2.7.1(3). Richtinghoren
Print Friendly, PDF & Email

2.7.1.1(3). Afleiding formule interauraal tijdverschil

In Fig.1 komt het geluid in het linker oor later aan dan in het rechter. Dit is een gevolg van een verschil in weglengte dat optreedt wanneer het azimut φ ongelijk is aan 0.

Fig.1. Illustratie bij de afleiding van het ITD.

Benadert men de gemiddelde afmetingen van het menselijk hoofd door een bol met diameter van 17,5 cm (straal 8,75 cm), en kiest men een geluidsbron op oneindige afstand met azimut φ (uitgedrukt in radialen) en een geluidssnelheid van 340 m/s, dan bestaat het weglengteverschil d uit twee stukjes, een lijnstukje Y-X en een cirkelboogje van X naar de ingang van het linker oor. Het lijnstukje heeft een lengte r.sin(φ) (goniometrie) en de lengte van het cirkelboogje is r.φ (eigenlijk (φ/2π).2πr). Voor het totale weglengteverschil geldt dus

d = r.(φ + sin(φ))

Het weglengteverschil gedeeld door de snelheid van het geluid (rekening houdend met de eenheden levert het tijdverschil (ITD). Dit wordt dus, in µs, (8,75/34000).(φ + sin(φ)).10 6 , dus

ITD = 257 x (φ + sin(φ)), in µs

2.7.1.2(3). Fasedelay en groepsdelay bij amplitude gemoduleerde signalen

In Fig.2 is een amplitude gemoduleerd signaal geschetst. Een dergelijk signaal is ook weergegeven in Hfdst.2.4.1(2). De hoogfrequente trilling (ook ‘fijnstructuur’ genoemd) is de draaggolf en de omhullende, in dit geval ook een sinus, is gestippeld.

Fig.2. Definitie fasedelay en groepsdelay

Signaal b is enigszins vertraagd t.o.v. signaal a. Men kan nu zowel een vertragingstijd kiezen voor de draaggolf als voor de omhullende, onafhankelijk van elkaar. De eerste, de vertragingstijd voor de draaggolf, ‘fasedelay’ (τf) genoemd, is de tijd tussen de nuldoorgang in de fijnstructuur in signaal a en de corresponderende nuldoorgang in signaal b, zoals aangegeven. De tweede, de vertragingstijd voor de omhullende, ‘groepsdelay’ (τgr) genoemd is de tijd tussen de ‘nuldoorgang’ daarvan (laagste punt) in a en het corresponderende punt in b, weer zoals aangegeven.

2.7.1.3(3). Lokalisatie in het mediane vlak in ‘directional bands’

Fig.3. Lokalisatie in het mediane vlak in ‘directional bands’. Binnen de frequentiebereiken rood, groen en blauw worden de ruispulsen respectievelijk vóór, achter en boven het hoofd waargenomen (met een bepaalde waarschijnlijkheid).

 

2.7.1.4(3). ‘Head Related Transfer Function’

Voorbeelden van HRTF’s, zowel gemeten als berekend (Fig.3) .

Fig.4. Voorbeelden van HRTF’s, gemeten (blauwe lijn) en berekend (rode lijn) ILD (= ΔL) en ITD (= Δτ) voor verschillende waarden van het azimut (φ).

Figuur op website: http://www.mbfys.ru.nl/~johnvo/localisatie/localisatie_2.html (John van Opstal)

Fig.5. De bovenste figuur geeft het resultaat van metingen van de geluidsdruk dicht bij het trommelvlies, voor een groot aantal verschillende posities van de geluidsbron in het verticale vlak middenvoor het hoofd (HRT’s). Een curve op de stippellijn bij 0 dB zou betekenen dat het oor niets aan het geluid verandert. Vanaf ongeveer 3000-4000 Hz verschillen de HRT’s op een systematische, richtingsafhankelijke manier van elkaar. Voor de lagere frequenties lopen de curven nagenoeg gelijk, met een maximale versterking rond de 2000 Hz. Dit is een gevolg van de werking van de gehoorgang, die als een soort ‘orgelpijpje’ resoneert.

De onderste figuur toont dezelfde data, maar nu is de geluidssterkte weergegeven in een kleurcode (rood = versterking, blauw = verzwakking) en zijn de metingen naar de verschillende geluidsrichtingen gerangschikt. Duidelijk is te zien dat de versterking rond de 2 kHz geen richtingsafhankelijkheid heeft (de rode band loopt vertikaal in de figuur). Daarentegen is de verzwakking van het geluid in het gebied tussen 6-12 kHz sterk richtingsafhankelijk. Dit is te zien als een schuin oplopende blauwe band. Het totale patroon is sterk afhankelijk van de precieze geometrie van het oor, en daarmee sterk proefpersoonafhankelijk (‘idiosyncratisch’).

Literatuur

Dit overzicht bevat voornamelijk Engelstalige handboeken. In verband met het nationale karakter van het onderhavige (Nederlandstalige) Nederlands Leerboek Audiologie wordt slechts verwezen naar Nederlandse dissertaties.

Handboeken

  1. Beranek, LL. ‘Concert and Opera Halls. How They Sound’, ASA-AIP Press, Woodbury NY, 1996.
  2. Blauert, J. ‘Spatial Hearing. The Psychophysics of Human Sound Localization’, MIT Press, Cambridge Mass., 1997.
  3. Gilkey, RH., en Anderson, TR. ‘Binaural and Spatial Hearing in Real and Virtual Environments’, Erlbaum Publ., Mahwah NJ, 1997.
  4. Moore, BCJ. ‘Hearing’, Academic Press, San Diego, 1995.
  5. Slis, IH. ‘Audiologie – Horen in een wereld van geluid’. Dick Coutinho, Bussum, 1996.

Dissertaties

  1. Bilsen ‘On the interaction of a sound with its repetitions’, T.H. Delft, 1968.
  2. Boer, K. de. ‘Stereofonische geluidsweergave’, T.H. Delft, 1940.
  3. Breebaart, J. ‘Modelling binaural signal detection’, T.U. Eindhoven, 2001.
  4. Bronkhorst, AW. ‘Binaural aspects of speech perception in noise’, V.U. Amsterdam, 1990.
  5. Franssen, NV. ‘Some considerations on the mechanism of directional hearing’, T.H. Delft, 1960.
  6. Goverts, ST. ‘Assessment of spatial and binaural hearing in hearing impaired listeners’, VU Amsterdam, 2004.
  7. Heijden, M. van der. ‘A comparison of masking by tones and noise’, T.U. Eindhoven, 1995.
  8. Hofman, P. ‘On the role of spectral pinna cues in human sound localization’, K.U. Nijmegen, 2000.
  9. Kuyper, P. ‘Horen met twee oren’, U. van Amsterdam, 1969.
  10. Langendijk, E. ‘Spectral cues of spatial hearing’, T.U. Delft, 2002.
  11. Par, S. van der. ‘A comparison of binaural detection at low and high frequencies’, T.U. Eindhoven, 1998.
  12. Potter, J.M. ‘On the binaural modelling of spaciousness in room acoustics’, T.U. Delft, 1993.
  13. Raatgever, J. ‘On the binaural processing of stimuli’, T.H. Delft, 1980.
  14. Salomons, AM. ‘Coloration and binaural decoloration of sound due to reflections’, T.U. Delft, 1995.
  15. Schmidt, PH. ‘Phantom source experiments in auditory localization’, R.U. Leiden, 1955.
  16. Sedee, GA. ‘Over stereo-akoesie’, R.U. Utrecht, 1957.
  17. Veer, RA. van der. ‘Enige onderzoekingen over richting horen’, U. van Amsterdam, 1957.
  18. Zwiers, M. ‘Cross-sensory calibration of spatial hearing’, K.U. Nijmegen, 2003.

Overige literatuur

  1. Sayers, BMcA. Acoustic image lateralization judgement with binaural tones. J Acoust Soc Amer 1964;36:923-926.

Auteur

Bilsen, Lamoré

Revisie

mei 2011