Hörbarkeit u.a. Tiefpassflter für Anti Aliasing
Verfasst: 08.05.2015, 14:02
Aus:
http://www.aktives-hoeren.de/downloads/ ... 300708.pdf
Zitat (S.15):
"Wenn es zum Beispiel um Richtungswahrnehmung geht, sind Winkelabweichungen von nur 3-5 Grad
exakt wahrnehmbar. Das entspricht einer Laufzeitdifferenz zwischen beiden Ohren von etwa 10μs."
Hallo zusammen ...
1) Ohne die Zahlen im Einzelnen zu kommentieren, möchte ich hierzu ganz knapp folgendes anmerken:
Die Richtungswahrnehmung beim natürlichen Hören beruht bei höheren (Hör-) Frequenzen hauptsächlich auf ILD Spuren, d.H. auf "Interaural Level Difference", welche sowohl winkel- als auch frequenzabhängig ist und mit der kopfbezogenen Übertragungsfunktion (engl. Head Related Transfer Function, HRTF) zusammenhängt:
Das der Schallquelle jeweils abgewandte Ohr wird quasi für hohe Hörfrequenzen z.B. >2Khz (nicht 2Mhz ) "abgeschattet", woraus sich u.a. an beiden Ohren in unterschiedliche Hüllkurven ergeben.
Eine jeweils aus diesem (oder auch nur "unter Beteiligung" dieses ...) Lateralisationsmechanismus ermittelte Lateralisationsunschärfe in eine "Zeitauflösung" (s.o.) umzurechnen, wäre also unangemessen und dürfte solche Leser mit Grundkenntnissen in den Bereichen Hörpsychologie, räumliches Hören, Gehörphysiologie, ... eher deutlich davor abschrecken, der Argumentation im Referat zu folgen, als das es dazu dienlich wäre.
2) Experimente mit Tonimpulsen (Gauß-Tönen) über lieferten u.a. folgende Lateralsationsunschärfen für 10,3 Khz:
Lautsprechersignale mit reiner Pegeldifferenz
----------------------------------------------------------
00dB...+/- 8 Grad
06dB...+/- 6 Grad
30dB...+/- 2 Grad
Lautsprechersignale mit reiner Laufzeitdifferenz
--------------------------------------------------------------
0,0ms...+/- 7,5 Grad
0,3ms...+/- 5,5 Grad
1,0ms...+/- 4,5 Grad
(Zahlen entnommen aus: Jens Blauert "Räumliches Hören", Hirzel Verlag, Stuttgart 1974, Tabelle 1, S. 167)
Anmerkung hierzu:
Die Lateralisationsunschärfe ist also ganz ohne Laufzeitdifferenz und nur auf Pegeldifferenzen beruhend bei hohen Hörfrequenzen sogar deutlich geringer, was die Problematik der o.g. Argumentation verdeutlichen sollte.
3) Bezüglich des menschlichen Hörumfangs ein paar statistische Mittelwerte:
http://patentimages.storage.googleapis. ... gf0001.png
Hier nur exemplarisch, es können gerne noch weitere Daten nachgeliefert werden ...
Wenn man also auf der einen Seite vom Nyquist-Shannon Theorem kommt, was zunächst legitim ist, und auf der anderen Seite - wenn auch implizit - über "Hörvermögen z.B. bei Männern (oft) über 40" sprechen möchte, dann lohnt es sich m.E. tatsächlich, ganz dicht "mit den Füßen auf dem Teppich" zu bleiben, solange man über Effekte, Parameter, Verzerrungsarten usw. sprechen möchte, die relevant für eine empfundene "Klangqualität" sind.
_________________
Daß die notwendige steilflankige Filterung (Anti Aliasing Tiefpass-Filter) bei Abtastraten um z.B. 44Khz bereits Signalveränderungen im nominellen Hörfrequenzbereich bis 20Khz bewirkt, ist hingegen unbestritten.
Wenn es jedoch an Fragen der "Hörbarkeit" im Sinne einer allgemeinen Relevanz für Normalhörende geht, sollte man die Argumente nicht willkürlich oder gar nach "erwünschtem Ergebnis" auswählen.
Es gibt erhebliche Signalmanipulationen innerhalb des nominellen Hörfrequenzbandes, die unter normalen Bedingungen nicht hörbar sind:
Wenn man mögliche Effekte u.a. durch Tiefpassfilter am oberen Ende des nominellen Audiofrequenzbandes in Erwägung zieht oder seriös untersuchen möchte - daß messbare Effekte grundsätzlich auftreten ist unbestreitbar - sollte man sehr sauber und auf dem Stand der Erkenntnis argumentieren, gerade wenn man Daten aus dem Bereich des räumlichen Hörens heranzieht.
U.a. die o.g. Daten von Blauert stehen ja seit gut 45 Jahren zur Vefügung ...
Wahrnehmbarkeitsschwellen für Gruppenlaufzeitverzerrungen - wie sie u.a. durch Tiefpassfilter hervorgerufen werden können - und auch die Tonnkennzeit steigen für höhere Hörfrequenzen sogar wieder deutlich an.
Hier finden sich bei Interesse Wahrnehmungsschwellen für Gruppenlaufzeitverzerrungen und einige Referenzen dazu:
http://www.dipol-audio.de/wahrnehmung-g ... fzeit.html
Zur Tonkennzeit:
https://books.google.de/books?id=VCWhBg ... it&f=false
http://www.aktives-hoeren.de/downloads/ ... 300708.pdf
Zitat (S.15):
"Wenn es zum Beispiel um Richtungswahrnehmung geht, sind Winkelabweichungen von nur 3-5 Grad
exakt wahrnehmbar. Das entspricht einer Laufzeitdifferenz zwischen beiden Ohren von etwa 10μs."
Hallo zusammen ...
1) Ohne die Zahlen im Einzelnen zu kommentieren, möchte ich hierzu ganz knapp folgendes anmerken:
Die Richtungswahrnehmung beim natürlichen Hören beruht bei höheren (Hör-) Frequenzen hauptsächlich auf ILD Spuren, d.H. auf "Interaural Level Difference", welche sowohl winkel- als auch frequenzabhängig ist und mit der kopfbezogenen Übertragungsfunktion (engl. Head Related Transfer Function, HRTF) zusammenhängt:
Das der Schallquelle jeweils abgewandte Ohr wird quasi für hohe Hörfrequenzen z.B. >2Khz (nicht 2Mhz ) "abgeschattet", woraus sich u.a. an beiden Ohren in unterschiedliche Hüllkurven ergeben.
Eine jeweils aus diesem (oder auch nur "unter Beteiligung" dieses ...) Lateralisationsmechanismus ermittelte Lateralisationsunschärfe in eine "Zeitauflösung" (s.o.) umzurechnen, wäre also unangemessen und dürfte solche Leser mit Grundkenntnissen in den Bereichen Hörpsychologie, räumliches Hören, Gehörphysiologie, ... eher deutlich davor abschrecken, der Argumentation im Referat zu folgen, als das es dazu dienlich wäre.
2) Experimente mit Tonimpulsen (Gauß-Tönen) über lieferten u.a. folgende Lateralsationsunschärfen für 10,3 Khz:
Lautsprechersignale mit reiner Pegeldifferenz
----------------------------------------------------------
00dB...+/- 8 Grad
06dB...+/- 6 Grad
30dB...+/- 2 Grad
Lautsprechersignale mit reiner Laufzeitdifferenz
--------------------------------------------------------------
0,0ms...+/- 7,5 Grad
0,3ms...+/- 5,5 Grad
1,0ms...+/- 4,5 Grad
(Zahlen entnommen aus: Jens Blauert "Räumliches Hören", Hirzel Verlag, Stuttgart 1974, Tabelle 1, S. 167)
Anmerkung hierzu:
Die Lateralisationsunschärfe ist also ganz ohne Laufzeitdifferenz und nur auf Pegeldifferenzen beruhend bei hohen Hörfrequenzen sogar deutlich geringer, was die Problematik der o.g. Argumentation verdeutlichen sollte.
3) Bezüglich des menschlichen Hörumfangs ein paar statistische Mittelwerte:
http://patentimages.storage.googleapis. ... gf0001.png
Hier nur exemplarisch, es können gerne noch weitere Daten nachgeliefert werden ...
Wenn man also auf der einen Seite vom Nyquist-Shannon Theorem kommt, was zunächst legitim ist, und auf der anderen Seite - wenn auch implizit - über "Hörvermögen z.B. bei Männern (oft) über 40" sprechen möchte, dann lohnt es sich m.E. tatsächlich, ganz dicht "mit den Füßen auf dem Teppich" zu bleiben, solange man über Effekte, Parameter, Verzerrungsarten usw. sprechen möchte, die relevant für eine empfundene "Klangqualität" sind.
_________________
Daß die notwendige steilflankige Filterung (Anti Aliasing Tiefpass-Filter) bei Abtastraten um z.B. 44Khz bereits Signalveränderungen im nominellen Hörfrequenzbereich bis 20Khz bewirkt, ist hingegen unbestritten.
Wenn es jedoch an Fragen der "Hörbarkeit" im Sinne einer allgemeinen Relevanz für Normalhörende geht, sollte man die Argumente nicht willkürlich oder gar nach "erwünschtem Ergebnis" auswählen.
Es gibt erhebliche Signalmanipulationen innerhalb des nominellen Hörfrequenzbandes, die unter normalen Bedingungen nicht hörbar sind:
Wenn man mögliche Effekte u.a. durch Tiefpassfilter am oberen Ende des nominellen Audiofrequenzbandes in Erwägung zieht oder seriös untersuchen möchte - daß messbare Effekte grundsätzlich auftreten ist unbestreitbar - sollte man sehr sauber und auf dem Stand der Erkenntnis argumentieren, gerade wenn man Daten aus dem Bereich des räumlichen Hörens heranzieht.
U.a. die o.g. Daten von Blauert stehen ja seit gut 45 Jahren zur Vefügung ...
Wahrnehmbarkeitsschwellen für Gruppenlaufzeitverzerrungen - wie sie u.a. durch Tiefpassfilter hervorgerufen werden können - und auch die Tonnkennzeit steigen für höhere Hörfrequenzen sogar wieder deutlich an.
Hier finden sich bei Interesse Wahrnehmungsschwellen für Gruppenlaufzeitverzerrungen und einige Referenzen dazu:
http://www.dipol-audio.de/wahrnehmung-g ... fzeit.html
Zur Tonkennzeit:
https://books.google.de/books?id=VCWhBg ... it&f=false