우리의 귀는 소리의 방향을 어떻게 판단합니까?
청각의 기능 중 하나는 사물의 방향을 결정하는 것입니다.우리의 귀는 소리가 어디서 나오는지 대략적으로 알 수 있습니다.
각 눈의 망막에는 약 백만 개의 신경절 세포가 있으며, 시각적으로 말하면 사물이 어디에 있는지 알려주는 약 200만 개의 정보 채널이 있습니다.그러나 청각의 병목 현상은 왼쪽 귀와 오른쪽 귀의 고막이라는 두 개의 채널만 있다는 것입니다.진동하는 음파를 통해 소리의 근원을 찾으려는 것은 호수 가장자리에 두 개의 장치를 배치하여 호수의 잔물결을 포착하여 호수에 보트 수와 위치를 파악하는 것과 같습니다.그 어려움은 상상할 수 있습니다.
우리의 두뇌는 다양한 방법으로 이 문제를 해결합니다.예전에 간략한 소개를 쓴 적이 있습니다.
인간 청각 시스템의 단일 음원 위치 파악.
음원에 가장 가까운 귀가 먼저 소리를 들을 수 있으며, 두 귀에 도달하는 소리의 시간차를 이용하여 음원의 위치를 파악할 수 있습니다.이러한 유형의 정보를 바이노럴 시차라고 합니다.
음원에 가까운 귀는 더 많은 소리를 듣게 되는데, 이를 바이노럴 사운드 레벨 차이라고 합니다.
이 정보는 언제든지 사운드 레벨에서 사운드를 찾는 데 사용될 수 있습니다. 낮은 주파수는 차이에 따라 다릅니다.이 높은 주파수의 소리는 소리 레벨 차이에 따라 다릅니다.
그러나 이 포지셔닝은 모호하다.소리는 표면에서만 발생하는 것이 아니라 전면이나 상하에서도 발생할 수 있습니다.45° 소리인지 아닌지, 바이노럴 사운드 레벨의 시간 차이는 정확히 동일합니다. 이 두 정보를 올바르게 사용하면 "이중 원뿔"을 형성합니다.좋습니다. 모호성을 줄이기 위해 추가 정보를 사용하겠습니다.
수직면에서 소리의 위치를 파악하려면 소리의 스펙트럼 정보를 사용해야 합니다.소리가 이동하는 방향은 소리가 외이("귀"라고도 알려져 있지만 전문 용어로는 "귓바퀴")에 반사되는 방식에 영향을 미칩니다.서로 다른 주파수의 사운드는 음원의 방향에 따라 증폭되거나 약화됩니다.또한, 우리 두 귀의 모양이 조금씩 다르기 때문에 소리에 미치는 영향도 다르기 때문에 소리의 스펙트럼 정보를 바탕으로 판단하는 것이 더 유리합니다.
뇌의 주요 판단은 양이의 시차에 기초합니다.다른 정보가 서로 충돌하면 이 정보가 지배적입니다.수직면 정보를 제공하는 스펙트럼 정보는 부정확하며 오해의 소지가 있는 경우가 많습니다.
우리가 소리를 들을 때 고개를 돌리는 것은 바로 이 위치의 모호함 때문입니다.음원에 대한 여러 정보를 지속적으로 읽음으로써 이러한 불확실성을 다루고 포괄적이고 보완적인 증거 기반을 구축하여 소리가 어디서 나오는지 확인할 수 있습니다.예를 들어 새들은 계속 고개를 돌리고 때로는 우리와 마찬가지로 곤충 소리도 소리 위치의 불확실성을 줄이기 위해 사용됩니다.
소리에 더 많은 정보가 포함되어 있을수록 찾기가 더 쉬워집니다.따라서 서로 다른 주파수의 소리가 포함된 소음을 더 쉽게 찾을 수 있습니다.기존처럼 순음 신호를 사용하지 않고 차량의 휘파람 소리에 광대역 백색소음을 추가한 이유다.
에코는 더욱 오해를 불러일으키는 요소입니다.반향을 처리하는 방식을 조사하면 소리 위치 파악의 복잡성을 잘 이해할 수 있습니다.방, 장소, 계곡 등을 포함한 대부분의 환경은 에코를 생성합니다.
서로 다른 방향에서 들려오는 다양한 음향, 반사음, 잔향을 구별하는 것은 말할 것도 없고 하나의 소리가 어디서 나오는지 아는 것도 어렵습니다.그러나 다행스럽게도 청각 시스템에는 위치 판단 오류로 인한 장애를 완화하는 특별한 메커니즘이 있습니다.
아주 짧은 시간 안에 원음과 에코가 귀에 도달하면 뇌는 이들을 하나의 그룹으로 결합하게 되고, 첫 번째 원음만이 전체 그룹을 대표하게 됩니다.이는 우선순위 효과라고도 알려진 Hass 효과에서 쉽게 실현됩니다.
Haas 효과에 대한 소리의 시간차 임계값은 30-50밀리초입니다.두 음성 도착 사이의 시간 차이가 이 임계값을 초과하면 두 장소에서 오는 두 음성을 듣게 됩니다.이것이 우리가 일반적으로 에코라고 부르는 것입니다.에코를 생성하고 임계값 위에서 아래로의 시간 차이를 단축함으로써 이 효과의 영향을 느낄 수 있습니다.
하스 효과를 경험하려면 거대한 벽(천단의 메아리 벽 등)에 손뼉을 쳐보세요.벽에서 10m 정도 떨어진 곳에 서서 박수를 쳐주세요.이 거리에서는 원래 소리와 박수로 생성된 에코 사이의 시간 차이가 50밀리초를 초과합니다.그러므로 두 가지 음성을 듣게 됩니다.
이제 벽으로 가서 계속 박수를 보내세요.벽에서 약 5m 떨어진 곳에서는 원래 소리와 에코 사이의 시간 차이가 50밀리초 미만이므로 더 이상 이 두 소리가 들리지 않습니다.원음과 에코가 합쳐져 원음 방향에서 나오는 소리처럼 보입니다.이때 우선순위 효과가 작용한다.물론 이것은 소리를 더 잘 찾는 데 사용되는 많은 메커니즘 중 하나일 뿐입니다.
어쨌든 청각은 소리의 출처를 빠르고 대략적으로 알려줄 수 있으며, 돌아가서 처리하는 것만으로도 충분합니다.
광동난디얀롱기술유한회사
게시 시간: 2022년 10월 22일