понимание межушного времени задержки (ITD) при бинауральном слухе

Бинауральное слухопоглощение и межушное временное различие (ITD): Понимание формулы

Вы когда нибудь задумывались, как вы способны различать направление, откуда доносится звук, даже с закрытыми глазами? Эта удивительная способность в значительной степени обусловлена явлением, известным как межушная временная разница (ITD). ITD играет ключевую роль в бинауральном слухе, который относится к нашей способности использовать оба уха для восприятия звука.

В своей сути ITD измеряет крошечную разницу во времени, необходимом для того, чтобы звук достиг каждого из наших ушей. Этот минuscule задержка позволяет нашему мозгу вычислять направление источника звука. Давайте углубимся и разберем формулу, которая поможет нам лучше понять эту концепцию.

Формула ITD

Формула для расчета интерауальной временной разности:

Разбивая это дальше:

• этоИнтерауральная временная разница, измеряемая в секундах (с).
• дистанцияРасстояние между ушами, измеряемое в метрах (м).
• скорость звукаСкорость звука в воздухе, обычно 343 метра в секунду (м/с) при комнатной температуре.

Теперь давайте углубимся в входные и выходные данные, чтобы понять тонкости формулы и увидеть её в действии.

Входные и выходные данные

Входные данные

• Расстояние (d): Среднее расстояние между человеческими ушами составляет около 0,18 метра (18 сантиметров). Это расстояние может немного варьироваться от человека к человеку. Значение должно измеряться в метрах (м) для этой формулы.
• Скорость звука (s): Скорость звука в воздухе при комнатной температуре (20°C) составляет 343 метра в секунду (м/с). Это значение может немного изменяться в зависимости от температуры и влажности, но остается постоянным 343 м/с для стандартных расчетов.

Вывод

• Межушная временная разница (ITD): Это результат деления (расстояние/скорость звука), делённый пополам, дающий разницу во времени в секундах (с).

Пример расчета:

Представьте, что вы слышите звук, исходящий из определенного направления. Расстояние между вашими ушами составляет 0.18 метра, а скорость звука 343 метра в секунду. Подставляя эти значения в нашу формулу, мы получаем:

itd = (0.18 / 343) / 2

Разбивая это на части:

итд = 0.000524 / 2 = 0.000262 секунд

Этот расчет показывает, что звук достигает одного уха примерно на 0.000262 секунды раньше, чем другого уха. Хотя разница и незначительна, наши мозги удивительно чувствительны к таким вариациям, что позволяет нам эффективно локализовать направление звука.

Как ITD влияет на реальные жизненные ситуации

Чтобы сделать это более наглядным, представьте, что вы находитесь в многолюдном парке и слышите, как ваш друг зовет вас издалека. Ваш мозг использует разницу во времени прихода звука (ITD), чтобы определить направление их голоса, позволяя вам точно ориентироваться, даже если вы не можете их видеть.

В более продвинутых приложениях ИТД имеет решающее значение в слуховых аппаратах и бисонауральных аудио технологиях. Эти устройства имитируют естественные процессы слуха, чтобы обеспечить лучшую локализацию звука и ясность, что приносит пользу многим слушателям с нарушениями слуха.

Резюме

Межушное временное различие (ITD) является небольшой, но крайне значимой составляющей нашей способности определять местоположение звуков, играя важную роль в наших повседневных слуховых впечатлениях. Понимание и применение формулы ITD itd = (расстояние / скоростьЗвука) / 2 позволяет нам оценить тонкости бинаурального слуха и его применение в технологии.

Часто задаваемые вопросы

Q: Изменяется ли ИТД с возрастом?

A: Хотя основной принцип ITD не меняется, старение может повлиять на нашу эффективность обработки звуков, что влияет на способности локализации звука.

В: Могу ли использовать ITD в виртуальной реальности (VR)?

А: Абсолютно! ITD широко используется в виртуальной реальности (VR) и дополненной реальности (AR) для создания погружающих звуковых эффектов, улучшая пространственное восприятие.