Ankündigung

Einklappen
Keine Ankündigung bisher.

Grenzen von Sinusmessungen

Einklappen
X
 
  • Filter
  • Zeit
  • Anzeigen
Alles löschen
neue Beiträge

    Grenzen von Sinusmessungen

    Ich hatte vor einigen Wochen in einem anderen Forum mal etwas zusammengeschrieben, was ich bei dem momentan friedlichen Umgang auch hier zur Diskussion stellen möchte:

    Es geht um die Grenzen der Intepretation von Hörbarkeit basierend auf Sinustönen

    Ich versuche mal meine Argumentation von der technischen Seite her aufzubauen, denn ganz klar ist, daß wir einen Sinuston sehr gut messen und beurteilen können (technisch). Dieser Ton hat an einem definierten Ort eine Informationseinheit bezüglich Frequenz und Lautstärke, betrachten wir das einfach einmal als 2 Informationseinheiten. Rechnet man jetzt noch die Hüllkurve und Dauer von akustischen Sinustönen dazu, dann kommt man auf sagen wir vielleicht max. 10 Informationseinheiten (Einsatz, Anstieg, Abfall, Verlauf, etc.).
    Einigermaßen handlich und praxisgerecht stellen wir dem mal die einfachsten musikalischen Töne gegenüber, beispielsweise ein angeschlagener Ton auf einem Klavier oder ein Flötenton etc. Insgesamt würde ich hier schon eine Informationsfülle von insgesamt bis zu 100 Einheiten vermuten, die unsere Wahrnehmung dabei verarbeitet (das sind die Obertöne und deren Verhältnis sowie spezifische Hüllkurven etc.)
    Wenn ich jetzt auf beispielsweise einzelne gesungene Worte erweitere, dann habe ich sicherlich schon eine Gesamtinformationsfülle von ca. 1000 oder mehr. Das alles spielt sich aber sicherlich noch im Bereich um eine bis wenige Sekunden Dauer ab und wir haben alles Externe, Störende und Begleitende mal außen vor gelassen ..

    In der Praxis werden wir jedoch ständig mit tausenden und zigtausenden akustischen Informationseinheiten bombardiert - Bestellte und Unerwartete, Laute und Leise, Gewollte und Ungewollte, Entfernte und Nahe, Reflexionen und Überlagerungen, etc. pp. ..
    Wir wissen aus der Praxis, wie wichtig das Gehör für unsere täglichen Verrichtungen ist und daß wir in der Lage sind, aus dem ständigen Umgebungsgeräuschteppich für uns relevante Muster zu extrahieren, zu vergleichen und wiederzuerkennen. Wir erkennen also beispielsweise den angeschlagenen Ton an einem Klavier auch dann relativ sicher wieder, wenn der Sitznachbar hüstelt, ein Zug vorbeifährt und/oder unzählige Kombinationen anderer Geräusche mit anderem Ursprung sich dazu mischen.
    Wir folgen dem Gespräch und den Worten eines spezifischen Gegenübers während andere im Raum ebenfalls quasseln. Wir nehmen dabei sogar sehr empfindlich spezifische Stimmungen und Umstände des Sprechers wahr, während wir gleichzeitig aus den Geräuschen die wörtliche Bedeutung extrahieren. Bevor unsere Wahrnehmung also überhaupt diese wenigen tausend Informationseinheiten pro Sekunde verarbeitet, werden diese aus zigtausenden herausgefiltert ..

    Tatsächlich halte ich es für äußerst fraglich anzunehmen, daß unsere Wahrnehmung gleich reagiert, wenn wir im Labor bestimmte Reize ausschalten und damit die normalerweise ständig benötigten Wahrnehmungsfilter nicht beschäftigen, wie das für den Test von Sinustönen beispielsweise technisch erforderlich ist.
    Es gibt sicherlich für das Verständnis der Einzelfunktionen wichtige Tests der Wahrnehmung mit Sinustönen, aber deren Ergebnisse lassen sich in meinen Augen nur äußerst vorsichtig auf realistische Gegebenheiten übertragen - zumal wir um die individuell unterschiedliche, adaptive und von Situation und Gemütszustand abhängige Verarbeitung von Geräuschen wissen.

    Meine empirischen Beobachtungen lassen häufig sogar wesentlich spezifischere Fähigkeiten aufscheinen, als in einem Labortest mit wenigen 100 Informationseinheiten überhaupt darstellbar sind - dazu kommt, daß durch den geringen Informationsgehalt meine Wahrnehmung keinerlei gerichtete Aufmerksamkeit aufbringt. Jeder weiß beispielsweise, daß ein immer gleicher Ton oder ein immer gleichförmiges Geräusch irgendwann vollständig aus der Wahrnehmung herausgefiltert werden kann, weil es offensichtlich von derselben als irrelevant erkannt wird. Technisch eindeutige Unterschiede von Testsequenzen, die auch wahrgenommen werden können, verschwinden nach einer gewissen Häufigkeit im Laborversuch - da weiß ich allerdings noch nicht ob das hauptsächlich der Müdigkeit oder unbewußten Filtereigenschaften geschuldet ist.
    Insgesamt erscheint es mir sehr fraglich, was ich also aus der Untersuchung "Erinnerungsfähigkeit" lesen kann und was davon in der Praxis dann überhaupt noch relevant übrig bleibt. Denn, auch das weiß ich empirisch, schon nur geringe "technische" Änderungen in beispielsweise der Stimmlage einer Person oder ihrem Sprechrythmus können meine spezifische Aufmerksamkeit auf deren Aussage um mehrere Potenzen erhöhen - und zwar schlagartig innerhalb weniger Millisekunden eine ganze Batterie von Transmittern in meinem Nervenzentrum aktivieren, bevor ich überhaupt bewußt wahrgenommen habe, daß da etwas im Gange ist.

    Gruß Thorsten

    #2
    Hallo!

    Ich muss hier leider sagen, dass ich nicht weiß worauf du hinauswillst.

    Meinst du jetzt Hörtests mit Sinus Signaltönen?
    Wenn ja welche meinst du da konkret?

    Ganz allgemein:
    Für entsprechende Test gibts besser geeignete und weniger gut geeignete Test-Signale.
    Oder auch ist für manche Test besser unterbrechungsfreie Umschaltung zu haben, für andere wiederum steigt die Detektionsrate wenn es ein kurze Pause zwischen den Umschaltungen gibt.
    Manchmal ist es besser mit KH zu testen, manchmal mit LSP,....


    Das ganze gilt aber nur für Hörtests.
    Messungen unterliegen wieder anderen Voraussetzungen.

    mfg

    Kommentar


      #3
      Zitat von schauki Beitrag anzeigen
      Hallo!

      Ich muss hier leider sagen, dass ich nicht weiß worauf du hinauswillst.

      Meinst du jetzt Hörtests mit Sinus Signaltönen?
      Wenn ja welche meinst du da konkret?
      es geht mir um die Frage, wie man Erkenntnisse (aus Messungen mit Sinustönen und deren Hörbarkeit) umlegen kann auf andere Themen.

      Konkret ist es zweifelsohne richtig, daß wir mit geeigneter Mischung von Sinustönen praktisch alle Signalformen generieren können; dadurch kann man technisch ein beliebiges Signal in seine sinusförmigen Bestandteile aufdröseln und damit eingehender testen. Natürlich sind dabei die Grenzen der Bandbreite zulässiger Frequenzen zu beachten (wenn es um Testsignale auf CD geht, beispielsweise).

      Mir geht es um die Fragestellung, ob man bekannte Hörschwellen - die für Sinustöne evtl. schon vorliegen - genauso wie die Sinustöne selber zu Hörschwellen für ein Signal zusammenfügen kann.

      Man ermittelt oder kennt Hörschwellen für sagen wir insgesamt 5 Sinustöne; kann man dann auf die Hörschwelle eines komplexen, irgendwie aus diesen 5 Frequenzen zusammengemischten Signals schließen?

      Zitat von schauki Beitrag anzeigen
      Ganz allgemein:
      Für entsprechende Test gibts besser geeignete und weniger gut geeignete Test-Signale.
      Oder auch ist für manche Test besser unterbrechungsfreie Umschaltung zu haben, für andere wiederum steigt die Detektionsrate wenn es ein kurze Pause zwischen den Umschaltungen gibt.
      Manchmal ist es besser mit KH zu testen, manchmal mit LSP,....
      da sind wir beide einer Meinung; oben der Punkt ist für mich interessant

      Kommentar


        #4
        Zitat von matadoerle Beitrag anzeigen
        es geht mir um die Frage, wie man Erkenntnisse (aus Messungen mit Sinustönen und deren Hörbarkeit) umlegen kann auf andere Themen.
        Hier muss ich wieder fragen welche Tests du konkret meinst bei dem das Test Signal ein reiner Sinus (einer Frequenz) ist.

        Mir geht es um die Fragestellung, ob man bekannte Hörschwellen - die für Sinustöne evtl. schon vorliegen - genauso wie die Sinustöne selber zu Hörschwellen für ein Signal zusammenfügen kann.
        I.d.R. nicht, denn wenn ein 1kHz Sinus verwendet wurde um z.B. Klirr zu detektieren, wird ein Musiksingal (also z.B. Pink Floyd - learning to fly) eine deutlich geringere Detektionsrate aufweisen.

        Man ermittelt oder kennt Hörschwellen für sagen wir insgesamt 5 Sinustöne; kann man dann auf die Hörschwelle eines komplexen, irgendwie aus diesen 5 Frequenzen zusammengemischten Signals schließen?
        Das ist ein sehr fiktives Beispiel das es so nicht gibt, bzw. dass einfach nicht so recht funktioniert.
        Schauen wir einfach mal 2 Sinus Signale an - weils einfacher ist.
        1kHz und 2kHz.
        Bei 1kHz hört man schon 0,00001% k2, bei 2kHz hört man erst 10% k2.
        Das zusammengesetze Signal ist eben ein moduliertes Signal, wenn dieses Signal also wirklich nur aus 1kHz und 2kHz bestehen, dann geht der 1kHz k2 völlig im 2kHz unter.
        Und der 2kHz k2 ist "gemessen" nur 0,1% also hört man die entsehenden 4kHz mit -60dB gar nicht.

        Zielt deine Frage nun darauf ab ob dieser 0,1% k2 bei 2kHz jetzt eben doch hörbar ist weil es ein "komplexes" Signal ist und sich so ggfs. die Hörschwelle senkt?

        Das Beispiel ist natürlich nicht technisch korrekt (so gehts nämlich nicht) aber es soll eben die grundsätzliche Problematik zeigen.

        mfg

        Kommentar


          #5
          Zitat von schauki Beitrag anzeigen
          Schauen wir einfach mal 2 Sinus Signale an - weils einfacher ist.
          1kHz und 2kHz.
          Bei 1kHz hört man schon 0,00001% k2, bei 2kHz hört man erst 10% k2.
          Das zusammengesetze Signal ist eben ein moduliertes Signal, wenn dieses Signal also wirklich nur aus 1kHz und 2kHz bestehen, dann geht der 1kHz k2 völlig im 2kHz unter.
          Und der 2kHz k2 ist "gemessen" nur 0,1% also hört man die entsehenden 4kHz mit -60dB gar nicht.
          Das Beispiel zeigt schön die grundsätzliche Problematik (wobei es genauso aussagekräftig gewesen wäre, wenn k2 bei 1 kHz auch erst bei 10% hörbar wäre); es macht aber auch unmittelbar deutlich, warum k2 sowieso zur harmlosesten Verzerrung überhaupt gehört.

          Meines Erachtens müßte man Klirrfaktoren immer unter Ausschluß von k2 angeben; alles andere ist praxisfremd und für die Wahrnehmung vollkommen unerheblich.

          Kommentar


            #6
            Ich hätte mein Beispiel genauso mit 1kHz und 3kHz und k3 durchspielen können.

            -> Ich weiß leider noch immer nicht worum es dir geht.

            mfg

            Kommentar


              #7
              Hallo schauki,
              wenn wir über Hörschwellen sprechen, dann nehmen wir stillschweigend entweder bekannte Untersuchungen oder eigene Erfahrungen, wo wir aufgrund einer "Störung" und deren "Wahrnehmung" ein Bild für die "Detektionsrate" dieser Störung entwickeln.

              Beispielsweise kennen wir harmonischer Klirr (außer k2) ist mit 1% recht gut zu detektieren, kleiner 0,5% schon eher schwierig bis nicht mehr zu detektieren.

              Außerdem können wir sagen daß eine Senke in einem Oktavband von 1 dB wahrscheinlich detektierbar ist, von weniger als 0,5 dB schon eher schwierig.

              Und das können wir für viele andere "einzelne" Störungen durch Untersuchungen vergleichbar herausbekommen.


              Jetzt werden wir Menschen aber praktisch ununterbrochen (auch während wir schlafen sind Wahrnehmungsapparate und Filter aktiv) mit einer Vielzahl von Anregungen Störungen konfrontiert.
              Können wir aus den oben ermittelten Ergebnissen, die ja in der Regel eine Störung isolieren, erfassen und auswerten, durch irgendeine "Vorschrift" oder Rechenregel einen Abschätzung dafür treffen, was in der Realität dann insgesamt noch hörbar bleibt?

              Ein Verstärker produziert ja beispielsweise nicht nur harmonischen Klirr, für andere Geräte kann das Gemisch an Störungen sogar noch weit umfassender werden.
              Nimmt man jetzt jede einzelne Störungsart einzeln oder muß man bei Kombinationen eher mitteln oder maximieren/minimieren?

              Sind die Untersuchungen, die zwar eine Störungsart separiert betrachten, nicht auch IMMER mit einer Vielzahl anderer Störungen alleine schon dadurch "belastet", daß das manipulierte/getestete Signal auch zwingend durch einen Verstärker und eine Lautsprecher geht, in einem Hörraum abgespielt wird?

              Ist es überhaupt "richtig" anzunehmen, daß wir bei der Ermittelung einer Hörschwelle tatsächlich auch diese Hörschwelle erwischen; oder müssen wir nicht konstatieren, daß diese Hörschwelle einer Störungsart in Verbindung mit dem Versuchsaufbau eine wahrscheinliche Hörschwelle definiert, es aber streng genommen mit einem anderen Versuchsaufbau zu ganz anderen Ergebnissen geführt hätte.
              Müssen wir nicht ebenso festhalten, daß eventuell für eine Gruppe von Hörern der gewählte Versuchsaufbau ideal scheint, daß der aber für andere Hörer evtl. sogar suboptimal war, weil jenen eine "Störung" im Versuchsaufbau die untersuchte verdeckt hat?

              Wie stellen wir sicher und mit welcher Begründung können wir annehmen, daß eine Störung bei einer Untersuchung überhaupt die Aufmerksamkeit, den Fokus der Wahrnehmung, erhält, den sie außerhalb der Versuche erreicht?
              Gruß Thorsten

              Kommentar


                #8
                Zitat von matadoerle Beitrag anzeigen
                Wie stellen wir sicher und mit welcher Begründung können wir annehmen, daß eine Störung bei einer Untersuchung überhaupt die Aufmerksamkeit, den Fokus der Wahrnehmung, erhält, den sie außerhalb der Versuche erreicht?
                Gruß Thorsten
                Du kannst dir alle Fragen selbst beanworten, indem du die für dich relevanten Dinge Blind testest. Hörschwellen werden auch so festgelegt. Da geht einer her und führt eine Untersuchung durch. Du würdest doch, wenn du ehrlich bist, sowieso verallgemeinert Untersuchungen, also mit irgendwelchen Menschen nie für dich akzeptieren. Also denkst du dir jetzt einfach aus wie du das testen könntest. Mach es dir einfach: Tausche ein Kabel, Verstärker, Dingsbums, und versuche SEHEND festzustellen wo die Unterschiede liegen, und unter welchen Umständen du sie erkennst. Hast du das, versuchst du das ganze blind nochmal.
                Wenn du es wirklich wissen möchtest (für dich selbst), hast du ja keinen Grund dich selbst zu beschummeln. Am Ergebnis eines anderen würdest du ja eh wieder zweifeln, oder?

                Torsten

                Kommentar


                  #9
                  Wenn man diesen Gedanken weiterspinnt dann kann man gar nichts üebr irgendwas in diese Richtung sagen weil natürlich jedes "real" exisitierende Gerät/Ding nicht 100% nach Theorie funktioniert.

                  D.h. auch der beste Kopfhörer klirrt bzw. gibt es auch bei KH Crosstalk.
                  Auch wenns nur -200dB da ist er.

                  Wer meint sowas ist hörbar, der wird mit der gesamten Hörschwellenuntersuchung natürlich nicht warm werden.

                  mfg

                  Kommentar


                    #10
                    Hallo schauki,
                    kannst du abschätzen, wie schnell man einen wassergefüllten Ballon beschleunigen kann, bevor er platzt? Hm, wenn du nicht schlauer bist als ich, dann müssen wir es halt probieren, kostet uns ja höchstens ein paar Versuche ..

                    natürlich kann eine unvorhergesehene Grenze oder Eigenschaft eine Abschätzung oder Berechnung als falsch herausstellen - aber darum geht es hier garnicht.

                    Es gibt, aufgrund zugänglicher Untersuchungen und auf viel Papier gedruckt, allgemein anerkannte Grundsätze der Wahrnehmungsschwellen. Ich behaupte nicht, daß das alles Käse ist und ich den Superhörer kenne, der die alle locker unterbeiten kann. Ich frage nur sehr vorsichtig danach, ob diese ermittelten Grenzen unter den Bedingungen auch zum Tragen kommen.
                    Wenn ich feststellen würde, daß Total Harmonic Distortion (THD) unter 0,5% grundsätzlich unhörbar sei, gilt das dann für jede Störung die einen Betrag von 0,5% unterschreitet, gilt es für zwei unabhängig voneinander existierende/begründete Störungen die gemeinsam 1% unterschreiten? oder gilt, wenn alle überhaupt nur denkbaren Störungen einzeln unter 0,5% bleiben? oder was gilt?

                    Und wenn ich mich auf eine Behauptung zurückziehe, die gelten soll, muß ich dann nicht den logischen Umkehrschluß machen? Kann ich dann auch davon ausgehen, daß jedes Geräusch, was unter 0,5% Gesamtpegel liegt, grundsätzlich unhörbar bleiben müßte? Finde ich also ein einziges empirisches Beispiel für eine hörbare Sache, die im Gesamtpegel aller Geräusche weniger als 0,5% ausmacht, ist dann meine Hörbarkeitsschwelle gleich Makulatur? Das sind die Fragen, die ich mir stelle und weshalb ich vorsichtiger als einige andere bin, bevor ich etwas für unhörbar erkläre ..
                    Gruß Thorsten

                    Kommentar


                      #11
                      Ich muss leider wieder sagen dass ich dir nicht folgen kann.

                      Ermittelt man z.B. bei 90dB und 1kHz ist k3 von 0,1% hörbar, dann ist das mal so.
                      Der wirkt sich auch "nur" aus indem ein -60dB 3kHz Signal dazukommt.

                      Sind noch andere Frequenzen dabei, dann sind halt die -60dB bei gleichem k3 eben auf anderen Frequenzen.
                      Der Pegel selbst addiert sich in dem Fall ja nicht.


                      Was Störungen angeht, soviel gibts da gar nicht.
                      Es gibt lineare Verzerrungen, die kann man 100% beseitigen, die nehmen wir also mal aus.

                      Also bleiben nur noch nichtlineare Verzerrungen übrig (und Knackser/Geräusche die lassen wir aber auch aus).
                      Da wiederum die harmonischen also Klirr und die nichtharmonischen (der Rest).

                      Du willst jetzt also wissen ob wenn die jew. Einzelteile ganz kanpp unter der Hörschwelle liegen aber eben von jeder Verzerrung gleichzeitig auftreten ob es dann nicht doch hörbar werden kann?

                      Dazu kann ich nur sagen:
                      Alles was sich im Rahmen bewegt, auch wenns unter den lt. Fachliteratur Hörschwellen liegt, aber eben nicht um Faktor 10, oder gar 1000 darunter kann in speziellen Fällen hörbar sein.

                      Bzgl. Messung:
                      Allein der Unterschied LSP zu Elektronik ist in vielen Fällen (Klirr) Faktor 100-1000.
                      Wenn also schon nicht mal beim LSP Klirr wahrnehme, dann schließe ich aus dass man das bei Elektronik tut - und da ists dann auch egal was da sonst noch alles dazukommt.

                      mfg

                      mfg

                      Kommentar


                        #12
                        Hallo,
                        wenn ich Thorsten richtig verstehe, dann mal mein 2 Cents dazu:
                        Im Musiksignal kann im Gegensatz zu Messsignalen der Klirr deutlich höher sein, bi er detektiert werden kann.
                        Das Stichwort ist Verdeckung, eine Eigenschaft, die man sich ja auch bei MP3 zunutze macht da kann man leise Frequenzen weglassen, die nahe bei anderen. lauteren Frequenzen liegen.
                        Habe da irgendwo noch eine Test-CD, auf der ein Musikstück mit verschiedenen Gesamtklirrfaktoren drauf war.
                        Für mich war erschreckend, wie hoch der Gesamtklirr sein durfte, bis ich anfing, eine Veränderung zu hören.
                        Genauso erstaunlich war, welche Frequenzen man obenrum abschneiden konnte, bis man merkte, daß Höhen fehlten.
                        Ich behaupte mal dreist, daß in dieser Runde kein Mensch bemerkt, wenn z.B. Alle Frequenzen oberhalb 15000 Hz fehlen.
                        Daher kann ich über hochauflösende Formate und Lautsprecher, die bis 30000 Hz oder so "können" nur müde lächeln.
                        Wenn es da Unterschiede zu hören gibt, dann sind es Dreckeffekte wie Intermodulation etc.

                        Da gab es mal ein berühmtes Experiment um festzustellen, was man über 15000 Hz noch hören kann.
                        Zunächst wurde mit einem Breitbänder ein Musiksignal angehört eimal bis 15000 Hz begrenzt und dann "Fullrange" mit einem Musiksignal, was weit über 20000 Hz reichte. Jeder hörte den Unterschied.

                        Im 2. Durchlauf verwendete man 2 Breitbänder, der erste wieder bis 15000 begrenzt und der zweite übertrug dann alles über 15000 Hz.
                        Im 2. Durchlauf hörte dann kein Mensch mehr, ob der 2. BB mit den Frequenzen über 15000 Hz zugeschaltet war oder nicht.
                        Das sollte doch ein wenig zu Denken geben.....

                        Gruß
                        Peter K.

                        Kommentar

                        Lädt...
                        X
                        👍