Дыбыс қысымының субъективті қабылдауы, яғни дауыс күші – психоакустикалық зерттеулердегі маңызды тақырып. Физикалық, физиологиялық, психологиялық аспектілер қарастырылады.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Дыбыс қысымының субъективті қабылдануы
Жапондық топ
Subjective perception of sound pressure
the Japanese band
Акустикада қаттылық – дыбыс қысымының субъективті қабылдануы. Формальдырақ айтқанда, ол "дыбыстарды тыныштан қаттыға дейінгі шкала бойынша реттеуге мүмкіндік беретін естілген сезімнің қасиеті" деп анықталады. Дыбыстың физикалық қасиеттері мен қабылданатын қаттылық арасындағы байланыс физикалық, физиологиялық және психологиялық компоненттерден тұрады. Көрінетін қаттылықты зерттеу психоакустика ғылымының аясына кіреді және психофизика әдістерін қолданады. Әртүрлі салаларда қаттылық әртүрлі мағынаға ие болуы мүмкін және әртүрлі өлшем стандарттары қолданылуы мүмкін. Мысалы, ITU R BS.1770 сияқты кейбір анықтамалар радиохабар тарату және кино сияқты электрондық түрде қайта өндірілген дыбыстардың әртүрлі сегменттерінің салыстырмалы қаттылығын көрсетеді. Басқалары, мысалы ISO 532A (Стивенс қаттылығы, сонда өлшенген), ISO 532B (Звикер қаттылығы), DIN 45631 және ASA/ANSI S3.4, кеңірек қолданылады және көбінесе қоршаған орта шуының қаттылығын сипаттау үшін қолданылады. Nordtest ACOU112 және ISO/AWI 532 3 (жұмыс істеп жатыр) сияқты заманауи стандарттар қаттылықтың басқа компоненттерін, мысалы, басталу жылдамдығын, уақыт бойынша өзгеруін және спектрлік маскалауды ескереді. Субъективті өлшем болып табылатын қаттылық, көбінесе дыбыс қысымы, дыбыс қысымы деңгейі (децибелмен), дыбыс қарқындылығы немесе дыбыс қуаты сияқты дыбыс күшінің физикалық өлшемдерімен шатастырылады. A салмақтық фильтрі және LKFS сияқты салмақталған сүзгілер өлшемдерді орташа адам қабылдайтын қаттылыққа сәйкес етуге тырысады.
In acoustics, loudness is the subjective perception of sound pressure. More formally, it is defined as the "attribute of auditory sensation in terms of which sounds can be ordered on a scale extending from quiet to loud". The relation of physical attributes of sound to perceived loudness consists of physical, physiological and psychological components. The study of apparent loudness is included in the topic of psychoacoustics and employs methods of psychophysics. In different industries, loudness may have different meanings and different measurement standards. Some definitions, such as ITU R BS.1770 refer to the relative loudness of different segments of electronically reproduced sounds, such as for broadcasting and cinema. Others, such as ISO 532A (Stevens loudness, measured in sones), ISO 532B (Zwicker loudness), DIN 45631 and ASA/ANSI S3.4, have a more general scope and are often used to characterize loudness of environmental noise. More modern standards, such as Nordtest ACOU112 and ISO/AWI 532 3 (in progress) take into account other components of loudness, such as onset rate, time variation and spectral masking. Loudness, a subjective measure, is often confused with physical measures of sound strength such as sound pressure, sound pressure level (in decibels), sound intensity or sound power. Weighting filters such as A weighting and LKFS attempt to compensate measurements to correspond to loudness as perceived by the typical human.
Түсіндірме
Дауыстылық сезімі дыбыс қысымы деңгейімен (SPL), жиілік құрамымен және дыбыстың ұзақтығымен байланысты. Бір тонның SPL және дауыстылығы арасындағы қатынасты Стивенстің қуат заңы арқылы жуықтауға болады, онда SPL көрсеткіші 0,67-ге тең. Инфлексиялық экспоненциалдық функция деп аталатын дәлірек модель, төмен және жоғары деңгейлерде дауыстылық жоғары көрсеткішпен, ал орташа деңгейлерде төмен көрсеткішпен артатынын көрсетеді. Адам құлағының сезімталдығы жиілікке байланысты өзгереді, бұл тең дауыстылық графигінде көрсетілген. Бұл график бойынша әрбір сызық жиіліктердің бірдей дауыстылықпен қабылдануы үшін қажетті SPL деңгейін көрсетеді, ал әртүрлі қисықтар әртүрлі дыбыс қысымы деңгейлеріне сәйкес келеді. Сондай-ақ, қалыпты есту қабілетіне ие адамдар 2-4 кГц жиіліктің шамасындағы дыбыстарға ең сезімтал, ал осы аймақтың екі жағына қарай сезімталдық төмендейді. Дауыстылықты қабылдаудың толық моделі жиілік бойынша SPL интеграциясын қамтиды. Тарихи тұрғыдан алғанда, дауыстылық "құлақ теңгерімі" аудиометрі арқылы өлшенді, онда синустық толқынның амплитудасы бағаланатын дыбыстың сезілетін дауыстылығына теңестірілді. Қазіргі заманғы дауыстылықты өлшеу стандарттары энергияның сындық жолақтардағы жиынтығына негізделген.
The perception of loudness is related to sound pressure level (SPL), frequency content and duration of a sound. The relationship between SPL and loudness of a single tone can be approximated by Stevens's power law in which SPL has an exponent of 0.67. A more precise model known as the Inflected Exponential function, indicates that loudness increases with a higher exponent at low and high levels and with a lower exponent at moderate levels. The sensitivity of the human ear changes as a function of frequency, as shown in the equal loudness graph. Each line on this graph shows the SPL required for frequencies to be perceived as equally loud, and different curves pertain to different sound pressure levels. It also shows that humans with normal hearing are most sensitive to sounds around 2–4 kHz, with sensitivity declining to either side of this region. A complete model of the perception of loudness will include the integration of SPL by frequency. Historically, loudness was measured using an "ear balance" audiometer in which the amplitude of a sine wave was adjusted by the user to equal the perceived loudness of the sound being evaluated. Contemporary standards for measurement of loudness are based on the summation of energy in critical bands.
Есту қабілетінің төмендеуі
Сенсорлы-нейрологиялық есту қабілетінің төмендеуі (кохлеяның немесе мидың зақымдануы) болғанда, дыбыс күшін қабылдау өзгеріске ұшырайды. Төмен деңгейдегі дыбыстар (әдетте есту қабілеті бұзылмаған адамдар үшін салыстырмалы түрде тыныш болып сезіледі) есту қабілеті нашарлаған адамдар үшін естілмейді, бірақ жоғары деңгейдегі дыбыстар көбінесе есту қабілеті бұзылмаған адамдар үшін сезілетіндей күшпен естіледі. Бұл құбылысты екі теория түсіндіреді: дыбыс күшінің тез өсуі және жұмсақ дыбысты қабылдамау. Дыбыс күшінің тез өсуі теориясы бойынша, кейбір адамдарда дыбыс деңгейінің өзгеруіне байланысты дыбыс күші қалыпты есту қабілетіне ие адамдарға қарағанда жылдамдау өседі. Бұл теория классикалық түсіндірме ретінде қабылданған. 2002 жыл шамасында Мэри Флорентин ұсынған жұмсақ дыбысты қабылдамау термині, сенсорлы-нейрологиялық есту қабілетінің төмендеуі бар кейбір адамдарда дыбыс күшінің өсу қарқыны қалыпты болуы мүмкін, бірақ олардың есту шегінде дыбыс күші жоғарылайды деп болжайды. Яғни, осы адамдар ести алатын ең жұмсақ дыбыс, қалыпты есту қабілетіне ие адамдар ести алатын ең жұмсақ дыбыстан гөрі күштірек болады.
When sensorineural hearing loss (damage to the cochlea or in the brain) is present, the perception of loudness is altered. Sounds at low levels (often perceived by those without hearing loss as relatively quiet) are no longer audible to the hearing impaired, but sounds at high levels often are perceived as having the same loudness as they would for an unimpaired listener. This phenomenon can be explained by two theories, called loudness recruitment and softness imperception. Loudness recruitment posits that loudness grows more rapidly for certain listeners than normal listeners with changes in level. This theory has been accepted as the classical explanation. Softness imperception, a term coined by Mary Florentine around 2002, proposes that some listeners with sensorineural hearing loss may exhibit a normal rate of loudness growth, but instead have an elevated loudness at their threshold. That is, the softest sound that is audible to these listeners is louder than the softest sound audible to normal listeners.
Өтемақы
Кейбір тұтынушылар стерео жүйелеріндегі дыбыс деңгейін реттеу, дыбыс күшейткіш функциясымен байланысты, жиілік жауап қисығын құлақтың тең дыбыстық қасиеттеріне сәйкес өзгертеді. Дыбыс күшейтудің мақсаты – төмен дыбыс қысымында құлақтың сезімталдығы төмен болатын төмен жиіліктерді күшейту арқылы, төмен деңгейде ойнатылғанда жазылған музыканың дыбысын жақсарту және оны табиғирақ ету.
The loudness control associated with a loudness compensation feature on some consumer stereos alters the frequency response curve to correspond roughly with the equal loudness characteristic of the ear. Loudness compensation is intended to make the recorded music sound more natural when played at a lower levels by boosting low frequencies, to which the ear is less sensitive at lower sound pressure levels.
Нормалдастыру
Дауыстық деңгейді қалыпқа келтіру – бұл аудио нормалаудың нақты бір түрі, ол сезімдік деңгейді теңестіреді, мысалы, жарнамалар телебағдарламалардан гөрі қаттырақ естілмейді. Әртүрлі аудио салалары үшін дауыстық деңгейді нормалау схемалары бар.
Loudness normalization is a specific type of audio normalization that equalizes perceived level such that, for instance, commercials do not sound louder than television programs. Loudness normalization schemes exist for a number of audio applications.
Өлшем
Тарихи түрде, дыбыс қуаттылығын өлшеу үшін sone (дыбыс қуаттылығы N) және phon (дыбыс қуаттылығы деңгейі LN) бірліктері қолданылған. Салмақтылық адамның дыбысқа сезімталдығын ескереді және шамамен 40 фон деңгейіндегі тыныш және орташа сөйлеудегі салыстырмалы естілетін дыбыс қуаттылығын сипаттайды. Өндірістегі салыстырмалы дыбыс деңгейін бақылау ITU R BS.1770 стандартына сәйкес LKFS бірліктерімен өлшенеді. ITU R BS.1770 жұмысы 2001 жылы түрлендіргіштердегі және жоғалтулы кодектердегі 0 dBFS+ деңгейінің бұрмалануы анықталғаннан кейін басталды; ал бастапқы Leq(RLB) дыбыс қуаттылығы метрикасын 2003 жылы Гилберт Сулодре ұсынды. Субъективті тыңдау сынақтарының деректеріне сүйенсек, Leq(RLB) көптеген басқа алгоритмдермен салыстырғанда жақсы нәтижелер көрсетті. CBC, Dolby, TC Electronic және көптеген хабар таратушылар тыңдау сынақтарына үлес қосты. ITU R BS.1770 стандартында көрсетілген Leq(RLB) бойынша өлшенген дыбыс деңгейлері LKFS бірліктерімен баяндалады. ITU R BS.1770 өлшеу жүйесі көп арналы қолданбалар үшін (монодан 5.1 айналмалы дыбысқа дейін) жақсартылды. Дыбыс қуаттылығы метрикасын жанрларға бейім ету үшін салыстырмалы өлшеу қақпасы қосылды. Бұл жұмысты 2008 жылы EBU жүргізді. Жақсартулар BS.1770 2 стандартына енгізілді. Кейіннен ITU шыңдық метрикасын (BS.1770 3) жаңартты және одан да көп дыбыс арналарын, мысалы 22.2 айналмалы дыбысын (BS.1770 4) қосу мүмкіндігін ұсынды.
Historically sone (loudness N) and phon (loudness level LN) units have been used to measure loudness. A weighting follows human sensitivity to sound and describes relative perceived loudness for at quiet to moderate speech levels, around 40 phons. Relative loudness monitoring in production is measured in accordance with ITU R BS.1770 in units of LKFS. Work began on ITU R BS.1770 in 2001 after 0 dBFS+ level distortion in converters and lossy codecs had become evident; and the original Leq(RLB) loudness metric was proposed by Gilbert Soulodre in 2003. Based on data from subjective listening tests, Leq(RLB) compared favorably to numerous other algorithms. CBC, Dolby and TC Electronic and numerous broadcasters contributed to the listening tests. Loudness levels measured according to the Leq(RLB) specified in ITU R BS.1770 are reported in LKFS units. The ITU R BS.1770 measurement system was improved for made multi channel applications (monaural to 5.1 surround sound). To make the loudness metric cross genre friendly, a relative measurement gate was added. This work was carried out in 2008 by the EBU. The improvements were brought back into BS.1770 2. ITU subsequently updated the true peak metric (BS.1770 3) and added provision for even more audio channels, for instance 22.2 surround sound (BS.1770 4).