Äänenkorkeus

Äänenkorkeus on suure, jolla kuvataan aistittua äänen korkeutta.[1] Sillä tarkoitetaan myös usein äänen taajuutta, vaikka koettu äänenkorkeus riippuu myös monesta muusta tekijästä.[1] Äänenkorkeuden ilmaisemiseksi on kehitetty monia asteikkoja, jotka pyrkivät muodostamaan yhteyden äänenkorkeusaistimuksen ja äänen taajuuden välille.[1]

Kokeelliset äänenkorkeusasteikot

Kokeellisesti määritellyissä äänenkorkeusasteikoissa käytetään yleensä yksinkertaisia yhden ääneksen ääniä.[1] Monimutkaisempien äänten käsittely kuuloaivokuorella on myös monimutkaisempaa, jolloin aistittuun äänenkorkeuteen vaikuttaa monta muuta seikkaa.[1]

Mel-asteikko

Mel-asteikko taajuuden funktiona.

Mel-asteikko (myös meli-asteikko) on subjektiivisilla testeillä määritelty asteikko, jonka tekemisessä koehenkilöitä on pyydetty kertomaan milloin äänenkorkeus kuulostaa esimerkiksi kaksinkertaiselta.[1] Keskiarvoistamalla on päädytty mel-asteikkoon. Taajuuden kaksinkertaistuminen vaikuttaa äänenkorkeuden kaksinkertaistumiseen aina vajaaseen 1 000 hertsiin asti, jonka jälkeen melien suhde hertseihin muuttuu logaritmiseksi eli taajuuden kaksinkertaistuminen ei enää kaksinkertaista mel-määrää. Mel-asteikkoa approksimoi kaava (f on taajuuden arvo hertseinä):

$M=2595\log _{10}(1+f/700)$ [1]

Bark-asteikko

Bark-asteikon kriittiset kaistat

Bark-asteikossa on lähdetty kriittisen kaistan käsitteestä ja päädytty asteikkoon, joka muodoltaan muistuttaa paljon mel-asteikkoa — 1 Bark on noin 100 meliä.[1] Bark-asteikkoa approksimoi kaava (f on taajuuden arvo hertseinä):

$B=7\ln[f/650+{\sqrt {(1+(f/650)^{2})}}]$ [2]

Professori Karl Eberhard Zwicker Münchenin teknillisen yliopiston sähköakustisesta instituutista määritteli Bark-asteikon The Journal of the Acoustical Society of American (1961) artikkelissaan Subdivision of the audible frequency range into critical bands.[3]

ERB-asteikko

ERB-asteikko on uusin suosittu äänenkorkeusasteikko, joka perustuu korvan basilaarikalvon resonointipaikan ja äänenkorkeuden suhteeseen.[4] ERB-asteikko on mel- ja Bark-asteikkoja tarkempi lähinnä korkeilla taajuuksilla, joilla äänenkorkeutta on vaikeampi havainnoida.[4] ERB-asteikkoa approksimoi kaava (f on taajuuden arvo hertseinä):

$E=21,3\log _{10}(1+f/228,7)$ [4]

Koenig-asteikko

Koenig-asteikkoa approksimoi kaava (f on taajuuden arvo hertseinä):

$K=0.002f$ , f ≤ 1000,
$K=(4.5log_{10}f)-11.5$ , 1000 < f ≤ 10000[5]

Puolisävel-asteikko

Musiikissa käytetään yleensä sävelkorkeusasteikkoa, joka on suurin piirtein logaritminen koko taajuusalueella.[6] Puolisävel-asteikkoa approksimoi kaava (f on taajuuden arvo hertseinä, Y riittävän suuri puolisävelarvo (st-arvo), jotta kaavasta saatavat arvot pysyvät Hz-alueessa positiivisina):

$St=Y+12\log _{2}(f/440)$ [6]

$Y$ vastaa 440 hertsin puolisävelarvoa.[6] Esim. 880 hertsin st-arvo on $Y+12$ ja 220 hertsin st-arvo on $Y-12$ . Eli taajuuden hertseinä kaksinkertaistuessa puolisävelet lisääntyvät määrällä 12 ja taajuuden hertseinä puolittuessa puolisävelet vähenevät määrällä 12.[6]

Puolisävel-asteikko on tasavälinen asteikko.[6] Kromaattinen asteikko on puolisävelasteikko.

Katso myös

Lähteet

Karjalainen, Matti: Kommunikaatioakustiikka. Suomenkielinen oppikirja, 237 sivua. Espoo: TKK, Akustiikan ja äänenkäsittelytekniikan laboratorio, 1999. ISBN 951-22-4412-8.
Sundberg, Johan: The Science of Musical Sounds, Academic Press, 1991, ISBN 0-12-676948-6.

Viitteet

Karjalainen 1999, s. 112.
Karjalainen 1999, s. 113.
Zwicker, Eberhard: Subdivision of the audible frequency range into critical bands, The Journal of the Acoustical Society of America, Volume 33, Issue 2, pp. 248−248, 1961.
Karjalainen 1999, s. 114.
Koenig, W.: A new frequency scale for acoustic measurements. Bell Telephone Laboratory Record, 27, pp. 299−301, 1949.
Sundberg 1991, s. 78−105.

Kirjallisuutta

Pulkki, Ville & Karjalainen, Matti: Communication Acoustics – An Introduction to Speech, Audio and Psychoacoustics. 430 sivua. New York: John Wiley & Sons, Ltd, 2015. ISBN 978-1-118-86654-2.
Rossing, Thomas D. & Moore, Richard F. & Wheeler, Paul A.: The Science of Sound. Pearson Education Limited, Third Edition, 2014. ISBN 1-292-03957-4.

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.

[kommunikaatioakustiikka3-1] Karjalainen 1999, s. 112.

[kommunikaatioakustiikka2-2] Karjalainen 1999, s. 113.

[Zwicker1-3] Zwicker, Eberhard: Subdivision of the audible frequency range into critical bands, The Journal of the Acoustical Society of America, Volume 33, Issue 2, pp. 248−248, 1961.

[kommunikaatioakustiikka-4] Karjalainen 1999, s. 114.

[Koenig1-5] Koenig, W.: A new frequency scale for acoustic measurements. Bell Telephone Laboratory Record, 27, pp. 299−301, 1949.

[sundberg1-6] Sundberg 1991, s. 78−105.