В слуховых отделах ствола головного мозга, т.е. в улитковых ядрах, оливах и т.д., происходит первичная обработка звуковых сигналов: определяется высота тона, громкость и некоторые признаки тембра. В слуховой коре идут сложные процессы обработки сигнала, многие из которых нельзя считать врожденными, наследственными; они формируются в общении с людьми и природой, начиная с раннего детства. Алгоритмы обработки сигналов в слуховой коре изучены мало. Установлено, однако, что у большинства людей (95 % правшей и 70 % левшей) в левом полушарии выделяются и обрабатываются смысловые признаки акустической информации, а в правом — эстетические. Этот факт подтверждается опытами по диетическому (раздвоенному) восприятию речи и музыки. При подведении разных речевых сигналов к левому и правому уху, например при слушании левым ухом одного, а правым -другого набора цифр, слушатель отдает предпочтение тому из них, который слышит
34
Здесь (j измеряется в сонах, р3в — в паскалях, / — в ваттах на квадратный метр. Степенная зависимость 6'(р3в) или G(I] называется законом С. Стивенса.
Из закона Стивенса следует, что в средней части звукового диапазона частот громкость пропорциональна звуковому давлению или напряжению в электрической части звукового тракта в степени 0,6 или интенсивности звука (или электрической мощности сигнала на входе громкоговорителя) в степени 0,3. Для приближенной оценки считают, что громкость пропорциональна кубичному корню из мощности.
Семейство изофон рассматривают как совокупность частотных характеристик слуховой системы, измеренных " по выходу" . При'подобных измерениях величину выходного сигнала (в данном случае громкость) поддерживают постоянной и регистрируют частотную зависимость величины входного сигнала. Из кривых, приведенных на рис. 3.6, видно, что частотные характеристики слуха неравномерны, и эта неравномерность тем больше, чем меньше уровень громкости. Наибольшая чувствительность слуха отмечается в окрестности частоты 3000 Гц: там находится резонанс слухового прохода.
Еще лучше частотные и высотные свойства слуха иллюстрируются кривыми, изображенными на рис. 3.8. Они построены по графикам рис. 3.5-3.7 и представляют собой частотные характеристики слуховой системы "по входу", т.е. зависимость величины выходного сигнала (громкости) от высоты тона или частоты при постоянной величине входного сигнала (звукового давления, интенсивности). На рис. 3.8 каждый из двух сигналов определен в своих естественных параметрах: входной — в физических (уровень интенсивности — частота), выходной — в психоакустических (громкость — высота тона).
3.4. Преобразование сигналов слуховой
системой
При изложении материала этого раздела будем придерживаться гидродинамической теории слуха, за разработку которой Дьердь Бекеши, американский акустик венгерского происхождения, в 1961 г. удостоен Нобелевской премии. Наружное и среднее ухо в совокупности представляют собой линейный преобразователь акустических колебаний в механические колебания стремени, которые в свою очередь приводят к перепадам давления по обе стороны основной мембраны, что равносильно одностороннему действию на нее избыточного давления. В жидкостях внутреннего уха волновые процессы отсутствуют, так как во всем слышимом диапазоне частот длина волны в этих жидкостях много больше длины улитки. Можно считать, что к основной мембране по всей ее длине приложено одно и то же избыточное давление.
41
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.