Thính giác của con người

Thính giác của con người

Khi nguồn âm là sóng âm có tần số thấp thì sóng âm truyền đến hai tai mà không làm giảm mức áp suất âm thanh.

Thính giác hai tai cho phép xác định nguồn gốc của âm thanh, loại bỏ tiếng ồn, chẳng hạn như để hiểu rõ hơn lời nói. Để định vị âm thanh, có một khía cạnh quan trọng của nhận thức thính giác cho phép chúng ta điều chỉnh phù hợp với căn phòng, đó là khả năng nghe không gian. Có hai quá trình xác định vị trí âm thanh ở người, tín hiệu đơn âm và các tín hiệu khác nhau.

“Tín hiệu đơn âm”

Tín hiệu đơn âm là cách mỗi tai dịch tín hiệu âm thanh thu được. Tín hiệu đơn âm là kết quả của sự tổng hợp các nguồn âm thanh với các xung chức năng truyền liên quan đến đầu (HRTF). Chức năng chuyển giao liên quan đến đầu (HRTFs) là một hình thức chuyển đổi truyền sóng âm thanh từ nguồn đến tai hoặc Phản ứng xung liên quan đến đầu (HRIR). HRTF cũng được định nghĩa là một hình thức điều chỉnh âm thanh từ một hướng nhất định truyền đến tai. Sự biến đổi này liên quan đến sự nhiễu xạ và phản xạ từ giải phẫu của tai. HRTF còn phụ thuộc vào vị trí của nguồn âm so với người nghe để có thể xác định được nguồn âm.”

“Tín hiệu khác nhau”

Tín hiệu khác nhau là cách sự khác nhau giữa hai tai chuyển thành tín hiệu âm thanh. Những dấu hiệu khác biệt này chứa thông tin về Chênh lệch Giờ Quốc tế (ITD) và Chênh lệch Cấp độ Giữa các quốc gia (ILD). ITD là sự khác biệt về thời gian đến của sóng âm tai trái và tai phải trong khi ILD là sự khác biệt về mức áp suất giữa tai trái và tai phải. Dựa trên lý thuyết song công, các giá trị ITD được sử dụng để bản địa hóa âm thanh ở tần số thấp, dưới 1,5 kHz trong khi ILD được sử dụng để bản địa hóa âm thanh ở tần số cao, trên 1,5 kHz. Âm thanh môi trường nằm trong dải tần số thấp và tần số cao để hệ thống thính giác của con người sử dụng ITD và ILD.”

Các nguyên tắc cơ bản trong ITD được minh họa trong Hình 1

Hình 1 Chênh lệch thời gian giữa các mạng (ITD) chính

Khi nguồn âm là sóng âm có tần số thấp thì sóng âm truyền đến hai tai mà không làm giảm mức áp suất âm thanh. Điều này là do bước sóng của âm thanh nhỏ hơn kích thước của đầu. Tuy nhiên, có một sự khác biệt về thời gian nhận được giữa hai tai. Do đó, sóng âm thanh ở tần số thấp có liên quan đến ITD.

Các nguyên tắc cơ bản của ILD được minh họa trong Hình 2. Giá trị ILD bị ảnh hưởng bởi kích thước của đầu và đối với các nguồn rất gần với đầu. Khi nguồn âm ở dải tần cao mà bước sóng của âm nhỏ hơn kích thước của đầu thì âm sẽ đến tai gần nguồn âm hơn. Khi đến tai bên kia, âm thanh sẽ bị giữ lại hoặc bị mất sóng trong một thời gian, hiện tượng này được gọi là bóng âm. Âm thanh cuối cùng đến tai bên kia sẽ bị giảm mức áp suất âm thanh do hiện tượng bóng âm gây ra.

Hình 2. Hiện tượng bóng âm ở tần số cao