Allgemeine Psychologie A (Fach) / Auditive Lokalisation (Lektion)

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• Auditive Lokalisation: Problemstellung Vision: Informationen über die relative Postion von zwei Objekten ist in den retinalen Abbildern vorhanden (2D-Abbildung) Audition: auf der Basilarmembran im Ohr sind keine direkten Positionsinformationen vorhanden (1D-Abbildung)
• Auditive Lokalisation: Kopfbezogenes Koordinatensystem Auditive Lokalisation wird mit dem kopfbezogenen Koordinatensystem beschrieben. Dieses besteht aus Azimut (horizontale Ebene), Elevation (vertikale Ebene) und Entfernung. Die Lokalisationsfqhigkeit ist positionsabhängig. Vor unserem Gesicht erreichen wir eine 2 - 3,5° Genauigkeit, seitlich oder hinter dem Kopf nur eine 20º Genauigkeit.
• Auditive Lokalisation: Lokalisation auf der horizontalen Ebene Bei der horizontalen Lokalisation stehen folgende Hinweisreize zu Verfügung: Binaurale Postionsreize: Interaurale Zeitdifferenz Interaurale Pegeldifferenz Veränderung des oben genannten durch eine aktive Kopfbewegung Monoaurale Positionsreiz: kopfbezogene Übertragungsfunktion
• Lokalisation auf der horizontalen Ebene: Interaurale Zeitdifferenz Interaurale Zeitdifferenz = interaural time difference, ITD Abhängig von ihrer Position zum Kopf erreichen Töne entweder beide Ohren gleichzeitig (Quelle direkt vor oder hinter dem Kopf) oder nicht gleichzeitig (Quelle seitlich vom Kopf).   ⇒ ITD kann als Hinweis auf die horizontale Position des Reizes dienen. Es können ITDs > 10 μs detektiert werden Neuronale Detektoren befinden sich in der oberen Olive und im Kortex Problem: ITDs sind nicht immer eindeutig. So wü®de zum Beispiel eine Schallquelle bei 20° dieselbe ITD erzeugen wie eine Schallquelle bei 160°
• Lokalisation auf der horizontalen Ebene: Interaurale Pegeldifferenz Die Schalldruckpegel, die das linke und das rechte Ohr erreichen können sich aufgrund der relativen Position der Schallquelle zu den Ohren unterscheiden. Die ILD entsteht, weil der Kopf ein Hindernis für die Schallwellen bildet Der Schall erreicht das Ohr, welches der Schallquelle zugewandt ist mit einem höheren Pegel als das abgewandte Ohr (es liegt im "akustischen Schatten") So kann die ILD als Hinweis für die horizontale Position einer Schallquelle genutzt werden Dies gilt allerdings nur für hohe Frequenzen; sobald die Wellenlänge einer Frequenz länger ist als die Kopfbreite tretten keine ILDs mehr auf: Pfeifer-Wellen-Analogie Problem: ILD ist für einige Positionen nicht eindeutig (z.B. vor oder hinter dem Kopf) und funktioniert nicht für Frequenzen < 1 kHz
• Lokalisation auf der horizontalen Ebene: Kopfbewegungen ITD und ILD sind nicht immer eindeutig Durch Kopfbewegungen können mögliche Positionen der Schallquelle ausgeschlossen werden, weil sie nicht mehr mit den neuen ITD/ILD vereinbar sind
• Lokalisation auf der horizontalen Ebene: Kopfbezogene Übertragungsfunktion Kopfbezogene Übertragungsfunktion = head related transfer function, HRTF Der Schall einer Schallquelle wird von Kopf und innerhalb der Ohrmuscheln reflektiert bevor er in die Gehörgänge gelangt. Bringt man Mikrofone an einer Schallquelle sowie in den Ohren an, so kann gemessen werden wie sich der Schall vom Ausgangspunkt bis zum Gehörgang verändert. Mit diesen Ergebnissen kann die HRTF von beiden Ohren berechnet werden die HRTF beschreibt, welche Frequenzbereiche durch Kopf und Ohrmuscheln verstärkt bzw. abgeschwächt werden.
• HRTF als spektraler Hinweisreiz bei der horizontalen Lokalisation Die Verstärkung bzw. Abschwächung einzelner Frequenzbereiche hängt von der Position der Schallquelle ab. Diese  spektrale Information wird neben ITD und ILD ebenfalls als Hinweisreis zur horizontalen Lokalisation genutzt (vor allem bei hohen Frequenzen). Eine wichtigere Rolle spielt die HRTF jedoch bei der vertikalen Lokalisation
• Lokalisation auf der vertikalen Ebene Problem der vertikalen Lokalisation: ITD und ILD können nihct genutzt werden, da sie entwerder null betragen (direkt vor oder hinter dem Kopf) oderidentsich für gleich weit entfernte "obere" und "untere" Schallquellen sind. Zentraler Hinweisreiz für die Bestimmung der Elevation ist die HRTF HRTF liefert also sowohl für die horizontale als auch die vertikale Lokalisation Hinweise einzelene Frequenzbereiche werden abhängig von der Elevation des Schallereignisses verstärkt oder abgeschwächt.
• Entferungsbestimmung einer Schallquelle: Informationsquellen Informationsquellen: Intensität Frequenz Bewegungsparallaxe, Dopplereffekt Schallreflexionen (Lautstärkenverhältnis von Primär- und Sekundärschall) aktive Echoortung (bei sehbehinderten Menschen)
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• Entferungsbestimmung einer Schallquelle: Reflektierter Schall Schall in geschlossen Räumen wird reflektiert, jedoch hören wir dieses Echo in der Regel nicht. Unser auditives System nimmt nur die erste ankommende Wellenfront war, d.h. den Direktschall. Dieses Phänomen wir als Präzedenzeffekt bezeichnet. Tritt die zweite Wellenfront später als ca. 50 - 100 ms ein, so nehmen wir ein Echo war. Nachhallzeit: Zeitspanne bis refektierter Schall abgeklungen ist.

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