Audytoryjne próby słuchowe cz. II

Ć

2/3

T

Opracowanie: prof. dr hab. inż. Bożena Kostek dr inż. Piotr Odya

1. ZADANIA

1.1. Odsłuchać nagranie “Auditory Demonstrations”.

1.2. Wykonać zadane w nagraniu polecenia.

2. OPRACOWANIE

2.1. Przedstawić wyniki badań.

2.2. Przeprowadzić dyskusję otrzymanych wyników badań.

KATEDRA SYSTEMÓW MULTIMEDIALNYCH

L

:

Z

MATERIAŁ TESTOWY Z ZAKRESU AUDYTORYJNYCH PRÓB SŁUCHOWYCH

INSTRUKCJA

1. WYCIĘTE HARMONICZNE

(1) Prezentowany jest sygnał złożony, po którym następuje wycinanie i przywracanie dziesięciu harmonicznych (od pierwszej do dziesiątej).

2. PASMA KRYTYCZNE A MASKOWANIE

(2) Usłyszycie ton o częstotliwości 2 kHz, którego poziom będzie się zmniejszał w 10 krokach co 5 dB. Policz, ile usłyszałeś sygnałów w czasie trwania prezentacji. Każda próba jest prezentowana dwa razy.

(3) Teraz sygnał jest maskowany szumem szerokopasmowym.

(4) Następnie szum maskujący będzie miał pasmo o szerokości 1 kHz. (5) Następnie szum maskujący będzie miał pasmo o szerokości 250 kHz. (6) Na koniec szerokość pasma szumu maskującego jest zredukowana do 10 Hz.

3. PASMA KRYTYCZNE A PORÓWNANIE GŁOŚNOŚCI

(7) Usłyszycie 8 razy szum o wzorcowej szerokości pasma, po którym nastąpi szum o wzrastającej szerokości pasma i o tej samej mocy. Porównaj głośność obu szumów. Próba jest powtórzona.

4. SKALA DECYBELOWA

(8) Poziom szumu szerokopasmowego jest 10 razy zmniejszony o 6dB. Przykład jest powtórzony.

(9) Poziom szumu szerokopasmowego jest w 15 krokach zmniejszany o 3 dB. (10) Poziom szumu szerokopasmowego jest 20 razy zmniejszany o 1 dB.

(11) Prezentowana będzie mowa w polu swobodnym o jednakowym poziomie w różnych odległościach od mikrofonu.

5. SZUM FILTROWANY

(12) Podany będzie przykład szumu białego.

(13) Teraz ten sam szum jest przepuszczany przez filtr dolnoprzepustowy o malejącej częstotliwości odcięcia.

(14) Teraz szum jest przepuszczany przez filtr górnoprzepustowy o rosnącej częstotliwości odcięcia.

(15) Teraz usłyszycie szum przepuszczany przez filtr tercjowy o rosnącej częstotliwości środkowej.

(16) Na koniec usłyszycie próbkę szumu białego i różowego o tej samej mocy akustycznej.

6. ZALEŻNOŚĆ CZUŁOŚCI UCHA OD CZĘSTOTLIWOŚCI SYGNAŁU

(17) Najpierw należy ustawić poziom tonu kalibrującego na granicy słyszalności.

(18) Usłyszycie teraz tony o różnych częstotliwościach; dla każdej częstotliwości podanych będzie 10 sygnałów o poziomie zmniejszającym się o 5 dB. Policz, ile poziomów słyszysz dla każdej częstotliwości. Każdy przykład jest prezentowany dwukrotnie.

7. SKALA GŁOŚNOŚCI

(19) W tym eksperymencie oszacować należy głośność 20 próbek szumu, które poprzedzone będą jednakowym szumem wzorcowym.

Najpierw usłyszycie szum wzorcowy, po którym nastąpi przykład najgłośniejszego i najcichszego szumu.

(20) Teraz nastąpi 20 przykładów. Dla każdego z nich zanotuj liczbę odzwierciedlającą jego głośność w porównaniu do głośności szumu wzorcowego.

8. STAŁA CAŁKOWANIA

(21) W tym eksperymencie poziom szumu szerokopasmowego zmniejsza się w ośmiu krokach dla kilku czasów trwania szumu.

Przykład jest prezentowany dwukrotnie dla każdej długości sygnału. Zanotuj, ile poziomów słyszysz w każdym przykładzie.

9. ASYMETRIA MASKOWANIA SYGNAŁEM IMPULSOWYM

(22) Ton maskujący występuje na przemian z sygnałem testowym o stopniowo zmniejszającym się poziomie.

Najpierw ton maskujący ma częstotliwość 1200 Hz a testowy 2000 Hz. Następnie ton maskujący ma częstotliwość 2000 Hz a testowy 1200 Hz.

Policz, ile poziomów tonu testującego słyszysz w każdym z przykładów.

10. MASKOWANIE W TYŁ I W PRZÓD

(23) Usłyszycie najpierw krótki sygnał sinusoidalny zmniejszający się o 4 dB w 10 krokach. (24) Teraz po tym samym sygnale nastąpi impuls szumu z krótką przerwą pomiędzy nimi.

Będzie to słyszalne na przemian z samym impulsem szumowym. Usłyszycie przykład dwukrotnie dla trzech zmniejszających się długości czasu trwania przerwy. Podaj liczbę kroków , w których słyszysz impuls poprzedzający szum.

(25) Teraz szum poprzedza ton. Ponownie, dwa przykłady będą przedstawione dla każdej z trzech wartości trwania przerwy.

Policz, ile usłyszysz sygnałów sinusoidalnych następujących po szumie.

11. PRÓG PULSACJI

(26) Usłyszycie ton o częstotliwości 2000 Hz na przemian z szumem o paśmie skupionym wokół częstotliwości 2000 Hz. Natężenie tonu maleje o 1 dB po każdych czterech prezentowanych sygnałach. Zanotuj, gdy sygnał wyda ci się ciągły.

12. ZALEŻNOŚĆ WYSOKOŚCI TONU OD NATĘŻENIA

(27) Na początku usłyszycie ton kalibrujący 200 Hz. Ustaw poziom tak, by ton był na granicy słyszalności.

(28) Teraz przedstawionych będzie 6 par sygnałów o różnych częstotliwościach. Porównaj wysokości tonów w każdej z par.

13. ZALEŻNOŚĆ WYSOKOŚCI DŹWIĘKU OD CZASU TRWANIA SYGNAŁU

(29) Prezentowane są trzy przykłady sygnałów o zwiększającym się czasem trwania. Zanotuj moment, w którym “pyknięcie” zmieni się w ton. Każdy przykład powtarzany jest dwukrotnie.

14. WPŁYW SZUMU MASKUJĄCEGO NA WYSOKOŚĆ DŹWIĘKU

(30) Ton o częstotliwości 1000 Hz - częściowo zamaskowany - jest prezentowany naprzemiennie z niemaskowanym tonem 1000 Hz. Porównaj wysokości usłyszanych tonów.

15. DOPASOWANIE OKTAWY

(31) Ton o częstotliwości 500 Hz jest prezentowany na przemian z sygnałem bliskim 1000 Hz o stopniowo zwiększającej się częstotliwości Która z kolejno prezentowanych próbek odpowiada dokładnie oktawie? Przykład jest powtórzony.

16. ZAWĘŻANIE I ROZSZERZANIE SKALI

(32) Usłyszycie teraz melodię graną na rejestrze tonów wysokich z akompaniamentem wykonanym na rejestrze tonów niskich. Która z trzech prezentacji ma najlepszy strój?

17. LEDWIE ZAUWAŻALNA RÓŻNICA CZĘSTOTLIWOŚCI

(33) Usłyszycie 10 grup sygnałów W każdej grupie są pary sygnałów o niewielkiej różnicy częstotliwości w parze. Różnice te zmniejszają się stopniowo z każdą kolejną grupą.

18. LOGARYTMICZNA I LINIOWA SKALA CZĘSTOTLIWOŚCI

(34) Usłyszycie ośmio–tonową skalę diatoniczną z podziałem skali liniowym i logarytmicznym, prezentowaną na przemian. Przykład jest powtórzony.

(35) Następnie usłyszycie skalę chromatyczną z podziałem skali liniowym i logarytmicznym, prezentowaną na przemian.

19. ZLEWANIE SIĘ WYSOKOŚCI DŹWIĘKÓW

(36) W tym przykładzie ton stały A i ton zmieniający się B prezentowane są na przemian w szybkiej sekwencji ABA ABA. W niektórych miejscach możecie usłyszeć “rytm galopujący” (zlewanie się tonów A i B), podczas gdy w innych miejscach wydają się być odseparowane od siebie.

20. WYSOKOŚĆ DŹWIĘKU Z POMINIĘCIEM CZĘSTOTLIWOŚCI PODSTAWOWEJ

(37) Usłyszycie ton złożony z dziesięciu harmonicznych, najpierw w całości, a następnie z wycinanymi kolejno niskimi harmonicznymi. Czy wysokość dźwięku zmienia się? Przykład jest powtórzony.

21. PRZESUNIĘCIE RZECZYWISTEJ WYSOKOŚCI

(38) Usłyszycie sygnał złożony z 3 harmonicznych, którego przytony przesuwają się w stronę wysokich częstotliwości w jednakowych krokach, dopóki całkowity sygnał nie będzie znów harmoniczny. Przykład jest powtórzony.

(39) Teraz usłyszycie sygnał składający się z trzech tonów o wysokości: 800 Hz, 1000 Hz i 1200 Hz, po którym nastąpi sygnał składający się z tonów o częstotliwości 850 Hz, 1050 Hz i 1250 Hz. Ich rzeczywiste wysokości odpowiadają sygnałom harmonicznym, których częstotliwości podstawowe wynoszą 200 Hz i 210 Hz.

Przykład jest powtórzony.

22. MASKUJĄCE WIDMO A RZECZYWISTA WYSOKOŚĆ DŹWIĘKU

(40) Usłyszycie znaną melodię westminsterskich dzwonów odtwarzaną jednocześnie z parą dźwięków. Pierwszy dźwięk z każdej pary jest sinusoidą, drugi - dźwiękiem złożonym o tej samej wysokości.

(41) Teraz pojedynczy ton jest maskowany szumem o niskiej częstotliwości. Tony złożone są ciągle słyszalne.

(42) Na koniec tony złożone są maskowane szumem o wysokiej częstotliwości. Melodia jest wciąż słyszalna.

23. WPŁYW HARMONICZNYCH NA RZECZYWISTĄ WYSOKOŚĆ DŹWIĘKU

(43) Brzmienie dzwonów westminsterskich jest uzupełnione przez sygnał złożony, składający się z trzech kolejnych harmonicznych wybranych losowo. Pierwszy przykład zawiera harmoniczne od 2 do 6.

(44) Teraz numery harmonicznych zawierają się między 5 a 9. (45) I wreszcie numery harmonicznych zawierają się między 8 a 12.

24. UDERZENIE DZWONU

(46) Dzwon orkiestrowy jest uderzany 8 razy; za każdym razem uderzenie jest poprzedzane tonami odpowiadającymi pierwszym ośmiu przytonom dzwonu.

(47) Teraz po dzwonie następuje dźwięk odpowiadający jego nominalnej wysokości lub uderzanej nucie.

25. WRAŻENIE WYSOKOŚCI DŹWIĘKU

(48) Para sygnałów złożonych jest prezentowana 4 razy na tle szumu. Czy wysokość dźwięku rośnie czy maleje?

26. SKALA DIATONICZNA

(49) Najpierw usłyszycie 5-oktawową skalę diatoniczną zagraną parami impulsów.

(50) Teraz usłyszycie 4-oktawową skalę diatoniczną zagraną parami impulsów, które są próbkami procesu Poisson’a.

(51) Na koniec usłyszycie 4-oktawową diatoniczną skalę zagraną z impulsami szumu białego filtrowanego grzebieniowo.

27. CYRKULACJA WYSOKOŚCI DŹWIĘKU

(52) Zaprezentowane będą dwa przykłady skali, które ilustrują cyrkulację wysokości dźwięku. Pierwszą skalą jest dyskretna skala R.N. Shepard’a, drugą skala J.C. Risset’a.

28. WPŁYW WIDMA NA BARWĘ DŹWIĘKU

(53) Usłyszycie dźwięki zagrane na dwóch instrumentach wzbogacone za każdym razem dodaniem przytonu.

29. WPŁYW OBWIEDNI SYGNAŁU NA BARWĘ DŹWIĘKU

(54) Usłyszycie nagranie chorału J. S. Bacha na fortepian. (55) Teraz ten sam chorał zostanie zagrany od tyłu.

(56) Teraz taśma z ostatnim nagraniem jest odtworzona od tyłu, tak więc chorał jest znów słyszany od początku, ale z istotnymi różnicami.

30. ZMIANA BARWY PRZEZ TRANSPOZYCJĘ

(57) Prezentowana jest 3-oktawowa skala na fagot, po której następuje 3-oktawowa skala nut będących prostą transpozycją najwyższego tonu instrumentu. Jest to przykład brzmienia fagotu, gdy wszystkie jego tony mają jednakowe względne widmo.

31. WPŁYW ROZSZERZENIA SKALI NA BRZMIENIE FRAGMENTU MUZYCZNEGO

(58) Usłyszycie 4 część chorału J.S. Bacha odtwarzaną z nagranymi dźwiękami składającymi się z 9 harmonicznych.

(59) Teraz ten sam fragment utworu jest zagrany w skali melodycznej i harmonicznej rozciągniętej logarytmicznie w taki sposób, że zmiana częstotliwości w obrębie jednej oktawy wynosi 2.1. Zauważ brak występowania dudnień.

(60) W następnym przykładzie ten sam fragment rozciągnięty tylko w skali melodycznej. Zauważ występowanie dudnień i wrażenie słyszenia czterech niezestrojonych ze sobą instrumentów.

(61) W ostatnim przykładzie zaprezentowane będzie rozszerzenie tylko przytonów każdego z głosów. Zauważ występowanie zjawiska dudnienia i jednoczesną trudność w określeniu, ile głosów jest słyszanych.

(62) Dwa tony o częstotliwości 1000 Hz i 1004 Hz są prezentowane - najpierw każdy osobno, potem razem. Przykład jest powtórzony.

(63) Następnie prezentowane są pary tonów, między którymi odległość jest niewiele większa od oktawy, kwinty i kwarty. Niedostrojenia są takie, że częstotliwość dudnień wynosi zawsze 4 Hz przy tonach granych razem.

33. ZNIEKSZTAŁCENIA

(64) Usłyszycie najpierw sygnał sinusoidalny 440 Hz, zniekształcony przez kompresor symetryczny. Ton ten jest prezentowany na zmianę z trzecią harmoniczną.

(65) Następnie ton 440 Hz jest zniekształcony asymetrycznie przez prostownik jednopołówkowy. Zniekształcony ton jest prezentowany na zmianę z drugą harmoniczną.

(66) Teraz dwa tony 700 Hz i 1000 Hz są zniekształcone przez kompresor symetryczny. Tony te są prezentowane na zmianę z 400 Hz tonem różnicowym trzeciego rzędu. (67) Usłyszycie teraz ton 440 Hz i jego drugą harmoniczną, której faza zmienia się od -90 do

+90. Następnie prezentowane są te same dźwięki, zniekształcone przez urządzenie o charakterystyce kwadratowej.

34. KOMBINACJA SYGNAŁÓW

(68) W tym przykładzie prezentowane są dwa tony 1000 Hz i 1200 Hz. Po dodaniu tonu 804 Hz występuje zjawisko dudnienia z tonem kombinowanym 800 Hz.

(69) Teraz częstotliwość jednego z tonów jest powoli zwiększana od 1200 Hz do 1600 Hz, następnie powraca do 1200 Hz.

Czy słyszysz, że częstotliwości tonów zmieniają się w przeciwnych kierunkach?

35. EFEKT ECHA

(70) Usłyszycie uderzenie młota w cegłę oraz starą szkocką modlitwę wykonane kolejno w komorze bezechowej, w sali konferencyjnej i na koniec w pomieszczeniu o dużym czasie pogłosu. Przy odtwarzaniu tych dźwięków od końca zwrócić uwagę na występujące echa.