Comments 20
Вау! Идея очень интересная! Мне как музыканту с одной стороны и научному сотруднику с другой — очень понравилась.
Что говорит Вики про устройство уха:
«Колебания овального окошечка передаются жидкости, которая раздражает расположенные в улитке рецепторы; те, в свою очередь, формируют нервные импульсы».
Видимо частота импульсов и определяет ощущение высоты звука.
А что в глазах? «По чувствительности к свету с различными длинами волн различают три вида колбочек» (Вики).
Т.е. глаз устроен в этом смысле как цветная фотопленка — где несколько светочувствительных слоев.
В ухе вроде не найдено нескольких видов рецепторов — т.е. просто по нерву в мозг и всё, а там уже нейросеть разбирается. Увы, это аргумент против.
Что любопытно — восприятие нескольких звуков происходит по разному, большая часть людей слышит окраску аккорда (и может сходу назвать что-это — там минор/мажор, с септой, с девятой, увеличенный, и т.п...), а меньшая — с пресловутым абсолютным слухом — отдельные ноты в аккорде, и сообразить какой именно аккорд звучит им трудно — народ хитрит и на музыкальных диктантах «собирает» аккорд по отдельным ноткам. (Сам я не абсолютник, так что это из рассказов на форуме музыкантов).
Что говорит Вики про устройство уха:
«Колебания овального окошечка передаются жидкости, которая раздражает расположенные в улитке рецепторы; те, в свою очередь, формируют нервные импульсы».
Видимо частота импульсов и определяет ощущение высоты звука.
А что в глазах? «По чувствительности к свету с различными длинами волн различают три вида колбочек» (Вики).
Т.е. глаз устроен в этом смысле как цветная фотопленка — где несколько светочувствительных слоев.
В ухе вроде не найдено нескольких видов рецепторов — т.е. просто по нерву в мозг и всё, а там уже нейросеть разбирается. Увы, это аргумент против.
Что любопытно — восприятие нескольких звуков происходит по разному, большая часть людей слышит окраску аккорда (и может сходу назвать что-это — там минор/мажор, с септой, с девятой, увеличенный, и т.п...), а меньшая — с пресловутым абсолютным слухом — отдельные ноты в аккорде, и сообразить какой именно аккорд звучит им трудно — народ хитрит и на музыкальных диктантах «собирает» аккорд по отдельным ноткам. (Сам я не абсолютник, так что это из рассказов на форуме музыкантов).
Скорее всего в улитке разные группы волосковых рецепторов реагируют каждая на свои частоты, с которых в мозг попадает такая же дискретная информация, как и с S/M/L фоторецепторов сетчатки.
А почему? Т.е. если у них разные размеры/форма/упругость — то да, например резонанс на разных частотах. Но так ли это? Т.е. каков может быть механизм выделения той или иной частоты? Надо брать ухо и рассматривать волоски.
Скорее воспринимаемую частоту определяет расположение рецепторов в улитке уха.
Вроде как уже выяснили, что ближе к основанию улитки рецепторы более чувствительны к высоким частотам, а в верхушке к более низким.
И вообще сравнивать ухо с глазом несколько некорректно. Глаз это — это матрица из рецепторов, каждый из которых чувствителен к трём разным частотам света, а в ушах, условно говоря, всего два рецептора, каждый из которых разлагает звуковой сигнал на множество отдельных звуковых частот. Разложение это несомненно конечно в силу конечности количества нейронов, но достаточно подробно.
Вроде как уже выяснили, что ближе к основанию улитки рецепторы более чувствительны к высоким частотам, а в верхушке к более низким.
И вообще сравнивать ухо с глазом несколько некорректно. Глаз это — это матрица из рецепторов, каждый из которых чувствителен к трём разным частотам света, а в ушах, условно говоря, всего два рецептора, каждый из которых разлагает звуковой сигнал на множество отдельных звуковых частот. Разложение это несомненно конечно в силу конечности количества нейронов, но достаточно подробно.
Ухо всего лишь микрофон, а обработкой занимается внутренний DSP с FFT или Wavelet на борту. Ну ладно слух — достаточно просто. А вот для зрения комп дорисовывает кадры, обманывает.
Добрый вечер. У вас интересная догадка и склонен полагать, что она верна. Мой маленький аргумент — частота волн мозга порядка 25 герц, поэтому воспринимать свет или звук непосредственно, как колебание ему сложно. Скорее всего это восприятие будет отражено в интенсивности сигналов по какому-то конечному числу каналов.
Давайте теперь вспомним гармонический анализ и немного линейную алгебру — эти знания помогут правильно поставить эксперимент. Любое множество «чистых» синусоид разной частоты — будет линейно независимым множеством функций: никакую из них нельзя получить как взвешенную сумму всех остальных. Пространство звуков (в фурье-представлении) таким образом имеет бесконечную размерность.
Если Ваша гипотеза верна и мы воспринимаем строго дискретный набор частот, то наше восприятие, отображая бесконечномерное пространство на конечномерное, автоматически имеет «ядро» — бесконечно много произвольно громких звуков, которые мы не способны услышать. Эти звуки не обязаны быть чистыми синусоидами, но они обязаны существовать. Громкость, раз это понятие перестает быть ощущаемым, я предлагаю измерять, как корень из суммы квадратов коэффициентов фурье-разложения.
Постарайтесь скомбинировать слышимые ухом частоты так, чтобы громкость (ощущаемая) результирующего тембра была заметно ниже громкости (ощущаемой) его чистых компонент.
Давайте теперь вспомним гармонический анализ и немного линейную алгебру — эти знания помогут правильно поставить эксперимент. Любое множество «чистых» синусоид разной частоты — будет линейно независимым множеством функций: никакую из них нельзя получить как взвешенную сумму всех остальных. Пространство звуков (в фурье-представлении) таким образом имеет бесконечную размерность.
Если Ваша гипотеза верна и мы воспринимаем строго дискретный набор частот, то наше восприятие, отображая бесконечномерное пространство на конечномерное, автоматически имеет «ядро» — бесконечно много произвольно громких звуков, которые мы не способны услышать. Эти звуки не обязаны быть чистыми синусоидами, но они обязаны существовать. Громкость, раз это понятие перестает быть ощущаемым, я предлагаю измерять, как корень из суммы квадратов коэффициентов фурье-разложения.
Постарайтесь скомбинировать слышимые ухом частоты так, чтобы громкость (ощущаемая) результирующего тембра была заметно ниже громкости (ощущаемой) его чистых компонент.
Если Ваша гипотеза верна и мы воспринимаем строго дискретный набор частотЕстественно, количество воспринимаемых частот дискретно в виду конечного количества нервных волокон в слуховом нерве.
бесконечно много произвольно громких звуков, которые мы не способны услышатьНевозможно. «Полосовые фильтры» в улитке очень широкие, там чуть ли не «колокол». Не получится активировать один единственный нейрон без активации его соседей.
Да, простите, изложил суть дела слегка упрощенно. Попробую уточнить.
Возьмем качели. У качелей, даже пусть с трением есть резонансная частота. Если прикладывать периодическую силу этой самой частоты их можно раскачать неограниченно сильно.
Что же будет, если периодичность прикладываемого воздействия не совпадает с периодом резонанса? Качели все равно отреагируют и будут качаться в такт внешним усилиям, просто амплитуда колебаний будет значительно меньше. Итак, качели воспринимают весь спектр частот внешних сил. Зная положения качелей в каждый момент времени, можно даже попытаться найти сами силы (как функции времени).
Противоречит ли этот пример моим прошлым утверждениям? Нет, потому как раннее я специально оговорил: постоянный переодический сигнал должен восприниматься не как функция времени возбуждения канала, а как его единственная числовая характеристика. Пространство функций даже одной переменной — бесконечномерно и вы потенциально даже по переменному сигналу одного канала можете восстановить возбуждающее воздействие. А вот по множеству постоянных во времени функций — уже нет.
Допустим вы измеряете диаграммы силы с помощью тех же качелей, но снимаете их среднюю полную энергию колебаний на большом промежутке времени. Разумеется, средняя энергия в большом окне будет (практически) постоянной числовой характеристикой для всех периодических воздействий, период которых много меньше этого окна (ре-возбудимость нейронов и частота струнного инструмента). Поэтому автоматически работают рассуждения про размерности пространств и вы для многих сильно различных сигналов будете иметь одинаковую среднюю энергию.
Что есть ухо? Я уверен, что математически ухо подобно набору качелей — измерителей с различными резонансными частотами. Да любой звук возбуждает все качели сразу. Однако бесконечно много не равных друг другу периодических сигналов возбуждают этот набор качелей так, что снимаемые квазипостоянные числовые характеристики для них оказываются не различимыми.
Мое утверждение про ядро должно быть отнесено к линейному касательному пространству: в окрестности любого звука есть цело линейное подпространство его вариаций, которые слышаться точно так же как этот звук.
Поля линейных подпространств в общем случае не интегрируются и утверждать, что есть некая поверхность безразличия я не могу, однако всегда вдоль таких полей можно построить гладкий путь и потенциально вдоль этого пути уйти на значительное расстояние от начальной точки. В применении к уху можно утверждать, что все звуки на этом пути будут для уха неразличимы.
Возьмем качели. У качелей, даже пусть с трением есть резонансная частота. Если прикладывать периодическую силу этой самой частоты их можно раскачать неограниченно сильно.
Что же будет, если периодичность прикладываемого воздействия не совпадает с периодом резонанса? Качели все равно отреагируют и будут качаться в такт внешним усилиям, просто амплитуда колебаний будет значительно меньше. Итак, качели воспринимают весь спектр частот внешних сил. Зная положения качелей в каждый момент времени, можно даже попытаться найти сами силы (как функции времени).
Противоречит ли этот пример моим прошлым утверждениям? Нет, потому как раннее я специально оговорил: постоянный переодический сигнал должен восприниматься не как функция времени возбуждения канала, а как его единственная числовая характеристика. Пространство функций даже одной переменной — бесконечномерно и вы потенциально даже по переменному сигналу одного канала можете восстановить возбуждающее воздействие. А вот по множеству постоянных во времени функций — уже нет.
Допустим вы измеряете диаграммы силы с помощью тех же качелей, но снимаете их среднюю полную энергию колебаний на большом промежутке времени. Разумеется, средняя энергия в большом окне будет (практически) постоянной числовой характеристикой для всех периодических воздействий, период которых много меньше этого окна (ре-возбудимость нейронов и частота струнного инструмента). Поэтому автоматически работают рассуждения про размерности пространств и вы для многих сильно различных сигналов будете иметь одинаковую среднюю энергию.
Что есть ухо? Я уверен, что математически ухо подобно набору качелей — измерителей с различными резонансными частотами. Да любой звук возбуждает все качели сразу. Однако бесконечно много не равных друг другу периодических сигналов возбуждают этот набор качелей так, что снимаемые квазипостоянные числовые характеристики для них оказываются не различимыми.
Мое утверждение про ядро должно быть отнесено к линейному касательному пространству: в окрестности любого звука есть цело линейное подпространство его вариаций, которые слышаться точно так же как этот звук.
Поля линейных подпространств в общем случае не интегрируются и утверждать, что есть некая поверхность безразличия я не могу, однако всегда вдоль таких полей можно построить гладкий путь и потенциально вдоль этого пути уйти на значительное расстояние от начальной точки. В применении к уху можно утверждать, что все звуки на этом пути будут для уха неразличимы.
Это просто эпик какой-то, ребята, а вы не побывали читать книжки серьёзней школьного учебника биологии, или загуглить психоакустических исследований от настоящих учёных ;-)
Это-ж не какая-то фундаментальная наука в сферическом вакуме, от неё пляшет хренова туча технологий, в том числе повседневного использования!
Да и перед тем, как дизайнить эксперимент, не плохо-бы в предметной области, немного разобраться, что бы в процессе не огрести сюрпризов, хотя это опять про гугл и книжки читать.
Это-ж не какая-то фундаментальная наука в сферическом вакуме, от неё пляшет хренова туча технологий, в том числе повседневного использования!
Да и перед тем, как дизайнить эксперимент, не плохо-бы в предметной области, немного разобраться, что бы в процессе не огрести сюрпризов, хотя это опять про гугл и книжки читать.
Интересно! У меня вот какое соображение, с т.зр. эволюции, появилось:
Если зрение (ходящих/летающих) работает как анализатор отраженного света (сородичи не могут передавать световую информацию непосредственно), то в плане звука — тут и источники, и потребители имели возможность эволюционировать (т.е. история развития этих органов существенно различается).
Также, было бы интересно посмотреть как устроены органы источников/потребителей зрительной информации у глубоководных рыб — там, где нет солнечного света. Хотя, тут может быть нюанс — вероятнее всего, все эти представители — результаты «эволюции наоборот», это нужно учитывать.
В общем, мое мнение — слух устроен иначе, т.к. есть эволюционные предпосылки к этому.
Если зрение (ходящих/летающих) работает как анализатор отраженного света (сородичи не могут передавать световую информацию непосредственно), то в плане звука — тут и источники, и потребители имели возможность эволюционировать (т.е. история развития этих органов существенно различается).
Также, было бы интересно посмотреть как устроены органы источников/потребителей зрительной информации у глубоководных рыб — там, где нет солнечного света. Хотя, тут может быть нюанс — вероятнее всего, все эти представители — результаты «эволюции наоборот», это нужно учитывать.
В общем, мое мнение — слух устроен иначе, т.к. есть эволюционные предпосылки к этому.
В двух словах, как оно устроено на самом деле в предельно упрощённом виде.
Есть «аппаратный анализатор спектра» — улитка от его сенсоров выходят нервы. Тут нужно понимать две вещи, в силу физической конструкции его частотное разрешение не линейно и убывает с ростом частоты. Про временное разрешение в двух словах не получится, но оно обычно для нервной системы, а главное отличие от железных аналогов в том, что «живые полосы» могут «уставать» и вообще по всякому чудить. Вспомните как меняются слуховые ощущения после громкого концерта, это оно самое. То есть есть некоторая «долговременная адаптивность чувствительности полос» ;-)
Но сама по себе улитка, колебания воздуха не воспринимает, импеданс не тот, и для согласования оного существует система костей среднего уха, которая вопреки расхожему мнению не ограничивается барабанной перепонкой и костями, там ещё есть и нервы и мышцы, которые обеспечивают Автоматическую Регулировку Уровня и конкретно добавляют нелинейных искажений.
Последнее чрезвычайно важно, ибо нижняя граница частот непосредственно воспринимаемых улиткой, сильно выше той, что человеки в экспериментах «реально слышат»!
Угадайте как ;-) этот принцип широко используется в психоакустических процессорах.
Я использовал его на дискотеке в школе, и для записи кассет, ну и потом… а старики сказывали, что они ещё в мохнатых годах так лакеры нарезали, вот жеж преемственность поколений. Но мне право было-бы интересно узнать хронологию публикаций по теме.
Ведь физиологи шли с одной стороны, а звукорежиссёры с другой, с эмпирической…
Есть же великая разница, прописать бас в линию или через усь груженый большим кабинетом микрофоном снять.
В общем, за улиточным анализатором спектра, следует ещё нейросетевой анализ оного спектра, и уже из оного мы имеем какое-то субъективное квалиа.
Есть «аппаратный анализатор спектра» — улитка от его сенсоров выходят нервы. Тут нужно понимать две вещи, в силу физической конструкции его частотное разрешение не линейно и убывает с ростом частоты. Про временное разрешение в двух словах не получится, но оно обычно для нервной системы, а главное отличие от железных аналогов в том, что «живые полосы» могут «уставать» и вообще по всякому чудить. Вспомните как меняются слуховые ощущения после громкого концерта, это оно самое. То есть есть некоторая «долговременная адаптивность чувствительности полос» ;-)
Но сама по себе улитка, колебания воздуха не воспринимает, импеданс не тот, и для согласования оного существует система костей среднего уха, которая вопреки расхожему мнению не ограничивается барабанной перепонкой и костями, там ещё есть и нервы и мышцы, которые обеспечивают Автоматическую Регулировку Уровня и конкретно добавляют нелинейных искажений.
Последнее чрезвычайно важно, ибо нижняя граница частот непосредственно воспринимаемых улиткой, сильно выше той, что человеки в экспериментах «реально слышат»!
Угадайте как ;-) этот принцип широко используется в психоакустических процессорах.
Я использовал его на дискотеке в школе, и для записи кассет, ну и потом… а старики сказывали, что они ещё в мохнатых годах так лакеры нарезали, вот жеж преемственность поколений. Но мне право было-бы интересно узнать хронологию публикаций по теме.
Ведь физиологи шли с одной стороны, а звукорежиссёры с другой, с эмпирической…
Есть же великая разница, прописать бас в линию или через усь груженый большим кабинетом микрофоном снять.
В общем, за улиточным анализатором спектра, следует ещё нейросетевой анализ оного спектра, и уже из оного мы имеем какое-то субъективное квалиа.
>Я использовал его на дискотеке в школе, и для записи кассет, ну и потом…
Поясните, не понятно как вы этот эффект использовали и к чему он приводил.
Поясните, не понятно как вы этот эффект использовали и к чему он приводил.
Думаю, тут имеется ввиду следующее: мозг «слышит» не только ушами; использование этого факта заключалось в эквализации исходного сигнала (какой-то его части) в эту область (ну и, возможно, еще добавление каких-либо искажений, нелинейных в т.ч.).
Поправьте, если я тут ошибаюсь.
Поправьте, если я тут ошибаюсь.
Нет, про не только ушами, конечно имеет место быть, и я игрался и в инфразвук и костную проводимость, но это всё не про школьную дискотеку с советскими колонками из широкополосных динамиков от телевизора :-) По этому вместо того чтобы пытаться выжать из них по больше НЧ искажая всё остальное. Я аккуратненько резал низкие частоты, добавляя полученные из них гармоники, которые вполне себе воспроизводились.
Нельзя сказать что это было совсем не отличимо от реального сабвуфера, но народу нравилось.
Автор идеи, наверное, уже и сам не помнит, подумал ли он хоть о чем нибудь, перед тем, как ее озвучить, или, как водится, сначала сказал первое, что пришло в голову, а потом начал активно доказывать что был прав.Имхо, тут совершенно очевидно, что автор, прежде чем ляпнуть, вообще не думал и даже в Википедию поленился заглянуть…
все кто учился в школе, наверное помнят про дуализм природы света, и про то, что одной из сторон его является представление о свете как о волне.«Дуализм природы света» никакого отношения к рассматриваемой проблеме не имеет.
Волны света принадлежат определенному диапазону частот, причем каждому оттенку видимого спектра соответствует некоторая длина волны.Это неверно. Каждой комбинации световых импульсов с разными длинами волн соответствует определенное цветовое ощущение, но одному цветовому ощущению может соответствовать несколько разных входящих комбинаций цветов. Это явление называется метамерией.
С другой стороны, доказанный факт, что человеческий глаз непосредственно воспринимает только три частоты, а остальные цвета добираются до восприятия как комбинация из двух или трех компонентов, из которых мозг «додумывает» исходный оттенок цвета.Это чушь. Глаз воспринимает весь спектр, и итоговое ощущение складывается из всех длин волн. Если вы имели в виду трехкомпонентное зрение, то работает оно совсем не так. Есть три вида рецепторов, и каждый из них реагирует на свет во всем диапазоне, просто пики интенсивности расположены в разных местах. Соответствующие графики чувствительности вы без труда найдете в той же Википедии.
У отдельных личностей встречается так называемый цветной слух, явление плохо изученное, но определенно навевающее мысли о возможной схожести механизмов восприятия.Вы наверное имели в виду явление синестезии? Нет, всё неправильно. Оно тут ни при чем, и изучено гораздо лучше, чем вам могло показаться.
Основное возражение против: звук — продольная волна, а свет — поперечная.Этот занимательный (и верный, что редкость для вашей статьи) факт, к сожалению, не имеет отношения к вопросу.
Поскольку исходные предпосылки статьи были бредовы чуть менее, чем полностью, от чтения описания экспериментов я решил отказаться.
Диапазон слышимых частот от 20 до 40 000 Гц
Да вы что?
Цитата из Вики:- «Обычный человек способен слышать звуковые колебания в диапазоне частот от 16—20 Гц до 15—20 кГц».
Боюсь, что сейчас испорчу весь праздник, но вроде все просто. Глаз воспринимает далеко не весь сложный электромагнитный сигнал в видимом диапазоне, грубо говоря, он отправляет в мозг лишь усредненную информацию с трех датчиков интенсивности высоких/средних/низких частот в каждом «пикселе», причем эти датчики усредняют сигнал довольно медленно, с окном около секунды (поэтому, если не следить взглядом за движущимся объектом, все размазывается в кашу). До мозга доходит настолько ничтожно мало информации о сигнале, что можно легко дурачить его, получая чистый желтый из чистого красного и чистого зеленого, например.
Со слухом все наоборот. Мозг получает море информации об аудиосигнале с высоким частотным и временным разрешением, и даже разность фаз между двумя каналами слышит. Теоретически это позволяет говорить о приближенном восстановлении формы сигнала по активности нейронов. Поэтому одурачить слух так же просто, как зрение, невозможно: две достаточно далеко разнесенные частоты воспринимаются как отдельные (спасибо высокому частотному разрешению слуха), а достаточно близкие частоты звучат как одна, но с колеблющейся громкостью (т.н. «биения», тут уже высокое временнОе разрешение сказывается). Думаю, обмануть слух все-таки возможно, хотя и очень сложно, но его модель будет несравнимо сложна по сравнению с моделью цветового зрения, и ее не построить только лишь по аналогии, не обладая глубокими познаниями в психоакустике.
Со слухом все наоборот. Мозг получает море информации об аудиосигнале с высоким частотным и временным разрешением, и даже разность фаз между двумя каналами слышит. Теоретически это позволяет говорить о приближенном восстановлении формы сигнала по активности нейронов. Поэтому одурачить слух так же просто, как зрение, невозможно: две достаточно далеко разнесенные частоты воспринимаются как отдельные (спасибо высокому частотному разрешению слуха), а достаточно близкие частоты звучат как одна, но с колеблющейся громкостью (т.н. «биения», тут уже высокое временнОе разрешение сказывается). Думаю, обмануть слух все-таки возможно, хотя и очень сложно, но его модель будет несравнимо сложна по сравнению с моделью цветового зрения, и ее не построить только лишь по аналогии, не обладая глубокими познаниями в психоакустике.
Sign up to leave a comment.
Про цвет, звук и «толпоисследование» как отдельный вид прекрасного