Слуховая система - Альтман Я.А.
Скачать (прямая ссылка):
Эти сигналы поступают на нелинейнме преобразователи НП. Нелинейные преобразователи НП вместе с входным фильтром ФВЧ обеспечивают подъем порогов на низких частотах, ускоренное нарастание частичных громкостей при малых уровнях с последующим замедлением нарастания громкости при больших уровнях.
После нелинейных преобразователей НП сигналы частотных каналов поступают на нелинейный сумматор НС. Назначение нелинейного сумматора состоит в том, чтобы сформировать частотные характе-
Рис. 21. Функциональная схема измерителя громкости (по: Zwicker, 1977).
Обозначения см. в тексте.
ристики спектральных каналов по образцу частотных характеристик спектрального анализатора слуха. Если фильтры, образующие фильтровую гребенку, имеют частотные характеристики, соответствующие характеристикам спектрального слухового анализатора, например такие, как описанные в разделе, посвященном громкости широкополосных сигналов (Карницкая, 1972), то нелинейный сумматор не нужен. Однако в аналоговых схемах такие свойства фильтров, как уменьшение наклона их частотных характеристик при больших уровнях, соответствующее, например, формулам (2), может оказаться проще реализовать посредством нелинейного сумматора. И фильтровой гребенке могут быть использованы и фильтры с частотными характеристиками, близкими к прямоугольным. В этом случае формирование частотных характеристик спектральных каналов, приближающихся к частотным характеристикам слухового анализатора, осуществляется подходящим нелинейным сумматором.
Таким образом, на выходе нелинейного сумматора образуются частичные громкости, соответствующие своим частотным каналам.
Все частичные громкости суммируются и подаются на нелинейный временной интегратор НВИ, который может представлять собой одну из схем, рассмотренных в разделе о временной суммации громкости.
* * *
Состояние изученности функциональных характеристик громкости на сегодняшний день позволяет создавать измерители громкости, пригодные для многих практических нужд. В то же время в области исследования слуховых механизмов подсистемы громкости остается много нерешенных вопросов. Остановимся на главных.
1. Исследования временной суммации громкости основываются хотя и на значительном по объему экспериментальном материале, но полученном разными методами, как правило в узких диапазонах экспериментальных условий и на разных группах испытуемых. По этим причинам расхождения экспериментальных результатов разных авторов плохо поддаются объяснению. Однако в общем можно сказать, что большинство результатов соответствует временному интегрированию нелинейной системой с большой постоянной времени: 100—200 мс и даже больше. Сопоставления различных методов измерения временной суммации, поиск и обоснование методов, адекватных объекту исследования, оценка структуры и параметров модели временной суммации остаются актуальными для исследования слуха.
2. Среди опубликованных экспериментальных исследований амплитудных дифференциальных порогов также встречаются противоречивые результаты, в частности для модуляционных порогов при высокочастотных несущих. Частотные зависимости по временной огибающей в слуховом анализе медленных изменений громкости не всегда удается объяснить механизмом временной суммации громкости. Например, зависимость модуляционных порогов от частоты модуляции требует низкочастотной фильтрации огибающей с постоянными времени на порядок меньше, чем в моделях временной суммации. Пока нельзя считать окончательно установленными связи между функцией громкости, временной суммацией и дифференциальными порогами.
Слуховой анализ медленных амплитудных модуляций представляет собой по существу анализ изменений громкости во времени и, по современным представлениям, осуществляется подсистемой громкости. В то же время по мере увеличения частоты модуляции эта функция начинает выполняться подсистемой спектрального слухового анализа. Это свойство сцепленности различных структур и функций слуха усложняет их проявления и создает известные трудности при исследовании, которые делают невозможным изолированное изучение одной из функций.
В повседневной жизни человек сталкивается с огромным многообразием звуков — голосами человека и животных, шумами машин и механизмов, звуками музыкальных инструментов и т. п. Эти звуки с физической точки зрения могут значительно отличаться по своему спектральному составу, интенсивности, временному профилю, и для их точного физического описания требуется большое количество чисел; например, для музыкального тона — набор амплитуд и фаз гармоник; для стационарного шумового сигнала — набор чисел, характеризующих мощность шума на выходе системы параллельных фильтров, и т. п. Однако человеку для решения жизненно важных задач — обнаружения, распознавания и узнавания различных звуков — такое точное физическое описание не нужно и достаточно использовать обобщенные, а следовательно и экономичные, субъективные описания по характерным признакам звуков. Несколько таких признаков обозначаются общим термином «высота».
