İnsan Kulağı

Akustiği ve sesi daha iyi anlamak için, sesi duyduğumuz organımıza odaklanalım:Kulak
Şekil 12, kulağın enine kesitini görebilirsiniz.Ses, pinna'da toplanır ve az çok mikrofon gibi çalışan kulak zarına doğru yönlendirilir.Kulak zarının titeşimleri, itme-çekme şeklinde çalışan üç küçük kemik yardımıyla yükseltilir.Bu kemiklerin adı çekiç, örs ve üzengidir.



[Linkleri Görebilmek İçin Üye Olmanız Gerekmektedir. Üye Olmak İçin Tıklayın...]

a) Dış kulak
b) Orta kulak
c) İç kulak
d) Pinna
e) Kulak kanalı
f) Kulak zarı
g) Stapes
h) Malleus
i) Incus
j) Oval Pencere
k) Yuvarlak Pencere
l) Eustachian Tube
m) Scala Tympani
n) Scala vestibuli
o) Cochlea
p) Sinir Fiberi
q) Yarımdaire kanalı


Şekil 12: Kulağın ana parçaları Üzenginin hareketleri, oval pencere aracığılıyla cochlea'ya iletilir.Cochlea, basilar zar ile ayrılmış iki odadan oluşur.Bu zar işitme sinirlerine bağlı hassas kıl hücreleri ile kaplanmıştır(Şekil 13 ve 14'de görülebilir).Basilar zar, bir süzgeç gibidir çünkü cochlea'nın çeşitli yerleri çeşitli frekanslara hassastır.Böylece beyin notaları ayırdedebilir.

[Linkleri Görebilmek İçin Üye Olmanız Gerekmektedir. Üye Olmak İçin Tıklayın...]

f) Kulak Zarı
g) Üzengi
h) Çekiç
i) Örs
j) Oval Pencere
k) Yuvarlak Pencere
m) Scala Tympani
n) Scala vestibuli
r) Basilar Zar
s) Helicotrema

R) Bağlı Cevap
F) Frekans Cevabı
D) Zar boyunca uzaklık
Şekil 13: Cochlea'nın Boyuna Kesiti



[Linkleri Görebilmek İçin Üye Olmanız Gerekmektedir. Üye Olmak İçin Tıklayın...]

m) Scala Tympani
n) Scala vestibuli
p) İşitme Siniri
r) Basilar Zar
t) Scala media
u) Kıl Hücresil
Şekil 14: Cochlea'nın yatay kesiti


Algılama

Beyin çok önemli bir rol oynamaktadır çünkü beyin, sesi tanıma -ses seviyesine göre ve sesin süresine göre- için bütün analizleri yapar.Beyin, ayrıca sesin yerini tayin etmek için iki kulaktan gelen bilgileri birleştirir.Böylece sesin, hangi müzik aletine veya kişiye ait olduğunu ve yerini anlayabiliriz.Beynin yaptıüı bütü işler sonradan öğrenilmiştir.
Şekil 15, frekanslara göre nasıl duyduğumuzu göstermektedir..



[Linkleri Görebilmek İçin Üye Olmanız Gerekmektedir. Üye Olmak İçin Tıklayın...]

Şekil 15: Eşit seslilik sınıları

Yukarıdaki eğriler, ortalama bir popülasyon için çizilmiştir ve saf tonlar için 18-25 yaş grubundan insanlar tarafından oluşturulmuş bir istatistiksel sonuçtur.Aşağıdaki sebepler nedeniyle kişiden kişiye değişebilmektedir
:

  • tecrübe: örneğin müzisyen olmak ya da olmamak.
  • gürültüye maruz kalma.
  • yaş.
  • ...
Şekil 16, yaşın duyma kaybı üzerindeki etkisini değişik frekanslar için göstermektedir.Kaynaklara göre sonuç da faklı olmaktadır.Bu, bir popülasyon içinde gözlenen çeşitlilik ile kolayca açıklanabilir çünkü bu çalışmalar sadece yaşı kolayca hesaba katamazlar.Yaşlı ama genç kulaklara sahip müzisyen az rastlanır bir durum değildi.Aynı şekilde, genç ancak konserler veya gece klüpleri gibi yükses sese uzun süre maruz kaldıklarından dolayı duyma kaybı olan kişiler de oldukça fazladır.

[Linkleri Görebilmek İçin Üye Olmanız Gerekmektedir. Üye Olmak İçin Tıklayın...]

Şekil 16: Spoor ve Hinchcliffe'ye göre yaş ile duyma kaybı ilişkisi
Gürültünün duyma kaybına neden olması, maruz kalma süresine ve gürültünün yoğunluğuna bağlıdır.Burada sadece rahatsızlık verici seslere değil bütün seslere gürültü denmektedir.Kulaklık ile yüksek sesli müzik dinleme ile konmakta olan bir uçağı dinlek, işitme hücreleri üzerinde aynı etkiye sahiptir.
Şekil 17, gürültüye maruz kalmanın duyma üzerindeki etkisini göstermektedir.Etkinin, kulakların yüksek frekanslara karşı hassaslığını kaybettiği yaşlarla aynı şekilde etkilenmediğine dikkat ediniz.Diğer taraftan, duyma kaybına neden olan gürültü, 3-4 Khz'ler civarında frekans hassasiyetini azaltır.Bu frekanslar, kulağın en hassas olduğu frekanslardır.Bu tür duyma kayıpları genelde silah kullananlarda görünür.


[Linkleri Görebilmek İçin Üye Olmanız Gerekmektedir. Üye Olmak İçin Tıklayın...]

Şekil 17: Duyma kaybına neden olan gürültünün gelişimi

Exp.: Maruz kalma yılları Eğer desibel ve desibel ölçümlerinin anlatıldığı bölüme bakarsanız, 10 desibel civarının çok büyük akustik basınç değişiminin olduğunu görürsünüz.Lineer bir desibel skalası, eksponansiyel bir basıç skalasına denk gelir.Bu yüzden kulaklar ve beyin, gemlikte ve frekansta çok büyük değişimlerle uğraşmak zorunda kalır.İnsan kulağını duyabildiği en yğksek frekans, duyabildiği en küçük frenaksın 1000 katıdır.Duyabildiğin en yüksek ses, duyabildiği en küçük sesin bir milyar katıdır (yoğunluk oranı, 1'e 1012'dir).
Basıncı ikiye katlamak sadece 3dB'lik bir değişimi ifade eder.Bu duylabilir ama sesin yoğunluğundaki 9 dB'lik bir atış, insan kulağı için sesin iki katına çıkması demektir.Bu akustik basıncın 8 kat daha fazla olması demektir.
Frekans alanında, oktavın değişimi, frekansın iki kat artması demektir.Burada da, fiziksel olayın eksponansiyel artımı linner olarak duyulur.Hemen hesap makinalarına sarılmayacağız,notaların ses seviyelerini daha sonra hesaplayacağız.


Kayıt


Ses kayıtlarının teyp kaydedicilerile veya vinil disklerle yapılması, dijital sistemlerin olmasına karşın hala yaygındır.Her iki durumda da, sesin manyetik osilasyon şekline veya dijital veriye dönüştürlmesi, kayıt cihazına göre bazı sınırları beraberinde getitir.Daha önceden, örneklemenin, ses spektrumu üzerindeki etkilerini konuşmuştuk.Diğer etkiler kayıt sırasına beklenmektedir:


Dinamik aralık


"Dinamik", kayıt cıhazının kaydedebildiği en küçük ve en büyük genliği temsil eder.Genellikle mikrofon ile başlar, sesi elekterik sinyailne dönştürür, kayıt ortamına (disk, teyp, bilgisayar) gider.
Oranları belirleyen desiblleri hatırlayın.Dinamik aralık düşünüldüğünde, bu değer, en küçük değer olan 0 dB'e karşılık gelir.Birkaç örnek verelim:


  • Vinil disk: 65 dB
  • Manyetik tape: 55 dB
  • 16 bit örnekleme (CD): 96 dB
  • 8 bit örnekleme: 48 dB
Bir semfoni orkestrası, 110 dB'lik bir aralıkta çalabilir.Bu yüzden, disk editörleri, sıkıştırma sistemleri kullanır.Böylece çok yüksek sesler kırpılmaz ve küçük sesler yok olmaz.


Ground Gürültüler


İnsan kulağından daha yeteneksiz olmalarına ek olarak, kayıt cihazlarının zorluk çıkarakn yanları, kendi gürültülerini çıkarmalarıdır.Bunun sebebi, elmasın vinil disk üzerinde kayması veya amplifikatörün kendi hırıltısıdır.Bu tür gürültüler çok küçüktür ancak alçak seslerin kaydedilmesini engeller.En iyi kaliteli bir kulaklık ile şelale gibi bir ses olarak duyulur.Çünkü geniş bir frekans spekturumu vardır.


Bozulma


Daha önce de gördüğümüz gibi süzgeçlerin spekturum fazı üzerinde önemli bir etkisi varır.Çünkü sinyalleri, frekansına göre kaydırırlar.Bu tür bozulmalara, harmonik bozulma denir.Çünkü sinyallerin harmonik frekanslarını etkiler.
Her ses kaydeden cihaz, bir süzgeç olarak davranır ve böylece bozulmalara neden olur.Tabii ki bu, kaydedilmiş her sinyali dinlerken de olur.Fazladan gürültü ve bozulma eklenir.


Sıkıştırma


Bu algoritmaların yıkıcı oldukları söylenebilir çünkü bu algoritmalar sesin bazı kısımlarını yer açmak için yok eder.Sesin duyulmayan kısımları yok etmek için sıkıştıma algoritmaları, insan kulağının bilgisayar modelini kullanır.Örneğin, Birbirine yakın iki frekans varsa bunlarda az duyulanını atabilirsiniz çünkü baskın olan diğerini maskeleyecektir.Bu yüzden bazı testler ve tavsiyeler, bu algoritmaların en iyi kullanımı için internette yayınlanmaktadır.Çoğu mp3 sıkıştıması, 16 KHz'de alçak geçiren süzgeç olarak çalışır ve 128 KiloBit/saniye'den daah yüksek hızlara izin vermez.Bu, çoğu zaman CD kalitesinin yakalanamaması demektir.
Diğer taraftan, gzip, bzip2, lha veya zip verileri değiştirmez ancak daha az sıkıştırma sağlar.Dahası, bütün kaydı dinleyebilmek için önce sıkıştırılmış veriyi açmak gerekir.Bu bir walkman ya da başka dinleme ciahzları için istenilen birşey değildir.


Peki ya müzik?
Kavramların oturması için, müzisyenler ve bilimadamları tarafından kullanılan terimleri karşılaştıralım.Çoğu zaman, karşılaştırmalar sınırlıdır çünkü müzikseverlerin kullandıkları termiler insa kulağı ile ilgidir, fiziksel olaylarla değil.


alıntı