Влияние нелинейных искажений и помех на психоэмоциональное восприятие звука

Влияние искажений, возникающих в трактах звукового вещания ЗВ, на восприятие — одна из главных проблем, волнующих ученых и практических работников. Очевидно, что при заметных нелинейных искажениях или помехах ограничение полосы пропускания даст улучшение оценки качества звучания. Увеличение уровня шума замаскирует нелинейные искажения, т.е. субъективно может дать положительный эффект [48J.

Из двух видов искажений — нелинейных и амплитудно-частотных — слушатели более остро реагируют на нелинейные. Слушатели довольно терпеливо относятся к ограничению полосы частот, особенно в верхней части диапазона слышимых звуков, но болезненно воспринимают нелинейные искажения.

Особенно заметными являются нелинейные искажения в области частот от 1 до 1(Х) Гц. Дело в том, что в данном диапазоне частот расположена ритмическая структура звуковой информации как в виде фонем, слогов, слов, так и в виде музыкальных ритмов. При равном измеренном значении коэффициента гармоник заметность различных видов нелинейности различна. Заметность увеличивается по мерс предъявления слушателям таких искажений: преобладание четных или нечетных гармоник, ограничение формы сигнала с большими амплитудами, оіраничение в виде центральной отсечки.

Четные гармоники дают октавные интервалы, которые являются консонансными. Их появление проявляется лишь в виде некоторого изменения тембра. Нечетные гармоники, особенно больших номеров, порождают интервалы, являющимися диссонансными, и поэтому менее терпимы слушателями. Если коэффициент гармоник по четным гармоникам даже достигает 10 %, слушатели не испытывают неприятных ощущений. Такой же коэффициент гармоник при преобладании нечетных гармоник уже нетерпим. При сложном спектре сигнала наибольшую заметность дают комбинационные частоты, особенно разностные, так как они попадают в область высокой чувствительности слуха.

Большая заметность нелинейных искажений является удивительной особенностью слуха, если учесть, что нелинейные искажения самого уха довольно велики и могут быть оценены значением коэффициента гармоник порядка десятков процентов. Разрешение этого противоречия относится к области физиологии (точнее, к психологии акустического восприятия).

В бытовых, домашних звуковоспроизводящих установках главным источником нелинейных искажений является громкоговоритель. При большой интенсивности низкочастотных колебаний коэффициент гармоник достигает 10 20%. Такая большая интенсивность низкочастотных составляющих характерна для современной эстрадной музыки, особенно электронной.

Согласно Р. Фельдкеллеру особенно заметны нелинейности, при которых возникают квинтовые музыкальные интервалы. При этом коэффициент гармоник порядка нескольких десятых долей процента уже приводит к заметному изменению тембра.

Такое положение имеет место при телерадиотрансляции музыкальных произведений, когда в трактах передачи часто возникают нелинейные искажения, главным образом связанные с ограничением клиппингом. В этом случае спектр ограниченного музыкального сигнала обогащается квинтовыми обертонами. При этом музыкальный интервал тритон превращается из консонансного в диссонансный.

Ощущение консонанса либо диссонанса возникает лишь при одновременном звучании 2-х и более звуков, т.е. консонанс или диссонанс обусловлены взаимодействием колебаний разных частот. В этом случае при наличии нелинейности возникают биения, представляющие сложные колебания с переменной огибающей. Частота такой огибающей равна разности частот между одной из четных (октавных) гармоник спектра одного колебания и первой (соседней) гармоникой другого колебания. Возможны также биения и между другими гармониками, особенно сильными они будут в тех случаях, когда в спектре первого звукового колебания преобладают четные гармоники, а в спектре другого звукового колебания — нечетные.

Физически проявленные таким образом биения ведут себя подобно отдельным звукам. Согласно экспериментальным данным звуки могут восприниматься как раздельные лишь до разностных частот порядка 20 Гц; при большей частоте биений последовательности звуков будут восприниматься как слитные.

Таким образом, диссонанс, возникающий вследствие нелинейности, ощущается лишь тогда, когда появляющиеся биения воспринимаются как последовательность разделенных звуков с разностной частотой меньше 20 Гц. В остальных случаях имеет место консонанс.

При стереофоническом радиоприеме возможны сильные нелинейные искажения, вызванные сдвинутыми во времени сигналами посредством одновременного приема. Такие искажения возникают из-за отражений сигналов от крупных зданий, пролетающих самолетов и даже от подъемных кранов на строительствах жилых домов. Единственная мера борьбы с этими искажениями — организация радиоприема с помощью закрытых сред.

Радикальное уменьшение нелинейных искажений становится возможным лишь при переходе к дискретным (цифровым) способам передачи.

Влияние помех различных видов исследовано достаточно полно. Из исследований вытекает, что отношение С/П = 60 дБ дает практическую незаметность помех и, следовательно, нс вызывает раздражения слушателей. При минимальных уровнях сигнала, что характерно для передачи симфонической музыки, эти сигналы оказываются па уровне помех тракта и вызовут раздражение у слушателей. Оборудование трактов формирования программ и первичного распределения этих программ удовлетворяют требованиям стандарта на параметры качества. Поэтому практически речь может идти лишь о помехах тракта приема программ.

Особенно неприятно воспринимаются слушателями импульсные помехи в виде последовательности импульсов с частотой от 6 до 12 Гц, заполненных внутри определенной звуковой частотой. Такой равномерно «мерцающий» звук, так же как мерцающий свет с такими же частотами, может вызвать подобие эпилептического припадка. Дело в том, что в области частот 6 12 Гц находятся альфа- и тэта-ритмы головного мозга.

При радиоприеме источниками помех являются главным образом промышленные помехи, а летом — и атмосферные. Их неожиданный, спонтанный характер неприятен для радиослушателей. Единственным способ уменьшения их заметности —это переход на способы радиоприема на основе закрытых сред (кабели), аналогично тому, как это сделано в телевизионном вещании. При приеме проірамм проводного вещания названные виды помех отсут-ствуют. Таким образом, на эмоциональное восприятие информации в наибольшей степени влияют искажения сигнала во временной области, особенно нелинейные искажения и разрывы сигнала во времени вследствие импульсных помех или замираний. Даже незначительные нелинейные искажения сигнала заметны на слух и существенно ухудшают эмоциональное восприятие звука. Здесь в значительной степени проявляется психологическая причина возникновения у слушателей негативного отношения к такому искаженному сигналу.

Дело в том, что в памяти человека имеется информация о характере звучания голосов его близких, музыкальных инструментах и т.д. В результате сравнения приходящего искаженного сигнала с эталонным сигналом, имеющимся в памяти человека, возникает ощущение дискомфорта, раздражения, появляются негативные эмоции. Однако если человек вынужден длительное время иметь дело с искаженным звуковым сигналом, например, при использовании вокодерпого или клиппированного сигналов, то дискомфортного состояния у человека нс возникает, так как искаженный сигнал закладывается в его памяти в виде эталона.

Следовательно, наличие в памяти у человека акустических эталонов «как должно быть» является главной причиной возникновения психологического дискомфорта при отклонениях реального звукового сигнала от ожидаемого эталонного. Эталоны «как должно быть» касаются не только нелинейных искажений звуков, но и порядка расположения слов в предложении, окончаний, ударений, пауз, манеры говорить, музыкальных ритмов и т.д. Более сложные эталоны являются причиной позитивной или негативной реакции человека на содержательную сторону информации. Если при этом эталоны человека являются достаточно жесткими, неспособными к изменению, то человек может испытывать длительные стрессовые состояния при несоответствии данных эталонов реальной информации.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >