Эффект приоритета - Precedence effect

«Эффект Хааса» перенаправляется сюда. Не следует путать с эффект де Хааса – ван Альфена, Эффект Эйнштейна – де Гааза, или Эффект Шубникова – де Гааза.

В эффект приоритета или закон первого волнового фронта это бинауральный психоакустический эффект. Когда за звуком следует другой звук, разделенный достаточно короткой временной задержкой (ниже порога эха слушателя), слушатели воспринимают единичное слуховое событие; его воспринимается в пространственном расположении преобладает расположение первого звука (первого фронт волны ). Запаздывающий звук также влияет на воспринимаемое местоположение. Однако его эффект подавляется первым звуком.

В Эффект Хааса был описан в 1949 году Хельмутом Хаасом в его докторской диссертации. Тезис.[1] Его часто приравнивают к основному эффекту приоритета.

История

«Закон первого волнового фронта» был описан и назван в 1948 г. Лотар Кремер.[2]

«Эффект приоритета» был описан и назван в 1949 г. Wallach et al.[3] Они показали, что когда два идентичных звука представлены в непосредственной близости, они будут слышны как один слитный звук. В их экспериментах слияние происходило, когда задержка между двумя звуками составляла от 1 до 5 мс для щелчков и до 40 мс для более сложных звуков, таких как речь или фортепианная музыка. Когда задержка была больше, второй звук воспринимался как эхо.

Кроме того, Wallach et al. продемонстрировали, что, когда последовательные звуки, исходящие от источников в разных местах, слышались как слитные, видимое местоположение воспринимаемого звука определялось местоположением звука, который достиг ушей первым (то есть волнового фронта, приходящего первым). Второй приходящий звук оказал лишь очень небольшое (хотя и измеримое) влияние на воспринимаемое местоположение слитого звука. Они обозначили это явление как эффект приоритетаи отметил, что это объясняет, почему локализация звука возможна в типичной ситуации, когда звуки отражаются от стен, мебели и тому подобного, обеспечивая таким образом множественные последовательные стимулы. Они также отметили, что эффект приоритета является важным фактором в восприятии стереофонического звука.

Wallach et al. систематически не меняли интенсивность двух звуков, хотя они цитировали исследования Langmuir et al.[4] что предполагает, что если второй поступающий звук по крайней мере на 15 дБ громче первого, эффект приоритета исчезает.

«Эффект Хааса» взят из статьи Гельмута Хааса 1951 года.[5]В 1951 году Хаас исследовал, как на восприятие речи влияет присутствие одного связного звуковое отражение.[6] Создать безэховый В условиях эксперимент проводился на крыше отдельно стоящего здания. Другой тест проводился в комнате с время реверберации 1,6 мс. Тестовый сигнал (записанная речь) исходил из двух одинаковых громкоговорителей, расположенных под углом 45 ° влево и вправо на расстоянии 3 м от слушателя.

Хаас обнаружил, что люди локализовать источники звука в направлении первого приходящего звука, несмотря на наличие единственного отражения с другого направления. Один слуховое событие воспринимается. Отражение, приходящее позже, чем через 1 мс после прямого звука, увеличивает воспринимаемый уровень и объем (точнее воспринимаемая ширина источника звука). Одиночное отражение, приходящее в течение 5–30 мс, может быть на 10 дБ громче, чем прямой звук, не воспринимаясь как вторичное слуховое событие (эхо ). Этот промежуток времени зависит от уровня отражения. Если прямой звук исходит с того же направления, к которому смотрит слушатель, направление отражения не оказывает существенного влияния на результаты. Отражение с ослабленными более высокими частотами расширяет временной интервал, подавление эха активен.[требуется разъяснение ] Увеличенное время реверберации в помещении также увеличивает временной интервал подавления эха.[7]

Внешность

Эффект приоритета появляется, если последующие волновые фронты прибывают между 2 мс и примерно на 50 мс позже, чем фронт первой волны. Этот диапазон зависит от сигнала. Для речи эффект приоритета исчезает для задержек более 50 мс, но для музыки эффект приоритета может также появляться для задержек около 100 мс.[8]

В экспериментах с опережением и задержкой в ​​два клика эффекты локализации включают аспекты подведение итогов локализации, доминирование локализации, и подавление дискриминации по задержке. Последние два обычно считаются аспектами эффекта приоритета:[9]

  • Локализация суммирования: при задержках менее 2 мс слушатели воспринимают только один звук; его направление находится между точками опережения и запаздывания. Приложение для подведения итогов локализации - это интенсивная стереофония, где два динамика излучают один и тот же сигнал с разными уровни, что приводит к локальному направлению звука между обоими громкоговорителями. Локальное направление зависит от разницы уровней между динамиками.
  • Доминирование локализации: при задержках от 2 до 5 мс слушатели также воспринимают один звук; его расположение определяется расположением ведущего звука.
  • Подавление дискриминации по задержке: при коротких задержках слушатели менее способны различать местоположение запаздывающего звука.

При задержках более 50 мс (для речи) или около 100 мс (для музыки) задержанный звук воспринимается как эхо первого приходящего звука. Оба направления звука локализованы правильно. Время задержки для восприятия эхо-сигналов зависит от характеристик сигнала. Для сигналов с импульсными характеристиками эхо воспринимается при задержках более 50 мс. Для сигналов с почти постоянной амплитудой порог эхо-сигнала может быть увеличен до разницы во времени от 1 до 2 секунд.

Особым проявлением эффекта приоритета является эффект Хааса. Хаас показал, что эффект приоритета возникает даже в том случае, если уровень задержанного звука до 10 дБ выше уровня фронта первой волны. В этом случае диапазон задержек, в которых работает эффект приоритета, сокращается до задержек от 10 до 30 мс.

Приложения

Эффект приоритета важен для слуха в закрытых помещениях. С помощью этого эффекта остается возможным определить направление источника звука (например, направление динамика) даже при наличии стены. размышления.

Системы звукоусиления

Выводы Хааса можно применить к системы звукоусиления и публичный адресс системы. Сигнал для громкоговорителей, расположенных на удалении от сцены, может быть с задержкой в ​​электронном виде на сумму, равную время, необходимое звуку, чтобы путешествовать по воздуху от сцены до удаленного места плюс примерно 10–20 миллисекунд и играется на уровне до 10 дБ громче, чем звук, исходящий со сцены. Первое появление звука от источника на сцене определяет воспринимаемую локализацию, тогда как немного более поздний звук из динамиков с задержкой просто увеличивает воспринимаемый уровень звука, не влияя отрицательно на локализацию. В этой конфигурации слушатель будет локализовать весь звук в направлении прямого звука, но он получит выгоду от более высокого уровня звука, который был усилен громкоговорителями.[10]

Извлечение атмосферы

Эффект приоритета можно использовать для улучшения восприятия атмосферы во время воспроизведения стереозаписей.[11] Если два динамика расположены слева и справа от слушателя (в дополнение к основным динамикам), и на них будет подаваться программный материал с задержкой на 10-20 миллисекунд, компоненты окружения со случайной фазой станут достаточно декоррелированными, чтобы они не может быть локализован. Это эффективно извлекает существующее окружение записи, оставляя при этом «прямые» звуки переднего плана, которые по-прежнему исходят спереди.[12][13]

Многоканальное декодирование звука

Эффект был учтен и использован в психоакустике декодера Fosgate Tate 101A SQ, разработанного Джим Фосгейт в консультации с Питер Шайбер и Мартин Уиллкокс, чтобы обеспечить гораздо лучшую пространственность и направленность при матричном декодировании 4-2-4 (SQ квадрофонический ) аудио.

Кикер Haas

Многие старые LEDE ("живой конец, тупик") пункт управления В конструкции использовались так называемые «кикеры Haas» - отражающие панели, расположенные сзади для создания зеркальных отражений, которые, как считалось, обеспечивали более широкую зону прослушивания стерео или повышали разборчивость.[14] Однако то, что полезно для одного типа звука, вредит другим, поэтому кикеры Haas, например компрессионные потолки, больше не встречаются в диспетчерских.[15]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ "Профессиональный аудио справочник". Получено 2020-04-18. После того, как докторская диссертация Хельмута Хааса была представлена ​​в Геттингенском университете в Геттингене, Германия, как «Über den Einfluss eines Einfachechos auf die Hörsamkeit von Sprache»; переведено на английский д-ром инж. К.П.Р. Эренберг, Строительная научно-исследовательская станция, Уотфорд, Хертс, Англия. 363, декабрь 1949 г .; воспроизведен в США как «Влияние одиночного эха на слышимость речи», J. Audio Eng. Soc., Vol. 20 (март 1972 г.), стр. 145–159.
  2. ^ Кремер, Л. (1948): "Die wissenschaftlichen Grundlagen der Raumakustik", Bd. 1. Hirzel-Verlag Stuttgart.
  3. ^ Валлах, Х., Ньюман, Э. Б., и Розенцвейг, М. Р. (1949). «Эффект приоритета в локализации звука», Американский журнал психологии, 62, 315–336.
  4. ^ Ленгмюр, И., Шефер, В. Дж., Фергюсон, К. В., и Хеннелли, Э. Ф. (1944). «Исследование бинаурального восприятия направления источника звука», OSRD Report 4079, PB number 31014, Office of Technical Services, Министерство торговли США.
  5. ^ Хаас, Х. (1951). «Uber den Einfluss eines Einfachechos auf die Horsamkeit von Sprache», Acustica, 1, 49–58.
  6. ^ Артур Х. Бенаде (1990). Основы музыкальной акустики. Courier Dover Publications. п. 204. ISBN  978-0-486-26484-4.
  7. ^ Хаас, Х. «Влияние одиночного эха на слышимость речи», JAES, том 20, выпуск 2, стр. 146–159; Март 1972 г.
  8. ^ Blauert, J .: Пространственный слух - психофизика локализации звука человека; MIT Press; Кембридж, Массачусетс (1983), глава 3.1
  9. ^ Литовский Р.Ю .; Colburn, H.S .; Yost, W.A .; Гусман, С.Дж. (1999). "Эффект приоритета" (PDF). Журнал акустического общества Америки. 106 (4 Pt 1): 1633–16. Дои:10.1121/1.427914. PMID  10530009.
  10. ^ Аудио, NTi. «Как настроить для живого звукового события» (PDF). www.nti-audio.com.
  11. ^ Мадсен, Э. Роербек (октябрь 1970 г.). «Извлечение информации об атмосфере из обычных записей». Журнал Общества звукорежиссеров. 18 (5): 490–496.
  12. ^ Кац, Боб (март 1988). «Добыча против генерации». Стереофил.
  13. ^ Кац, Боб (2007). Освоение звука: искусство и наука. Тейлор и Фрэнсис. С. 229–237. ISBN  978-0240808376.
  14. ^ Дэвис, Патронис "Разработка звуковых систем", Focal Press; Выпуск 3 (20 сентября 2006 г.)
  15. ^ Филип Ньюэлл «Дизайн студии звукозаписи», Focal Press; 2-е издание (22 декабря 2007 г.)

дальнейшее чтение

  • Флойд Тул «Воспроизведение звука», Focal Press (25 июля 2008 г.), глава 6
  • Блауэрт "Пространственный слух - переработанное издание: Психофизика локализации звука человека", MIT Press; Rev Sub edition (2 октября 1996 г.)
  • Литовский и др. (1999), «Эффект предшествования» J. Acoustic. Soc. Am., Vol. 106, № 4