Textbook Notes (367,823)
Canada (161,434)
Psychology (1,111)
PSYC 215 (33)
Prof. (3)
Chapter 5


14 Pages
Unlock Document

PSYC 215

Loudness Perception  Loudness: perceptual attribute of a sound that corresponds most closely to its physical intensity  Loudness Matching  Subject is required to adjust intensity of a sound (comparison stimulus) until it sounds as loud as  standard stimulus with fixed intensity  Frequency dependence – manipulating frequency difference between the comparison stimulus and  standard stimulus  Equal –loudness contour – resulting plot of comparison of SPL as function of frequency  Sounds at different frequencies that produce loudness match with a reference sound at a fixed  frequency Lowest curve= absolute threshold for detecting tones  Highest curve = matching can happen even when sound exceed 100db  Follow absolute threshold curve at lower intensities and flatten out at higher  Bass boost effect is a way of compensating for lack of loudness in low frequency region at low  intensities  Bass is high at high intensities  Loudness Scaling How rapidly the loudness of a sound increases with its intensity  Ask subject to assign numbers to sounds at different intensities  Magnitude estimation – loudness does not increase linearly with intensity  Obeys power law which sensory magnitude grows in proportion o stimulus intensity raised to a  power  Models of Loudness Perception Auditory nerve fibers are frequency selective because frequency to place conversion is the cochlea  Intensity is coded by the firing rate of fibers tuned to that region  Excitation pattern model­ a theory of loudness perception in which loudness of a sound is  proportional to the summed neural activity it evokes in auditory nerve  Simple and complex sounds are both included in this  Problem: auditory nerve fibers have relatively narrow dynamic range compared to range of  loudness perception Low saturate at 60dB and high at 100db  Range covered by whole population is sufficient to account for range of loudness perception Responses in as few as 10 auditory nerve fibers predict performance that is superior to human  listeners over wide dynamic range  Central limitations in brain prevent it from making optimal use of incoming neural information –  memory  Loudness requires listeners to retain a memory of one sound in order to compare it to the loudness  of another sound  Decay will induce “memory noise” and make judgment less  Pitch Perception  Perceptual attribute of a sound that corresponds to its frequency Pure­ frequency of tone  Complex­ frequency of fundamental  Allows us to order sounds on a musical scale extending from low bass notes to high treble notes  Frequency Selectivity  Ohms law that auditory sound system constructs a separate representation for each frequency  component of a complex sound Psychophysical studies of frequency selectivity  Masking: experimental effect in which subjects ability to detect a sound signal is impaired in the  presence of noise  Wind makes it hard to talk on the phone Noise = stimulus containing wide range of frequency components having random phases but equal  amplitudes  Band­pass noise­ a sound stimulus containing equal energy within a certain band of  frequencies above and below its center frequency  Center frequency is what the person has to detect  ­ all others are above or below it  Listeners ability decreased as bandwidth increased – listener detects signal using a band­pass filter  somewhere in the auditory system that admits some and removes others  Only ones that effect this pass through  Critical bandwidth­ the noise bandwidth at which detectability flattens off can be taken as  estimate as bandwidth of auditory filter  Hearing is served by a bank of overlapping band­pass filters from high to low  Physiological basis of frequency selectivity and masking  Point of maximum displacement on basilar membrane varies with stimulus frequency – so  frequency tuning reflects place on innervation  Link between frequency tuned responses in peripheral auditory system and auditory filters  Critical band masking­ an experiment effect in which masking of sinusoidal signal occurs only  when the center frequency of the noise falls within a certain band of frequencies surrounding the  signal Presence of signal increases level of activity in auditory filters tuned to its frequency  When response increment exceeds minimum value­ signal is detected  Mask produces excitation in auditory filters, but unrelated to presence or absence of signal  If mask and signal activate different filters then the presence of mask should have no effect on  excitation by signal therefore on detectability  If mask excites same filter the result will swamp activity produced by the signal and impair  detectability – more intense signal is required to reach minimum increment in filter response  Frequency Distribution  Measure a listeners ability to detect small changes in frequency  Successive presentation of two tones with different frequencies and then report which one has the  higher frequency  Differential threshold is taken as change in frequency required to detect a change  Good at low frequencies and deteriorates as this increases does not exceed 100Hz  Subject to attend to pitch of the two tones Theories of Pitch Perception  Activity pattern can be viewed as smoothed sample of sounds magnitude spectrum – because  each neuron responds to a range of frequencies centered on its characteristic frequency  Pure tones Frequency­to­place conversion of basilar membrane  The timing of responses in auditory nerve fibers Place theory Basilar membrane vibrated in sympathy with the frequency of incoming sound wave  Pitch is determined by the place of maximum excitation on the basilar membrane  Timing theory  Timing of neural impulses carries information of sound frequency  Listener discriminates the pitch of pure tones by means of differences in time intervals between  neural firings  Evidence  Phase locking breaks down frequencies above 4 kHz, so its based on timing for low frequency  sounds  Frequency distribution for briefly presented tones – stimuli produce broad patterns of displacement  on basilar membrane – relies on place it should be poor, but found that over 5kHz discrimination  was better than predicted  Marked deterioration in performance over 4kHz – temporal coding before  Complex tones  Missing fundamental –a complex wave from which fundamental frequency has been removed  Tried to explain on basis of nonlinear responses in the ear where output was not part of the input  Ear reintroduces energy at a frequency corresponding to the fundamental­ not correct because  even heard with mask  Temporal theory  Periodic variations in SPL – beats­ regular changes in the amplitude of a wave when two or more  sine waves at different frequencies are added together  Tend to cancel out some parts of the wave and augment each other at parts  Beat frequency corresponds to their fundamental frequency  Temporal pattern of firing follows this  Pitch is encoded in responses synchronized to its beat frequency – present always  Residue pitch­ pitch heard in a complex wave as a result of beats rather than resolvable  harmonic components  Pattern recognition theory  Pattern theory­ theory according to which pitch is determined by the harmonic series that best  fits the pattern of frequencies in a sound  Pitch is determined by fundamental best fitting harmonic series – resolved harmonics Autocorrelation theory  The spike train will contain interspike intervals that correspond to repetition frequency waveform  Autocorrelation can pickup most prominent interspike interval response and code pitch  Comparing a signal with delayed representation of itself, repeating signals will have high correlation  when delay matches repetition  Computed in frequency selective channel and correlations averaged across is enough to provide  summary of function  Evidence  Plomp = harmonic stimuli in which lower harmonic specified one pitch and higher was a different  pitch – listeners heard pitch defined by resolved (low) so it seems that they tend to dominate  Can be heard when only resolved or unresolved are presnt  Hewitts simulations showed that autocorrelation theory can predict range of phenomena involving  both types of harmonics Collect found that training on discrimination involving resolved did not transfer to unresolved and  vice versa­ separate processes  Evaluation  Flexible cue – based approach of this kind has been successful  Auditory Localization  Ability to judge direction and distance of sound source – orient attention towards source of sound –  aid in segregation of individual sound sources  Horizontal plane – azimuth angle  Vertical plane – elevation angel Research= one plane at a time manipulating it and vice versa  Localization in the horizontal plane  Minimum audible angle  Smallest change in the azimuth angle of a sound source that can be detected reliably  Elevation of thresholds for frequencies between 1500 and 1800 Duplex theory  ILD arises because the ear is further from the sound source lies in the acoustic shadow cast by  listener’s head – intensity of signal arriving at further ear is lower than the intensity of signal arriving  at nearer ear  ITD occur because two ears are 14cm apart so the sounds from a closer source nearer will arrive  at that ear before they arrive at the other ear  Duplex theory­ two cues are complementary  ITD are effective at low frequencies and ILD at high frequencies  Neural circuits in superior olive encode the ILD and ITD created by lateralized sound sources –  responses are the duplex theory  Cones of Confusion  Sound can be found from lots of different directions  Cone of confusion­a cone of space extended from listeners head defining directions that  produce the same interaural time difference and therefore confusable  Same ITD so location is confusing  Localization in the Vertical Plane Interaction with sound with external ear – monoaural based on the way that sound waves are  reflected off external ear into ear canal  Pinna = filter  Restricted to frequencies above 6 kHz because only these have short wavelengths to be affect  Filtering effect depends on direction of sound wave  Complex broadband = peaks and valleys high frequency region of sounds   When pinna is removed, localization is worse  The precedence effect  Cluttered environment – sound reaches through different mediums  Sounds can be localized in highly noisy conditions – sounds are presented 5­50ms apart and  appear fused i Precedence effect­ a phenomenon in which apparent sound source direction is determined by  the earliest sound to arrive at the ear  If you move closer to one speaker it seems like the sound is coming from there , but the other  speaker still contributes  Distance Judgments  Four cues are used to estimate distance  Distant sounds are quieter – sound intensity decreases by 4 each time distance doubles (inverse  square law) In environments that have sound reflecting surfaces – acoustic environments reaching listener  directly decreases as distance increases  Distance alters spectrum of sounds – air absorbs energy at higher frequencies – distant sounds are  muffled  Distances closer than 1 meter ILD in
More Less

Related notes for PSYC 215

Log In


Join OneClass

Access over 10 million pages of study
documents for 1.3 million courses.

Sign up

Join to view


By registering, I agree to the Terms and Privacy Policies
Already have an account?
Just a few more details

So we can recommend you notes for your school.

Reset Password

Please enter below the email address you registered with and we will send you a link to reset your password.

Add your courses

Get notes from the top students in your class.