шая часть энергии сигнала сосредоточена внутри данной полосы, тем допустимый интенсивностный разбаланс стереоканалов для этой полосы должен быть меньшим. Данные рис. 1.11 позволяют установить нормы на неравномерность сквозных частотных характеристик стереоканалов с точки зрения пространственных искажений стереопанорамы.

0,015 0,05 0,12 0,3 1,0 г 5 10 кГц

Рис Допустимый разбаланс стереоканалов по уровню в зависимости от частоты (сплошная линия - речевой сигнал, пунктирная - симфоническая музыка)

В заключение этого параграфа заметим, что в реальных условиях (концертный зал, радиовещательная студия) время запаздывания первого отраженного звука, как правило, в несколько раз превышает 1 мс, а его уровень всегда меньше уровня прямого звука. По этой причине азимутальная локализация КИЗ при стереовоспроизведении определяется только соотношением AL и Ат сигналов прямых звуков, поступающих от исполнителя в точку расположения микрофонов по кратчайшему пути. Естественная реверберация первичного помещения (да и вторичного) может изменить лишь протяженность КИЗ, составляющих пространственную звуковую панораму.

1.5. Прозрачность звучания

Способность настроиться на один из многих одновременно воспринимаемых источников звука, выделить источник из общей массы и прослушать его звучание составляет одну из удивительнейших особенностей человеческого уха. Эта особенность проявляется не только в условиях, когда воспринимаемые сигналы имеют перекрывающиеся спектры, ио даже и в том случае, если формируемые ими звуковые образы обладают близким по тембру, ритмическому рисунку и динамике звучанием.

Сопоставление психоак>стических особенностей локализации КИЗ при воспроизведении стереосигналов с громкоговорителей и головных телефонов позволяет предположить, что: а) положение в пространстве, протяженность и воспринимаемая громкость КИЗ определяют местонахождение, форму и интенсивность очага возбуждения в слуховом центре головного мозга слушателя; б) при одновременном восприятии нескольких пространственно разнесенных КИЗ в слуховом центре головного мозга слушателя возникает соответствующее пространственное распределение очаюв возбуждений; по-видимому, эта картина является уменьшенной в масштабе копией исходной пространственной панорамы.

Эта гипотеза позволяет объяснить более высокую прозрачность звучания, свойственную стереовоспроизведенню по сравнению с одноканальной (монофонической) передачей.

При восприятии нескольких кажущихся источников сложного звукового образа в одной точке (что соответствует монофонической звукопередаче) возникающие в слуховом центре головного мозга слушателя очаги возбуждений, вызываемые сигналами каждого отдельного инструмента, накладываются друг на Друга. Ограниченная разрешающая способность возбужденной области слухового центра, а также отсутствие возможности для выделения того или иного

=.прмрнта звуковой панорамы посредством переключения внимания слушателя на пЛине направления приводят к тому, что условия для наиболее полного воссоздания спектров музыкальных инструментов и их выделения на фоне звучащего ансамбля оказываются наихудшими.

При одновременном восприятии слушателем нескольких пространственно пазнесенных КИЗ (что соответствует стереофонической звукопередаче) в слуховом центре возникает пространственная картина распределения возбуждений, явтяющаяся отражением реальной звуковой панорамы. Это сопровождается не только улучшением возможностей для анализа, так как при этом используется значительно больший отдел слуховой области, но также приводит к сложению взаимной маскировки источников звука, составляющих пространственную панораму. Это объясняется тем, что при выделении того или иного звукового образа используется удивительнейшая особенность человеческого слуха - избирагельная способность по направлению. Слушатель, концентрируя свое внимание в направлении выделяемого им источника звука, способен ослаблять маскирующее действие звуков, приходящих с других направлений, что приводит к улучшению разделимости сигналов н, в конечном счете, к повышению прозрачности звучания при стереовоспроизведении. Заметим, что протяженность КИЗ при двулканальной звукопередаче является управляемой Посредством выбора определенных значений AL, Ат или /?(Ат) канальных сигналов стереопары, формирующих звучание того илн иного музыкального инструмента воспринимаемой панорамы, для каждого из них может быть найдена оптимальная протяженность звукового образа и соответствующего ему очага возбуждения в слуховом центре головного мозга слушателя, при которых достигается наиболее точное и естествеииое восприятие.

Прн количественной опенке разделимости сигналов в качестве критериев удобно использовать относительный порог слышимости h (в децибелах) для каждого из выделяемых КИЗ, а для речевой панорамы - разборчивость Wp (в процентах). Преимуществом данных критериев является их универсальность, оростота получения в ходе эксперимента и, что самое главное, возможность перехода к обобщенному критерию. Обобщенный критерий используется обычно при математическом моделировании процесса бинауральной демаскировки сигналов и оценивает разделимость воспринимаемых сигналов прн изменении отношения сигнал/шум К для каждого из них. Прн этом шумом условно называют всю остальную совокупность сигналов, маскирующую выделяемый сигнал. Не останавливаясь здесь на изложении сущности этих моделей, подробно описанных в (П], покажем наличие количественной связи между значениями К я h (илн

Предположим, что пространственная звуковая панорама состоит из идентичных по тембру и динамике звучания КИЗ (наихудший случай для восприятия) п создана интенсивностным методом. Пусть прн изменении пространственного положения КИЗ уровни громкости каждого из них (при поочередном предъявлении слушателю) остаются неизменными При локализации всех КИЗ в одной точке (этот случай соответствует монофонической передаче и достигается при отсутствии al для всех пар сигналов, формирующих эти КИЗ) относительный порог слышимости для каждого из них будет иметь максимальное значение

AL=0 = AL=0 - AL=0, (1-7)

где cAL-O и \L=o - соответственно уровни полезного (выделяемого) и маскирующего сигналов в децибелах. Прн введении AL, не одинаковых по значению н знаку для пар сигналов, формирующих каждый из этих КИЗ (этот случай соответствует стереовоспроизведению), получаем

АЬфО = h дьо - мО С 8)

где Lд g н L дL=/=o -те же самые величины, но прн А1фО. Отсюда изменение порога слышимости Ah, выделяемого КИЗ, прн переходе от моно- к стереозвучанию может быть найдено как

= Kal=.,-L:,. (1.9)

Изменение порога слышимости Ah характеризует способность слуха разделять сигналы. Правая часть выражения (1.9) представляет собой изменение уровня

© Kononovich

djvued by roman elimov 1 Z;B/ZDD3 http: wvw.farlep.neir roman

маскирующего сигнала, численно равное при постоянном значении уровня полезного сигнала относительному изменению величины К-

В случае речевых источников к обобщенному критерию можно перейти, если воспользоваться семейством экспериментально найденных зависимостей слоговой разборчивости Wp (в процентах) от уровня речи Lp (в децибелах), полученных прн различных уровнях маскирующего щума Lm (в децибелах). Зная уровень и разборчивость выделяемого КИЗ, можно из этих зависимостей определить уровень эквивалентного шума, оказывающего такое же маскирующее действие на полезный источник звука как и вся совокупность остальных одновременно воспринимаемых КИЗ. С учетом этого (как и ранее) можно написать

(1.10)

AL=0 - AL=0 AL=0\

АЬфО - р АЬфО ~ Д1.0

и далее получить

AL ° М.фО ~ AL=0 ~ AL=0 ~ ALфO, (1-11)

Где Кд - выраженное в децибелах относительное изменение значения К для выделяемого КИЗ.

Если значения Ah, или Kд возрастают при переходе от монофонического к стереофоническому звучанию, то это свидетельствует о более высокой разделимости сигналов при стереофоническом звучании вследствие пространственного разнесения КИЗ, составляющих звуковую панораму. На рис. 1.12 приведены результаты, полученные для простейшей пространственной панорамы, состоящей из трех источников. Причем одни из этих КИЗ постоянно расположен в центре базы, а два других

дБ 15

8 W дВ

Рис. 1.13. Относительное изменение отношения сигиал/шум для боковых и центрального КИЗ при интенсивностной стереофонии

Рис. I 12. Изменения разборчивости речевых КИЗ для пространственной панорамы, состоящей из трех источников (сплошная линия -теоретическая кривая, пунктирная - экспериментальная кривая)

получают одинаковые по величине, но противоположные по знаку смещения ±S от центра базы. Уровни громкости КИЗ при их поочередном предъявлении слушателю при всех значениях вводимых М одинаковы. На рис. 1.12 по оси абсцисс отложены значения ALe, вводимые для боковых КИЗ, а по оси ординат -значения слоговой разборчивости Wp для центрального (кривая 2) и боковых (кривая /) источников. Нетрудно видеть, что пространственное разнесение КИЗ (МфО) улучшает их разделимость, однако наиболее резко это проявляется для боковых КИЗ и воспринимается на слух как провал середины .