Mel

Unité physique
Nom de l'unité	Mel
Symbole d'unité	${\ displaystyle \ mathrm {mel}}$
Quantité (s) physique (s)	Tonalité
Symbole de formule	${\ displaystyle Z, z}$
dimension	${\ displaystyle {\ mathsf {1}}}$
Nommé après	mélodie anglaise

Le Mel (du mot anglais mélodie ) est l' unité de mesure de la tonalité de taille psychoacoustique avec les symboles Z (ou  z ) et décrit la hauteur perçue des tons purs , donc la perception de la hauteur. L'échelle Mel a été proposée par Stanley Smith Stevens , John Volkman et Edwin Newmann en 1937 .  

Définitions

En général, ce qui suit s'applique à la hauteur: une tonalité qui est perçue deux fois plus élevée reçoit deux fois la valeur de tonalité, une tonalité qui est perçue comme moitié moins élevée reçoit la moitié de la valeur de tonalité. L' échelle des tons peut être déterminée à l'aide d' expériences psychoacoustiques .

Il existe deux définitions de l'échelle Mel, qui diffèrent par la valeur de référence :

• La base de la définition originale selon Stanley Smith Stevens est le ton avec la fréquence  f = 1000  Hertz , on lui attribue la classe de ton  Z = 1000 mel.

Cette échelle de Mel peut être grossièrement décrite avec la formule suivante:

${\ displaystyle {\ begin {aligné} Z & = 2595 \ cdot \ log _ {10} (1 + f / 700) \\\ Leftrightarrow Z & = 1127 \ cdot \ ln (1 + f / 700) \\\ Leftrightarrow f & = 700 \ cdot \ left [\ exp \ left ({\ frac {Z} {1127}} \ right) -1 \ right] \ end {aligné}}}$

• Eberhard Zwicker a défini plus tard une gamme Mel basée sur l' échelle Bark avec la note de musique  c comme base. La hauteur Z = 131 mel est affectée à cette tonalité avec la fréquence  f = 131 Hertz  . Plus tard, il a été changé à nouveau à 125 Hz. Le reste de l'article fait référence à cette définition.

Relation à la fréquence

Relation entre la hauteur perçue (pitch in mel) et la fréquence

Ce qui suit s'applique à la relation entre la hauteur et la fréquence:

• Pour les fréquences jusqu'à environ 500 Hz, l'échelle de fréquence et l'échelle de Mel sont presque proportionnelles . Un doublement de la fréquence de 100 Hz à 200 Hz conduit à un doublement de la hauteur de 100 mel à 200 mel. C'EST À DIRE. un intervalle musical d'une octave correspond à un doublement de la hauteur perçue.
• Pour les fréquences supérieures à 500 Hz, il existe une relation non linéaire entre la fréquence et la hauteur tonale (1000 Hz = 850 mel, 8000 Hz = 2100 mel). Alors z. B. la fréquence d'une tonalité peut être augmentée de 1500 Hz à 10 000 Hz afin d'obtenir un doublement de la hauteur de 1100 mel à 2200 mel; il faut ici un intervalle musical de plus de 2,5 octaves pour doubler la hauteur perçue. C'EST À DIRE. Dans cette gamme de fréquences, les intervalles sonores sont perçus plus petits qu'ils ne le sont musicalement.
• La hauteur perçue des tons complexes diffère de celle des tons sinusoïdaux purement harmoniques décrits jusqu'à présent . Jusqu'à une fréquence de 5 kHz, elle est - avec des écarts mineurs - proportionnelle au logarithme de la fréquence. Dans ce domaine, la «différence juste perceptible» (JND) est approximativement constante pour les tons complexes.

Mécanismes auditifs pour déterminer le niveau de tonalité

Relation entre la localisation sur la membrane basilaire, la tonalité du mel et la fréquence d'un ton

L' audition utilise différents mécanismes pour percevoir la hauteur:

• Aux fréquences inférieures à 500 ... 800 Hz, la structure temporelle des signaux de l' oreille est principalement évaluée et utilisée pour percevoir la hauteur. Ici, la perception de la hauteur suit très précisément la hauteur musicale.
• Aux fréquences supérieures à 1600 Hz, l'audition n'est plus en mesure de suivre la structure temporelle des signaux de l'oreille. Ici, la perception de la hauteur est dérivée de la position de l' excitation maximale sur la membrane basilaire de l' oreille interne en supposant une relation linéaire entre la hauteur et l'emplacement de l' amplitude maximale de vibration de la membrane basilaire: les mêmes distances sur la membrane basilaire correspondent aux mêmes différences de hauteur.
• à des fréquences comprises entre 800 et 1600 Hz environ, les deux mécanismes décrits se chevauchent.

Niveaux de sensation

Dans toute la gamme audible de 16 Hz à 19 000 Hz, 620 niveaux de ton peuvent être différenciés avec une largeur constante de 3,9 mel. La zone d'écoute couvre ainsi 2400 mel.

Une autre mesure de la hauteur est l'écorce: 1  écorce = 100 mel 1 mel = 0,01 écorce. C'est la base de l' échelle de Bark pour les bandes critiques ( groupes de fréquences ). Une autre échelle de groupe de fréquence est l' échelle ERB .${\ displaystyle \ Leftrightarrow}$

Littérature

• Ernst Terhardt: Sur la perception de la hauteur des sons I, bases psychoacoustiques ; Acustica 26, (1972). 173-186
• Stanley Smith Stevens, John Volkman, Edwin Newman: Une échelle pour la mesure de l'ampleur psychologique de la hauteur . Dans: The Journal of the Acoustical Society of America . enregistrer 8 , non. 3 . Acoustical Society of America, 1937, p. 185-90 . 
• Ville Pulkki, Matti Karjalainen : Acoustique de la communication: une introduction à la parole, à l'audio et à la psychoacoustique. John Wiley & Sons, 2015, ISBN 978-1-118-86654-2 .

Voir également

• phon
• Sone
• Universels de la perception musicale

liens web

• Pitch Perception - Chronologie de la recherche - pdf (606 kB)
• Conversion de fréquence, Mel, Bark et ERB

Preuve individuelle

1. ↑ ^{a b} Beat Pfister, Tobias Kaufmann: Traitement de la parole: Bases et méthodes de la synthèse vocale et de la reconnaissance vocale . 2008, ISBN 3-540-75910-7 , p. 95 (en ligne dans Google Recherche de Livres). 
2. ↑ UNE ÉTUDE COMPARATIVE DES PERFORMANCES DE LA BANQUE DE FILTRES MEL ET D'ÉCORCE À BASE DE FPGA, Debalina Ghosh, Depanwita Sarkar Debnath, Saikat Bose, Département de microélectronique et conception VLSI, Techno India, SaltLake, Kolkata PDF
3. ↑ Prof. Bryan Pellom, «Reconnaissance automatique de la parole: de la théorie à la pratique» Département d'informatique Centre de recherche sur la langue parlée Université du Colorado PDF ( souvenir de l' original du 2 août 2014 dans les archives Internet ) Info: Le lien de l' archive était automatiquement inséré et pas encore vérifié. Veuillez vérifier le lien d'origine et d'archive conformément aux instructions , puis supprimez cet avis. @1@ 2Modèle: Webachiv / IABot / www.cs.tut.fi
4. ^ Jan Robert Stadermann: Reconnaissance automatique de la parole avec des modèles acoustiques hybrides . PDF 
5. ↑ Termes de base - Phonétique acoustique, Université de Cologne
6. ↑ "La hauteur dite virtuelle est un phénomène intéressant. Cela provient du fait que l'audition détermine une hauteur virtuelle à partir des multiples hauteurs spectrales disponibles pour les sons complexes [Zwicker 1982]" Gerhard Müller, Michael Möser: Taschenbuch der Technischen Akustik . 2004, ISBN 3-540-41242-5 , p. 821 (en ligne dans Google Recherche de Livres). 
7. ↑ Peter Vary, Ulrich aujourd'hui, Wolfgang Hess: Traitement numérique du signal vocal . 2003, ISBN 3-519-06165-1 , p. 34 (en ligne dans la recherche de livres Google). 
8. ↑ Conscience des tiques de Gert, Theo Herrmann, Werner German: Psycholinguistique . 2003, ISBN 3-11-011424-0 , p. 207 (en ligne dans la recherche de livres Google).