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Analysis and Assessment of Musical Starting Transients

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Abstract:

A system of measurement for transient musical sounds is described that takes into account relevant characteristics of the hearing process and utilises readily available equipment. An attempt is made to show how individually measured physical parameters may be processed so as to extract features that are perceptually significant. The output of a set of one-third octave filters are digitised, stored in a micro-computer, smoothed with a high-order polynomial, converted into loudness units, and landscape plots made of the loudness-frequency-time relationships. Differentiation of the polynomial leads to a set of derivative curves from which a dominant slope diagram is drawn showing the partial tone having greatest rate of change of loudness at any given time. There appears to be a connection between dominant slopes and corresponding dominant levels. A maximum positive slope value usually occurs at least 10 ms before the onset of the corresponding steady state. It is suggested that the ear uses the dominant slope signal as early warning for the appearance of a strong “steady state” partial.

Zusammenfassung

Es wird ein System zur Messung von transienten musikalischen Klängen beschrieben, welches bedeutende Charakteristika des Hörprozesses mit berücksichtigt und sogleich die verfügbare Ausrüstung nutzt. Es wurde der Versuch unternommen, zu zeigen, wie die individuell gemessenen physikalischen Parameter so verarbeitet werden können, daß sich die für die Wahrnehmung signifikanten Merkmale ergeben. Das Ausgangssignal eines Satzes von Terzfiltern wird digitalisiert, in einem Mikro-Computer gespeichert, mit Hilfe eines Polynoms hoher Ordnung geglättet, umgewandelt in Lautheitseinheiten und dargestellt als Lautheits-Frequenz-Zeit-Beziehung in einem ,,Landschaftsdiagramm“. Differentiation der Polynome führt zu einem Satz von abgeleiteten Kurven, aus denen ein Hauptsteigungsdiagramm gezeichnet wird, welches die Teiltöne zeigt, die zu einer gegebenen Zeit den größten Wechsel in bezug auf die Lautheit aufweisen. Es scheint ein Zusammenhang zwischen Hauptsteigung und den zugehörigen hauptsächlich auftretenden Pegeln zu bestehen. Ein maximaler positiver Steigungswert erscheint mindestens 10 ms vor Erreichen des zugehörigen eingeschwungenen Zustandes. Es wird vermutet, daß das Ohr die Hauptsteigungssignale als frühe Warnung für das Auftreten eines starken eingeschwungenen Partialtons verwendet.

Sommaire

On décrit un système de mesure des sons musicaux transitoires qui tient compte des caractéristiques du processus auditif et utilise un équipement aisément disponible. Il s'agissait de montrer comment des paramètres physiques mesurés au cours de tests individuels peuvent être traités d'une manière adéquate pour pouvoir en extraire des éléments permanents qui soient significatifs du point de vue de la perception sensorielle. Les signaux sortant d'une série de filtres tiers d'octave sont numéralisés, mis en mémoire dans un microcalculateur, arrondis par incorporation dans un polynôme de degré suffisamment élevé, convertis en unités de sonie et présenté en graphiques panoramiques sonie-fréquence-temps. La differentiation du polynôme représentatif fournit une famille de courbes dérivées d'où l'on extrait un diagramme des pentes dominantes qui met en évidence, à chaque instant considéré, le ton partiel présentant le plus grand taux de variation de la sonie. Cette opération fournit une connexion entre les pentes dominantes et les niveaux dominants correspondants. Une pente positive maximale apparaît généralement au moins 10 ms avant l'installation de l'état permanent correspondant. Ceci suggère que l'oreille met à profit le signal à pente dominante comme élément avertisseur de l'apparition d'un partiel intense de «régime permanent».

Document Type: Research Article

Publication date: October 1, 1982

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  • Acta Acustica united with Acustica, published together with the European Acoustics Association (EAA), is an international, peer-reviewed journal on acoustics. It publishes original articles on all subjects in the field of acoustics, such as general linear acoustics, nonlinear acoustics, macrosonics, flow acoustics, atmospheric sound, underwater sound, ultrasonics, physical acoustics, structural acoustics, noise control, active control, environmental noise, building acoustics, room acoustics, acoustic materials, acoustic signal processing, computational and numerical acoustics, hearing, audiology and psychoacoustics, speech, musical acoustics, electroacoustics, auditory quality of systems. It reports on original scientific research in acoustics and on engineering applications. The journal considers scientific papers, technical and applied papers, book reviews, short communications, doctoral thesis abstracts, etc. In irregular intervals also special issues and review articles are published.
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