Мел

Физическая единица
Название объекта	Мел
Символ единицы	${\ displaystyle \ mathrm {mel}}$
Физическое количество (а)	Тональность
Обозначение формулы	${\ displaystyle Z, z}$
измерение	${\ displaystyle {\ mathsf {1}}}$
Названный в честь	английская мелодия

Мел (от английского слова мелодии ) является единицей измерения для психоакустического размера тональности с символами  Z (или  Z ) и описывает воспринимаемый шаг из чистых тонов , поэтому восприятие основного тона. Масштаб Мел был предложен по Стэнли Смит Стивенс , Джон Фолькмана и Эдвин Ньюмана в 1937 году .

Определения

В общем, к высоте звука применимо следующее: тон, который воспринимается вдвое выше, получает вдвое большее значение тона, тон, который воспринимается как половина ниже высокого, получает половину значения тона. Шкалу тонов можно определить с помощью психоакустических экспериментов .

Существует два определения шкалы Mel, которые различаются эталонным значением :

• В основе оригинального определения по Стэнли Смиту Стивенсу лежит тон с частотой  f = 1000  Гц , ему присвоен класс тона  Z = 1000 мэл.

Эту шкалу Mel можно примерно описать следующей формулой:

${\ displaystyle {\ begin {align} Z & = 2595 \ cdot \ log _ {10} (1 + f / 700) \\\ Leftrightarrow Z & = 1127 \ cdot \ ln (1 + f / 700) \\\ Leftrightarrow f & = 700 \ cdot \ left [\ exp \ left ({\ frac {Z} {1127}} \ right) -1 \ right] \ end {выравнивается}}}$

• Эберхард Цвикер позже определил шкалу Мела на основе шкалы Барка с музыкальной нотой  c в качестве основы. Этому тону присвоена высота звука Z = 131 мэл с частотой  f = 131 Гц  . Позже его снова изменили на 125 Гц. Остальная часть статьи относится к этому определению.

Отношение к частоте

Связь между воспринимаемой высотой звука (высота звука в мелах) и частотой

Следующее относится к соотношению между высотой тона и частотой:

• Для частот примерно до 500 Гц шкала частот и шкала Mel почти пропорциональны . Удвоение частоты со 100 до 200 Гц приводит к удвоению высоты звука со 100 до 200 мел. И. Э. музыкальный интервал одной октавы соответствует удвоению воспринимаемого поля.
• Для частот выше 500 Гц существует нелинейная зависимость между частотой и высотой звука (1000 Гц = 850 мелов, 8000 Гц = 2100 мелов). Итак, з. B. Частота тона может быть увеличена с 1500 Гц до 10 000 Гц, чтобы добиться удвоения высоты звука с 1100 мелей до 2200 мелей; здесь требуется музыкальный интервал более 2,5 октав, чтобы удвоить воспринимаемую высоту звука. И. Э. В этом частотном диапазоне звуковые интервалы воспринимаются меньше, чем в музыкальном выражении.
• Воспринимаемая высота сложных тонов отличается от высоты чисто гармонических синусоидальных тонов, описанных до сих пор . До частоты 5 кГц она с небольшими отклонениями пропорциональна логарифму частоты. В этой области «просто заметная разница» (JND) примерно постоянна для сложных тонов.

Слуховые механизмы определения уровня тона

Взаимосвязь между расположением на базилярной мембране, тональностью в мел и частотой тона

Слух использует различные механизмы для восприятия поля:

• На частотах ниже 500 ... 800 Гц временная структура ушных сигналов в первую очередь оценивается и используется для восприятия высоты звука. Здесь восприятие высоты звука очень точно соответствует музыкальной высоте звука.
• На частотах выше 1600 Гц слух больше не может отслеживать временную структуру ушных сигналов. Здесь восприятие основного тона является производным от положения максимального возбуждения на базилярной мембране на внутреннем ухе , предполагая линейную зависимость между шагом и положением максимума вибрацией амплитуды базилярной мембраны: один и тем же расстояние на базилярной мембране соответствуют одинаковым различиям в высоте тона.
• на частотах от 800 до 1600 Гц два описанных механизма перекрываются.

Уровни ощущений

Во всем слышимом диапазоне от 16 Гц до 19 000 Гц можно различить 620 уровней тона с постоянной шириной 3,9 мела. Таким образом, зона прослушивания составляет 2400 мелов.

Другой мерой смолы является кора: 1  кора = 100 мел 1 мел = 0,01 коры. Это основа шкалы Барка для критических диапазонов ( частотных групп ). Еще одна шкала частотных групп - шкала ERB .${\ displaystyle \ Leftrightarrow}$

литература

• Эрнст Терхард: О звуковом восприятии I, психоакустических основах ; Акустика 26, (1972). С. 173-186.
• Стэнли Смит, Стивенс, Джон Волкман, Эдвин Ньюман: шкала для измерения психологической величины звука . В: Журнал акустического общества Америки . Лента 8 , вып. 3 . Акустическое общество Америки, 1937, стр. 185-90 . 
• Вилле Пулкки, Матти Карьялайнен : Акустика связи: Введение в речь, звук и психоакустику. Джон Вили и сыновья, 2015, ISBN 978-1-118-86654-2 .

Смотри тоже

• телефон
• Sone
• Универсалии музыкального восприятия

веб ссылки

• Восприятие звука - Хронология исследований - pdf (606 kB)
• Преобразование частоты, Мел, Барк и ERB

Индивидуальные доказательства

1. ↑ ^{a b} Бит Пфистер, Тобиас Кауфманн: Обработка речи: Основы и методы синтеза речи и распознавания речи . 2008, ISBN 3-540-75910-7 , стр. 95 ( онлайн в программе Поиск книг Google). 
2. ↑ СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ MEL FILTER BANK НА ОСНОВЕ FPGA и BARK FILTER BANK, Дебалина Гош, Депанвита Саркар Дебнат, Сайкат Бос, Департамент микроэлектроники и проектирования СБИС, Techno India, SaltLake, Kolkata PDF
3. ↑ Профессор Брайан Pellom, «Автоматическое распознавание речи: от теории к практике» Факультет компьютерных наук Центр разговорного языка Исследовательского Университета Колорадо PDF ( Memento из в оригинале от 2 августа 2014 года в интернет - архив ) Info: архив ссылка была автоматически вставляется и еще не проверено. Пожалуйста, проверьте исходную и архивную ссылку в соответствии с инструкциями, а затем удалите это уведомление. @ 1@ 2Шаблон: Webachiv / IABot / www.cs.tut.fi
4. ^ Ян Роберт Штадерманн: Автоматическое распознавание речи с гибридными акустическими моделями . PDF 
5. ↑ Основные термины - Акустическая фонетика, Кельнский университет
6. ↑ «Так называемая виртуальная высота звука - интересное явление. Это связано с тем, что слух определяет виртуальную высоту звука из множества доступных спектральных частот сложных звуков [Zwicker 1982]» Герхард Мюллер, Михаэль Мёзер: Taschenbuch der Technischen Akustik . 2004, ISBN 3-540-41242-5 , стр. 821 ( онлайн в программе Поиск книг Google). 
7. ↑ Питер Вари, Ульрих Сегодня, Вольфганг Хесс: Цифровая обработка речевых сигналов . 2003, ISBN 3-519-06165-1 , стр. 34 ( онлайн в поиске книг Google). 
8. ↑ Осведомленность Герта, Тео Херрманн, Вернер Герман: Психолингвистика . 2003, ISBN 3-11-011424-0 , стр. 207 ( онлайн в поиске книг Google).