음향심리학 배경 과 인지된 한계 및 소리 그리고 오디오

음향심리학 배경 과 인지된 한계 및 오디오

배경

 

신경 자극은 감지되는 뇌로 전달됩니다. 따라서 오디오 처리와 같은 음향학의 많은 문제에서는 귀와 뇌가 모두 인간의 청취 경험과 환경의 역학에 관여한다는 사실을 고려하는 것이 유리합니다. 

파동 전파라는 순전히 기계적 현상은 감각과 지각의 사건이기도 합니다. 

즉, 사람이 무언가를 들으면 공기를 통해 전달되는 기계적 음파로 귀에 도달하지만, 귀 내부에서는 기계적 음파로 변환됩니다. 신경 활동 가능성. 포유류 달팽이관 유모 세포(OHC)는 달팽이관 반응의 민감도를 높이고 주파수 분해능을 높입니다.
전화 네트워크와 오디오 잡음 감소 시스템은 데이터 샘플을 전송하기 전에 비선형적으로 압축하고 재생을 위해 확장함으로써 이러한 사실을 활용합니다. 

 

귀의 비선형 반응의 또 다른 효과는 가까운 주파수를 가진 소리가 팬텀 비트 또는 상호 변조 왜곡 제품을 생성할 수 있다는 것입니다. MP3와 같은 데이터 압축 기술은 이러한 사실을 활용합니다. 귀는 또한 다양한 강도 수준의 소리에 대해 비선형 반응을 보입니다. 이러한 비선형 반응을 음량이라고 합니다. 예를 들어, 내이는 소리 파형을 신경 자극으로 변환합니다. 

중요한 신호 처리를 수행하고 있으므로 파형 간의 일부 차이점을 인식하지 못할 수도 있습니다...

심리음향학과 인지심리학이라는 용어는 둘 다 개인적 기대와 편견의 영향에 대한 논의에 등장하며, 사람들이 "듣고 싶은 것을 듣는다"는 진술은 그러한 논의와 관련이 있을 수 있습니다. 이는 청취자의 상대적인 평가와 음질의 선명도에 대한 비교뿐만 아니라 다양한 악기와 연주자의 상대적인 품질에 대한 청취자의 다양한 결정에도 영향을 미칠 수 있습니다.

 

인지된 한계

 

상한은 나이가 들수록 감소하는 경향이 있으며 대부분의 성인은 16kHz 이상의 소리를 들을 수 없습니다. 인간의 귀는 명목상 20Hz(0.02kHz)부터 20,000Hz(20kHz)까지의 소리를 들을 수 있습니다. 이것은 윤곽 하이라이트 변환기입니다. 음성 대역의 중앙에 있는 2kHz와 4kHz 사이의 피크 감도에 주목하세요.

 

소리

 

일부 올빼미 종은 귀가 비대칭으로 위치하여 세 평면 모두에서 소리를 감지할 수 있습니다. 이것은 어둠 속에서 작은 포유동물을 사냥하기 위한 조정입니다. 소리 위치 파악은 음원의 위치를 ​​결정하는 과정입니다. 대부분의 네 발 달린 동물과 마찬가지로 인간은 수평 방향을 감지하는 데는 능숙하지만 대칭으로 배치되어 있기 때문에 수직 방향을 감지하는 데는 그리 능숙하지 않습니다.

 

뇌는 두 귀 사이의 크기, 음높이, 타이밍의 미묘한 차이를 이용합니다. 음원을 찾을 수 있습니다. 위치 지정은 방위각 또는 수평각, 천장 또는 수직 각, 거리(고정 소리의 경우) 또는 속도(움직이는 소리의 경우) 등 3차원 위치로 설명할 수 있습니다. 일부 올빼미는 귀가 비대칭으로 위치하여 세 평면 모두에서 소리를 감지할 수 있습니다. 이것은 어둠 속에서 작은 포유류를 사냥하기 위한 적응입니다. 이 섹션은 신뢰할 수 있는 출처에 대한 지원 인용을 추가하여 개선될 것입니다.

 

오디오 마스킹 지도

 

 방어 신호가 방어 신호보다 약하더라도 여전히 들릴 수 있습니다. 마스킹은 신호와 마스크가 함께 재생될 때 발생합니다. 예를 들어, 한 사람은 속삭이고 다른 사람은 소리를 지르는 경우 마스킹이 발생합니다. 약한 신호는 더 큰 마스크에 의해 가려지기 때문에 청취자에게는 들리지 않습니다. 마스킹에는 원래 신호의 주파수 성분이 필요하지 않습니다. 마스크의 수준을 변경하여 임계값을 측정하고 동일한 특성을 보여주는 정신 물리학적 튜닝 곡선 플롯을 생성할 수 있습니다.

 

마스킹 효과는 MP3와 같은 손실 오디오 인코딩에도 사용되는데, 여기서 청취자는 소리 없이 특정 음향 신호를 들을 수 있다고 합니다. 다른 음향(마스크)이 재생되는 동안 신호가 재생되는 경우 청취자가 이를 들을 수 있도록 신호가 더 강해져야 합니다. 신호 마스킹은 마스크가 시작되기 전이나 마스크가 중지된 후에도 발생할 수 있습니다. 예를 들어 갑작스러운 큰 박수 소리는 전후에 들리지 않습니다. 역방향 마스킹의 효과는 순방향 마스킹의 효과보다 약합니다. 마스킹 효과는 심리 음향 연구에서 광범위하게 연구되었습니다.  인간은 음조를 f로 인식하는 경향이 있으며 2f, 3f, 4f, 5f 등의 관계에 고조파 주파수가 있습니다(f는 특정 주파수입니다). YouTube에서 예시를 볼 수 있습니다.

 

소프트웨어

 

지각 오디오 코딩은 심리 음향 기반 알고리즘을 사용합니다.
이 모델은 특정 디지털 오디오 기술을 통해 신호의 어느 부분을 안전하게 제거(또는 적극적으로 압축)할 수 있는지, 즉 인지된 음질에 (의식적으로) 상당한 손실이 발생하지 않도록 지정하여 고품질 손실 신호 압축을 달성합니다.