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TU Berlin

Inhalt des Dokuments

Schwellen und Qualitäten bei der Wahrnehmung von Signalreflexionen in akustischen Systemen

  • Bearbeiter: Karl Roman
  • Kontakt: karl.roman AT googlemail.com
  • Eingereicht: September 2008
  • Betreuer: Prof. Dr. Stefan Weinzierl / Dr. Hans-Joachim Maempel / Prof. Dr. Brigitte Schulte-Fortkamp





Themenstellung

Diese Arbeit untersucht empfundene qualitative Merkmale die als ausschlaggebend für die Detektierbarkeit eines durch Reflexion dem Original überlagerten, zeitlich verzögerten Signals empfunden werden. Aufbauend auf einer vorangegangenen Magisterarbeit von Stefan Brunner in der Hörschwellen von den sogenannten Kammfilterverzerrungen ermittelt wurden, soll nun eine Kartierung erstellt werden, um das zeitliche Einsetzen der in Brunners Arbeit genannten wahrnehmbaren Qualitäten zu dokumentieren.  Es wird die Verknüpfung von Wahrnehmbarkeit und relative Bedeutsamkeit ermittelt. Ein dafür konzipierter Hörversuch gibt Aufschluss über die empfundene Stärke der Merkmalsausprägung und dient einer Theoriebildung zur Hörbarkeit von Signalreflexionen in akustischen Systemen.Es werden drei spektral unterschiedlicher Klänge, ein Piano Sample, welches ein harmonisches Spektrum aufweist, ein Snare Sample, dessen Spektrum dem des rosa Rauschens ähnelt, und ein Sprachsample, zunächst mit unterschiedlichen Pegelabstufungen und Verzögerungszeiten von 0,1 bis 60 ms dem jeweiligen Originalsignal aufaddiert, um eine Kammfilterverzerrung zu erzeugen.  Die aus einem ersten Hörversuch zur Ermittelung der Hörschwelle gewonnenen Ergebnisse werden dann in einem zweiten Hörversuch verwendet, um im überschwelligen Bereich vier vorgegebene qualitative Merkmale und ihre empfundene Stärke abzufragen, die ausschlaggebend für die Hörbarkeit sind.  Zusätzlich kann die Versuchsperson weitere Merkmale angeben.  Die gemittelten Ergebnisse werden über die Zeit aufgetragen, um so das Einsetzen der Qualitäten für die drei unterschiedlichen Klänge festzuhalten.


Zusammenfassung

Es wurden ebenmerkliche Unterschiede zwischen Original- und kammgefiltertem Signal für verschiedene Verzögerungszeiten und drei repräsentative Typen von Audiosignalen ermittelt. Während die Mittelwerte von 30 Vpn mit früheren Untersuchungen konform sind, weisen einzelne Vpn im vorliegenden Versuch zuverlässig eine deutlich höhere Detektionsleistung auf. Unterhalb der Echoschwelle sind im Vpn-Mittel Pegeldifferenzen von 13 dB (Piano), 17 dB (Sprache) bzw. 18 dB (Snare drum) eben wahrnehmbar, individuell sogar Pegeldifferenzen von 24,5 dB (Piano), 22,5 dB (Sprache) bzw. 27 dB (Snare drum). Maßgeblich für die Detektion des Kammfiltereffekts ist unterhalb einer Verzögerungszeit t0 die Wahrnehmung einer Klangfarbenänderung bzw. einer zusätzlichen Tonhöhe. Obwohl im Hörversuch beide Merkmale als ähnlich bedeutsam eingestuft werden, dominiert die Tonhöhe in den allermeisten Fällen leicht.  Oberhalb von t0 ist vor allem die Wahrnehmung eines geänderten Raumeindrucks oder eines Echos für die Detektion relevant. Je nach Pegeldifferenz liegt t0 für die Inhalte Piano und Snare drum zwischen 50 und 60 ms, für Sprache zwischen 10 und 20 ms.

Volltext (PDF, 2,2 MB)

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