

18 El oído medio es un transformador con protección de sobrecarga En el umbral de audición el tímpano se mueve la décima parte del diámetro de una molécula de hidrógeno, 10-9 cm. El Oído humano Los 3 huesitos transmiten vibraciones hasta 25 khz, adaptando la impedancia. Son tensados por un grupo de músculos que los desconecta gradualmente ante intensidades sonoras muy elevadas (Desplazamiento temporario del Umbral de Audición; TTS)

19 El Oído humano El Oído interno Alli se producen la mayor parte de los fenómenos psicoacústicos Canales Canales semicirculares semicirculares Cóclea Cóclea Fibras Fibras nerviosas nerviosas

20 El Oído humano El Oído interno Alli se producen la mayor parte de los fenómenos psicoacústicos Vértice Vértice del del Caracol Caracol Ventana Ventana oval oval Canales Canales semicirculares semicirculares Caracol Caracol óseo óseo Ventana Ventana redonda redonda

21 Dentro del oído interno se encuentra la Cóclea y la membrana basilar La La membrana membrana basilar, basilar, de de alrededor alrededor de de mm mm de de longitud longitud está está recubierta recubierta de de cilias cilias vibratorias vibratorias conectadas conectadas a fibras fibras nerviosas nerviosas El Oído humano

22 Dentro del oído interno se encuentra la Cóclea y la membrana basilar La La membrana membrana basilar, basilar, de de alrededor alrededor de de mm mm de de longitud longitud está está recubierta recubierta de de cilias cilias vibratorias vibratorias conectadas conectadas a fibras fibras nerviosas nerviosas El Oído humano

23 El Oído humano Vista Vista interna interna de de la la Cóclea Cóclea

24 El Oído humano Vista Vista interna interna de de la la Cóclea Cóclea Ventana Ventana oval oval Tímpano Tímpano Ventana Ventana redonda redonda

25 El Oído humano Analogía de de el el oído: externo, medio e interno

26 El Oído humano Cilias

27 El Oído humano Cilias

28 El Oído humano Cilias

29 El Oído humano Cóclea!!Qué lindo escuchás!!!!estás en el horno!!

30 El Oído humano Las vibraciones en las cilias de la membrana basilar son el núcleo del sistema auditivo Dentro de la cóclea se producen ondas estacionarias que excitan diferentes zonas de la membrana basilar, según cual sea su frecuencia

31 El Oído humano

32 El Oído humano Movimiento de la Membrana Basilar:

33 La curva que mide la excitación, tiene una forma trapezoidal De alli surge el concepto de patrones de excitación, de enorme importancia en Audio El Oído humano

34 El Oído humano Los patrones de excitación nos llevan al concepto de Bandas Críticas Banda de de frecuencias en en la la cual la la sonoridad de de una banda con nivel de de presión sonora constante distribuido uniformemente, es es independiente de de su su ancho de de banda.

35 Bandas Críticas

36 Enmascaramiento Enmascaramiento debido a un tono puro de 400 hz, según Egan Hake (1950) Esta curva es la base de los sistemas Dolby, MP3, etc

37 Enmascaramiento de 3 tonos El enmascaramiento se define como la elevación del umbral de audición debido a la presencia de uno o más tonos enmascarantes Zonas Zonas de de sonido sonido inaudible inaudible debido debido al al enmascaramiento enmascaramiento de de los los 3 3 tonos tonos Para cada frecuencia y nivel de tono existe una curva que grafica a este fenómeno

38 Comparaciones sobre curvas de enmascaramiento Este trabajo de comparación, nos indica que la aproximación de Terhardt-Stoll coincide bastante bien con las curvas reales de Ehmer para enmascaramiento por bandas de ruido. Sin embargo no podemos dejar de notar diferencias de 3 db en zonas relevantes

39 Enmascaramiento de varios tonos f m = 2 khz 4 8 Threshold, excitation level db Bark Critical -band rate

40 Enmascaramiento Modificación de de los umbrales de de audición frente a tonos de de diferente intensidad e igual frecuencia.

41 Enmascaramiento Level of test tone, L T 80 db L CB = 100 db khz Frequency of test tone, f T

42 Herramientas de la Psicoacústica Respuesta logarítmica del Oído. Compresión y Limitación del rango dinámico. Sonoridad o loudness en función de la presión sonora incidente. Síntesis de graves. Segregación de acontecimientos sonoros mediante la evaluación de las Frecuencias espectrales. Binauralidad. Efecto Pinna - Percepción espacial. Efecto Haas. Efecto precedencia. Efecto enmascaramiento. Bandas críticas. Efecto constancia tímbrica ( coctail party ). Correlación espectro -fase de la información sonora. Comb Filters.

43 Variación de la altura en relación a la posición del espectro Si con un oscilador empezamos a subir la frecuencia desde 0 Hz hasta 20 khz notaremos que a partir de los 16 Hz empezamos a oir y cerca de los 18 khz dejamos de hacerlo (aproximadamente y dependiendo de cada individuo) se percibe que el crecimiento no es lineal. El aumento de un intervalo de frecuencias en 200 Hz no es el mismo que en los 5 khz; por ejemplo: 200 Hz con una variación de 200 Hz nos da una sensación del doble de altura, o sea, una octava. La misma variación en 5 khz nos dan 5,2 khz lo que equivale a una variación de poco menos de un semitono.

44 Espectro musical y su relación subjetiva El espectro de frecuencias de un piano abarca desde los 27 Hz hasta los 4,2 khz 8 va 8 va 8 va 20 Hz 2 khz 4 khz 6 khz 8 khz 10 khz 12 khz 14 khz 16 khz 18 khz 20 khz 21 % Escala de frecuencias lineal

45 Espectro musical y su relación subjetiva El espectro de frecuencias de un piano abarca desde los 27 Hz hasta los 4,2 khz 8 va 8 va 8 va 8 va 8 va 8 va 8 va 8 va 8 va 8 va 20 Hz 40 Hz 80 Hz 160 Hz 320 Hz 640 Hz 1,3 khz 2,5 khz 5 khz 10 khz 20 khz 80 % Escala de frecuencias logarítmica

46 Sonoridad o loudness en función de la presión sonora incidente: Curvas de Fletcher y Munson

47 Sonoridad o loudness en función de la presión sonora incidente: Curvas de Robinson y Dadson

48 Transferencias del oído

49 Ponderaciones: A, B, C

50 Ponderación A y Contornos de igual Sonoridad 100 db L N = 60phon 16 sones 8 sones 4 sones 2 sones L T son f T A -weighting k 2 k 5 k 10 k 20 khz f T

51 Ponderación A F r e c u e n c i a [ H z ] P o n d e r a c i ó n A [ d B ] , , , , , , 1

52 Transferencias de la ponderaciones A, B, C y D

53 Sonoridad Nivel de Sonoridad (Logarítmico): PHON. El nivel de sonridad de un tono puro de 1 khz se lo define como de 40 phones. Sonoridad (Lineal): SON. La sonoridad de un tono puro de 1 khz de un SPL de 40 db es de 1 son.

54 Sonoridad

55 Sonoridad Para medir la sonoridad perceptible se definió el son, una magnitud psicológica de sonoridad. Un sonido de 2 sones posee el doble de sonoridad que uno de 1 son, y uno de 3 sones el triple.

56 Percepción de los niveles comparando db Cambio de nivel sonoro en db Cambios de sonoridad subjetiva Apenas perceptible Diferencia apreciable Doble de sonoridad Gran cambio Cuatro veces (sonoridad) Para gente sin entrenamiento auditivo.

57 Rango dinámico de fuentes:

58 Rango dinámico, Intensidad, Presión y Ancho de Banda 140 db 120 Threshold of Pain 140 db 120 W m P a Limit of Damage Risk Sound Pressure Level Music Threshold in Quiet Speech Sound Intensity Level Sound Intensity Sound Pressure khz Frequency

59 Pérdida de la Audición:

60 Loudness en función de la duración de la excitación:

61 Efecto Haas y Precedencia