Psychoakoestiek
H1: Inleiding
1.1 Psychoakoestiek
● onderdeel van psychofysica = domein waarin de relatie gelegd wordt tussen stimulus en
sensatie
○ vb ook visuele perceptie
● wat en hoe men hoort wanneer geluid wordt aangeboden
● gedragsmatige experimenten: auditieve processen worden verklaard adhv het antwoord
van de proefpersoon
○ <-> objectieve methodes: uitkomst wordt niet bepaald door de respons van de
proefpersoon
○ imaging vb. MRI, EEG, …
● relatie aangeboden geluid en manier waarop men dit geluid hoort
○ kwantitatieve info over wat hoe hoe men hoort
○ info om theorieën en modellen te ontwikkelen over werking van het auditieve
systeem
● grondslag van dit domein -> Fechner
● evolutie
○ ingenieurswetenschappen
○ experimentele psychologie
1.1.1 Het belang van dit OPO
● geïnteresseerd in de spraakketen
○ uiting
■ bedenken = neurologisch -> spraakgeluid
■ articuleren = logopedisch
■ horen en verstaan = audiologisch
○ psychoakoestiek = perceptieve deel
■ kenmerken die ons gehoor toekent aan geluid
■ verdiepen in de grenzen van het auditief systeem
● bedenkingen:
○ spraak- en muzieksignalen zijn breedbandig
■ verschillende frequentiecomponenten die in de tijd fluctueren qua
amplitude en frequentie
■ teveel variabelen om gericht onderzoek te doen: sinussen gebruiken =
enkelvoudig signaal
○ spraak- en muziekperceptie zijn bovendrempelig (supra threshold)
■ klanken meestal op een duidelijk niveau uitgesproken
■ psychoakoestiek focust op waarneming rond drempel (threshold)
● normaalhorende drempels zijn belangrijk referentiepunt
● inzicht in fundamentele auditieve processen
● basis van verschillende theorieën
○ effectiviteit van het spraaksignaal is variabel
■ afhankelijk van verschillende omgevingsfactoren
■ effectieve communicatie:
● signaal duidelijk gegenereerd
● goede transmissie tussen spreker en luisteraar
● spraaksignaal kan geanalyseerd en gecodeerd worden
, ■ om duidelijkheid/verstoordheid van klank te begrijpen -> zowel
productie als perceptie grondig bestuderen
○ grenzen van het auditieve systeem zijn voornamelijk bestudeerd bij jonge
normaalhorende personen
■ ouderdomsslechthorendheid uitsluiten
■ MAAR gegevens zijn dus niet altijd van toepassing op oudere personen
● niet-auditieve factoren (vb cognitie of aandacht) spelen ook een
rol in gedragsmatig onderzoek
○ basisbeginselen van psychoakoestiek hebben vnl betrekking op wat er in de
cochlea gebeurt
■ MAAR auditief systeem is niet beperkt tot de cochlea (perifeer)
■ signaal moet nog een lange weg afleggen tot begrip
1.1.2 Het kwantificeren van waarneming
● fysische kenmerken van een signaal zijn meetbaar
● perceptieve kenmerken van een signaal zijn niet meetbaar met een instrument
○ luisteraar nodig
■ detecteren, schalen, gelijkstellen, …
■ gedragsmatig experiment
1.1.2.1 Relatie tussen spraakproductie, fysische kenmerken en perceptie
Productie Fysisch Perceptie Schaal
subglottale druk geluidsdruk/amplitude luidheid stil-luid, 1 dim
aanhoudende articulatie lengte in tijd (t) duur kort-lang, 1 dim
stembanden periodiciteit toonhoogte laag-hoog, 1 dim
(pitch)
mond-keelholte spectrale samenstelling klankkleur complex, multidim
(formanten)
waarneming met beide oren tijd-intensiteitsverschil richting links-rechts en
voor-achter
1.1.2.2 Fysische stimulus versus waarneming
Stimulus/fysisch waarneembaar Respons/waarneembaar
geluidsdruk en intensiteit luidheid
frequentie en harmonischen toonhoogte
frequentieverandering melodie
frequentiespectrum klankkleur
tijdsrelatie geluiden ritme
sterkteverschil en tijdsinterval R- en L-oor richting
,1.1.3 Wat houdt deze OPO in?
● procedures: hoe meten we de verschillende constructen?
● hoorbaarheid = fundamentele eigenschap van het gehoor
○ absolute detectiedrempels in functie van frequentie
● frequentieselectiviteit = oplossend vermogen van het auditieve systeem om een
complex harmonisch geluid te ontrafelen ~ maskering
● temporele resolutie = vermogen van het gehoor om temporele variaties in een geluid te
detecteren en over een bepaalde tijdsduur te integreren
○ fijnstructuur van het geluid
○ relatief trage veranderingen in de omhullende van het signaal
● richtinghoren en ruimteperceptie = vermogen van het gehoor om aan een of meerdere
geluiden die vanuit de omgeving de oren bereiken een richiintg of ruimtelijk constellatie
toe te kennen
1.1.4 Welke leerstof wordt bekend verondersteld?
H2: Procedures
2.1 Beïnvloedende kenmerken
-> stimulus reeks, taak, instructies, 1e aanbieding van een paar, antwoordmogelijkheden,
ervaring, motivatie, training, aandacht, …
2.2 Voorwaarden voor een goede test
● Gevoeligheid: bepalen van stapgrootte
○ voldoende klein is niet hetzelfde als onnodig klein
○ -> frustratie
● Validiteit: werkelijk meten wat je wilt meten
○ vb. voldoende catch trials -> werkelijke waarde die je wilt vinden
○ vb. onderscheid van fonemen -> zinnentest is niet valide
● Betrouwbaarheid: herhaling mogelijk zonder significant verschil?
○ test-hertest: kleinste waarneembare verschillen bepalen
○ hoe betrouwbaarder de resultaten, hoe kleiner de standaarddeviatie
Onderscheid maken:
● taak: detectie, discriminatie, …
● methode van afname: aanpassing, adaptieve of constante methode, …
● beslissingsstrategie: wanneer beslissen we dit is de waarde?
2.3 Verschillende taken
● Detectie = basis van discrimineren = vermogen om de aanwezigheid van een stimulus op
te merken
● Discriminatie = basis voor herkenning = het vermogen om verschillen tussen stimuli op
te merken
○ uitgedrukt in verschil drempels
○ kleinst waarneembare verschil van een meetbare grootheid
○ klanken zijn niet discrimineerbaar als ze niet detecteerbaar zijn
● Gelijkstelling = afstellen van een meetbare fysische grootheid zodanig dat twee stimuli in
een bepaald subjectief (perceptie) aspect overeenkomen
● Schaling = afstellen van een meetbare fysische grootheid zodanig dat twee stimuli een
zekere relatie hebben
, ● Schatting = toekennen van een getalswaarde aan een aspect van een stimulus
● Herkenning = een bepaalde stimulus waarnemen, herkennen en identificeren
○ klank moet detecteerbaar, discirmineerbaar en gekend zijn
● Begrip/identificatie = betekenis verbinden aan klanken
○ klank moet detecteerbaar, discirmineerbaaar en gekend zijn
2.4 Open versus gesloten respons format
! Methode bepaalt uitkomst
Open respons format Gesloten respons format
● vrij antwoord kiezen ● kiezen tussen intervallen (trial)
● vaak identificatie ● bias voorkomen: volgorde van de
● ook detectie interval gerandomiseerd
● voordeel: detectiedrempel efficiënt ● soms feedback -> motivatie en
bepalen alertheid
● nadeel: individuele verschillen ○ detectie en discriminatie
○ bias = vooroordeel ○ niet voor identificatie
○ eindeloos blijven bijstellen ● nadeel: gokken
○ veel trials nodig
● Gedwongen keuze (nAFC)
○ AFC = alternative forced
choice
○ n = aantal intervallen waaruit
luisteraar moet kiezen
● Andere notaties: xI nAFC
○ I = Interval
○ n = # intervallen waar tussen
kiezen
○ extra I als perceptief kenmerk
2.5 Adaptieve versus constante methode
2.5.1 Constante methode
= stimulusreeks op voorhand gegenereerd en bekend
● meestal 2 stimuli (variëren rond de
drempelwaarde)
○ standaard stimulus = vast
○ variabele stimulus
● verschillende keren in willekeurige volgorde
● voordeel:
○ drempel wordt opgemeten
○ volledige psychometrische functie wordt
opgemeten (S-functie)
■ probabiliteit dat een verschil
tussen twee stimuli gedetecteerd wordt in functie van het fysische
verschil
■ voor elke stimuluswaarde kan men een frequentie uitzetten als
proportie of percentage
● nadeel:
○ reeks tijdens testen kan niet worden uitgebreid
○ veel trials vereist
○ niet alle datapunten zijn even nuttig voor het bepalen van de drempel
H1: Inleiding
1.1 Psychoakoestiek
● onderdeel van psychofysica = domein waarin de relatie gelegd wordt tussen stimulus en
sensatie
○ vb ook visuele perceptie
● wat en hoe men hoort wanneer geluid wordt aangeboden
● gedragsmatige experimenten: auditieve processen worden verklaard adhv het antwoord
van de proefpersoon
○ <-> objectieve methodes: uitkomst wordt niet bepaald door de respons van de
proefpersoon
○ imaging vb. MRI, EEG, …
● relatie aangeboden geluid en manier waarop men dit geluid hoort
○ kwantitatieve info over wat hoe hoe men hoort
○ info om theorieën en modellen te ontwikkelen over werking van het auditieve
systeem
● grondslag van dit domein -> Fechner
● evolutie
○ ingenieurswetenschappen
○ experimentele psychologie
1.1.1 Het belang van dit OPO
● geïnteresseerd in de spraakketen
○ uiting
■ bedenken = neurologisch -> spraakgeluid
■ articuleren = logopedisch
■ horen en verstaan = audiologisch
○ psychoakoestiek = perceptieve deel
■ kenmerken die ons gehoor toekent aan geluid
■ verdiepen in de grenzen van het auditief systeem
● bedenkingen:
○ spraak- en muzieksignalen zijn breedbandig
■ verschillende frequentiecomponenten die in de tijd fluctueren qua
amplitude en frequentie
■ teveel variabelen om gericht onderzoek te doen: sinussen gebruiken =
enkelvoudig signaal
○ spraak- en muziekperceptie zijn bovendrempelig (supra threshold)
■ klanken meestal op een duidelijk niveau uitgesproken
■ psychoakoestiek focust op waarneming rond drempel (threshold)
● normaalhorende drempels zijn belangrijk referentiepunt
● inzicht in fundamentele auditieve processen
● basis van verschillende theorieën
○ effectiviteit van het spraaksignaal is variabel
■ afhankelijk van verschillende omgevingsfactoren
■ effectieve communicatie:
● signaal duidelijk gegenereerd
● goede transmissie tussen spreker en luisteraar
● spraaksignaal kan geanalyseerd en gecodeerd worden
, ■ om duidelijkheid/verstoordheid van klank te begrijpen -> zowel
productie als perceptie grondig bestuderen
○ grenzen van het auditieve systeem zijn voornamelijk bestudeerd bij jonge
normaalhorende personen
■ ouderdomsslechthorendheid uitsluiten
■ MAAR gegevens zijn dus niet altijd van toepassing op oudere personen
● niet-auditieve factoren (vb cognitie of aandacht) spelen ook een
rol in gedragsmatig onderzoek
○ basisbeginselen van psychoakoestiek hebben vnl betrekking op wat er in de
cochlea gebeurt
■ MAAR auditief systeem is niet beperkt tot de cochlea (perifeer)
■ signaal moet nog een lange weg afleggen tot begrip
1.1.2 Het kwantificeren van waarneming
● fysische kenmerken van een signaal zijn meetbaar
● perceptieve kenmerken van een signaal zijn niet meetbaar met een instrument
○ luisteraar nodig
■ detecteren, schalen, gelijkstellen, …
■ gedragsmatig experiment
1.1.2.1 Relatie tussen spraakproductie, fysische kenmerken en perceptie
Productie Fysisch Perceptie Schaal
subglottale druk geluidsdruk/amplitude luidheid stil-luid, 1 dim
aanhoudende articulatie lengte in tijd (t) duur kort-lang, 1 dim
stembanden periodiciteit toonhoogte laag-hoog, 1 dim
(pitch)
mond-keelholte spectrale samenstelling klankkleur complex, multidim
(formanten)
waarneming met beide oren tijd-intensiteitsverschil richting links-rechts en
voor-achter
1.1.2.2 Fysische stimulus versus waarneming
Stimulus/fysisch waarneembaar Respons/waarneembaar
geluidsdruk en intensiteit luidheid
frequentie en harmonischen toonhoogte
frequentieverandering melodie
frequentiespectrum klankkleur
tijdsrelatie geluiden ritme
sterkteverschil en tijdsinterval R- en L-oor richting
,1.1.3 Wat houdt deze OPO in?
● procedures: hoe meten we de verschillende constructen?
● hoorbaarheid = fundamentele eigenschap van het gehoor
○ absolute detectiedrempels in functie van frequentie
● frequentieselectiviteit = oplossend vermogen van het auditieve systeem om een
complex harmonisch geluid te ontrafelen ~ maskering
● temporele resolutie = vermogen van het gehoor om temporele variaties in een geluid te
detecteren en over een bepaalde tijdsduur te integreren
○ fijnstructuur van het geluid
○ relatief trage veranderingen in de omhullende van het signaal
● richtinghoren en ruimteperceptie = vermogen van het gehoor om aan een of meerdere
geluiden die vanuit de omgeving de oren bereiken een richiintg of ruimtelijk constellatie
toe te kennen
1.1.4 Welke leerstof wordt bekend verondersteld?
H2: Procedures
2.1 Beïnvloedende kenmerken
-> stimulus reeks, taak, instructies, 1e aanbieding van een paar, antwoordmogelijkheden,
ervaring, motivatie, training, aandacht, …
2.2 Voorwaarden voor een goede test
● Gevoeligheid: bepalen van stapgrootte
○ voldoende klein is niet hetzelfde als onnodig klein
○ -> frustratie
● Validiteit: werkelijk meten wat je wilt meten
○ vb. voldoende catch trials -> werkelijke waarde die je wilt vinden
○ vb. onderscheid van fonemen -> zinnentest is niet valide
● Betrouwbaarheid: herhaling mogelijk zonder significant verschil?
○ test-hertest: kleinste waarneembare verschillen bepalen
○ hoe betrouwbaarder de resultaten, hoe kleiner de standaarddeviatie
Onderscheid maken:
● taak: detectie, discriminatie, …
● methode van afname: aanpassing, adaptieve of constante methode, …
● beslissingsstrategie: wanneer beslissen we dit is de waarde?
2.3 Verschillende taken
● Detectie = basis van discrimineren = vermogen om de aanwezigheid van een stimulus op
te merken
● Discriminatie = basis voor herkenning = het vermogen om verschillen tussen stimuli op
te merken
○ uitgedrukt in verschil drempels
○ kleinst waarneembare verschil van een meetbare grootheid
○ klanken zijn niet discrimineerbaar als ze niet detecteerbaar zijn
● Gelijkstelling = afstellen van een meetbare fysische grootheid zodanig dat twee stimuli in
een bepaald subjectief (perceptie) aspect overeenkomen
● Schaling = afstellen van een meetbare fysische grootheid zodanig dat twee stimuli een
zekere relatie hebben
, ● Schatting = toekennen van een getalswaarde aan een aspect van een stimulus
● Herkenning = een bepaalde stimulus waarnemen, herkennen en identificeren
○ klank moet detecteerbaar, discirmineerbaar en gekend zijn
● Begrip/identificatie = betekenis verbinden aan klanken
○ klank moet detecteerbaar, discirmineerbaaar en gekend zijn
2.4 Open versus gesloten respons format
! Methode bepaalt uitkomst
Open respons format Gesloten respons format
● vrij antwoord kiezen ● kiezen tussen intervallen (trial)
● vaak identificatie ● bias voorkomen: volgorde van de
● ook detectie interval gerandomiseerd
● voordeel: detectiedrempel efficiënt ● soms feedback -> motivatie en
bepalen alertheid
● nadeel: individuele verschillen ○ detectie en discriminatie
○ bias = vooroordeel ○ niet voor identificatie
○ eindeloos blijven bijstellen ● nadeel: gokken
○ veel trials nodig
● Gedwongen keuze (nAFC)
○ AFC = alternative forced
choice
○ n = aantal intervallen waaruit
luisteraar moet kiezen
● Andere notaties: xI nAFC
○ I = Interval
○ n = # intervallen waar tussen
kiezen
○ extra I als perceptief kenmerk
2.5 Adaptieve versus constante methode
2.5.1 Constante methode
= stimulusreeks op voorhand gegenereerd en bekend
● meestal 2 stimuli (variëren rond de
drempelwaarde)
○ standaard stimulus = vast
○ variabele stimulus
● verschillende keren in willekeurige volgorde
● voordeel:
○ drempel wordt opgemeten
○ volledige psychometrische functie wordt
opgemeten (S-functie)
■ probabiliteit dat een verschil
tussen twee stimuli gedetecteerd wordt in functie van het fysische
verschil
■ voor elke stimuluswaarde kan men een frequentie uitzetten als
proportie of percentage
● nadeel:
○ reeks tijdens testen kan niet worden uitgebreid
○ veel trials vereist
○ niet alle datapunten zijn even nuttig voor het bepalen van de drempel
