Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Альтман Я.А. -> "Слуховая система" -> 12

Слуховая система - Альтман Я.А.

Альтман Я.А. Слуховая система — Л.: Наука, 1990. — 620 c.
Скачать (прямая ссылка): sluhsistema1990.djvu
Предыдущая << 1 .. 6 7 8 9 10 11 < 12 > 13 14 15 16 17 18 .. 297 >> Следующая

Дифференциальные пороги и функция громкости. Функцию громкости естественно рассматривать как интегральную кривую по отношению к дифференциальным порогам. Впервые такой подход был осуществлен Фехнером (Fechner, 1860) и основывался на обнаруженном в экспериментах относительном постоянстве дифференциальных порогов: ДI/1—с, где I — интенсивность стимула, Д/ — едва обнаруживаемое изменение интенсивности, с — константа. Это соотношение, известное как закон Вебера, вместе с гипотезой Фехнера
о постоянстве едва заметных изменений ощущения, Д L—c, послужило обоснованием дифференциального уравнения dI/I—с, которое приводило к закону Фехнера: L=^=ln I.
Однако логарифмическая шкала не вполне соответствовала экспериментальным психофизическим шкалам. В результате работ Стивенса (Stevens, 1936, 1951, 1961) стало общепризнанным, что наилучшей из простейших аппроксимаций для психофизических шкал является степенной закон L—Ikl2. В соответствии с гипотезой Стивенса сохраняется постоянство едва заметных относительных изменений ощущения: ДL/L—c. Вместе с законом Вебера это приводило к дифференциальному уравнению dI/I—(dL/L) к/2, которое как раз соответствовало степенному закону.
В настоящее время справедливость закона Вебера принято оценивать в конкретных случаях по показателю степени v в соотношении
Чем ближе у к 1, тем лучше выполняется закон Вебера. Для модуляционных дифференциальных порогов по Цвикеру (Цвикер, Фельдкеллер, 1971) 7/8. Однако динамический диапазон слуха
достаточно велик, чтобы даже при v, близком к 1, дифференциальные пороги при уровнях 10 и 90 дБ отличались почти в 20 раз, так что для
слуха этот закон можно считать верным только в первом приближении.
Пирс (Pierce, 1958) принял гипотезу Флетчера: громкость звука L в сонах пропорциональна среднему количеству р, нервных импульсов в секунду. Он предположил также, что изменения громкости маскируются флюктуациями импульсного потока, так что едва заметное изменение громкости дL равно среднему квадратическому значению
о флюктуаций числа нервных импульсов в секунду. В 1958 г. еще отсутствовали данные экспериментальных измерений характеристик случайных импульсных процессов в нервных волокнах слуховой сети. Пирс предположил, что случайные последовательности нервных импульсов близки к пуассоновским, что позднее было экспериментально подтверждено другими авторами. Для пуассоновских импульсных процессов fx= а2, поэтому едва заметные изменения громкости Д? = = n\jL, га—const. Количество дифференциальных порогов громкости AM в диапазоне громкости dL определяется соотношением AM— =tdL/AL—AL/(n\JL), поэтому количество дифференциальных порогов громкости М, отсчитываемое от нулевого значения громкости, равно M=2\jLfn, что удовлетворительно соответствует экспериментальным данным.
Вместо числа М удобнее иметь дело с дифференциальным порогом в децибелах Да;—20 lg (1 + Д/?/р)=10 lg (1 + Д///) или с пороговым коэффициентом амплитудной модуляции т—0.5 Др/р. Так как обычно Др/р«2т<^ 1, то можно приближенно полагать, что т=* =^Да:/(40 lg е) и Др//)—Да:/(20 1 g е). Считая М функцией УЗД, М (z)—2\jL (х)/п, можем записать Дх— LM {Ах/АМ). Так как М в данном случае равно 1, то кх—п\1 L/(AL/Ax). Обычно функцию громкости изображают в логарифмической шкале, т. е. по оси ординат откладывают величину g—\g L. Учитывая, что AL/Ax—(AL/Ag) X X (dg/dz), получим
п е п
&Хм~ (dg/dx) VZ* ’ т~ iO(dg/dx)^T '4)
Эти соотношения удобны для графических расчетов: при известном УЗД громкость определяется по кривой рис. 7, а производная Ag/Ax определяется по этой же кривой с помощью линейки.
В дальнейшем оказалось, что опубликованные результаты могут быть разделены на две большие группы.
Эксперименты первой группы основываются на слуховом обнаружении достаточно быстрых колебаний интенсивности звука, таких как биения (Riesz, 1928), амплитудная модуляция (Цвикер, Фельдкеллер, 1971) и скачки интенсивности. На рис. 13 приведены едва обнаруживаемые на слух скачки интенсивности (Chocholle, 1955; Campbell, 1966) и теоретическая кривая 1, построенная по формуле (4) при га=0.056 и функции громкости, заданной выражением (1).
Эксперименты второй группы основываются на обнаружении разницы громкости двух звуков, разделенных паузой. В этих процессах должна участвовать долговременная слуховая память, так как пауза
увеличивает промежуток времени между сравниваемыми сигналами и организует слуховые процессы по схеме: запоминание, сравнение. На рис. 13 показаны экспериментальные зависимости дифференциальных порогов тона 1000 Гц от уровня ощущения (Dimmick, Olson, 1941; Campbell, 1966; McGill, Goldberg, 1968; Jesteadt et al., 1977; Телепнев, 1979).
Отличия экспериментальных и вычислительных процедур объясняют несовпадение данных, однако общий характер приведенных
Рис. 13. Амплитудные дифференциальные пороги.
По оси абсцисс — УЗД эс, дБ; по оси ординат — дифференциальные пороги Дя=20 lg (1 + ~т дБ. В экспериментах сравнения громкости тональных сигналов, разделенных пау-
Предыдущая << 1 .. 6 7 8 9 10 11 < 12 > 13 14 15 16 17 18 .. 297 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed