Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Материалы по ФОЗИ / Лекции по вопроснику.doc
Скачиваний:
36
Добавлен:
02.05.2014
Размер:
327.17 Кб
Скачать

18. Основные свойства слуха

Для правильного проектирования и эксплуатации средств связи, звукоусиления, записи и воспроизведении звука, необходимо знать свойства слуха человека. Тем более, что орган слуха человека является свое образным приемником звуков, резко отличающихся от приемников звука создаваемого человеком. Ухо человека обладает свойствами частотного анализатора, с дискретным восприятием по частотному и динамическому диапазонам. Все эти операции осуществляются во внутреннем ухе, в так называемой улитке. В улитке находятся основная мембрана, которая состоит из большого числа волокон, слабо связанных между собой. Вдоль основной мембраны расположены нервные окончания, каждая из которых возбуждается от прикосновения к ним волокон основной мембраны (этих окончаний > 2000), посылая в слуховой центр мозга электрические импульсы. Эти импульсы подвергаются сложному анализу, в результате которого человек определяет передаваемое сообщение.

19. Восприятие по частоте

Каждая из волокон основной мембраны резонирует на вполне определённой для него частоте. Сложный звук состоящий из ряда частотных составляющих вызывает колебания ряда волокон, соответственно частотам составляющих.

20. Вокодерная связь. Использование вокодеров

Применение вокодеров дает повышение разборчивости речи в условиях помех, так как сигналы передаются в телеграфном режиме со специальным помехоустойчивым кодированием. Речь, передаваемая с помощью вокодерной связи идет с высоким уровнем и характеризуется разборчивостью даже при наличии сильных помех. Импульсная форма сигнала дает возможность засекречивания речи. Такую закодированную речь невозможно раскодировать современными методами. Кроме того, вокодерная связь дает возможность значительного увеличения числа каналов в системах связи. Для обычного речевого сигнала требуется пропускная способность 64 кбит в секунду, что в 25 раз больше, чем для полосного вокодера, и в 50 раз больше, чем для фонемного вокодера. Вокодерную связь в США применяют с 1959 года в военной авиации. В наст. время выпускают аппаратуру для коммерческой связи. Выпускаются на новой элементной базе с цифровыми методами анализа и синтеза речевого сигнала. Вокодер – устройство, в передающей части которого из речевого сигнала выделяются параметры, определяющие информативность речи. К этим параметрам относятся: спектральная огибающая звуков речи и параметры основного тона, т.е. произношение звуков речи, медленно изменяющихся во времени. Параметры основного тона управляют частотой генератора основного тона, находящегося в приемной части вокодера. Напряжение от генератора, создающего импульсы, сходные с импульсами гортани, подается на сложный фильтр, имитирующий акустическую систему речевого тракта для звонких звуков. При синтезе глухих звуков речи генератор создает шумовое напряжение, подаваемое на фильтры, имитирующие систему речевого тракта для глухих звуков. Параметрами этих фильтров и уровнем звуковой речи управляют характеристики, выделенные из речи на передающем конце вокодера. В результате восстанавливается спектральная огибающая речевого сигнала. Качество и разборчивость – высокие.

В зависимости от типа выделяемых параметров сигналы различают полосные, гармонические, формантные и фонемные вокодеры. В полосных выделяется комплекс ординат спектра в узких полосках. В гармонических – коэффициент Фурье от разложения спектральной огибающей в функцию гармоник. В формантных выделяются частоты и амплитуды формант. В фонемных – произнесенный звук. Т. к. эти параметры изменяются во времени со скоростью произнесения звуков речи 8-10 дБ/с, то частотный диапазон каждого параметра <= 20-25 Гц. Во всех типах вокодерах выделяется параметр – частота основного тона. В полосных вокодерах берут 12-18 полос. Динамический диапазон каждого параметра <= 25 дБ. При переводе параметров в импульсную форму достаточен 4-хзначный код (16 значений по 1,5 дБ), а во времени 50 отсчетов в секунду. Необходимая пропускная способность – 3600 импульсов в секунду. В гармонических вокодерах скорость передачи меньше. В наиболее распространенном типе формантных вокодеров выделяют 4 формантных частоты и 4 формантных уровня. Динамический диапазон не больше 20 дБ. Достаточен 3-значный код (8 значений по 2,5 дБ) и 40 отсчетов в 1 секунду. Пропускная способность – 900 импульсов секунду и 240 импульсов в секунду на основном тоне. Для фонемного вокодера – 300 импульсов в секунду, но теряется информация об индивидуальности говорящего. (РИСУНОК). На рисунке приведен схематический разрез улитки основной мембраны, приведены частоты, на которые отзываются эти волокна. Частоты ниже 60 Гц отзываются по субъективным гармоникам. Разработана эквивалентная электрическая схема – модель звукового анализатора. Модель – 140 звеньев-резонаторов, соответствующих волокнам мембраны. Посл. индуктивности соответствуют в модели соколеблющейся массе лимфы. Ток в параллельных звеньях соответствует скорости колебаний волокон. Разрешающаяся способность слухового анализатора такова, что полоса пропускания резонатора слухового анализатора составляет для моноурального слушания - 50 Гц на частоте 300 Гц, 60 Гц на 1000 Гц, 150 Гц на 3000 Гц. Эти полосы пропускания – критические полоски звука. Критическими полосками пользуются при расчете разборчивости речи, при расчете громкости шума. Воспринимаемый ухом диапазон: 16 - 20 Гц – 16 кГц - 20 кГц. В этом диапазоне человек запоминает только несколько сотен градаций частоты, причем число этих градаций уменьшается с уменьшением интенсивности звука и в среднем составляет 150. Соседние градации в среднем отличаются друг от друга по частоте приблизительно на 4%. Человек может различить изменение частоты на 0,3% на средних частотах при условии сопоставления двух тонов, непосредственно следующих друг за другом. При медленном изменении частоты тона по синусоидальному закону слух обнаруживает эти изменения, когда девиация частоты составляет около 2% от ширины частотной группы на низких частотах – 100 Гц, минимально ощущаемая девиация – 1,8 Гц. На частотах, больших 500 Гц – 2%. Построены зависимости минимально ощущаемой девиации тона от частоты модуляции для разных частот тонов и уровня звука по интенсивности 70 дБ. Субъективную меру частоты колебания звука называют высотой. Высота тона на низких и средних частотах до 100 Гц для чистого тона почти пропорциональна частоте. На высоких частотах зависимость близка к логарифмической. Условились высоту тона с частотой 1000 Гц и уровнем ощущения 40 дБ считать равной 1000 мел. Для звука, состоящего из ряда составляющих, его высота связана с частотами и интенсивностями составляющих сложным образом. Для частоты часто применяют логарифмический масштаб. За 1 принимают октаву и ее доли. Октава – частотный диапазон, для которого отношение крайних частот равно 2. Октавы делят на ½ и 1/3.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в папке Материалы по ФОЗИ