11 psychoacoustique seuils de détection le seuil de détection dun son est lintensité dont la...
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Psychoacoustiqueseuils de détection
Le seuil de détection d’un son est l’intensité dont la présence est détectée avec une certaine probabilité : 50% pour « Oui-Non » et 75% pour choix forcé.
Seuil de détection 'Oui-Non'
intensité
0.002 0.004 0.006 0.008
pro
ba
bili
té r
ép
on
se
'Ou
i'
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Seuil de détection choix forcé
intensité
0.0030 0.0038 0.0046 0.0054 0.0060
pro
ba
bili
té r
ép
on
se
corr
ec
te
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
2
Seuils d’audition
Fréquence (Hz)
Niv
eau
so
no
re (
dB
SP
L)
Seuil inférieur
Seuil supérieur
Zone d’audibilité
Etendue dynamique
3
Comparaison interespèces
fréquence
2x101 5x101 102 2x102 5x102 103 2x103 5x103 104 2x104 5x104 105
0
1x100
2x100
3x100
4x100
5x100
6x100
Oiseau
Rongeur
Phoque
Dauphin
Homme
D’après Lewis & Gower, 1980
L’étendue des fréquences audibles varie selon les espèces animales
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AudibilitéUn son est audible lorsque sa fréquence et son intensité se situent entre le seuil inférieur (seuil de détection et le seuil supérieur (seuil de douleur).
Seuils en dB SPL (Sound Pressure Level)
Zone d’audibilitémusiqueparole
5
Pertes auditivesAudiogrammes en dB HTL (Hearing Threshold Level)
Fréquences (Hz)
150 250 500 1000 2000 4000 8000
Seu
il d
B H
TL
-80
-60
-40
-20
0
20normal
6
Pertes auditivesAudiogrammes en dB HTL (Hearing Threshold Level)
Fréquences (Hz)
150 250 500 1000 2000 4000 8000
Seu
il d
B H
TL
-80
-60
-40
-20
0
20normalsurdité de transmission
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Pertes auditivesAudiogrammes en dB HTL (Hearing Threshold Level)
Fréquences (Hz)
150 250 500 1000 2000 4000 8000
Seu
il d
B H
TL
-80
-60
-40
-20
0
20normalsurdité de transmissionsurdité de perception
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Pertes auditivesAudiogrammes en dB HTL (Hearing Threshold Level)
Fréquences (Hz)
150 250 500 1000 2000 4000 8000
Seu
il d
B H
TL
-80
-60
-40
-20
0
20normalsurdité de transmissionsurdité de perceptionpresbyacousie
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Fréquences (Hz)
150 250 500 1000 2000 4000 8000
Seu
il d
B H
TL
-80
-60
-40
-20
0
20normalsurdité sélective
Pertes auditivesAudiogrammes en dB HTL (Hearing Threshold Level)
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Seuils différentiels d’intensité
Point d’Egalisation Subjective (PES) = intensité comparaison jugée aussi souvent > < que l’étalon Seuil différentiel = différence entre comparaison et étalon jugée correctement dans 75% des cas
pression acoustique (dB)
12 14 16 18 20 22 24 26 28
pro
bab
ilité
(>
<)
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
pression acoustique (dB)
12 14 16 18 20 22 24 26 28
log
it(p
)
-3
-2
-1
0
1
2
3
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Sensibilité différentielle à l’intensité
La valeur de l’exposant varie curvilinéairement avec la fréquence du son.
La sensibilité différentielle est exprimée par le rapport de Weber
W = ΔI / IΔI = seuil differentiel, I = PES
La loi de Weber, si elle est vérifiée : ΔI / I = cste
Généralement, le rapport de Weber diminue comme une fonction de puissance de l’intensité :
W = (β’ I –α) + w0Intensité étalon (dB)
Rap
po
rt d
e W
eber
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Sensibilité différentielle et Temps de réaction
Le Temps de Réaction Simple diminue selon une fonction de puissance de l’intensité du son.
Fonction de Piéron :
T = (β I –α) + t0
L’exposant de la fonction varie selon la fréquence du son.
Intensités relatives
0 20 40 60 80 100
TR
S (
ms)
100
150
200
250
300
350
400
450
50 Hz250 Hz500 Hz1000 Hz
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Loi de Piéron en audition
Tone frequency (kHz)
1 10 100 1000 10000
Exp
onen
t ( )
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
Chocholle Davidson
L’exposant varie curvilinéairement avec la fréquence du son avec un minimum dans la région 1000 – 2000 Hz
Chocholle 1940
Davidson 1990
La courbe ressemble à celle des seuils de détection.
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fréquences (Hz)
ff en %
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
20 50 100 1 kHz200 500 2 kHz 5 kHz 10 kHz
FRÉQUENCE
SENSIBILITÉ DIFFÉRENTIELLE pour la discrimination de fréquences
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Les sensations sonores• Intensité sonie
• Hauteur tonie
Au moyen de la méthode d’estimation des grandeurs, on cherche la correspondance entre l’intensité des sons et leur sonie. Cette relation est une fonction de puissance. Stevens définit une unité subjective le sone.
1 sone est la sonie d’un son de 1000 Hz à 40 dB
La sonie dépend de l’intensité et de la fréquence des sons. Par égalisation avec un son de 1000 Hz, on obtient des courbes d’isosonie pour des sons purs. La sonie des sons complexes varie en fonction de leur intensité et de leur largeur de bande.
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Fonction de sonie
L’intensité subjective (sonie, en angl. loudness) croit comme une fonction de puissance de l’intensité physique. L’exposant de la fonction étant inférieur à l’unité, cela signifie que l’intensité subjective croit moins vite que l’intensité physique.
Estimation de grandeurFonction de puissance
Loi de Stevens
Sonie = k . I α
Avec α = 0.67
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Courbes d’isosoniesons purs
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Courbes d’isosonieLa sonie est l’intensité perçue d’un son. Elle varie avec l’intensité physique et avec la fréquence du son.
Isosonie avec méthode d’égalisation Isosonie avec temps de réaction
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Hauteur tonale
• La hauteur perçue d’un son pur dépend d’abord de sa fréquence. L’unité de tonie est le mel. La hauteur perçue d’un son de 1000 Hz est par définition de 1000 mels.
• Dans l’échelle tonale de la musique occidentale, la hauteur est une fonction logarithmique de la fréquence. Une octave désigne l’intervalle de deux sons dont le rapport des fréquences est de 2.
• La tonie d’un son complexe périodique (harmonique) correspond à la fréquence fondamentale de ce son.