Äänen epäkaoottisuus ja kakofonian puute suljetussa tilassa

Seuraa 
Viestejä1473
Liittynyt6.6.2009

Olen useasti miettinyt, miten voin kuulla mitään kauniin harmonista huoneessani. Huoneethan on täynnä heijastuspintoja ja siksi luulisi kaiken äänen sotkeutuvan kauheaksi puuroksi heijastuneiden ääniaaltojen interferoidessa. Myös luulisi löytyvän hetkellisiä kohtia, joissa ääniaallot kumoavat täysin toisensa. Tämän nyt huomaakin bassotaajuuksien parempana kuulumisena joissakin pisteissä.
Ymmärrän kyllä, että huoneeni äänenheijastuspinnat eivät ole täydellisiä — vain murto-osa äänestä heijastuu ja suurin osa hajoaa eri suuntiin. Kuitenkin kaiutin lähettää muutakin, kuin vain sen kapean keilan, joka osuu suoraan korviini. Vaikka seinät sun muut kappaleet heijastaisivat vain prosentin niihin törmäävästä äänestä takaisin, niin eikö tästä korvaani osuneen luulisi olevan huomattavasti suoraan kauittimesta tulevaa voimakkaampaa interferoinutta kohinaa? Varsinkin kun desibeliasteikko on logaritminen, mikä tarkoittaa suurempaa herkkyyttä heikommille äänille. Ehkä tässä heijastukohinassa on paljon taajuuksia, jotka eivät erotu ihmiskorvin?
Laskeskelin, että jos ämyri huutaa ja tietty osuus siitä osuu heijastumatta suoraan kuuloelimiin, ja loput sitten heijastuvat jostakin jollakin todennäköisyydellä ja päätyvät korvaan jollakin todennäköisyydellä*, joka on pienempi kuin äänen todennäköisyys osua suunnatusta kaiuttimesta suoraan korvaan, niin kaikilla järkevillä parametreillä heijastumien teho pesee suoran äänen mennen tullen.
Onko ihmiskorvassa, tai oikeastaan aivoissa, minkälaiset evoluution suomat signaalinkäsittelyalgoritmit? Miten suuressa roolissa kallo on äänenkuulemistapahtumassa? Tai osaako joku kertoa akustiikasta enempää?

*ikuinen luuppi

Sivut

Kommentit (27)

Ertsu
Seuraa 
Viestejä6541
Liittynyt8.11.2007

"Petsku kirjoitti:
Laskeskelin, että jos ämyri huutaa ja tietty osuus siitä osuu heijastumatta suoraan kuuloelimiin, ja loput sitten heijastuvat jostakin jollakin todennäköisyydellä ja päätyvät korvaan jollakin todennäköisyydellä*, joka on pienempi kuin äänen todennäköisyys osua suunnatusta kaiuttimesta suoraan korvaan, niin kaikilla järkevillä parametreillä heijastumien teho pesee suoran äänen mennen tullen.

Etkö ole kuullut käsitteestä nimeltä kaiku? Kaiku tulee pienellä viiveellä alkuperäiseen ääneen verrattuna sekä kuuluu hiukan heikommin.

Vierailija

Suurin osa heijastuneesta äänestä ei osu sinuun, vaan osuu muihin esineisiin ja absorboituu niihin, joten vaikka kaikumalla välittyvä energia olisikin vaikka se prosentti, sinä et kuule siitä prosentista kuin promillen osia.

Lisäksi kuulossa oli joku sellainen ominaisuus että korva mukautuu vallitsevaan äänenpaineeseen, eikä kuule ääniä jotka ovat n-desibeliä vaimeampia.

petsku
Seuraa 
Viestejä1473
Liittynyt6.6.2009
Veikko
Suurin osa heijastuneesta äänestä ei osu sinuun, vaan osuu muihin esineisiin ja absorboituu niihin, joten vaikka kaikumalla välittyvä energia olisikin vaikka se prosentti, sinä et kuule siitä prosentista kuin promillen osia.

Olkoon 100W-kaiutin, vaikkapa 1/10000 sen tehosta osuu suoraan korviini:
100W/10000=0,01W
99,99W sen tehosta osuu johonkin muuhun ja vaikkapa prosentti tästä äänestä heijastuu:
99,99W/100=0,9999W
Heijastumasta vaikkapa 1/100000 osuu suoraan korviini (sehän ei ole suunnattua kuten kaiutin):
0,9999W/100000=0,000009999W
0,9998900001W sen tehosta osuu taas johonkin muuhun ja vaikkapa prosentti tästä äänestä heijastuu:
0,9998900001W/100=0,009998900001W
Heijastumasta vaikkapa 1/100000 osuu suoraan korviini:
0,00000009998900001W
jne...
0,01W >> 0,000009999W+0,0000000999890001W+...
Laskeskelin yöllä samankaltaisella päättelyllä heijastuksien voittavan mutta tein jonkin virheen, kun tulos oli jotakin aivan päinvastaista.
Veikko
Lisäksi kuulossa oli joku sellainen ominaisuus että korva mukautuu vallitsevaan äänenpaineeseen, eikä kuule ääniä jotka ovat n-desibeliä vaimeampia.

Tällaisista ja vastaavista kuulon ominaisuuksista olisi mukava kuulla lisää.

ovolo
Seuraa 
Viestejä5370
Liittynyt7.7.2007

Mm. mpg3 äänen pakkausalgoritmi perustuu suurelta osin peittoilmiöön, eli ihmiskorva ei erota heikkoja ääniä voimakkaamman äänen alta, joten sellaiset äänet kylmästi leikataan pois.

Ja korvat ja aivot on erinomainen äänianalysaattori. Kaikujen kakofoniassakin korva pystyy poimimaan oleellisen informaation.

Sitten kuulemiseen liittyy vielä sellainen "mystinen" ilmiö, että esim. HighEnd-äänentoistoa harrastavat kuulevat muka ihan olemattomia eroja äänessä. Esim, jos välikaapelin vaihtaa, ääni voi muuttua sulosointuiseksi, tai päinvastoin. Eli kuulemiseen liittyy paljon plaseboa, jota HighEnd-kauppiaat käyttävät häikäilemättä hyväksi ja HighEnd-äänentoistoa harrastaville myydään mitä ihmeellisempiä musiikinlaatua "parantavia" palikoita kovaan hintaan, jotka tosiasiallisesti ovat täyttä huuhaata.

Ertsu
Seuraa 
Viestejä6541
Liittynyt8.11.2007
ovolo
Mm. mpg3 äänen pakkausalgoritmi perustuu suurelta osin peittoilmiöön, eli ihmiskorva ei erota heikkoja ääniä voimakkaamman äänen alta, joten sellaiset äänet kylmästi leikataan pois.

Jaa vaikka heikompi ääni olisi eri korkuinen? Puppua sanon minä. Jos mpg3 leikkaa orkesteriteoksesta ääniä pois, niin koko mpg3 on täysin käyttökelvoton.

Vierailija
Ertsu
ovolo
Mm. mpg3 äänen pakkausalgoritmi perustuu suurelta osin peittoilmiöön, eli ihmiskorva ei erota heikkoja ääniä voimakkaamman äänen alta, joten sellaiset äänet kylmästi leikataan pois.

Jaa vaikka heikompi ääni olisi eri korkuinen? Puppua sanon minä. Jos mpg3 leikkaa orkesteriteoksesta ääniä pois, niin koko mpg3 on täysin käyttökelvoton.



Oos ny. Nimittäin jos analysoisit samalla tavalla omia korviasi, huomaisit varmasti, että olisit myös itse täysin käyttökelvoton.

On nimittäin olemassa sellainen hauska psykoakustinen efekti, kuin peittoilmiö (masking effect). Niinsanottu maskaajasignaali estää kuulemasta sitä heikompaa ns. kohdesignaalia - vaikka kohdesignaali olisi eri taajuudella. Eli pelkästään yhden voimakkaan taajuuden kuuleminen estää korvaa kuulemasta tarpeeksi heikoilla voimakkuuksilla saapuvia, tätä taajuutta ympäröiviä signaaleja. Eli käytännössä voimakkaat signaalit muuttaa kuulokynnystä niiden taajuuksien ympärillä.

Ja MP3-formaatti perustuu osin juuri tähän.

Hauskuutta tähän tuo lisää se, että peittoilmiö tuntee myös ei-samanaikaisuuden. Käytännössä siis maskaavan äänen poistuttua vielä suuruusluokka 10-100ms jälkeen korvan kuulokynnys on vielä vähän mutkalla. Hupaisinta koko hommassa on ehdottomasti se, että peittoilmiö on olemassa myös tilanteessa, joissa maskaajaääni ei ole vielä edes alkanut.

Kehotan ihan oikeasti lukemaan psykoakustiikkaa. Esim. J. Tuomaisen Psykoakustiikka: akustiikan ja havainnon välinen suhde, on kerrassaan mainio. Toinen hieno teos on Master Handbook of Acoustics (Everest & Pohlman), joka käsittelee kivasti myös äänen aistimiseen liittyviä seikkoja.

ovolo
Seuraa 
Viestejä5370
Liittynyt7.7.2007
Ertsu
ovolo
Mm. mpg3 äänen pakkausalgoritmi perustuu suurelta osin peittoilmiöön, eli ihmiskorva ei erota heikkoja ääniä voimakkaamman äänen alta, joten sellaiset äänet kylmästi leikataan pois.

Jaa vaikka heikompi ääni olisi eri korkuinen? Puppua sanon minä. Jos mpg3 leikkaa orkesteriteoksesta ääniä pois, niin koko mpg3 on täysin käyttökelvoton.



Ertsun pitää aina olla eri mieltä, kuin mitä yleisesti on tutkittu ja hyväksytty.
Mutta lukaisepa vaikka noita linkkejä, jos se asia avautuu sinullekin...

http://users.metropolia.fi/~laakj/Perus ... ressio.pdf
http://www.netlab.tkk.fi/opetus/s38118/ ... ikka.shtml
http://sites.google.com/site/hassukumma ... kkianetiss
http://mediatech.labranet.jamk.fi/~nika ... 202008.pdf
http://www.cs.tut.fi/sgn/arg/klap/da2004/koodaus.pdf

abskissa
Seuraa 
Viestejä3654
Liittynyt9.10.2008
Ertsu
ovolo
Mm. mpg3 äänen pakkausalgoritmi perustuu suurelta osin peittoilmiöön, eli ihmiskorva ei erota heikkoja ääniä voimakkaamman äänen alta, joten sellaiset äänet kylmästi leikataan pois.

Jaa vaikka heikompi ääni olisi eri korkuinen? Puppua sanon minä. Jos mpg3 leikkaa orkesteriteoksesta ääniä pois, niin koko mpg3 on täysin käyttökelvoton.

Monen mielestä mp3 onkin lähes käyttökelvoton.

We're all mad here.

ovolo
Seuraa 
Viestejä5370
Liittynyt7.7.2007
abskissa
Ertsu
ovolo
Mm. mpg3 äänen pakkausalgoritmi perustuu suurelta osin peittoilmiöön, eli ihmiskorva ei erota heikkoja ääniä voimakkaamman äänen alta, joten sellaiset äänet kylmästi leikataan pois.

Jaa vaikka heikompi ääni olisi eri korkuinen? Puppua sanon minä. Jos mpg3 leikkaa orkesteriteoksesta ääniä pois, niin koko mpg3 on täysin käyttökelvoton.

Monen mielestä mp3 onkin lähes käyttökelvoton.



Riippuu ihan pakkaussuhteesta. Esim. 256kb/sek pakattua mp3:sta on kultakorvankin vaikea erottaa alkuperäisestä. 64kb/sek pakatussa musiikissa virheet erottaa paljon helpommin.

Kaikki häviöllinen pakkaus hävittää informaatiota. MP3 ei ole ainoa häviöllinen äänen pakkausformaatti.

Samanlaista yksityiskohtien häviämistä ja kuvan suttaantumista tapahtuu myös voimakkaasti pakatussa valokuvan jpg-formaatissa.

abskissa
Seuraa 
Viestejä3654
Liittynyt9.10.2008
ovolo
Riippuu ihan pakkaussuhteesta. Esim. 256kb/sek pakattua mp3:sta on kultakorvankin vaikea erottaa alkuperäisestä. 64kb/sek pakatussa musiikissa virheet erottaa paljon helpommin.

Juu, toki. 128k mp3:sta virheitä vielä kuulee ilman niitä kultaisia korvia tai kovin tarkkoja toistovälineitä.

Kaikki ei kuitenkaan riipu pelkästään pakkaussuhteesta. Erilaiset häviölliset menetelmät tuhoavat ääntä eri tavoin. Jonkun korvaan toisen menetelmän tuottama tulos voi olla mp3:sta miellyttävämpi. Jossain tutkimuksessa jopa havaittiin, että jotkut (nuoret) pitivät mp3-pakatusta äänestä enemmän kuin alkuperäisestä! Jotkut ovat niin tottuneita pakkaushäiriöihin, että he tuntevat niiden kuuluvan musiikkiin.

We're all mad here.

Jorma
Seuraa 
Viestejä2350
Liittynyt27.12.2008
petsku

Laskeskelin yöllä samankaltaisella päättelyllä heijastuksien voittavan mutta tein jonkin virheen, kun tulos oli jotakin aivan päinvastaista.

Kaikuna korvaasi tuleva ääni voi olla moninkertainen suoraan ääneen verrattuna. Jos olet tyhjässä betonista tehdyssä huoneessa, jossa ei ole mitään ääntävaimentavaa ja kovaääninen on nurkassa, voit kuulla heijastukset voimakkaampana kuin suoran äänen.
Lisäksi useissa tiede ja kokeilu puistoissa vai mitä ne nyt ovat
(Tom tits, Heureka jne) on paraabelin muotoisia peilejä, joiden avulla kaksi ihmistä voi keskustella pitkän välimatkan yli ja vieläpä meluisassa ympäristössä. Ääntä voidaan heijastaa niinkuin valoakin, kumpikaan ei tietekään lisäänny siitä, mutta voidaan keskittää haluttuun paikkaan.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat