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Die spektrale Auflösung bei der Wahrnehmung der Klangfarbe von Vokalen

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The distances between neighbouring partials of vowels are in many cases larger than the band-widths of the formants and also often larger than the critical bandwidth (1 Bark). Several results of different experiments with synthetic one- and two-formant vowels suggest that an efficient bandwidth of resolution of roughly 3 Bark is basic to the perception of spectral features of vowels. A corresponding spectral dispersion or integration did not, however, appear in experiments with non-speech harmonic sounds. K. Benedini [15] investigated the timbre differences between harmonic sounds with up to six harmonics of 100 Hz. An analysis of the estimated timbre differences shows that both the bandwidth of resolution and the perceptual weight of the partials is proportional to their frequency. The weight of the fundamental is, however, substantially increased in comparisons between residual and complete harmonic sounds. Further, the perceived difference between two sounds turns out to be dependent on the remaining sounds presented in a perceptual experiment. The timbre differences between low-passed harmonic sounds of different width can be accounted for exclusively on the basis of the tono-topical distances between the upper flanks of these sounds. It is concluded that the judgement of differences in timbre involves the prior extraction, induced by context, of relevant dimensions. The bandwidth of spectral resolution that appears with the perception of vowel-like sounds may in part be due to an intrinsic inacuity to the phonetic templates supposedly stored in memory.

Zusammenfassung

Die Abstände zwischen benachbarten Teiltönen von Vokalen sind in vielen Fällen größer als die Bandbreiten der Formanten und oft auch größer als die Frequenzgruppenbreite (1 Bark). Ergebnisse verschiedener Versuche mit synthetischen Ein- und Zweiformantvokalen lassen erkennen, daß der Wahrnehmung spektraler Eigenschaften von Vokalen eine effektive Auflösungsbandbreite von etwa 3 Bark zugrunde liegt. In Versuchen mit nichtsprachlichen Klängen trat eine dementsprechende spektrale Streuung oder Integration jedoch nicht in Erscheinung. K Benedini [15] untersuchte die Klangfarbenunterschiede harmonischer Klänge mit bis zu sechs Harmonischen von 100 Hz. Eine Analyse der Beurteilungen zeigte, daß sowohl die Auflösungsbandbreite als auch das Gewicht der Teiltöne ihrer Frequenz proportional ist. Im Vergleich von Residualklängen mit vollständigen Klängen ist jedoch das Gewicht des Grundtons stark erhöht. Die Beurteilung des Unterschiedes zwischen zwei Klängen erweist sich ferner als abhängig von den übrigen Klängen, die in einem Perzeptionsversuch dargeboten werden. Die Klangfarbenunterschiede zwischen verschieden breiten Tiefpaßklängen erscheinen als ausschließlich auf den Tonheitsabständen zwischen den oberen Flanken der Klänge begründet. Es wird gefolgert, daß der Beurteilung von Klangfarbenunterschieden eine vom Kontext induzierte Hervorhebung relevanter Dimensionen vorausgeht. Die bei der Wahrnehmung vokalartiger Klänge erscheinende Auflösungsbandbreite dürfte teilweise in einer Unscharfe der angenommenen, im Gedächtnis gespeicherten phonetischen Typenschablonen begründet sein.

Sommaire

Les distances entre partiels voisins dans le spectre des voyelles sont très souvent plus grandes que les largeurs de bande des formants et souvent aussi plus grandes que les largeurs des groupes de fréquences (1 Bark). Les résultats de divers essais effectués avec des voyelles synthétiques à un ou deux formants montrent que la perception des propriétés spectrales des voyelles repose sur une bande de résolution d'une largeur d'environ 3 Bark. Des essais avec des sons non vocaux n'ont pourtant pas mis en évidence la diffusion ou l'intégration spectrale correspondante. K Benedini [15] avait étudié les variations de coloration sonore pour des sons harmoniques contenant jusqu'à six harmoniques de la fréquence 100 Hz. Une analyse des jugements portés sur ces sons avait montré que la largeur de la bande de résolution ainsi que le poids des partiels étaient proportionnels à leurs fréquences. Si l'on compare des sons résiduels avec des sons complets, on observe cependant que le poids du ton fondamental est fortement prépondérant. Le jugement portant sur la différence entre deux sons dépend de plus des autres sons qui ont pu être présentés au sujet dans un test de perception. Les différences de coloration entre divers sons à spectre large et filtrés passe-bas apparaissent comme fondées exclusivement sur les écarts de tonie entre les flancs supérieurs de ces sons. On en déduit que les jugements sur les différences de coloration s'établissent à partir d'une exaltation induite par le contexte et portant sur certains paramètres spécialement significatifs. Il se pourrait aussi que l'effet observé concernant l'apparition d'une largeur de bande de résolution dans le processus de la perception de sons analogues à des voyelles se fonde sur une imprécision naturelle des prototypes phonétiques admis et enregistrés dans la mémoire.
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Document Type: Research Article

Publication date: March 1, 1984

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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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