نوار آهنگ های منتخب

angle-left null درک بازتاب­های صوتی

در این بخش و بخش بعدی ما ساختار ساده­ای را برای پاسخ ضربه در نظر می­گیریم که از مؤلفه­ی صدای مستقیم و یک یا چند تکرار آن تشکیل شده است. دو پرسش در این مورد وجود دارد، یعنی:

  1. تحت چه شرایطی یک بازتاب (بدون توجه به روشی که آشکارسازی می­شود) محسوس نخواهد بود و تحت چه شرایطی توسط صدای مستقیم پوشانده می­شود.
  2. تحت چه شرایطی نرخ حظور بازتاب به عنوان اختلالی در احساس شنوایی در نظر گرفته می­شود.( به عنوان نمونه پژواک یا تغییر رنگ صدایی)

بیشتر نتایج گزارش شده از تحقیقات گروه Third physical institvre در گوتینگن (W Burogart, HIC Ochlscloge, HP Seaphim) که در Acustica چاپ شده، آورده شده است.

ابتدا با این فرضیه شروع می­کنیم که سطح آستانه­ای وجود دارد که ترازی قبل شنیدن بازتاب را از ترازهای بازتابی که کاملاً پوشانده می­شود جدا می­کند. این سطح آستانه­ی مطلق یا ساده­تر، سطح آستانه­ی شنوایی تابعی از تأخیر زمانی نسبت به صدای مستقیم نیست بلکه به جهت برخورد، نوع سیگنال و یا شاید دیگر پارامترهایی نیز وابستگی داشته باشد.

در تمام جریان این مبحث اینگونه فرض می­کنیم که شنونده در راستای برخورد صدای مستقیم قرار دارد.

برای پیدا کردن این مقدار آستانه روشی وجود دارد که در ان دو تنظیم متناوب میدان صدا که در داشتن و نداشتن بازتاب­های خاصی با هم تفاوت دارند، ارائه می­شود. از افراد پرسیده می­شود که آیا تفاوتی بین این دو میزان صدا متوجه می­شوند یا نه (البته باید فرد از این تفاوت مطمئن باشد و از قبل نداند که در حال حاضر به کدام تنظیم دارد گوش می­دهد) پاسخ افراد از نظر آماری بررسی می­شود. سطحی را که 50% افراد پاسخ مثبت بدهند به عنوان مقدار آستانه­ی مطلق[1] در نظر گرفته می­شود. (شکل 1)

ما ابتدا با پاسخ ضربه­ای متشکل از دو مؤلفه­ی صدای مستقیم و یک بازتاب شروع می­کنیم.  به عنوان مثال بازتابی را در نظر بگیرید که 60ms نسبت به صدای مستقیم تأخیر دارد. (مطابق

 

شکل 1 : شبیه سازی میدان صدا در یک اتاق بدون انعکاس

این معادله­ بازتاب هنگامی شنیده می­شود که تراز آن 40dB پایین­تر از تراز سیگنال مستقیم باشد.)

در شکل 2 برای سه سیگنال مختلف (سخنرانی مستقر، هجای کوتاه و پالس نویز سفید با مدت زمان 50ms) آستانه­ی تراز شنیداری بر حسب تابعی از زاویه­ی برخورد نمایش داده شده است. (جهت­های بررسی­شده به صفحه­ی افقی محدود شده­اند.) اینکه تا چه حد تراز آستانه مشهود است به نوع سیگنال صدا دارد. به هر حال در همه­ی موارد، پدیده­ی پوشش صدای مستقیم برای حالتی که زاویه برای دو مؤلفه برابر است بیان می­شود  به عبارت دیگر سیستم شنوایی ما نسبت به بازتاب­هایی که از جهات جانبی می­آید حساس­تر است تا بازتاب‌هایی که از جلو با عقب می­آیند. باید اضافه نمود که بازتاب­هایی که از بالا می­آیند نسبت به بازتاب‌هایی که از اطراف می­آید بطور مؤثرتری پوشانیده می­شود. (شکل 2)

اگر سیگنال صدا سخنرانی نباشد و موسیقی باشد، شنوایی ما بطور کلی حساسیت کمتری نسبت به بازتاب­ها دارد. این نتیجه­ی کلی تحقیقات شوبرت[2] است که بر روی موتیف­های گوناگون موسیقی کار می­کرد.

 

شکل 2: آستانه شنوایی بازتاب‌هایی با تاخیر ms50 برای مکالمه‌ی پیوسته(a)، هجاهای کوتاه(b) و نویزی با عرض پالس ms50 (c)

یکی از نتایج در شکل 3 نشان داده شده است که در آن تراز آستانه­ی میانگین بیش از شش عدد موتیف متفاوت موزیکال آورده شده است. با افزایش زمان تأخیر تراز آستانه با سرعتی کمتر از آنچه در معادله­‌ی آخر می­باشد افت می­کند. پیشینه مقدار شیب افت در حدود dB/ms 0.13 می­باشد. در مورد سخنرانی میزان تراز آستانه برای بازتاب­های رسیده از اطراف به طور محسوسی پایین­تر از برخوردهای فرونتال می­باشد علاوه بر این ریورب­های اضافه­شده تشخیص بازتاب را دشوارتر می­کند. بدیهی است که ریورب­های صدا باعث افزایش پوشش و یا دست­کم پیوسته­تر شدن سیگنال­های صدا می­شود. برای پیش از یک بازتاب پارامترهایی که تغییر می­کند به سرعت افزایش می­یابد. خوشبختانه هر انعکاس اضافی کاملاً وضعیت شنوایی جدیدی را تولید نمی­کند. در شکل 4 تراز آستانه را برای انعکاس­های متنوع جمع­شونده به میدان صدای پوشاننده­ی متشکل از صدای مستقیم به اضافه­ی یک، دو، سه و چهار بازتاب با زمان تأخیر ثابت می­باشد نشان داده شده است. در این شکل تمام بازتاب­ها هم‌جهت با صدای مستقیم هستند. بازتاب­های ثابت با خطوط عمودی و با تأخیر زمانی مربوطه نشان داده شده­اند. ارتفاع آن­ها معیاری از میزان قدرت بازتاب­هاست.

 

شکل 3: آستانه‌ی شنوایی بر اساس زمان تاخیر برای شش عدد موتیف موسیقی متفاوت

شکل 4 : آستانه‌ی شنوایی بازتاب‌های اضافه شده به صدای مستقیم با یک، دو و سه بازتاب با زمان تاخیرهای ثابت ms50.  سیگنال از نوع گفتار می‌باشد و از روبرو می‌آید.

 

 

 

 

نویسنده: سید محمد موسوی


1 Absolute Threshold Of Perceptibility

1 Schubert