Психоакустика и перцептивное кодирование

Психоакустика - это исследование, в котором вы стремитесь понять, как ухо и мозг взаимодействуют при поступлении в ухо различных звуков. Люди постоянно подвергаются воздействию радиации. Эти волны находятся в частотном спектре, состоящем из миллиардов различных частот. Лишь небольшая часть всех волн воспринимаются нашими органами чувств; свет, который мы видим, и звук, который мы слышим. Инфракрасный и ультрафиолетовый свет являются примерами световых волн, которые мы не можем воспринимать. Что касается нашего слуха, большинство людей не могут ощущать частоты ниже 20 Гц или выше 20 кГц. Эта полоса пропускания имеет тенденцию сужаться с возрастом. Мужчина средних лет не слышит намного выше 16 кГц. Частоты в диапазоне от 2 кГц до 4 кГц легче всего воспринимать, их можно обнаружить при относительно низкой громкости. По мере того, как частоты меняются к концу звуковой полосы, громкость также необходимо увеличить, чтобы мы могли их обнаружить (см. рис. 1.1). Вот почему мы обычно устанавливаем эквалайзер на стерео определенным симметричным образом. Поскольку мы более чувствительны к средним частотам, они уменьшаются, тогда как высокие и низкие частоты увеличиваются. Это делает музыку более удобной для прослушивания, поскольку мы становимся одинаково чувствительными ко всем частотам.
Рисунок 1.1 – Абсолютный порог слуха [1]
Поскольку наш мозг не может обрабатывать все данные, доступные нашим пяти органам чувств в данный момент времени, его можно рассматривать как ментальный фильтр данных, поступающих к нам

. Воспринимаемый аудиокодек - это кодек, который использует эту человеческую характеристику. Во время воспроизведения компакт-диска невозможно воспринимать все данные, достигающие вашего слуха, поэтому нет смысла хранить ту часть музыки, которая будет не слышна. Процесс, который делает определенные образцы неслышимыми, называется маскированием. Существует два маскирующих эффекта, которые кодек восприятия должен знать об одновременном маскировании и временном маскировании.
Эксперименты показали, что человеческое ухо имеет 24 полосы частот. Частоты в этих так называемых критических полосах труднее различить человеческим ухом. Предположим, в звуковом сигнале присутствует доминирующий тональный компонент. Доминирующий шум вводит порог маскирования, который маскирует частоты в той же критической полосе (см. Рисунок 1.2). Это явление в частотной области известно как одновременное маскирование, которое наблюдается в критических полосах.
Рисунок 1.2 – Одновременная маскировка [1]
Временная маскировка происходит во временной области. Более сильный тональный компонент (маскер) будет маскировать более слабый (маскируемый), если они появятся в течение небольшого промежутка времени. Пороговое значение маскирования будет маскировать более слабые сигналы до и после отправки на маску