Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Słyszenie i percepcja dźwięku
Koordynator przedmiotu:
Jan Żera
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Telekomunikacja
Grupa przedmiotów:
Przedmioty techniczne - zaawansowane
Kod przedmiotu:
SPD
Semestr nominalny:
3 / rok ak. 2018/2019
Liczba punktów ECTS:
4
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
100
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium15h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Podstawowy zakres wiedzy z przedmiotu Podstawy Techniki Dźwiękowej
Limit liczby studentów:
24
Cel przedmiotu:
Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z właściwościami układu słuchowego jako organu analizującego i przetwarzającego dźwięk. Wykład przedstawia budowę układu słuchowego z uwzględnieniem znaczenia akustycznych właściwości ucha zewnętrznego, roli ucha środkowego oraz funkcji analitycznych ucha wewnętrznego. Omówione są zasadnicze cechy wrażeniowe w odniesieniu do odpowiednich wymiarów fizycznych dźwięku, w tym: filtrowanie sygnałów w układzie słuchowym, wzajemne maskowanie (zagłuszanie) dźwięków, głośność i wysokość dźwięków prostych i złożonych, rozdzielczość słuchu w dziedzinie czasu, słyszenie dwuuszne (binauralne), ze szczególnym uwzględnieniem słyszenia kierunkowego i binauralnym zmniejszeniem maskowania (odmaskowaniem), zagadnienia związane z wytwarzaniem i percepcją mowy, a także wskaźniki liczbowe wrażeń stosowane w technice pomiarowej (wskaźniki głośności, szorstkości, ostrości i fluktuacji dźwięku) oraz zagadnienia odnoszące się do modelowania stosowanego w algorytmach kompresji dźwięku.Pięć ćwiczeń laboratoryjnych ilustruje zjawiska omawiane podczas wykładu w zakresie obejmującym najważniejsze cechy słuchu. W wielu przypadkach, ćwiczenia wzorują się na uznanych w literaturze, klasycznych eksperymentach prowadzonych na potrzeby rozwoju telekomunikacji. Laboratorium umożliwia poznanie podstawowych technik pomiarowych stosowanych w badaniach słuchu, w tym technik obiektywnych, opartych na statystycznej teorii detekcji oraz technik adaptacyjnych.
Treści kształcenia:
Treść wykładu Budowa układu słuchowego. Budowa i działanie układu słuchowego. Podstawy neurofizjologiczne słyszenia. Modele układu słuchowego. Cechy fizyczne i wrażeniowe dźwięku. Wprowadzenie: wielkości fizyczne i wielkości wrażeniowe charakteryzujące dźwięk. Miary stosowane w opisie dźwięku. Wskaźniki obliczeniowe głośności, szorstkości, tonalności i fluktuacji obwiedni. Właściwości słuchu jako analizatora widma. Wzajemne maskowanie dźwięków. Maskowanie jednoczesne, następcze i wsteczne. Istota koncepcji filtru słuchowego w percepcji zjawisk dźwiękowych. Zjawiska świadczące o słuchu jako o układzie filtrów pasmowo-przepustowych. Kształt charakterystyki i szerokość filtru słuchowego.. Modelowanie filtrów słuchowych. Głośność dźwięku. Próg słyszenia. Zakres dynamiki układu słuchowego. Prawo Webera-Fechnera. Sumowanie głośności w czasie i częstotliwości. Skale wartościowania głośności (skale fonów i sonów). Dyskryminacja natężenia - progi różnicowe natężenia dźwięku. Percepcja głośności dźwięków prostych (tonów) i dźwięków złożonych. Wysokości dźwięku. Różnice w percepcji wysokości dźwięków prostych (tonów) i złożonych (wielotonów harmonicznych i nieharmonicznych). Skala wrażeniowa wysokości dźwięku (skala meli). Dyskryminacja częstotliwości - progi różnicowe częstotliwości. Model percepcji wysokości dźwięków złożonych. Nieliniowość układu słuchowego. Tony kombinacyjne i harmoniczne słuchowe. Przetwarzanie niestacjonarnych sygnałów dźwiękowych w układzie słuchowym: Percepcja dźwięków zmiennych w czasie. Rozdzielczość czasowa słuchu. Postrzeganie zmian obwiedni dźwięku. Słyszenie dwuuszne, percepcja przestrzenna dźwięków. Lokalizacja źródła dźwięku. Odbiór dźwięku przy odsłuchu głośnikowym i słuchawkowym. Rola słyszenia dwuusznego i jednousznego. Słyszenie przestrzenne w warunkach odbić dźwięku. Zmniejszenie maskowania przy słyszeniu dwuusznym. Uszkodzenia słuchu. Natura uszkodzeń słuchu. Zaburzenia percepcji głośności przy uszkodzonym słuchu. Zmiany rozdzielczości częstotliwościowej, czasowej i selektywności słuchu. Sygnał mowy, jego wytwarzanie, percepcja. Wytwarzanie sygnału mowy. Natura dźwięków mowy. Fonemy. Metody pomiaru słuchu. Techniki pomiaru progów detekcji, progów dyskryminacji, skalowanie wrażeń. Modele psychoakustyczne stosowane przy kompresji danych. Podstawy kodowania percepcyjnego w kompresji danych. Zakres laboratorium Zakres laboratorium (pięć ćwiczeń po trzy godziny): Maskowanie: celem ćwiczenia jest pomiar krzywych maskowania wynikających z oddziaływania pasmowego i szerokopasmowego szumu maskującego. Program ćwiczenia nawiązuje do pomiarów maskowania przez Wegel i Lane'a (Bell Laboratories, 1924 r.) i eksperymentów późniejszych. Filtry słuchowe: celem ćwiczenia jest wyznaczenie charakterystyki filtrów określających pasmowe właściwości słuchu w różnych zakresach częstotliwości i przy różnym poziomie sygnału. Ćwiczenie nawiązuje do pomiarów Pattersona (1976 r.). Skalowanie głośności i dyskryminacja natężenia dźwięku: celem ćwiczenia jest wyznaczanie krzywych poziomu głośności w fonach (wybranych punktów krzywych izofonicznych), skali głośności w sonach oraz progów różnicowych natężenia dźwięku. Program ćwiczenia nawiązuje do eksperymentów Fletchera i Munsona (Bell Laboratories, 1934), Robinsona i Dadsona (NPL, 1951) oraz Stevensa (Harvard University, 1940). Postrzeganie zmian częstotliwości, wysokość dźwięku: program ćwiczenie obejmuje klasyczne eksperymenty dyskryminacji częstotliwości (pomiar progu różnicowego częstotliwości) oraz demonstrację zjawiska tworzenia wysokości dźwięków złożonych (wielotonów) i pomiar tej wysokości w zależności od częstotliwości składowych wielotonu. Postrzeganie zmian czasowych w dźwięku: program ćwiczenia obejmuje pomiary właściwości układu słuchowego w zakresie integracji i dyskryminacji czasowej: pomiar integracji energii dźwięku w układzie słuchowym na podstawie oceny wrażenia głośności, pomiar funkcji przenoszenia modulacji (TMTF - temporal modulation transfer function) układu słuchowego, oraz pomiar dyskryminacji przerw w sygnale tonu oraz szumie pasmowym i szumie szerokopasmowym.
Metody oceny:
Przedmiot jest oceniany na podstawie sumy punktów uzyskanych z dwóch kolokwiów przeprowadzanych w połowie i na końcu semestru oraz sumy punktów otrzymanych na podstawie sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych. Zaliczenie następuje pod warunkiem otrzymania co najmniej 50% punktów.
Egzamin:
nie
Literatura:
B. C. J. Moore. Wprowadzenie do psychologii słyszenia. PWN 1999. U. Jorasz. Wykłady z psychoakustyki. Wydawnictwo Naukowe UAM 1998. E. Ozimek. Dźwięk i jego percepcja. Aspekty fizyczne i psychoakustyczne. PWN 2002.
Witryna www przedmiotu:
http://www.ire.pw.edu.pl/zea/
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W1
Ma wiedzę o budowie układu słuchowego z uwzględnieniem znaczenia akustycznych właściwości ucha zewnętrznego i fizjologii działania ucha wewnętrznego.
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W03
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_WG
Charakterystyka W2
Ma wiedzę o cechach wrażeniowych dźwięku w relacji do odpowiednich wymiarów fizycznych dźwięku.
Weryfikacja: kolokwium, laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W03
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_WG
Charakterystyka W3
Ma wiedzę o procesach filtrowania sygnałów w układzie słuchowym, wzajemnego maskowania (zagłuszanie) dźwięków, powstawaniu wrażenia głośność i wysokość dźwięków prostych i złożonych, o rozdzielczości słuchu w dziedzinie czasu, binauralnym słyszeniu kierunkowym i binauralnym odmaskowaniu.
Weryfikacja: kolokwium, laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W03
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_WG
Charakterystyka W4
Ma wiedzę o zagadnieniach związanych z wytwarzaniem i percepcją mowy.
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W03
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_WG
Charakterystyka W5
Ma wiedzę o podstawowych technikach pomiarowych stosowanych w badaniach słuchu.
Weryfikacja: kolokwium, laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W03
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_WG

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U1
Potrafi przeprowadzać pomiary słuchu w zakresie maskowania, skalowania głośności, progów różnicowych głośności i wysokości dźwięku, dyskryminacji zmian czasowych w dźwięku.
Weryfikacja: kolokwium, laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U01, K_U03, K_U14
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_UK, I.P7S_UU, I.P7S_UW, III.P7S_UW.1.o, III.P7S_UW.3.o
Charakterystyka U2
Rozumie i potrafi zastosować sformalizowane procedury pomiarowe wrażeń słuchowych związane ze statystyczna teoria detekcji.
Weryfikacja: kolokwium, laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U01, K_U03, K_U14
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_UK, I.P7S_UU, I.P7S_UW, III.P7S_UW.1.o, III.P7S_UW.3.o

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka KS1
Wie jak zastosować zdobytą wiedzę w profilaktyce ochrony słuchu.
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
Powiązane charakterystyki obszarowe: