ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Нижегородский государственный университет им.Н.И. Лобачевского»
Факультет социальных наук Специальность 030301.65 «Психология»
Контрольная работа (реферат)
Дисциплина: Общий психологический практикум
Тема: Ощущения
Выполнила студентка 1 курса, 211 группы Пескова М.О.
Преподаватель: Милов В. Н.
Нижний Новгород, 2013
Содержание:
2. Содержание работы. 6
3. Экспериментальная установка и процедура эксперимента. 6
4. Инструкция испытуемому. 7
5. Определение дифференциальных порогов слуховой системы методом границ и методом установки табличным способом. 7
6. Определение дифференциального порога слуховой системы по методу констант графическим способом. 8
7. Статистическая обработка экспериментальных данных метода границ в координатах нормированного отклонения Z. 10
8. Выводы. 11
Лабораторная работа №2 12
Обнаружение статистического зрительного стимула методом «Да-Нет». 12
1. Теоретическое введение. 12
2. Содержание лабораторной работы. 15
3. Экспериментальная установка и процедура эксперимента. 15
4. Инструкция испытуемому. 15
5. Построение графика PX и определение показателя чувствительности d'. 16
6. Анализ результатов и выводы. 19
Лабораторная работа №1.
Измерение дифференциальных порогов слуховой системы по громкости.
1. Теоретическое введение.
Дифференциальные слуховые пороги определяют разрешающую способность слуховой системы по интенсивности (амплитуде), по частоте и по длительности звука (в литературе она обозначается JND — just noticeable difference).
Амплитудные дифференциальные слуховые пороги. Вопрос о минимальных изменениях амплитуды давления, которые улавливаются нашим слухом, был исследован рядом авторов. Постановка экспериментов по определению слышимых амплитудных различий сигналов в каждом случае отличалась, однако в результате были получены очень близкие значения дифференциальных порогов (JND).
В первой группе экспериментов использовалось два синусоидальных сигнала одинаковой частоты, но разного уровня интенсивности (громкости). Разница в уровнях, которую замечали 75% слушателей, принималась за амплитудный дифференциальный слуховой порог. Эти измерения, повторенные для разных частот и разных уровней звукового сигнала, позволили получить зависимости дифференциальных порогов слышимости JND от частоты и общей интенсивности звукового сигнала. Как видно из рисунка, эти пороги (т. е. едва замечаемая разница в уровнях громкости) существенно зависят от частоты сигнала: наименьшие значения получаются на средних частотах (500-4000 Гц), на низких и высоких частотах они возрастают: например, JND для частоты 1000 Гц составляет 0,8 дБ, а для частоты 200 Гц — 1,3 дБ при общем уровне 60 дБ.
Рис. Зависимость дифференциальных амплитудных слуховых порогов на частотах 0,2 кГц, 1 кГц и 8 кГц от уровня сигнала
Рис. Зависимость дифференциальных амплитудных слуховых порогов от частоты при разных уровнях громкости
Кроме того, они сильно зависят от общего уровня сигнала: чем громче сигнал, тем меньшую разницу между сигналами можно услышать: JND на частоте 1000 Гц при общем уровне 40 дБ составляет 1,25 дБ, при уровне 80 дБ — 0,6 дБ.
При другой постановке экспериментов использовался амплитуд-но-модулированный синусоидальный сигнал. Предварительно был исследован вопрос о влиянии частоты модулирующего тона на заметность изменения амплитуды несущего сигнала. Наибольшая чувствительность слуха отмечена при частотах модуляции около 4 Гц, в связи с чем дальнейшие измерения производились при этой частоте. Опыты сводились к определению уровня звукового давления, при котором становились заметными колебания громкости, обусловленные амплитудной модуляцией. На основе этих данных были получены зависимости амплитудной разрешающей способности слуха от частоты при разных уровнях громкости. На рис. 3.2.8 приведены такие кривые для уровней громкости 40, 60 и 80 фон (фон — единица громкости, равная уровню звукового давления в дБ на частоте 1000 Гц). По оси ординат отложено отношение порогового изменения звукового давления к уровню звукового давления основного тона в процентах. Амплитудная разрешающая способность, измеренная таким способом, также сильно зависит от уровня громкости звука.
Например, на частоте 1000 Гц для громких звуков (с уровнем фомкости 80 фон) заметно изменение давления на 3%, в то время как модуляция давления для тихих звуков (40 фон) становится заметна лишь при изменении на 10%.
В результате для чистых тонов с уровнями звукового давления от 40 до 80 дБ амплитудные дифференциальные слуховые пороги (JND) в области средних частот, измеренные обоими способами, оказались в интервале от 0,5 до 1 дБ.
Следует отметить, что для сложных музыкальных сигналов дифференциальные пороги существенно зависят от вида музыкальных программ, от опыта слушателя, свойств помещения и др. Учитывая, что динамический диапазон слуховой системы примерно 120 дБ, при такой тонкой дифференциальной чувствительности слуха можно применять достаточно много градаций по громкости при создании музыкальных композиций. Современные компьютерные технологии позволяют использовать 128 градаций громкости.
Частотные дифференциальные слуховые пороги. Частотная разрешающая способность слуха может быть определена путем прямых экспериментов, т. е. слушателям предъявляются два синусоидальных сигнала одинаковой интенсивности, и их просят менять частоту сигнала относительного опорного, пока они не услышат разницу по высоте. Эксперименты, выполненные для разных частот и разных уровней интенсивности, позволили установить зависимость JND (дифференциальных частотных порогов) от частоты, уровня громкости и длительности звуковых сигналов.
Интересно отметить,что результаты исследований по определению «зонной природы музыкального слуха», выполненных в 50-е годы Н. А. Гарбузовым [33], практически совпадают с современными результатами по установлению частотных дифференциальных порогов слуха (JND).
Такая способность слуховой системы различать звуки по частоте при современных возможностях компьютерных технологий открывает новые пути для развития микротоновой и спектральной музыки.
Временные дифференциальные пороги. Способность слуховой системы различать малые изменения во временной структуре сигнала является в настоящее время предметом многочисленных исследований. Эта способность подтверждается удивительно точным слуховым анализом речи, когда в непрерывном временном потоке различается специфическая формантная структура различных фонем. Исследования разрешающей способности слуховой системы во временной области проводятся в нескольких направлениях:
— анализ минимального времени, в течение которого слух способен различать два сигнала. Измерения, выполненные на тональных посылках, показали, что дифференциальный порог в оценке времени поступления двух следующих друг за другом сигналов составляет 2 мс. Эта величина не сильно зависит от частоты тонального звука, а также от его интенсивности. Однако для определения, какой из сигналов поступает первым, необходимо время в 20 мс. Интересно отметить,что для распознавания звуков речи (фонем) необходимо время 35 мс, для определения высоты тона требуется также определенное время: для низких частот ~ 60 мс, для высоких ~ 15 мс;
— главной задачей современных исследований является установление слуховой чувствительности к тонкой временной структуре сигнала, в связи с чем особое внимание было уделено исследованиям дифференциальной слуховой чувствительности к фазовым искажениям. Изменения фазовых соотношений между спектральными составляющими сигнала существенно меняют его временную структуру. Однако на протяжении долгого времени (со времен Гельмгольца) считалось, что слух нечувствителен к фазовым соотношениям. Исследования последних лет показали, что это не соответствует действительности, изменение фазовых соотношений влияет на изменение тембра, четкость определения высоты музыкального сигнала и др. Исследования Блауерта показали что слух наиболее чувствителен к скорости изменения фазы, т. е. ГВЗ (групповому времени задержки):
В этих же исследованиях были установлены дифференциальные слуховые пороги для искажений ГВЗ, которые для частоты 2000 Гц имеют минимальное значение ~ 1 мс. Эти данные используются в настоящее время при проектировании высококачественной акустической аппаратуры (искажения ГВЗ в них должны быть ниже установленных порогов).
Разумеется, полученные результаты не исчерпывают сложной проблемы установления порогов слуховой чувствительности к изменению временной структуры сигнала, исследования в этом направлении продолжаются.
Как уже было отмечено выше, современные компьютерные технологии открывают очень широкие возможности при обработке звука, однако при всех видах обработки следует учитывать возможности слуховой системы, для чего и необходимы данные как по абсолютным, так и по дифференциальным слуховым порогам.