Audiologieboek
Home  |   NVA  |   Print deze pagina  |    |     
 Titel: 2.5.1(2). Auditieve patroonperceptie
 Auteur: Lamoré
 Revisie: 2007

Inhoud:

2.5.1.1(2). Inleiding

2.5.1.2(2). Identificatie van geluidsbronnen

2.5.1.3(2). Het scheiden van auditieve objecten

2.5.1.4(2). Opeenvolgingen (sequenties) van geluiden

2.5.1.5(2). Slotopmerkingen


 

2.5.1.1(2). Inleiding

Het doel van de psychoakoestiek is het vinden van relaties tussen de fysische eigenschappen van aangeboden geluiden en de manier waarop die geluiden – subjectief -  gehoord worden (Hfdst.2.1.1). Bij de beschrijving van wát men hoort wordt vaak gebruikgemaakt van de technische term ‘kenmerken’. Voorbeelden van kenmerken zijn toonhoogte, luidheid en richting. In de alledaagse werkelijkheid echter nemen we geen afzonderlijke kenmerken waar, maar combinaties daarvan. Toch kunnen we meerdere geluiden gelijktijdig horen en herkennen, onafhankelijk van de plaatsen in de omgeving bevinden waar zij zich bevinden. Deze meer algemene vorm van auditieve waarneming heet ‘patroonperceptie’. Patroonperceptie is aanwezig in talloze, soms zeer diverse, fenomenen. In het voorliggende hoofdstuk worden de karakteristieken van enkele vormen van  auditieve patroonperceptie beschreven. In algemene zin gaat het over de manier waarop het gehoor de auditieve informatie uit de wereld om ons heen (de ‘geluidswereld’) organiseert en structuur geeft. Het betreft dus een integratie en verdere uitbreiding van de subjectieve kenmerken die elders in deze rubriek worden besproken. De volgende drie aspecten van auditieve patroonperceptie vormen in grote lijnen de leerstof in dit hoofdstuk:


  1. Welke factoren bepalen de identificatie van een specifieke geluidsbron temidden van een reeks andere geluidsbronnen (ook ‘objecten’ genoemd)?
  2. Welke ‘cues’ worden gebruikt om een complex en dynamisch geluidsaanbod (geluiden met verschillende frequentie-inhouden, geluidsniveaus en richtingen op te splitsen in afzonderlijke geluidsbronnen?
  3. Hoe worden opeenvolgingen (‘sequenties’) van geluiden waargenomen?

 


2.5.1.2(2). Identificatie van geluidsbronnen

Stationair klinkende geluiden
Twee stationair klinkende, niet zuivere, tonen die gelijk zijn wat betreft (grond)frequentie, geluidsterkte en duur kunnen nog steeds verschillend klinken. Men spreekt dan van een verschil in ‘timbre’. Timbreverschillen tussen stationaire geluiden treden op wanneer de spectra van die geluiden verschillend zijn, zoals het geval is voor eenzelfde muzieknoot, achtereenvolgens even hard gespeeld op een piano, een hobo en een fluit. De timbrever­schillen die gehoord worden kunnen in diverse categorieën en in meerdere categorieën gelijktijdig ingedeeld worden b.v. als ‘scherp-mild’, ‘helder-dof’en ‘breed-iel’. Dit betekent dat het subjectieve kenmerk ‘timbre’ een méérdimen­sionale grootheid is en dat men timbres kan karakteriseren - in de eenvoudigste vorm - als punten in een diagram of - preciezer - als punten in een drie- of  meerdimensionale ruimte. De timbreverschillen worden gerepresenteerd door de afstanden tussen de betreffende punten in die hypothetische ruimte.


Van welke dimensies maakt een persoon nu gebruik, dus wat zijn de subjectieve maatstaven die een persoon aanlegt bij het ‘indelen’ van de verschillen­de timbres? Om dit duidelijk te maken is het nodig terug te verwijzen naar de ‘fysische wereld’, naar de hiervoor gemaakte opmerking dat het timbre van een geluid bepaald wordt door het spectrum van dat geluid. In Hfdst.2.8.1(2) is besproken dat het gehoor bij de verwerking in het frequentiedomein gebruik maakt van kritieke banden. Deze hebben een breedte van ongeveer 1/3 octaaf. Plakt men in het frequentiege­bied waar het oor gevoelig voor is de kritieke banden achter elkaar dan heeft men er 24 nodig. Men kan nu stellen dat elk timbre (van een stationair klinkend geluid) bepaald wordt door 24 getallen. Elk getal vertegenwoordigd een fysische ‘dimensie’. Nu wordt niet elk detail in het spectrum door het gehoor verwerkt. Die dimensies, dus de inhoud van de verschillende kritieke banden, zijn niet alle even belangrijk. Meestal zijn twee of drie dimensies voldoende om een goede fysische beschrijving van de verschillen tussen de timbres te geven. Een voorbeeld van een weergave in twee dimensies is het F1-F2 diagram voor de klinkers, zoals wordt besproken in Hfdst.10.2.1(2). De verschillen tussen de klinkers kan men óók als timbreverschillen beschouwen.


De subjectieve dimensies die gebruikt worden bij het luisteren naar verschillende timbres worden gemeten door luisteraars telkens drietallen uit een reeks van timbres te laten horen en hen te vragen aan te geven welk tweetal daaruit het meest verschillend klinkt en welk tweetal het minst (‘triadische’ vergelijking). Het zal voorstelbaar zijn sommige timbres uit de reeks systematisch weinig verschillen en andere juist zeer verschillend zijn. Dit betekent dat het aantal subjectieve dimensies aanzienlijk kleiner dan 24 zal zijn. Via deze meetmethode kan vastgesteld worden dat het gehoor de verschillende timbres al in twee á drie subjectieve dimensies (men kan ook zeggen ‘categorieën’) goed kan ordenen. Het resultaat - na veel rekenwerk - is een in eerste instantie abstracte grafiek met punten die de verschillende timbres voorstellen. Na interpretatie blijken deze subjectief geordende verschillen tussen timbres overeen te komen met fysische verschillen in spectrum. Timbreverschillen tussen stationair klinkende geluiden worden dus bepaald door de spectra van die geluiden. Toegepast op de klinkers wordt - in twee dimensies - de bekende klinkerdriehoek gevonden.


Een relatief eenvoudige vorm van patroonperceptie komt tot stand wanneer we luisteren naar een opeenvolgende reeks tonen (zuivere tonen of tonen van een muziekinstrument) die slechts wat betreft één aspect verschillen, b.v. alleen in (grond)frequentie of alleen in geluidsniveau. Deze tonen kunnen meestal gemakkelijk geordend worden op een eendimensionale schaal, in toonhoogte, respectievelijk in luidheid. Wanneer gevraagd wordt tonen uit de reeks te identificeren dan is dat slechts mogelijk voor minder dan 5 á 6 daarvan, onafhankelijk van de spreiding van de tonen in frequentie, c.q. geluidsniveau. Meer tonen uit een dergelijke reeks kunnen geïdentificeerd worden wanneer er ook verschillen zijn in spectrale samenstelling en temporeel patroon. 


Niet-stationair klinkende geluiden
Timbreverschillen tussen stationair klinkende geluiden zijn niet voldoende om die geluiden als zodanig - als object - te herkennen. Daarvoor is nodig dat er tijdens het klinken veranderingen optreden. Dit kunnen veranderingen zijn in het spectrum en veranderingen in de tijd (fluctuaties). Ook de wijze waarop een bepaald geluid ‘ingezet’ (‘aangeblazen’) wordt is karakteristiek voor dat geluid en draagt sterk bij aan de herkenning.


Voorbeelden van het voorafgaande zijn er te over. Zo is een fluit (dwarsfluit of blokfluit) vooral herkenbaar aan de ‘tuf’ aan het begin, maar ook aan - niet altijd - gewenste ruisachtige bijgeluiden. Wanneer een geluid wordt aangeboden met dezelfde harmonische structuur, maar zonder tuf, is dat geluid helemaal niet als fluit herkenbaar. Hetzelfde geldt voor de klank van een toon van een piano. Deze heeft een abrupte inzet en klinkt dan geleidelijk uit. Wordt dit geluid achterstevoren afgespeeld dan klinkt het niet meer als een piano, maar als een harmonium (‘strijkerig’). Verschillende voorbeelden van de belangrijke rol van de inzet zijn te horen op de ‘JASA CD’ en op de ‘Plomp CD’. Bij het geluid van een klok van een beiaard maakt men onderscheid tussen een ‘slagtoon’ (die de herkenning geeft) en een meer of minder onbestemde ‘zoemtoon’.


Het belang van de inzet van geluiden voor de herkenning en het feit dat het technisch niet eenvoudig is deze te realiseren heeft tot gevolg gehad dat het heel lang geduurd heeft tot er elektronisch muziekinstrumenten en synthesizers van voldoende kwaliteit op de markt kwamen. Een elektronisch orgel bijvoorbeeld heeft nog steeds een slecht imago.


 


2.5.1.3(2). Het scheiden van auditieve objecten

Een illustratief voorbeeld van het probleem van het scheiden van een in een ruimte aanwezige geluiden (auditieve objecten) is te zien in Fig.1. Er zijn vier geluidsproducenten, een spreker, een ventilator, een printer en een wekker, afzonderlijk geregistreerd in de bovenste vier stroken. Het totale signaal staat op de onderste strook. Alle vier de geluiden worden afzonderlijk herkend. Hoe doet het gehoor dit?


Teneinde het beschrijven van de wijze waarop auditieve objecten worden gescheiden te vergemakkelijken worden enkele begrippen ingevoerd. We kiezen er hier voor Nederlandstalige termen te gebruiken, met vermelding van de Engelse termen. De begrippen zijn:


  • ‘Bron’ (‘source’)
  • ‘Stroom’’ (‘stream’)
  • ‘Groepering’ (‘grouping’, ‘parsing’)
  • ‘Scheiding’ (‘segregation’)


Fig.1. Registraties (golfvormen van vier omgevingsgeluiden in één ruimte, zoals aangegeven. Het totaal is op de onderste balk weergegeven. Figuur ontleend aan Moore BCJ, 2001.

Een ‘bron’ is een fysisch object dat geluid produceert (geluidsgolven), zoals een muziekinstrument waarmee een toon wordt geproduceerd en een vogel die fluit. Daartegenover staat - in de ‘subjectieve wereld’ - een ‘stroom’, het percept van de bron of bronnen. In het voorbeeld in Fig.1 is dat het geheel van geluiden dat door een luisteraar opgevangen wordt, maar omdat elke bron afzonderlijk herkenbaar is kan men ook spreken van deelstromen. De begrippen ‘bron’ en ‘stroom’ verhouden zich net zo tot elkaar als frequentie (fysisch) en toonhoogte (subjectief). ‘Groepering’ is het sorteren van de geluiden uit deze stroom naar herkomst. ‘Scheiding’ omschrijft hetzelfde als groepering, maar de formulering is andersom. In het eerste geval gaat het om het combineren van wat bij elkaar hoort en in het tweede geval om het splitsen van wat niet bij elkaar hoort. Scheiding leidt tot het opsplitsen van een stroom in deelstromen.


Mensen met een goed gehoor zijn bijzonder goed in staat bij het luisteren naar meerdere objecten, in een stroom dus, aan te geven welke frequentiecomponenten bij eenzelfde object horen (groepering) en welke afkomstig zijn van verschillende objecten (scheiding). Dit is voor een belangrijk deel te danken aan het frequentieanalyserend vermogen van het gehoor, waarbij geluiden in afzonderlijke kritieke banden worden opgesplitst. In het vervolg van deze paragraaf wordt besproken welke ‘cues’ bij groepering een rol spelen.


Scheiding of - zo men wil groepering - binnen een stroom wordt vergemakkelijkt bij aanwezigheid van bepaalde verschillen in de afzonderlijke objecten. Deze betreffen:


  1. De grondtoon en de regelmatigheid van het spectrum
  2. De inzet van de geluiden
  3. De temporele variaties
  4. De mate van contrast tussen de opeenvolgende objecten
  5. De plaatsing van de objecten in de ruimte

  1. Grondtoon en ‘spectrale regelmatigheid’
    Wanneer we luisteren naar het samenspel van b.v. een klarinet en een hobo is het gemakkelijk de klanken van de afzonderlijke instrumenten te scheiden en deze, bij aanwezigheid van muzikale basiskennis, te herkennen. Het gehoor is kennelijk in staat, bij gelijktijdige aanbieding van de tonen, te bepalen welke reeks harmonischen bij het ene instrument hoort en welke bij het andere (groepering), ook wanneer één of meer harmonischen samenvallen. Scheiding wordt moeilijker wanneer met de twee instrumenten gelijktijdig dezelfde noot wordt gespeeld. Het kan een voordeel zijn wanneer de respectievelijke spectra een bepaalde onregelmatigheid bevatten. Een voorbeeld hiervan is de klank van een klok. In het spectrum van een klok bevindt zich een niet-harmonische component (een kleine terts). Dit maakt de klank van de klok in andere geluiden duidelijk herkenbaar. Scheiding in een stroom is dan gemakkelijk.


    Wanneer een bepaalde - lage - harmonische in een object teveel (meer dan 3%) afwijkt van het regelmatige spectrale patroon wordt deze harmonische als afzonderlijke toon hoorbaar. Deze afzonderlijke hoorbaarheid domineert vaak de klank en gaat ten koste van het karakteristieke timbre van het object.


    Voor het detecteren - scheiden - van klinkers die op dezelfde toonhoogte worden geproduceerd is een verschil in grondfrequentie (F0) van 6% vereist. Deze 6% is wel te klein voor een scheiding van de klinkers op basis van alleen spectrale verschillen. De componenten komen niet in naburige kritieke banden terecht (grootte 10% á 15%). Men heeft aangetoond dat het gehoor bij gelijktijdige aanbieding van twee klinkers in staat is uit de zwevende lagere harmonischen van deze klinkers op te maken dat er een afwisseling is van twee afzonderlijke klinkers. Deze vorm van scheiding lijkt dus mede gebaseerd op een temporele interactie.


  2. Scheiding bij verschillen in inzet tussen objecten
    Het niet gelijktijdig laten beginnen (inzetten) van twee auditieve objecten geeft een sterke verbetering van de mogelijkheden deze geluiden te scheiden. Bij een klassiek maskeringsexperiment is er sprake van een maskeerder en een signaal (gemaskeerde) die gelijktijdig beginnen en eindigen, zoals schematisch afgebeeld in Fig.2a. Wanneer de maskeerder een harmonisch complex is (b.v. een toon gespeeld op een muziekinstrument) en de gemaskeerde eveneens een harmonisch complex, maar met een hogere grondfrequentie, is de gemaskeerde al snel onhoorbaar (hoge maskeerdrempel) als gevolg van de frequentieselectieve eigenschappen van het gehoor. Wanneer nu het signaal even eerder start dan de maskeerder is het signaal veel duidelijker hoorbaar en strekt de hoorbaarheid zich uit tot tijdens (‘in’) de aanwezigheid van de maskeerder (Fig.2b) alwaar het onder ‘gelijktijdige’ omstandigheden (Fig.2a) niet hoorbaar geweest zou zijn. Kennelijk is dit met de maskeerder samenvallende deel van het signaal niet essentieel voor de hoorbaarheid. Dit wordt bevestigd door Fig.2c waar het gelijktijdige deel is verwijderd, zonder dat dit het doorklinken van het signaal beïnvloedt. De maximale verbetering van de maskeerdrempel bedraagt 60 dB bij een verschil in inzettijd van 30 ms.


    Fig.2. Schematische weergave van de drie inzetcondities van een signaal en een maskeerder, in de tekst gebruikt bij het bespreken van het effect van verschillen in inzet op de hoorbaarheid van een signaal.

    Zolang het verschil in inzettijd niet groter is dan deze 30 ms (Fig.2b) is men zich niet bewust dat de twee tonen asynchroon inzetten. De mogelijkheden voor scheiding zijn echter sterk toegenomen. Een verbetering van de hoorbaarheid van het signaal, de gemaskeerde, wordt ook bereikt wanneer - bij gelijktijdige aanbieding - de ‘stijgtijd’ van de inzet van het signaal korter is dan die van de maskeerder.


    Asynchronieën in inzet vormen een belangrijk, meestal onbewust toegepast, hulpmiddel van musici om bij ensemblespel de meerstemmigheid (‘polyfonie’) hoorbaar te maken.


  3. Scheiding bij temporele variaties in objecten
    Een verbetering van de mogelijkheden tot scheiding van gelijktijdig aangeboden auditieve objecten is aanwezig wanneer één of meerdere van deze objecten in frequentie of in amplitude gemoduleerd worden. Wanneer in het voorbeeld in de vorige sectie (Fig.2) op het signaal - de gemaskeerde - frequentiemodulatie wordt toegepast wordt het signaal beter hoorbaar en neemt de maskering af. De maximale verbetering van de maskeerdrempel is -17 dB. Het gaat hier om relatief langzame modulaties, vergelijkbaar met die van de tonen van muziekinstrumenten (± 5 Hz). Een vereiste is dat de variaties in de harmonischen (deeltonen) in het signaal ‘in de pas lopen’, hetzij in frequentie, hetzij in amplitude. Dit ‘in de pas lopen’ van de modulaties in de deeltonen heet ‘comodulatie’.


    Een fraai voorbeeld van het effect van comodulatie op de detecteerbaarheid van een geluid is het volgende experiment. Een toon van 700 Hz, 100% in amplitude gemoduleerd met een frequentie van 10 Hz, verbetert de hoorbaarheid van een testtoon van 700 Hz met 3 dB, vergeleken met het effect van een ongemoduleerde 700 Hz maskeerder. Dit is een gevolg van de aanwezigheid van de ‘dalen’ in de amplitude van de maskeerder. Wanneer die 700 Hz toon onderdeel is van een harmonisch signaal waarbij alle harmonischen ‘in de pas lopen’ (Fig.3) bedraagt de verbetering van de hoorbaarheid van de testtoon van 700 Hz 14 dB. Toevoeging van componenten in de maskeertoon levert dus een sterke verbetering van de hoorbaarheid van de testtoon.


    Fig.3. Voorbeeld van comodulatie (de modulaties in de deeltonen ‘lopen in de pas’) in een harmonisch geluid, bestaande uit de aangegeven harmonischen. De rechthoek markeert de plaats van de testtoon van 700 Hz. Figuur ontleend aan Grose en Hall, 1989.

    Comodulatie geeft het gehoor kennelijk de gelegenheid te bepalen welke geluiden van eenzelfde bron afkomstig zijn (‘patroonherkenning’). Hoe hechter - zoals hier - de structuur (samenhang) van het signaal is, hoe gemakkelijker het voor het gehoor is om het als één patroon te interpreteren. Wanneer de variaties in de deeltonen niet hetzelfde patroon vertonen interpreteert het gehoor dit als een aanwezigheid van meerdere bronnen.


  4. Scheiding bij contrast tussen opeenvolgende objecten
    Het gehoor is uitermate gevoelig voor plotselinge veranderingen in een geluid dat wordt aangeboden. Een voorbeeld van deze gevoeligheid voor contrast tussen opeenvolgende geluiden is het luisteren naar een harmonisch complex, waarin na verloop van tijd de frequentie van een van de harmonischen wordt veranderd. Deze verandering is direct hoorbaar, zo zelfs dat de volle aandacht valt op die deeltoon en de rest van het geluid naar de achtergrond verdwijnt. Na verloop van tijd treedt weer adaptatie op en klinkt het geluid weer als één geheel. Deze contrastgevoeligheid van het gehoor is ook nuttig bij het detecteren van nieuwe geluidsbronnen of gebeurtenissen wanneer met aan bepaalde reeks objecten (achtergrond) geadapteerd is.


  5. Scheiding bij verschillende plaatsing van objecten in de ruimte
    Bij aanwezigheid van twee goed functionerende oren verbetert de hoorbaarheid en herkenbaarheid van een geluid in aanwezigheid van ander geluid (al dan niet van storende aard) wanneer deze twee (of meer) geluiden vanuit verschillende richtingen aangeboden worden. In dit verband is het nuttig om op te merken dat de verbetering niet tot stand komt doordat men - onbewust - naar afzonderlijke bronnen luistert. De scheiding komt tot stand in een interactieproces op een hoger niveau in het auditieve systeem. Het bekendste voorbeeld van dit fenomeen is de verbetering van het spraakverstaan in ruis, wanneer spraak en ruis uit verschillende richtingen komen.


    De scheiding van de stromen komt tot stand op basis van zowel verschillen in tijd als in intensiteit bij aankomst van het geluid van de ‘deelnemende’ bronnen in de afzonderlijke oren. De effecten van ‘tijd’ en ‘intensiteit’ worden afzonderlijk besproken.


    De detecteerbaarheid van b.v. een toon in een ruis verbetert wanneer, bij frontale aanbieding van de toon, in de maskerende ruis in de afzonderlijke oren een tijdverschil wordt geïntroduceerd. Om alleen het effect van ‘tijd’ te onderzoeken moeten de geluidsniveaus van de ruis in de twee oren wel gelijk zijn. Voor de toon is er dus geen tijdverschil en voor de ruis wel. De verbetering van de detecteerbaarheid van de toon is maximaal bij een tijdverschil in de ruis van 0,6 ms. Als men deze situatie beluistert komt de toon van voren en de ruis van opzij. De winst bedraagt in dit geval 5 dB. Als men de toon vervangt door gesproken zinnen bedraagt de maximale winst, in termen van het verstaan van die zinnen, 5 dB. De bovenste curve in Fig.4 illustreert deze winst voor alleen verschillen in tijd als functie van de richting van de ruisbron.


    Fig.4. ‘Spraak-in-ruis drempel’ voor frontaal aangeboden zinnen, als functie van de richting van de ruis (azimut). De figuur toont drie condities, alleen verschillen in tijd, alleen verschillen in intensiteit en de combinatie van deze twee. De laatste conditie is de ‘natuurlijke’ situatie. Zie verder de tekst. Figuur ontleend aan Bronkhorst en Plomp, 1988.  

    Als men alleen bij de betreffende richting behorende verschillen in geluidsterkte introduceert, bedraagt de maximale verbetering in het verstaan van de zinnen 8 dB. De spraak-in-ruis drempel voor alleen verschillen in intensiteit is de middelste curve in Fig.4. 


    Wanneer ‘tijd’ en ‘intensiteit’ van de ruis in de twee oren gelijktijdig worden gevarieerd - dit is de natuurlijke situatie - bedraagt de maximale verbetering 10 dB (onderste curve in Fig.4). Het effect van ‘intensiteit’ is dus het grootst.


    De verbetering van de detecteerbaarheid van een signaal in aanwezigheid van een maskeerder (vermindering van maskering) wanneer signaal en maskeerder uit verschillende richtingen komen heet ‘Binaural Masking Level Difference’ (BMLD). Het wordt besproken in Hfdst.2.7.2(2), Par.3 en Par.4.



 


2.5.1.4(2). Opeenvolgingen (sequenties) van geluiden

De vorige paragraaf was gewijd aan het scheiden van gelijktijdig klinkende, min of meer op zichzelf staande geluiden. Het gehoor is echter ook in hoge mate in staat opeenvolgingen (reeksen, sequenties) van klanken perceptief te verbinden en deze bij complexe stromen te scheiden in deelstromen. Ter illustratie van de eigenschappen van het gehoor worden hier twee fenomenen besproken:


  1. Het ‘continuïteitseffect’
  2. Het scheiden van gelijktijdige sequenties

  1. Het ‘continuïteitseffect’
    Wanneer toonstoten van een duur van b.v. 300 ms en een geluidsterkte van 60 dB SPL (toon A) periodiek worden afgewisseld met toonstoten van diezelfde duur en een geluidniveau van 40 dB SPL (toon B), zoals afgebeeld in Fig.5, blijft bij kleine verschillen in frequentie tussen stimulus en testtoon de testtoon continu hoorbaar, dóór de stimulus heen.


    Fig.5. Presentatiecondities voor het hoorbaar maken van het continuïteitseffect. Bij niet te grote frequentieverschillen tussen stimulus en testtoon klinkt de testtoon continu, door de stimulus heen. Figuur ontleend aan Lamoré, 1977. 

    Het fenomeen is wel geïnterpreteerd in termen van de Gestaltpsychologie, als een ‘figuur-achtergrond effect’. Men kan hierbij denken aan het zien van een landschap door een hek. Het percept van het landschap wordt niet onderbroken door het hek.


    Het fenomeen is in de zeventiger jaren van de vorige eeuw op uitgebreide schaal toegepast voor de meting van maskeerpatronen. Beschouwt men de stimulus in Fig.5 als maskeerder dan kan men het geluidsniveau van de testtoon verzwakken totdat deze niet langer continu klinkt. Dit niveau (deze drempel) is frequentieafhankelijk en heet de ‘pulsatiedrempel’. Bepaalt men deze drempel als functie van de frequentie van de testtoon dan ontstaat een ‘pulsatiedrempelcurve’. Pulsatiedrempelcurven zijn geïnterpreteerd als maskeerpatronen. Omdat de testtoon niet gelijktijdig met de maskeerder wordt aangeboden is hier sprake van ‘niet-gelijktijdige’ maskering. De interpretatie van dit fenomeen is dat het gehoor, wanneer er bij de start van de testtoon geen significante toename is van neurale activiteit, het gehoor concludeert dat de toon ‘er al was’. Het fenomeen is ook aanwezig wanneer spraak en muziek periodiek door ruisstoten worden onderbroken.


    Het continuïteitseffect is ook aanwezig wanneer een continu in frequentie variërende toon (een ‘zwieptoon’ of ‘sweep’) periodiek door ruisstoten in een smalle frequentieband in het midden van het frequentiegebied van de zwiep onderbroken wordt (Fig.6).


    Fig.6. Een continu in frequentie toenemende toon (een ‘zwieptoon’) periodiek onderbroken door ruisstoten in het aangegeven frequentiegebied, blijft als een continue toon hoorbaar.

    Het continuïteitseffect geldt ook voor complexe harmonische geluiden en zelfs bij onderbrekingen van een ingewikkelde structuur, zoals geïllustreerd in Fig.7. In het linker paneel worden alleen de hogere harmonischen periodiek door de ruis in het corresponderende frequentiegebied onderbroken. In het rechter paneel worden tevens de lagere harmonischen periodiek onderbroken, maar afwisselend met de onderbreking van de hogere harmonischen. In dit geval is het harmonische complex dus op geen enkel moment volledig ongestoord aanwezig. Toch wordt het continu gehoord. Zie verder de publicaties van Plomp (1998 en 2002).


    Fig.7. Het continuïteitseffect voor een complexe harmonische toon, met opeenvolgende harmonischen H0 (grondtoon), H1, H2, H3 etc., aangegeven door de ‘doorlopende’ horizontale lijnen. De grijze banden geven de maskeerruis aan die de toon periodiek onderbreekt. Voor verdere uitleg zie tekst.

  2. Het scheiden van gelijktijdige sequenties 
    In dit gedeelte van het hoofdstuk over auditieve patroonperceptie worden enkele voorbeelden gegeven van de wijze waarop het gehoor complexe sequenties van klanken scheidt in deelstromen. Uitgebreid onderzoek op dit gebied is verricht door van Noorden in zijn promotieonderzoek (1975).


    Een eerste vereiste voor de scheiding van twee elkaar afwisselende en even sterke sequenties van toonstoten is dat de frequentieafstand voldoende groot is. Wanneer de sequenties in frequentie dicht bij elkaar liggen, zoals afgebeeld in het linker deel van Fig.8, treedt fusie op en is er sprake van één stroom waarvan de toonhoogte periodiek verspringt. Wanneer de frequenties van de sequenties ver uit elkaar liggen (rechter deel van Fig.8) treedt een splitsing op in twee onafhankelijke stromen, elk met een eigen toonhoogte.


    Fig.8. Twee elkaar afwisselende toonsequenties, links met een kleine frequentieafstand en rechts met een relatief grote. In de linker situatie treedt fusie op en in de rechter situatie is sprake van twee deelstromen. Figuur ontleend aan Plomp, 1998.

    Een splitsing van een complexe sequentie van klanken in deelstromen wordt vergemakkelijkt wanneer de sequenties verschillende timbres hebben. In Fig.9 is sprake van twee sequenties. De ene neemt toe in frequentie en de andere heeft een dalend verloop. De frequenties kruisen elkaar halverwege hun beider frequentiebereik. Wanneer de sequenties verschillend timbre hebben, b.v. de klank van twee verschillende muziekinstrumenten, kan men horen dat ze elkaar kruisen, zoals aangegeven door de streepjes in het linker gedeelte van de figuur. Hebben ze hetzelfde timbre (b.v. twee ‘sweepende’ zuivere tonen) dan hoort men twee melodielijnen, een hoge en een lage, die periodiek naar elkaar toe en van elkaar vandaan lopen, zoals aangegeven door enerzijds de blauwe en anderzijds de rode  streepjes in het rechter gedeelte van Fig.9.


    Fig.9. Twee elkaar in frequentie kruisende sequenties van tonen. Wanneer de timbres verschillend zijn hoort men ook dat ze elkaar kruisen (linker figuur). Wanneer de timbres gelijk zijn hoort men twee melodielijnen, een hoge en een lage, die periodiek naar elkaar toe en van elkaar vandaan lopen, zoals aangegeven door enerzijds de blauwe  en anderzijds de rode streepjes in het rechter gedeelte van de figuur.

    Het combineren van sequenties van tonen tot een melodie of - meer in het algemeen - tot een muzikaal motief speelt een belangrijke rol bij het luisteren naar muziek. Ons gehoor is in staat, gelijktijdig op meerdere niveaus, opeenvolgende noten, ook al komen ze geruime tijd na elkaar, te groeperen tot afzonderlijke deelstromen. Componisten maken natuurlijk ook gebruik van deze eigenschappen van het gehoor. De luistersituatie is vergelijkbaar met het gelijktijdig aanhoren van de verhalen van enkele verschillende personen in een niet al te grote ruimte. Met enige moeite is dit goed mogelijk, althans wanneer de spreektempo’s laag en de stemmen voldoende verschillend zijn.



 


2.5.1.5(2). Slotopmerkingen

Patroonperceptie is een zeer divers fenomeen. Veel interessante aspecten van de manier waarop het gehoor de geluidswereld ordent zijn niet besproken. Zo is nauwelijks aandacht gegeven aan de rol van de luidheid in deze vorm van perceptie. In relatie tot het onderwerp van dit hoofdstuk dient vermeld dat er enkele goed leesbare  monografieën beschikbaar zijn (op één na alle in het Engels) en enkele Cd’s met geluidsdemonstraties, waaronder die in dit hoofdstuk zijn besproken. De titels van de Cd’s zijn:


  1. ‘Demonstrations of Auditory Scene Analysis: The Perceptual Organization of Sound’. Authors: Albert S. Bregman & Pierre A. Ahad, Department of Psychology, McGill University, Montreal, Canada (1996).
    Zie ook: http://webpages.mcgill.ca/staff/Group2/abregm1/web/. Sommige demonstraties zijn te downloaden.


  2. ‘Auditory Demonstrations’. Edited by A.J.M. Houtsma, T.D Rossing and W,M. Wagenaars, The Acoustical Society of America, Woodbury, New York (1987)


  3. ‘Hoe wij horen’ – Over de toon die de muziek maakt’. Plomp R, Breukelen, 1998 (met een uitgebreid boekje in het Nederlands).



 


Literatuur

  1. Bregman AS. ‘Auditory Scene Analysis - The Perceptual Organization of Sound. The MIT Press, Cambridge, Massachusetts, 1990.
  2. Bronkhorst AW, Plomp R. The effect of head-induced interaural time and level differences on speech intelligibility in noise. J Acoust Soc Amer 1988;83:1508-1516.
  3. Deutsch D (editor). The Psychology ofMusic. Academic Press, London/New York (1982). Zij geeft ook het tijdschrift ‘Music Perception’ uit.
  4. Grose JH, Hall JW. Comodulation release using SAM tonal complex maskers: Effects of modulation depth and signal position. J Acoust Soc Amer 1989;85:1276-1284.
  5. Miller GA, Heise GA. The trill threshold. J Acoust Soc Amer 1950;22:637-638.
  6. Moore BCJ. An introduction to the psychology of hearing. Academic Press, San Diego etc., 2001.
  7. Pierce JR. The Science of Musical Sound, revised edition. W.H. Freeman & Company, Oxford, 1992; de eerste druk van dit boek is in het Nederlands is verschenen met als titel ‘Klank en Muziek’, Centrale Uitgeverij en Adviesbu­reau, Maastricht.
  8. Plomp R. ‘Hoe wij horen’ - Over de toon die de muziek maakt. Breukelen, 1998.
  9. Plomp, ‘The intelligent ear - On the Nature of Sound Perception’. Lawrence Erlbaum Associates, London, 2002.
  10. Rasch RA. The perception of simultaneous notes such as in polyphonic music. Acustica 1978;40:21-33.
  11. Roederer JG. ‘Introduction to the Physics and Psychophysics of Music’, 3d edition, Springer-Verlag, New York, 1995.
  12. Slis IH. Audiologie – Horen in een wereld van geluid. Dick Coutinho, Bussum, 1996
  13. Thurlow WR. An auditory figure-ground effect. Amer J Psychol 1957;70:653-654.
  14. Verschuure J, Rodenburg M, Maas AJJ. Presentation conditions of the pulsation threshold method. Acustica 1976;35:47-54.

© NVA leerboek 2000-2017 Privacy | Disclaimer | Copyright | Statistieken | Webredactie