معلومة

ما هو تحليل تردد الأذن البشرية؟

ما هو تحليل تردد الأذن البشرية؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

كنت أفكر في ضغط الصوت (أي mp3) ، والذي يقوم "بتصفية" الصوت الذي لن نسمعه على الأرجح.

تستفيد خوارزمية ضغط بيانات الصوت MP3 المفقودة من القيود الإدراكية للسمع البشري والتي تسمى الإخفاء السمعي. من: http://en.wikipedia.org/wiki/MP3

لقد تحققت أيضًا من إدخال wiki لإخفاء السمع ، ووجدت هذا:

إذا تم تشغيل صوتين من ترددين مختلفين في نفس الوقت ، فيمكن غالبًا سماع صوتين منفصلين بدلاً من نغمة مركبة. تُعرف القدرة على سماع الترددات بشكل منفصل باستبانة التردد أو انتقائية التردد. عندما يُنظر إلى الإشارات على أنها نغمة مركبة ، يُقال إنها موجودة في نفس النطاق الترددي الحرج.

سؤالي هو كم هذا النطاق الترددي الحرج أو ما هو أصغر فرق تردد يمكننا إدراكه كنغمتين مختلفتين ، إذا كنت ترغب في ذلك. لنفترض أن كلتا النغمتين مرتفعتان بشكل متساوٍ ، وتأتي من نفس الاتجاه والمسافة ونحن في غرفة هادئة - لذلك نحن في الأساس نتخلص من أكبر قدر ممكن من الضوضاء ونؤثر على الظواهر.

كما أوضحت @ sanchises (شكرًا لك مرة أخرى!) في قسم التعليقات ، فإن دقة التردد تبلغ 3.6 هرتز بين 1 و 2 كيلو هرتز. ولكن نظرًا لأن عتبة الإدراك هي دالة لنبرة الصوت ، فإنني أفترض أن القدرة على حل نغمتين ستتغير مع طبقة الصوت أيضًا. هل لدى أي شخص أي بيانات عن ذلك؟ على سبيل المثال القرار X درجة الرسم البياني.


ال تردد يين، أو دقة التردد يمكن تحديدها بطرق مختلفة باستخدام تدابير نفسية فيزيائية. أنت تشير إلى طريقة متزامنة ، يتم فيها عرض ترددين (أو أكثر) في نفس الوقت. هذا له عواقب على الاختبار حيث يتم إدراك الترددات المختلفة بصوت عالٍ مدرك مختلف تحت مستويات ضغط صوت ثابتة ، مما يعني وجود إشارات إضافية إلى جانب إشارات الملعب.

حددت إحدى الدراسات التي تم التحكم فيها بعناية Zwicker et al (1957) في هذا الصدد الفرقة الحرجة في الأساس كـ "تلك الترددات التي لا يحدث فيها تجميع للكثافة"، مما يعني أن إضافة تلك الترددات (أسفل أو أعلى من التردد المركزي) لا ينتج عنه اختلافات في إدراك جهارة الصوت (كما هو معبر عنه في عتبة صوتية من التردد المركزي). تمنع هذه الطريقة بشكل جيد إشارات جمع جهارة الصوت من خلال نشرها في المعيار. توضح هذه المقالة الصورة التالية (بعد Zwicker et al. (1957)):

ال الفرقة الحرجة (الرسم البياني العلوي) يعتمد على التردد ويتراوح من 0.1 كيلو هرتز إلى> 2 كيلو هرتز.

ربما تم الحصول على حد الاختلاف الأدنى بشكل ملحوظ البالغ 3.6 هرتز كما تم التطرق إليه في التعليقات باستخدام اختبار نفسي فيزيائي بديل حيث يكون تردد الاختبار معدّل بتردد آخر (الرسم البياني السفلي). يعتمد هذا الإجراء على إضافة تردد إلى منبه جيبي معين ، مما ينتج عنه بشكل أساسي منبه واحد بدلاً من اثنين (أو أكثر). لم يتم تعريف هذا الإجراء تقنيًا على أنه نطاق حرج وينتج عنه بالفعل فرق يبلغ 3.5 هرتز وما فوق. الرسم البياني الآخر المرسوم في الشكل هو أ إجراء اخفاء (الحبكة الوسطى) ، والتي تحدد أساسًا التداخل الفسيولوجي بين الترددات في قوقعة الأذن في مجال الشدة عن طريق تحديد مقدار الإخفاء من تردد بتردد آخر.

ملحوظة: المؤلفون عملوا مع سماعات الرأس لذلك لم يكن هناك تأثير على الاتجاه.

المرجعي
زويكر وآخرون JASA 1957; 29: 548-57


أعتقد أنك قد حصلت بالفعل على إجابة على سؤالك. يتمتع النظام السمعي البشري بدقة تبلغ 640 ترددًا مختلفًا ، لذا عند تقسيم نطاق تردد السمع على هذا ، يمكنك رؤية أصغر تردد. على الرغم من أن عرض النطاق ليس ثابتًا في النطاق الكامل (100 للترددات التي تقل عن 500 هرتز و 0.2f للترددات فوق 500 هرتز). أيضًا ، يتمتع النظام السمعي الخاص بنا بدقة ديناميكية أقل من 1 ديسيبل. أتمنى أن أكون على حق :)


ملعب كورة قدم

يمكن أن تتميز الأصوات بشكل عام بالنغمة والجهارة والجودة. إن درجة الصوت المتصورة هي مجرد استجابة الأذن للتردد ، أي ، بالنسبة لمعظم الأغراض العملية ، تكون درجة الصوت مجرد تردد. يُفهم أن إدراك الملعب للأذن البشرية يعمل أساسًا من خلال نظرية المكان ، مع بعض آلية الشحذ اللازمة لشرح الدقة العالية الملحوظة لإدراك طبقة الصوت عند الإنسان.

توفر نظرية المكان وتحسيناتها نماذج معقولة لإدراك درجة الصوت النسبية لنغمتين ، ولكنها لا تفسر ظاهرة الدرجة المثالية.

يتم التعبير عن الاختلاف الملحوظ في درجة الصوت بشكل ملائم بالسنت ، والرقم القياسي للأذن البشرية هو 5 سنتات.


ماذا يحدث عند تلف القوقعة؟

القوقعة هي السبب الرئيسي الذي يمكننا سماعه ومعظم حالات فقدان السمع في العالم ناتجة عن الأضرار التي لحقت بالقوقعة (الحسية العصبية). في جميع الحالات تقريبًا ، سيواجه المريض صعوبة في التمييز في الكلام ("يمكنني سماع صوتك ولكن يبدو أنك تتمتم") ويزداد الأمر سوءًا في ظل وجود ضوضاء في الخلفية. سيكون تركيب المعينات السمعية مفيدًا ، لكن تضخيم الأصوات ببساطة لن يتغلب على المشكلات الموجودة في القوقعة. سننظر الآن في المشكلات المختلفة داخل القوقعة.

أنا أتحدث هنا عن شدة الكلام المختلفة وخصائص التردد. سيكون لدى معظم الأشخاص الذين يعانون من فقدان قوقعة الأذن سمعًا أفضل في الترددات المنخفضة وضعف السمع في الترددات العالية.

حروف العلة منخفضة التردد ويمكن سماعها ،

الحراس ذو تردد عالٍ أقل سماعًا ،

الحروف الساكنة هي أيضًا أكثر هدوءًا من حروف العلة ، مما يزيد من الصعوبات. ضجيج الخلفية منخفض التردد في الغالب ، مما يزيد أيضًا من فرص عدم سماع المستمع للأصوات الساكنة ذات الترددات العالية والهدوء. توفر جميع أجهزة السمع تقريبًا تضخيمًا أكبر للتردد العالي للمساعدة في الموقف. هناك أيضًا طرق لتقليل أداء التردد المنخفض للمعينات السمعية (فتحة التهوية هي قناة صغيرة في سماعة الأذن تسمح بصوت منخفض التردد بالخروج من الأذن)

توظيف الجهارة

يحتاج الأشخاص المصابون بتلف قوقعة الأذن إلى مستوى أعلى من الصوت للاستماع جيدًا ، ولكن عندما ترتفع الأصوات ، يصبحون غير متسامحين مع الأصوات العالية مثل الأشخاص الذين لا يعانون من ضعف السمع. كما هو واضح في قياس السمع ، فإن هذا يترك المريض مع نطاق ديناميكي منخفض. يتسبب هذا في مشاكل في تمييز الكلام ، حيث يبلغ النطاق الديناميكي للكلام حوالي 50 ديسيبل ، أي فرق شدة يبلغ 50 ديسيبل بين أعلى وأهدأ أجزاء الكلام. قد لا يكون الشخص الذي لديه نطاق ديناميكي منخفض قادرًا على استيعاب النطاق الكامل للكلام ، مما قد يمثل مشكلة عند تركيب أداة مساعدة على السمع.

ستوفر أداة السمع ذات القدرة على ضبط كميات التضخيم خيارًا أفضل للمرضى الذين يعانون من نطاق ديناميكي منخفض. تم العثور على التجنيد فقط في المرضى الذين يعانون من تلف قوقعة الأذن (خلية الشعر). يستخدم مصطلح "النمو غير الطبيعي لجهارة الصوت" بشكل شائع ويتعلق بإدراك المرضى لجهارة الصوت عبر النطاق الديناميكي الخاص بهم.

دقة التردد

هذه هي قدرة الأذن على التمييز بين الأصوات ذات الترددات المتشابهة. انتقائية التردد مهمة للغاية عند التعامل مع الأصوات المعقدة ، مثل الكلام. تتمتع الأذن السمعية الطبيعية بالقدرة على التمييز بين الترددات المختلفة بدقة استثنائية. ومع ذلك ، عندما تتضرر خلية الشعر ، تصبح هذه الانتقائية / الدقة أقل كفاءة ونجد صعوبة في فهم ما يقال. الآلية النشطة في هذه العملية هي OHC وبالتالي فإن تلف هذه الخلايا سيؤدي إلى مشاكل التمييز.

سيؤدي الضرر الذي يلحق بالمدينة الصناعية الكبرى (IHC) إلى تقليل وصول الصوت إلى الدماغ ، وبالتالي يلزم زيادة مستويات الصوت للتغلب على الضرر. ومع ذلك ، فإن التلف الكامل لـ IHC سيؤدي إلى المناطق الميتة ، أي منطقة من خلايا الشعر على الغشاء القاعدي لم تعد تعمل. يصعب تحديد ذلك من خلال قياس السمع لأن خلايا الشعر العاملة القريبة ستستجيب لأصوات الترددات الأخرى. حتى الآن لا يوجد إجراء سريري بسيط لتحديد مدى المناطق الميتة.

القرار الزماني

هذه هي قدرة الأذن على اكتشاف التغييرات بمرور الوقت ، وهذا يتضمن اكتشاف فاصل قصير في الصوت أو صوت قصير أو تغيير قصير في الصوت. هذا ضروري للتمييز في الكلام ، فهو يمنع الصوت من أن يكون ضجيجًا طويلًا! نستخدم هذا أيضًا للتمييز بين الكلام وضجيج الخلفية. إذا ظلت شدة الصوت وتردده ثابتًا ، فيُقال إن الصوت ثابت ، على سبيل المثال نوتة موسيقية. تُسمع الضوضاء أيضًا على أنها صوت ثابت على الرغم من أن شكل الموجة الخاص بها ليس منتظمًا ولكنه يتقلب بسرعة. ومع ذلك ، يتكون الكلام من فجوات مسموعة ويستخدم الدماغ هذه المعلومات لسماع الكلام حتى في وجود ضوضاء في الخلفية.

يفقد العصب السمعي التالف قدراته على الدقة الزمنية ، وبالتالي يرى الناس أن الأصوات متداخلة أو تكافح مع المحادثات في ضوضاء الخلفية. الاستبانة الزمنية ليست مجرد ظاهرة قوقعة الأذن ، مسار العصب والدماغ متورطان في هذه العملية. يمكن أن تؤدي الاضطرابات العصبية أو المركزية (الدماغ) أيضًا إلى مشاكل التمييز في الكلام ولكنها أكثر ارتباطًا بفقدان الدقة الزمنية.

دبلوماسي

* يمكن للمرضى الذين يعانون من ضعف السمع من جانب واحد أو غير متماثل إدراك نغمة واحدة بشكل مختلف في كل أذن. (Diplacusis binauralis)

* توجد أحيانًا في حالات ضعف السمع المتماثل.

* يمكن العثور عليها في أذن واحدة ويمكن اعتبارها خشونة / شوائب بنبرة معينة أو أن النغمة لها مسحة إضافية. (Diplacusic monauralis)

* يسبب التمييز في الكلام ، والذي لا يمكن تصحيحه بسهولة عن طريق تركيب سماعة طبية.

باراكوسيس

على الرغم من أنه ليس اضطرابًا في القوقعة ، إلا أن الباراكوسيس هو ظاهرة موصلة ، حيث يكون المريض قادرًا على السماع جيدًا في وجود ضوضاء في الخلفية. المرضى الذين يعانون من فقدان التوصيلة لديهم وظيفة قوقعة جيدة ولكن عتبة السمع منخفضة. مع معظم الأصوات الناطقة ، يسمعونها أكثر هدوءًا في مواقف الاستماع العادية. لكن في المواقف الصاخبة ، سيرفع المتحدث نفسه أصواته فوق ضوضاء الخلفية.

Hyperacusis

* عدم تحمل الأصوات البيئية العادية.

* عدم الراحة من الأصوات التي لم تكن مريحة في السابق أو التي لا يجدها الآخرون مريحة.

* فرط الحساسية لأي صوت.

* على عكس التجنيد ، لا يعاني المريض من نمو غير طبيعي لجهارة الصوت (حتى لو تم تقليل النطاق الديناميكي ، (إلا إذا كان ذلك بسبب تلف خلايا الشعر)


ترجيح التردد - مرجح A ، مرجح C أو مرجح Z؟

تستجيب الأذن البشرية بشكل أكبر للترددات بين 500 هرتز و 8 كيلوهرتز وهي أقل حساسية للضوضاء ذات الطبقة المنخفضة جدًا أو العالية. غالبًا ما ترتبط أوزان التردد المستخدمة في مقاييس مستوى الصوت باستجابة الأذن البشرية ، للتأكد من أن المقياس يقيس إلى حد كبير ما تسمعه بالفعل.

من المهم للغاية أن يتم إجراء قياسات مستوى الصوت باستخدام ترجيح التردد الصحيح - عادة الترجيح A. على سبيل المثال ، قياس الضوضاء النغمية بحوالي 31 هرتز يمكن أن يؤدي إلى خطأ 40 ديسيبل في حالة استخدام الترجيح C بدلاً من الترجيح A.

ترجيح

الترجيح الأكثر شيوعًا المستخدم في قياس الضوضاء هو الترجيح A. مثل الأذن البشرية ، يؤدي هذا إلى قطع الترددات المنخفضة والعالية التي لا يسمعها الشخص العادي.

المحدد في معايير مقياس مستوى الصوت (IEC 60651 ، IEC 60804 ، IEC 61672 ، ANSI S1.4) ، يمكن رؤية رسم بياني لاستجابة التردد إلى اليمين.

يتم التعبير عن القياسات المرجحة بـ ديسيبل أو ديسيبل (أ).

ج الترجيح

تختلف استجابة الأذن البشرية باختلاف مستوى الصوت. عند المستويات الأعلى ، 100 ديسيبل وما فوق ، تكون استجابة الأذن أكثر انبساطًا ، كما هو موضح في الاستجابة C المرجح على اليمين.

على الرغم من استخدام استجابة A-Weighted في معظم التطبيقات ، إلا أن C-Weighting متاح أيضًا في العديد من أجهزة قياس مستوى الصوت. يستخدم الترجيح C عادةً لقياسات الذروة وأيضًا في بعض قياسات الضوضاء الترفيهية ، حيث يمكن أن يمثل نقل ضوضاء الجهير مشكلة.

يتم التعبير عن القياسات المرجحة C كـ دي بي سي أو ديسيبل (ج).

الترجيح Z

الترجيح- Z هو استجابة تردد مسطحة من 10 هرتز إلى 20 كيلو هرتز و plusmn1.5dB. تحل هذه الاستجابة محل الردود الأقدم & quotLinear & quot أو & quotUnweighted & quot لأن هذه لم تحدد نطاق التردد الذي سيكون المقياس خطيًا عليه.

يتم التعبير عن قياسات Z-weighted كـ ديسيبل أو ديسيبل (ع).


ما هي دقة الأذن البشرية للنغمة؟

هل الأذن البشرية قادرة على توضيح ما بين 440.01 هرتز و 440.01 هرتز على سبيل المثال؟

لقد وجدت هذا الموقع منذ فترة وجيزة لتدريب الأذن الفردي. يمنحك هذا الاختبار نغمتين (نغمة أساسية متبوعة بأخرى تتغير) وعليك تحديد ما إذا كانت النغمة الثانية أعلى أم أقل من الأولى. إنه & # x27s سهل في البداية ولكن الفترات الفاصلة بين النغمات تصبح أصغر وأصغر حتى تبدو وكأنها نفس النغمة تقريبًا. بالتأكيد يستحق المحاولة! (أوصي بسماعات الرأس) http://tonometric.com/adaptivepitch/

عندما كنت في فرقة موسيقى الجاز في المدرسة الإعدادية ، كان تمرين تدريب الأذن الخاص بالمخرج يتألف من عزف نغمتين عشوائيتين من المقياس اللوني على البيانو ، ثم جعلنا نكتب الفاصل الزمني بينهما. يمكنك تحقيق ذلك إما عن طريق التأقلم مع كل فترة زمنية & # x27s التنافر والاتساق و & quot ؛ الشعور بها & quot ، أو من خلال معرفة أغنية مشهورة تفتح مع تلك الفترة ، مثل & quot؛ Jaws & quot (ثانوي ثان) أو & quot The Eyes of Texas are Upon You & quot (الرائد الخامس ).

وصلت إلى 1.5 هرتز ولكن حتى عند 3 هرتز تبدو متطابقة تقريبًا.

دقة تردد الأذن هي 3.6 هرتز داخل الأوكتاف من 1000-2000 هرتز. وهذا يعني أن التغييرات في طبقة الصوت أكبر من 3.6 هرتز يمكن إدراكها في بيئة سريرية. ومع ذلك ، يمكن إدراك الاختلافات الصغيرة في طبقة الصوت من خلال وسائل أخرى. على سبيل المثال ، غالبًا ما يمكن سماع تداخل نغمتين على أنهما فرق تردد (منخفض).

كمرجع ، على مقياس A440 متساوي في درجة الحرارة ، يكون التردد لـ C المرتفع (المعروف أيضًا باسم سوبرانو C) هو 1046.50 هرتز و C # هو 1108.73 هرتز (فرق 62.23 هرتز). 3.6 هرتز هي 1/17 من هذا الاختلاف.


الحقيقة

تشير تمارين الفصل حول علم الوراثة في شحمة الأذن إلى وجود فئتين متميزتين ، الحر (F) والمرفق (A). ومع ذلك ، فقد أشارت العديد من الأوراق حول علم وراثة شحمة الأذن إلى أن هناك العديد من الأشخاص الذين يعانون من شحمة الأذن المتوسطة (Quelprud 1934 و Wiener 1937 و Dutta و Ganguly 1965). صنف El Kollali (2009) شحمة الأذن إلى ثلاثة أنواع ، بناءً على ما إذا كانت زاوية التعلق حادة ، أو صحيحة ، أو منفرجة. لعمل الصورة أعلاه ، بحثت عن صور لراكبي دراجات محترفين (لأن لديهم شعرًا قصيرًا) ، ووجدت 12 مع آذانهم تظهر ، ورتبتهم من مجاني إلى مرفق. لا يبدو لي كما لو أن هناك فئتين فقط بدلاً من ذلك ، فهناك تباين مستمر في ارتفاع نقطة التعلق ("otobasion inferius") بالنسبة إلى أدنى نقطة في شحمة الأذن ("subaurale"). تقع شحمة أذني في منتصف المسافة بين الطرفين المتطرفين ولا أستطيع أن أخبرك ما إذا كان ينبغي اعتبار شحمة أذني مجانية أم مرفقة.


بناء منصة جديدة للطب التجديدي

نحن رواد في تنشيط الخلايا السلفية (PCA). على غرار الخلايا الجذعية ، فإن الخلايا السلفية مبرمجة مسبقًا لإنشاء أنواع خلايا محددة. في الأذن الداخلية ، على سبيل المثال ، يولدون خلايا الشعر الحسية التي تمكننا من السمع.

نعتقد أن هذا النهج يمكن تطبيقه على مجموعة من الأنسجة والأعضاء المصابة بالأمراض التنكسية. نحن بصدد إنشاء فئة جديدة من العلاجات التي تهدف إلى تنشيط هذه الخلايا السلفية باستخدام جزيئات صغيرة لا تغير الجينات والتي يمكن توصيلها بتعقيد أقل من الأدوية التجديدية الحالية.


شحذ تصور الملعب

تشير دقة درجة الصوت العالية للأذن إلى أن حوالي 12 خلية شعر فقط ، أو حوالي ثلاث طبقات من البنوك الأربعة للخلايا مرتبطة بكل طبقة صوت يمكن تمييزها. من الصعب تصور رنين ميكانيكي حاد للغشاء القاعدي. لذلك نحن نبحث عن تحسينات لنظرية المكان الأساسية لإدراك الملعب.

يجب أن تكون هناك آلية معينة تزيد من حدة منحنى استجابة عضو كورتي ، كما هو مقترح تخطيطيًا في الرسم التخطيطي. وقد تم اقتراح العديد من هذه الآليات.
فهرس


السمع البشري يتفوق على مبدأ فورييه في عدم اليقين

تمثل كل نقطة أداء موضوع ما في المهمة 5 (قياس مدة الصوت وتردده في وقت واحد) ، مع حدة زمنية على المحور السيني وحدّة التردد على المحور الصادي. تغلبت جميع النقاط داخل المستطيل الأسود على مبدأ فورييه لعدم اليقين. الائتمان: Oppenheim and Magnasco © 2013 American Physical Society

(Phys.org) - لأول مرة ، اكتشف الفيزيائيون أنه يمكن للبشر التمييز بين تردد الصوت (المرتبط بنبرة النغمة) والتوقيت (سواء جاءت النغمة قبل نغمة أخرى أو بعدها) بأكثر من 10 مرات من الحد المفروض من خلال مبدأ عدم اليقين فورييه. ليس من المستغرب أن بعض الأشخاص الذين يتمتعون بأفضل دقة استماع كانوا موسيقيين ، ولكن حتى غير الموسيقيين يمكن أن يتجاوزوا حد عدم اليقين. تستبعد النتائج غالبية خوارزميات الدماغ المعالجة السمعية التي تم اقتراحها ، نظرًا لأن نماذج قليلة فقط يمكنها مطابقة هذا الأداء البشري المثير للإعجاب.

نشر الباحثون ، جاكوب أوبنهايم ومارسيلو ماجناسكو من جامعة روكفلر في نيويورك ، دراستهم حول أول اختبار مباشر لمبدأ فورييه لعدم اليقين في السمع البشري في عدد حديث من رسائل المراجعة البدنية.

ينص مبدأ فورييه لعدم اليقين على وجود مقايضة تردد زمني للإشارات الصوتية ، بحيث كلما كانت مدة الصوت أقصر ، كلما كان انتشار أنواع مختلفة من الترددات مطلوبًا لتمثيل الصوت. على العكس من ذلك ، يجب أن يكون للأصوات ذات المجموعات الضيقة من الترددات فترات أطول. يحد مبدأ عدم اليقين من دقة القياس المتزامن لمدة الصوت وتردده.

للتحقيق في السمع البشري في هذا السياق ، لجأ الباحثون إلى علم النفس الفيزيائي ، وهو مجال دراسة يستخدم تقنيات مختلفة للكشف عن كيفية تأثير المنبهات الجسدية على الإحساس البشري. باستخدام الفيزياء ، يمكن لهذه التقنيات أن تضع قيودًا صارمة على أداء الحواس.

لاختبار مدى الدقة التي يمكن أن يقيس بها البشر مدة الصوت وتواتره في وقت واحد ، طلب الباحثون من 12 شخصًا أداء سلسلة من مهام الاستماع التي تؤدي إلى المهمة النهائية. في المهمة النهائية ، طُلب من الأشخاص التمييز في وقت واحد بين ما إذا كانت ملاحظة الاختبار أعلى أو أقل في التردد من النوتة الرئيسية التي تم تشغيلها قبلها ، وما إذا كانت ملاحظة الاختبار قد ظهرت قبل أو بعد ملاحظة ثالثة ، والتي كانت ملحوظة بسبب تردده أعلى بكثير.

عندما يميز الشخص بشكل صحيح تردد وتوقيت ملاحظة مرتين على التوالي ، يزداد مستوى الصعوبة بحيث ينخفض ​​كل من الاختلاف في التردد بين النغمات والوقت بين الملاحظات. عندما يستجيب موضوع ما بشكل غير صحيح ، سيزداد التباين لتسهيل المهمة.

(أ) في المهمة 5 ، يُطلب من الأشخاص التمييز في وقت واحد بين ما إذا كانت ملاحظة الاختبار (الحمراء) أعلى أو أقل في التردد من الملاحظة الأولية (الخضراء) ، وما إذا كانت ملاحظة الاختبار تظهر قبل النغمة العالية (الزرقاء) أو بعدها. (ب) المهام من 1 إلى 4 تؤدي إلى المهمة 5: المهمة 1 هي التكرار فقط ، والمهمة 2 هي التوقيت فقط ، والمهمة 3 هي التردد فقط ولكن مع الملاحظة العالية (الزرقاء) كمشتت ، والمهمة 4 هي التوقيت فقط ، ولكن مع الملاحظة (الخضراء) الأولية كمشتت. الائتمان: Oppenheim and Magnasco © 2013 American Physical Society

اختبر الباحثون الموضوعات بنوعين مختلفين من الأصوات: صوت غاوسي ، يتميز بالصعود والهبوط الذي يتبع شكل منحنى الجرس ويشبه النوتة الموسيقية ، ويتميز بارتفاع سريع وبطء تسوس أسي. وفقًا لمبدأ عدم اليقين ، يصعب قياس الأصوات الشبيهة بالملاحظات بدقة عالية مقارنة بالأصوات الغاوسية.

ولكن كما اتضح ، يمكن للأشخاص التمييز بين نوعي الأصوات بأداء مثير للإعجاب بنفس القدر. في حين تفوقت بعض الموضوعات في تمييز التردد ، كان أداء معظمهم أفضل بكثير في تمييز التوقيت. أعلى نتيجة ، حققها موسيقي محترف ، انتهكت مبدأ عدم اليقين بمعامل يبلغ حوالي 13 ، بسبب الدقة العالية المتساوية في حدة التردد ودقّة التوقيت. تم تحقيق النتيجة بأعلى حدة توقيت (3 مللي ثانية) بواسطة موسيقي إلكتروني يعمل في تحرير الصوت بدقة.

يعتقد الباحثون أن هذه القدرة على الاستماع البشري الفائقة ترجع جزئيًا إلى البنية الحلزونية واللاخطية في القوقعة. في السابق ، أثبت العلماء أن الأنظمة الخطية لا يمكن أن تتجاوز حد عدم اليقين في التردد الزمني. على الرغم من أن معظم الأنظمة غير الخطية لا تعمل بشكل أفضل ، فإن أي نظام يتجاوز حد عدم اليقين يجب أن يكون غير خطي. لهذا السبب ، من المحتمل أن تكون العناصر اللاخطية في القوقعة جزءًا لا يتجزأ من دقة المعالجة السمعية البشرية. نظرًا لأن الباحثين قد عرفوا لفترة طويلة عن اللاخطية في القوقعة ، فإن النتائج الحالية ليست مفاجئة تمامًا كما كانت ستبدو لولا ذلك.

وقال ماجناسكو "إنه ليس مفاجئًا" Phys.org. "لقد فوجئنا ، لكننا توقعنا أن يحدث هذا. الشيء ، رياضيًا ، كان الاحتمال موجودًا طوال الوقت. هناك نظرية تؤكد أن عدم اليقين لا يطيعه إلا المشغلون الخطيون (مثل المشغلين الخطيين لميكانيكا الكم). الآن هناك خمسة عقود من التوثيق الدقيق لمدى قسوة القوقعة غير الخطية ، ولكن ليس من الواضح كيف تساهم أي من اللاخطية في القوقعة في تحسين حدة التردد الزمني. نحن نعلم الآن أن نتائجنا تشير ضمنيًا إلى أن بعض هذه العناصر اللاخطية لها غرض من شحذ حدة ما وراء السذاجة حدود خطية.

"ما زلنا مندهشين للغاية من مدى جودة أداء موضوعاتنا ، وفوجئنا بشكل خاص بحقيقة أن أكبر المكاسب كانت على ما يبدو ، إلى حد كبير ، في التوقيت. كما ترى ، يميل الفيزيائيون إلى الاعتقاد بأن السمع هو طيف. لكن الطيف هو الوقت -الاستقلالية ، والسمع يدور حول العابرين بسرعة. قيل لنا للتو ، من خلال البيانات ، أن أدمغتنا تهتم كثيرًا بالتوقيت ".

النتائج لها آثار على كيفية فهمنا للطريقة التي يعالج بها الدماغ الصوت ، وهو سؤال أثار اهتمام العلماء لفترة طويلة. في أوائل السبعينيات ، وجد العلماء تلميحات إلى أن السمع البشري يمكن أن ينتهك مبدأ عدم اليقين ، لكن الفهم العلمي والقدرات التقنية لم تكن متطورة بما يكفي لتمكين إجراء تحقيق شامل. نتيجة لذلك ، تستند معظم نماذج تحليل الصوت اليوم إلى نظريات قديمة يمكن إعادة النظر فيها الآن من أجل التقاط دقة السمع البشري.

وقالت ماجناسكو: "في الندوات ، أحب أن أوضح مقدار المعلومات التي يتم نقلها بالصوت من خلال تشغيل الصوت من المشهد في الدار البيضاء حيث تتوسل إلسا ،" عزفها مرة واحدة ، سام "، يتظاهر سام بالجهل ، كما تصر إلسا". "يمكنك التعرف على النص الذي يتم التحدث به ، ولكن يمكنك أيضًا التعرف على حجم الكلام ، والموقف العاطفي لكلا المتحدثين ، وهوية المتحدثين بما في ذلك لهجة المتحدث (السويدية الباهتة إنغريد ، على الرغم من أن شخصيتها نرويجية ، وأنا كذلك أخبر النرويجيون أن بإمكانهم التمييز بين Sam's AAVE [الإنجليزية الأمريكية الأفريقية]) ، والمسافة إلى المتحدث (تهمس إلسا لكنها أقرب ، سام يتظاهر بصوت عالٍ بالجهل لكنه في الخلف) ، موقف المتحدث (في منزلك تعرف عندما يكون شخص ما ينادونك من غرفة أخرى ، في أي غرفة هم!) ، اتجاه المتحدث (ينظر إليك أو بعيدًا عنك) ، انطباع عن الغرفة (كبيرة ، صغيرة ، مغطاة بالسجاد).

"المشكلة هي أن العديد من المجالات ، الأساسية والتجارية على حد سواء ، في التحليل السليم تحاول إعادة بناء واحد فقط من هذه ، ومن أجل ذلك قد يستخدمون نماذج أولية من السمع المبكر التي تنقل معلومات كافية لأغراضهم. ولكن المشكلة هي أنه عندما التحليل عبارة عن خط أنابيب ، مهما كانت المعلومات المفقودة في مرحلة معينة لا يمكن استعادتها في وقت لاحق. لذلك إذا حاولت إجراء تحليل رائع للغاية ، دعنا نقول ، التصريفات الصوتية لمغنية سوبرانو غنائية ، فلا يمكنك فعل ذلك باستخدام نماذج أكثر فظاظة ".

من خلال استبعاد العديد من النماذج الأبسط للمعالجة السمعية ، قد تساعد النتائج الجديدة في توجيه الباحثين لتحديد الآلية الحقيقية التي تكمن وراء فرط حدة السمع البشري. يمكن أن يكون لفهم هذه الآلية تطبيقات واسعة النطاق في مجالات مثل تحليل صوت التعرف على الكلام ومعالجته والرادار والسونار وعلم الفلك الراديوي.

قال ماجناسكو: "يمكنك استخدام أساليب مربو الحيوانات في الرادار أو السونار لمحاولة تحليل التفاصيل بما يتجاوز عدم اليقين ، نظرًا لأنك تتحكم في شكل موجة pinging في الواقع ، كما تفعل الخفافيش".

بناءً على النتائج الحالية ، يبحث الباحثون الآن في كيفية ضبط السمع البشري بشكل أكثر دقة تجاه الأصوات الطبيعية ، وكذلك دراسة العامل الزمني في السمع.

وقال ماجناسكو "مثل هذه الزيادات في الأداء لا يمكن أن تحدث بشكل عام دون بعض الافتراضات". "على سبيل المثال ، إذا كنت تختبر الدقة مقابل الدقة ، فأنت بحاجة إلى افتراض أن جميع الإشارات مفصولة جيدًا. لدينا مؤشرات على أن نظام السمع متوافق بدرجة كبيرة مع الأصوات التي تسمعها بالفعل في الطبيعة ، على عكس السلاسل الزمنية المجردة يأتي هذا تحت عنوان "النظريات البيئية للإدراك" حيث تحاول فهم مساحة الكائنات الطبيعية التي يتم تحليلها في بيئة ملائمة من الناحية البيئية ، وقد حققت نجاحًا كبيرًا في الرؤية. يتم إنتاج العديد من الأصوات في الطبيعة من خلال النقل المفاجئ لـ الطاقة متبوعة بانحلال بطيء ومثبط ، وبالتالي كسر التناظر الانعكاسي للوقت. لقد اختبرنا للتو أن الأشخاص يقومون بعمل أفضل بكثير في تمييز التوقيت والتردد في الإصدار الأمامي مقارنة بالإصدار المعكوس بالزمن (تم إرسال المخطوطة). لذلك ، فإن الجهاز العصبي يستخدم معلومات محددة عن فيزياء إنتاج الصوت لاستخراج المعلومات من التدفق الحسي.

"نحن ندرس أيضًا بهذه الأساليب مفهوم تزامن الأصوات. إذا كنا نستمع إلى مقطوعة من عزف على البيانو ، فسيكون لدينا تصور واضح إذا وصل الفلوت متأخراً إلى جملة وأخر البيانو ، حتى على الرغم من أن الفلوت والبيانو ينتجان أصواتًا ممتدة ، أطول بكثير من الدقة التي ندرك بها محاذاةهم. بشكل عام ، بالنسبة للعديد من الأصوات ، لدينا فكرة واضحة عن "وقت" واحد مرتبط بالصوت ، مرات عديدة ، في أذهاننا ، للقيام بالإجراء الذي نتخذه لتوليد الصوت بأنفسنا (ضربة ، ضربة ، إلخ) ".


تألق: 6 كيلو هرتز إلى 20 كيلو هرتز

الشكل 7 - مدى تردد التألق من 6 كيلو هرتز إلى 20 كيلو هرتز

ال تألق يتكون النطاق بالكامل من التوافقيات وهو مسؤول عن تألق وهواء الصوت. تعزيز حوالي 12 كيلو هرتز يجعل تسجيل الصوت أكثر هاي فاي.

كن حذرًا من التعزيز في هذه المنطقة لأنه يمكن أن يبرز الهسهسة ويسبب إجهاد الأذن.


شاهد الفيديو: تخلص من طنين الأذن بتمرين واحد فقط علاج طنين الأذن - Tinnitus (أغسطس 2022).