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Gehör: Lokalisation von Schallquellen vor einem Geräuschhintergrund

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    Gehör: Lokalisation von Schallquellen vor einem Geräuschhintergrund

    Hallo
    2 Artikel für all jene, die immer noch meinen, das Gehör können nciht zwischen Direkt- und Diffusschall unterscheiden, und denen die einfache Beobachtung nicht reicht, dass sie auch in einem halligen raum orten können, ob jemand von vorne mit einem spricht oder von der Seite oder von hinten. ;)


    Detailiertere Untersuchungen zum Cocktaiparty-Effekt.

    Auszüge:
    Wichtig für die individuelle Schallfilterung ist nebst anderem jene Information, die dem Gehörapparat zeigt, woher die Töne stammen und welchen Weg sie nehmen. Menschen mit einem ausgeprägten Gehörsinn können das besonders gut. Dirigenten großer Orchester etwa sind in der Lage, auch die dritte Geige in der zweiten Reihe von links zu orten, wenn sie falsch spielt (oder auch richtig).
    Der Hörapparat scheint also verborgene Zeit- und Frequenzmuster innerhalb der Geräuschmischungen zu erkennen und aus diesen verschiedene Quellen zu identifizieren, schließen die Forscher.
    Auf Wiederholungen "geeicht"

    Diese Fähigkeit trage zur Klärung des Cocktailparty-Effekts bei: Neben evolutionär entwickelten, angeborenen sowie erlernten Fertigkeiten des Hörsystems spielt laut Oxenham und seinen Kollegen auch das von ihnen untersuchte Phänomen der Schallquellenwiederholung ("sound source repetition") eine Rolle.
    Auf diese Informationen würden wir zurückgreifen, wenn - wie etwa bei einer Cocktailparty - keine anderen zur Verfügung stehen. Unser Hörapparat scheint also auf Wiederholungen "geeicht" zu sein und diese für die Interpretation der Realität zu nutzen.

    Räumliche Ortung von Geräuschen vor einem Klanghintergrund



    "Das ist wie auf einer Cocktailparty, wo man seine Aufmerksamkeit auf ein Gespräch unter vielen richtet", berichtet der Neurophysiologe Thomas Münte aus Magdeburg. Aus verschiedenen Lautsprechern beschallte er jeweils sieben Dirigenten, Pianisten und Kontrollpersonen mit kurzen Rausch-Impulsen. Die Versuchspersonen sollten sich dabei jeweils auf den Lautsprecher direkt vor ihnen oder den direkt neben ihnen konzentrieren. Mit einem Netz von Elektroden maß Münte dabei am Kopf, wie die Aufmerksamkeit anstieg, wenn die Impulse wirklich aus den angegebenen Lautsprechern kamen und wie sich die Aktivität änderte, wenn die Quelle der Töne woanders war.Dirigenten orten Geräusche aus verschiedenen QuellenSowohl Musiker wie auch Nichtmusiker konnten die Richtung von Tönen, deren Quelle direkt vor ihnen lag, recht genau einordnen. Nur die Dirigenten unter den Testpersonen zeigten zudem spezielle Hirnaktivitäten, wenn die Geräusche aus verschiedenen Quellen neben ihnen ertönten. Zudem hatten sie eine geringere Fehlerrate bei der Bestimmung der Quellen.

    "Das zeigt, dass diese Personen auch seitlich einen engeren Aufmerksamkeitsfächer haben", berichtet Münte. Die Messungen der Hirnaktivitäten zeigten den Forschern, dass alle dabei die gleichen Areale am Schläfenlappen des Gehirns benutzen. "Dirigenten nutzen diese Bereiche aber anscheinend effizienter."

    Beides sind Zusammenfassungen zu Fachartikeln, damit sich die Leser nicht vom Fachartikel selber abschrecken lassen.

    LG

    Babak
    Grüße
    :S

    Babak

    ------------------------------
    "Alles was wir hören ist eine Meinung, nicht ein Faktum.

    Alles was wir sehen ist eine Perspektive, nicht die Wahrheit!"


    Marcus Aurelius

    #2
    Es hat doch niemals wer behauptet, dass der Mensch (und vermutlich auch fast alle Tiere) nicht hören kann, aus welcher Richtung ein Geräusch/Ton kommt (wozu sonst haben wir zwei Ohren?).

    Wie gut man allerdings bei intensivem Vermischen von Direktschall und Indirektschall noch differenzieren kann, das ist halt die Frage und da spielen wieder einmal mehrere Faktoren mit (vor allem der zeitliche Versatz und natürlich auch die Intensität).
    Gruß
    David


    WEBSEITE HiFiAKTIV: Klick mich
    Einen "Audio-Laien" erkennt man daran, dass er sich viel mehr mit Audiokomponenten beschäftigt als mit Raumakustik, LS-Aufstellung und Hörplatzwahl.
    Auch Personen, die noch wenig Wissen auf diesem Gebiet haben, oder solche, die Rat und Hinweise von Erfahrenen suchen, sind hier richtig.
    Meine Auffassung von seriösen Vergleichstests: Klick mich - Die bisherigen Testergebnisse: Klick mich - Private Anlage: Klick mich - Wann gefällt mir ein Musikstück? - Klick mich
    Grundsätzlich: Behauptungen die mir bedenklich erscheinen, glaube ich nur, wenn sie messtechnisch nachvollziehbar sind und wenn sie mir in Form eines verblindeten Vergleichs bewiesen werden konnten.
    Eine Bitte an Alle: nicht ganze (noch dazu große) Beiträge zitieren und darunter einen kurzen Kommentar schreiben! Besser (beispielsweise): "Volle Zustimmung zu Beitrag 37".
    Wichtig: zumindest versuchen, beim Thema bleiben!

    Kommentar


      #3
      Zitat von Babak Beitrag anzeigen
      Hallo
      2 Artikel für all jene, die immer noch meinen, das Gehör können nciht zwischen Direkt- und Diffusschall unterscheiden, ...
      LG

      Babak
      Wer sollte das bitte sein?
      Könntest Du so freundlich sein und "die Leute die meinen" direkt ansprechen, bzw. Zitate in dem Zusammenhang bringen?

      bis dann,
      Michi

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        #4
        Babak meint fast immer nur mich.

        Wenn ich das aber schreibe (so wie jetzt), dann kommt ein: "nimm' dich nicht immer so wichtig".

        Blöde Situation sowas!
        Gruß
        David


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        Wichtig: zumindest versuchen, beim Thema bleiben!

        Kommentar


          #5
          Hallo

          Zitat von Hifiaktiv Beitrag anzeigen
          Es hat doch niemals wer behauptet, dass der Mensch (und vermutlich auch fast alle Tiere) nicht hören kann, aus welcher Richtung ein Geräusch/Ton kommt (wozu sonst haben wir zwei Ohren?).
          Wenn Du genau liest, geht es um eine ähnliche, aber doch andere Frage:

          Es wird hier oft diskutiert, inwiefern der Mensch Direkt- von Diffusschall unterscheiden kann, bzw. wie ob gehör anders damit umgeht.

          Direktschall hat per definitionem eine bestimmte richtung, Diffusschall nicht.

          Könnte das Gehör nicht zwischen den beiden unterscheiden, indem es anders mit den beiden umgeht, könnte man in einem raum eine Schallquelle nicht lokalisieren.

          Doch man lokalisiert eben die Quelle des Direktschalls trotz Anwesenheit des diffusen, nicht gerichteten Schalls.


          Zitat von Hifiaktiv Beitrag anzeigen
          Wie gut man allerdings bei intensivem Vermischen von Direktschall und Indirektschall noch differenzieren kann, das ist halt die Frage und da spielen wieder einmal mehrere Faktoren mit (vor allem der zeitliche Versatz und natürlich auch die Intensität).
          Klar spielen viele Faktoren mit, und genau damit beschäftigen sich diese beiden Artikel.

          Zur Intensität:
          Wenn ich mich recht erinnere, konnte in Versuchen der Diffusschallpegel um 20 dB höher sein als der Pegeld es Direktschalls, und der Hörer kann immer noch die Schallquelle lokalisieren.

          LG

          Babak
          Grüße
          :S

          Babak

          ------------------------------
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          Alles was wir sehen ist eine Perspektive, nicht die Wahrheit!"


          Marcus Aurelius

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            #6
            Hallo!

            Zitat von Babak Beitrag anzeigen
            ...
            Direktschall hat per definitionem eine bestimmte richtung, Diffusschall nicht.
            Eigentlich ist Diffusschall so definiert dass er aus allen Richtungen gleichmäßig kommt.
            In üblichen Räumen ist das aber kaum der Fall, da sind es mehr oder weniger viele Reflexionen.
            Bei einer NHZ von 0,5s und einem Schallweg von 5m bis zum jew. Eintreffen sind das "nur" 34 Reflexionen und die letzen sind aber schon 60dB runter. Bei 20dB runter sind es ~12. Das ist nicht wirklich diffus.

            Daher ist i.d.R. auch nicht der Diffusschal sondern diese relativ pegelstarken Reflexionen die Ursache für Klangprobleme.



            Ich habe die Artikel noch nicht gelesen, wird dort auf die Frequenzabhängigkeit eingegangen?

            mfg
            Zuletzt geändert von schauki; 04.01.2011, 15:29.

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              #7
              Hi

              Zitat von Hifiaktiv Beitrag anzeigen
              Babak meint fast immer nur mich.

              Wenn ich das aber schreibe (so wie jetzt), dann kommt ein: "nimm' dich nicht immer so wichtig".

              Blöde Situation sowas!
              Nö David.

              Wenn ich Dich direkt meine, dann spreche ich Dich direkt an.
              Dass Du Dich dennoch direkt angesprochen fühlst, ist ein anderes Thema. ;)

              Bezieh doch nciht immer alles auf Dich.
              Lass mal diese Paranoia stecken und entspann Dich.
              :S

              LG

              Babak
              Grüße
              :S

              Babak

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              Marcus Aurelius

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                #8
                Zitat von Hifiaktiv Beitrag anzeigen
                Babak meint fast immer nur mich.

                Wenn ich das aber schreibe (so wie jetzt), dann kommt ein: "nimm' dich nicht immer so wichtig".

                Blöde Situation sowas!


                Zitat von Babak Beitrag anzeigen
                Hi


                Nö David.

                Wenn ich Dich direkt meine, dann spreche ich Dich direkt an.
                Dass Du Dich dennoch direkt angesprochen fühlst, ist ein anderes Thema. ;)

                Bezieh doch nciht immer alles auf Dich.
                Lass mal diese Paranoia stecken und entspann Dich.
                :S

                LG

                Babak
                Ihr Zwei seid DAS Comedy-Gespann der HiFi-Forenwelt :B

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                  #9
                  Danke, Statler ;)
                  Grüße
                  :S

                  Babak

                  ------------------------------
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                  Marcus Aurelius

                  Kommentar


                    #10
                    Wiki-Artikel zum Cocktailparty Effekt




                    ... für mich werfen die angesprochenen Phänomene die Frage auf, ob man Wahrnehmungsleistungen
                    wie die Figur-Hintergrund Trennung oder das Identifizieren eines bestimmten Instruments
                    oder einer Singstimme in einem Zusammenklang unter bestimmten raumakustischen Bedingungen
                    überhaupt von Wahrnehmungsleistungen zur Lokalisation von Schallquellen trennen kann:

                    M.E. gibt es viele Hinweise darauf, daß das Eine jeweils das Andere bedingen oder zumindest
                    fördern kann.


                    Was bedeutet in einem raumakustischen Zusammenhang "Geräusch" ?
                    Ist Geräusch das, was gerade nicht interessiert ?
                    Wie ist dann der "Interessent" definiert ?

                    Vgl. Begriff "Störschall" vs. "Geräusch":


                    Nehmen wir eine Cocktailparty mit 4 Sprechern (A,B,C,D) an, welche jeweils vergleichbare(n)

                    - Pegel
                    - Entfernung zu einem angenommenen Testhörer (der zur Vereinfachung nicht spricht ...)
                    - Artikulationshöhe (hier als phonetischem Begriff für "Deutlichkeit der Aussprache")

                    usw. aufweisen.

                    Frage:
                    Was macht z.B. die Sprecher (A,C,D) zu Quellen von "Störschall", wenn der Testhörer sich
                    auf den Sprecher B konzentriert ?

                    Ist die Definition von Störschall als "Geräusch" (gem. o.g. Wiki-Artikel) in dieser experimentellen
                    Situation (diesem "Setting") angemessen ?

                    (Wenn "Ja": Warum ? / Wenn "Nein": Warum nicht ? ...)


                    Wenn der Testhörer sich z.B. auf Sprecher B konzentriert ...

                    - wird dann nur der Direktschall der Sprecher A,C,D zum "Störschall" oder
                    ..auch der indirekte Schall (der Raumanteil) der diesen Sprechern A,C,D
                    ..zuzuordnen ist ?

                    - Wird auch der Indirektschall des Sprechers B zum "Störschall", wenn
                    ..der Testhörer sich auf Sprecher B konzentriert ? ( Ja/Nein ? Begründung ?)


                    Klassisch würde man den Begriffen Ton, Klang und Geräusch
                    bestimmte Klassen von Signalformen zuordnen. Eine übliche rel. strenge Definition
                    wäre z.B.:


                    Ton:
                    Reiner Sinuston

                    Klang:
                    Komplexer Zusammenklang aus Grundton und Harmonischen, ergibt ein
                    periodisches Signal: Evt. ist ein gewisser Geräuschanteil "erlaubt",
                    dann würde man "quasiperiodische Signale" miteinbeziehen.
                    ( dazu gehören u.a. die Vokale der Sprechstimme, nicht aber die
                    Konsonanten)

                    Geräusch:
                    Stochastisches Signal ohne periodischen Charakter.

                    Hier ist eine im Netz verfügbare Handskizze, welche zusätzlich den "Knall"
                    als eigene Klasse darstellt:



                    Anmerkung: Die stimmlosen Konsonanten P,T,K (besonders am Anfang einer Äußerung und
                    vor Vokal ...) sind akustisch gesehen Transienten, welche am ehesten einem "Knall" ähneln.


                    Weitere Fragen zu raumakustischen Einflüssen:

                    Kann aus einem "quasiperiodischen Signal" durch raumakustische
                    Einflüsse ein "Geräusch" werden ?

                    Kann aus einem "Geräusch" umgekehrt durch raumakustische Einflüsse
                    ein "quasiperiodisches Signal" werden ?

                    Kann aus der Überlagerung "quasiperiodischer Signale" unter
                    raumakustischen Einflüssen ein Geräusch werden ?

                    Kann aus der Überlagerung von Geräuschen umgekehrt unter
                    raumakustischen Einflüssen ein "quasiperiodisches Signal" werden ?




                    Wie können die o.g. Fragen beantwortet werden, wenn wir das Präfix
                    "quasi" jeweils weglassen und nur streng periodische Signale einschließen
                    (also Klänge und/oder Töne) ?
                    Zuletzt geändert von dipol-audio; 09.01.2014, 16:35.
                    Grüße aus Reinheim, Oliver Mertineit

                    Kommentar


                      #11
                      Eine interessante Seite zum Thema:



                      Hier wurde im Rahmen einer länger zurückliegenden Doktorarbeit mit Hilfe
                      von "Cocktailparty-Prozessoren" versucht, u.a. die menschlichen
                      Wahrnehmungsleistungen

                      - "Herausfiltern von Schallquellen"
                      - "Lokalisation"
                      - "Reduktion von unerwünschtem Raumanteil"

                      mit technischen Mitteln nachzubilden oder anzunähern.


                      Technische Systeme haben meist nicht den Anspruch "psychologisch adäquat"
                      zu sein: Man ist meist nur an dem Nutzeffekt - z.B. für die Verbesserung von
                      Spracherkennungssystemen - interessiert.

                      Ein technisches System muss keinesfalls "die gleiche Strategie" verwenden,
                      wie das biologische Vorbild, um im Rahmen seiner Zielsetzung zu funktionieren.

                      Trotzdem wird auf o.g. Webseite vieles von der Grundproblematik der Signalaufbereitung
                      erläutert, denen sich ein System stellen muss, ganz gleich, ob es sich um ein biologisches
                      oder ein technisches System handelt.

                      Es wird innerhalb der Dissertation auch auf die Wahrnehmungsleistungen des Menschen
                      im Zusammenhang mit dem binauralen Hören eingegangen, denen grundsätzlich
                      ein Vorbildcharakter in der Entwicklung technischer Systeme zukommt.
                      Zuletzt geändert von dipol-audio; 09.01.2014, 18:33.
                      Grüße aus Reinheim, Oliver Mertineit

                      Kommentar


                        #12
                        Hallo Babak,

                        wenn ich die Versuchsanordnung deiner Links richtig verstanden habe, dann ist dort ja nicht wirklich ein Diffusfeld erzeugt worden, sondern die Störgeräusche wurden wohl mit mehreren um die Versuchspersonen gruppierten Lautsprechern erzeugt.
                        Auch habe ich nichts über die Akustik der Versuchsörtlichkeit gelesen.

                        Bin mir somit nicht sicher, ob die Ergebnisse 1:1 auf eine Stereo-Abhörsituation im Raum übertragbar sind.

                        Dort haben wir es ja mit Signalen zu tun, die mehr oder weniger eng mit dem Direktschall korreliert sind.
                        Selbst, wenn z.B. eine erste Reflexion, später als 2-4 mSec (in dem Bereich schwanken die Quellen) am Ohr eintrifft, ändert das nichts an der Lokalisation, da kenne ich eine + 10 dB-Schwelle, beim Diffusfeld kann deine +20 dB Schwelle zutreffen.

                        Allerdings muß man da differenzieren:
                        Oberhalb 200 Hz, ab denen Ortung einsetzt, kann es wellenlängenbedingt zwischen Quelle und Spiegelschallquelle dazu kommen, daß sich eine einheitliche, das Ohr erreichende Wellenfront mit gegenüber der Quelle verändertem Gesamtphasenverlauf ausbildet (Wie sowieso im Bassbereich, in dem dann unterhalb 200 Hz keine Ortung mehr möglich ist). Dann hat man aber tatsächlich die Situation, daß dann tatsächlich eine Ortung ausserhalb der Lautsprecherbasis möglich wäre oder sich die Phantomschallquelle zumindest seitlich verschiebt.
                        Da der Effekt aber mit steigender Frequenz zunehmend verschwindet, dürfte das in der Praxis kaum eine Rolle spielen, denn bei Klängen (Grundton + Obertöne) wird die (Phanton-)Schallquelle ja zunächst über die Obertöne detektiert und das Gehör weist dann, bildlich gesprochen, allen zu dem Klang gehörigen Frequenzen den gleichen Ereignisort zu.

                        Gruß
                        Peter Krips
                        Zuletzt geändert von Gast; 09.01.2014, 20:50.

                        Kommentar


                          #13
                          Aus dem von Babak angeführten Artikel gefällt mir dieser Absatz sehr gut,
                          der das Grundproblem bei der Unterscheidung von Schallquellen anreißt:


                          "Um unterschiedliche Schallquellen in einem Raum zu unterscheiden, bedarf es bestimmter Vorannahmen des Wahrnehmungsapparats, wie Oxenham und Kollegen schreiben. Diese Vorannahmen müssen irgenwie erlernt sein, was zu einem "Huhn-oder-Ei-Problem" führt. Schallquellen müssen einerseits aus einem Gemisch herausgefiltert werden können, um ihre Eigenschaften zu erlernen. Andererseits müssen einige Eigenschaften schon bekannt sein, um sie zu separieren."

                          Es handelt sich tatsächlich um ein "Henne-Ei" Problem, und ohne Vorannahmen
                          (Erfahrungswerte) über die Schallquelle (oder zumindest eine bestimmte
                          Klasse von Schallquellen) ist die Aufgabe nicht leistbar.

                          Ansonsten bleibt der Artikel natürlich recht vage, man müsste die zugrundeliegenden
                          Originalarbeiten lesen, um zu verstehen was z.B. mit

                          "Wurde das Zielgeräusch hingegen in mehreren Mischungen wiederholt, ..."

                          genau gemeint war. Aber ich denke, der Link war von Babak primär als Einstieg
                          gedacht ...

                          Ohne gleich auf die Problematik von Lautsprecherwiederabe in akustisch kleinen
                          Räumen
                          zuzusteuern, die naturgemäß den HiFi Hobbyisten interessiert , wäre es
                          mir wichtig festzustellen, dass die Akustik von Räumen für bestimmte Darbietungen
                          wie Sprache oder Musik jeweils mehr oder weniger förderlich sein kann.

                          Ein netter Einstieg mit teils interaktiven Beispielen findet sich hier:



                          Räume und der durch sie jeweils erzeugte spezifische Nachhall, erfüllen bei geeigneter
                          Auswahl des Raums für die jeweilige Art von Darbietung eine wichtige Funktion, indem
                          sie die eingangs erwähnten menschlichen Wahrnehmungsleistungen unterstützen.

                          Diese Unterstützung kann prinzipiell auch ohne Einsatz von Beschallungstechnik
                          erfolgen ...
                          Zuletzt geändert von dipol-audio; 10.01.2014, 13:12.
                          Grüße aus Reinheim, Oliver Mertineit

                          Kommentar


                            #14
                            ... was macht ein Tier, wenn es Geräusche orten will? Es dreht die Lauscher in die Richtung, aus der der Lärm kommt.
                            Was mache ich? Ich drehe den Kopf auch so, dass ein Ohr direkt auf die vermeintliche Schallquelle gerichtet ist, und wenn das nicht hilft, nehme ich eine Hand zu Hilfe und bilde damit einen Schalltricher, oder zwei.

                            Mich schon eine tickende Wanduhr beim Musikhören gestört, nur nicht bei Darkside of the Moon!
                            Ich habe eine tolle CD mit einem Cello-Solisten (Janos Starker), aber das Micro steht so dicht beim Solisten, dass ich nach einer Weile auch das Atemgeräusch wahrnehme, und dann ist es mit dem Spass vorbei.

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                              #15
                              Hallo Stax,

                              die "Ohrwascheln" (sagt man so im Süddeutschen ... ?) drehen können wir Menschen ja nur
                              begrenzt ... den Kopf drehen wir natürlich auch.


                              Diesen Link hat kürzlich ein User - Markus - in einem anderen Forum gepostet:

                              "Development of Sound Localization", da geht es um verschiedene Säugetiere u.a.
                              auch den Menschen ...



                              Wenn der Kopf bereits in die richtige Richtung gedreht werden kann, dann ist schon ein
                              Teil der Wahrnehmungsleistung "Lokalisaton" vollbracht:
                              Bereits Neugeborene (Menschenkinder) drehen den Kopf bei einem Klick-Geräusch überwiegend
                              in die richtige Richtung. Das benötigt aber oft eine gewisse Reaktionszeit. Eine schnelle Drehung
                              in Richtung der Schallquelle wird erst später erlernt.

                              (Nachdem die Wahrscheinlichkeit den Kopf in die richtige Richtung zu drehen im Alter
                              von ca. 2 Monaten im Mittel zwischenzeitlich kurz abgenommen hat ... )

                              Das deutet bereits in einer frühen Entwicklungsphase auf ein Zusammenspiel von angeborenen
                              und erlernten Fähigkeiten bei der Lokalisation hin.

                              Was auch interessant ist: Um sich auf eine bestimmte Schallquelle zu konzentrieren, muss
                              nicht zwingend der Kopf in Richtung der Schallquelle gedreht werden: Der "Cocktailparty Effekt"
                              funktioniert als Wahrnehmungsleistung auch bei seitlichem Schalleinfall.


                              aus:


                              Das Gehör erreicht hierbei eine Störschallunterdrückung von 9 bis 15 dB, das heißt, die Schallquelle, auf die sich ein Mensch konzentriert, wird zwei- bis dreimal lauter wahrgenommen als die (störenden) Umgebungsgeräusche. Dieses führt dazu, dass in einer störgeräuschbehafteten Umgebung ein Mensch in der Lage ist, den Schall einer Schallquelle (hörmäßig) herauszusuchen.
                              ...
                              Darüber hinaus kann sich das Gehör ohne Bewegung des Kopfes auf beliebige Schallquellen konzentrieren und erzielt auch für seitliche Schallquellen ähnlich gute Ergebnisse.
                              Zuletzt geändert von dipol-audio; 10.01.2014, 15:54.
                              Grüße aus Reinheim, Oliver Mertineit

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