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Questions and Answers
Welche der folgenden Aussagen über die Anordnung der Resonanzfrequenzen entlang der Cochlea ist korrekt?
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Welche der folgenden Aussagen über den Frequenzbereich der westlichen Musik ist korrekt?
Welche der folgenden Aussagen über den Frequenzbereich der westlichen Musik ist korrekt?
Welche der folgenden Aussagen über den Zusammenhang zwischen Frequenz und Oktave in der westlichen Musik ist korrekt?
Welche der folgenden Aussagen über den Zusammenhang zwischen Frequenz und Oktave in der westlichen Musik ist korrekt?
Welche der folgenden Aussagen beschreibt den Zusammenhang zwischen dem logarithmischen Charakter der Frequenzwahrnehmung und der logarithmischen Einteilung der Frequenzen in der westlichen Musik?
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Welche Aussage zur Impedanzanpassung im Mittelohr ist falsch?
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Welche Struktur im Mittelohr ist NICHT direkt an der Impedanzanpassung beteiligt?
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Welche Aussage über den Zusammenhang zwischen der Basilarmembran und der Resonanzfrequenz ist korrekt?
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Was ist die primäre Funktion der Gehörknöchelchen im Mittelohr?
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Welches der folgenden Probleme ist NICHT eine Herausforderung für die automatische Spracherkennung?
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Welche der folgenden Aussagen über den Schalldruckpegel ist korrekt?
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Welche Bedeutung hat die Resonanzfrequenz des Gehörgangs?
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Welche Struktur im Ohr beeinflusst die Richtung und die Zusammensetzung von Schallwellen?
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Welche der folgenden Aussagen über die Refraktärzeit der Nervenzellen ist korrekt?
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Welche Aussage über das ovale Fenster im Mittelohr trifft zu?
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Welche der folgenden Aussagen über das Außenohr ist korrekt?
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Welcher der folgenden Werte entspricht dem Standardatmosphärendruck?
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Welche Funktion hat die Eustachische Röhre?
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Welches ist der hörbare Frequenzbereich für Menschen?
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Welche Aussage über die Impedanzanpassung des Mittelohrs ist richtig?
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Welche der folgenden Aussagen über den Hörvorgang ist RICHTIG?
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Welche der folgenden Aussagen über das Gehör ist falsch?
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Welche Aussage über die inneren Haarzellen in der Cochlea ist falsch?
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Welche der folgenden Aussagen über die Phasenkopplung von Neuronen in der Cochlea ist richtig?
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Welches der folgenden Phänomene ist mit der Phasenkopplung von Neuronen in der Cochlea am engsten verbunden?
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Welche Funktion haben die äußeren Haarzellen in der Cochlea?
Welche Funktion haben die äußeren Haarzellen in der Cochlea?
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Welche der folgenden Aussagen über die Cochlea ist falsch?
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Warum ist die Phasenkopplung von Neuronen bei hohen Frequenzen weniger ausgeprägt als bei niedrigen Frequenzen?
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Welche der folgenden Aussagen über das Corti-Organ ist richtig?
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Welche der folgenden Aussagen über die Rolle der äußeren Haarzellen bei der Verbesserung der Frequenzauflösung ist richtig?
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Welche Formel stellt die korrekte Beziehung zwischen der Frequenz f in Hz und dem Wert m in Mel auf der Mel-Skala dar?
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Welches psychophysische Phänomen wird durch die Bark-Skala beschrieben?
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Welche Aussage zur Bark-Skala ist korrekt?
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Welcher Faktor wird bei der Untersuchung der Lautheitsempfindung von Rauschen in Abhängigkeit von der Bandbreite konstant gehalten?
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Welches psychophysikalische Prinzip erklärt die unterschiedliche Lautheitsempfindung von Rauschen mit unterschiedlicher Bandbreite?
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Welche der folgenden Aussagen über die Darstellung der Frequenzen in der Mel-Skala ist falsch?
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Welche der folgenden Aussagen ist korrekt? Die Bark-Skala ist...
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Die Formel mp = Σ Hp (f ) · |X (f )|
beschreibt...
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Welches der folgenden Argumente unterstützt am besten die Verwendung der Mel-Skala anstelle der Bark-Skala für die Nachbildung der menschlichen Wahrnehmung?
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Warum ist es für die Nachbildung der menschlichen Wahrnehmung wichtig, Signale innerhalb kritischer Bänder zu summieren?
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Welche der folgenden Aussagen über die Anzahl der kritischen Bänder in der Bark-Skala ist falsch?
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Welche der folgenden Aussagen beschreibt den Zusammenhang zwischen der Mel-Skala und der Bark-Skala am besten?
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Welche der folgenden Aussagen über die Entwicklung des Hörorgans zur Bewältigung von Herausforderungen ist falsch?
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Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten die Herausforderungen, die das Gehör beim Umgang mit Schallwellen bewältigen muss?
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Welche der folgenden Aussagen stellt die korrekte Reihenfolge der Strukturen im Ohr, durch die Schallwellen bei der Weiterleitung zum Gehirn wandern, dar?
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Welches dieser Phänomene ist direkt NICHT an der Impedanzanpassung des Mittelohrs beteiligt?
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Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten die Funktion des Innenohrs im Hörprozess?
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Welche Aussage über die Beziehung zwischen den Gehörknöchelchen und dem Schall beschreibt die Funktion des Systems am besten?
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Welche der folgenden Aussagen ist falsch, wenn es um die Funktion der Gehörknöchelchen geht?
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Warum ist die Impedanzanpassung durch die Gehörknöchelchen im Mittelohr so wichtig für den Hörprozess?
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Welches der folgenden Phänomene wird NICHT durch die Gehörknöchelchen im Mittelohr beeinflusst?
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Welche der folgenden Aussagen ist richtig im Hinblick auf die Anpassung der Impedanz im Mittelohr?
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Welche Funktion haben die Gehörknöchelchen im Mittelohr?
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Was ist die Hauptfunktion der Eustachischen Röhre?
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Welche der folgenden Strukturen ist nicht direkt für das Hören verantwortlich?
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Welche Struktur des Ohrs ist für die Umwandlung von Schallwellen in Nervenimpulse verantwortlich?
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Welche Aussage über das Rundes Fenster ist korrekt?
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Welche Struktur trennt die Scala Media von der Scala Tympani?
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Welche der folgenden Aussagen über die Scala Vestibuli ist korrekt? (Wählen Sie alle, die zutreffen.)
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Welche der folgenden Strukturen ist an der Umwandlung von Schallschwingungen in Nervenimpulse beteiligt?
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Welche der folgenden Aussagen über das Helicotrema ist falsch?
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Welche Aussage über die Funktion des runden Fensters in der Cochlea ist korrekt?
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Was ist der Hauptzweck der inneren Haarzellen in der Cochlea?
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Welche der folgenden Membranen spielt eine Rolle bei der Trennung des Scala Vestibuli von der Scala Media?
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Wie wird der Cochlear Nerve auch bezeichnet?
Wie wird der Cochlear Nerve auch bezeichnet?
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Wo befinden sich die äußeren Haarzellen innerhalb der Cochlea?
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Study Notes
Grundlagen der automatischen Spracherkennung
- Thema: Grundlagen der automatischen Spracherkennung, Kapitel 2: Gehör, Psychoakustik
- Referent: Prof. Dr.-Ing. Dorothea Kolossa
- Datum: 22. Oktober 2024
- Veranstaltung: FG Elektronische Systeme der Medizintechnik (mtec)
-
Gliederung:
- Gehör
- Psychoakustik
Hören: Große Herausforderungen
- Problem 1: Breitbandige Signale (20 - 16.000 Hz, Mensch; 20 - 35.000 Hz, Hund; bis über 100 kHz, Delfine)
-
Problem 2: Großer Offset und kleiner Wert des Schalldruckpegels
- Schalldruckpegel (Lp): 20 * log(P / Pref) (dB SPL)
- Schalldruck (P); Referenzschalldruck (Pref) = 20 µPa
- Referenzschalldruck: 2 * 10⁻⁵ N/m²
- Vergleich: Standardatmosphärendruck ≈ 10⁵ N/m²
- Problem 3: Hoher dynamischer Bereich des Schalldruckpegels (SPL): 0 - 130 dB SPL (2 * 10⁻⁵ ... 63,2 Pa)
- Problem 4: Refraktärzeit der Nervenzellen > 2 ms; max. 500 Hz encodierbar via synchrones Feuern mit Maxima
Gehör
- Aufbau: Außenohr, Mittelohr, Innenohr
-
Aufgaben:
- Außenohr: Sammelt und verstärkt richtungsabhängig Schallwellen, leitet Schall in Hörkanal. Pinna beeinflusst durch Filterung Richtung und Frequenzzusammensetzung bei Lokalisierung von Schallquellen. Gehörgang: Schutzfunktion, Resonanzfrequenz betont relevanten Frequenzbereich für Sprache (ca. 2000-4500 Hz). Trommelfell schützt Mittelohr und unterstützt Energieübertragung.
- Mittelohr: Impedanzanpassung und Verstärkung. Paukenhöhle (ca. 1 cm³) belüftet durch Trompetengang (Eustachische Röhre). Gehörknöchelchen (Malleus, Incus, Stapes): Übertragung des Schalls mit Verstärkung durch verkleinerte Fläche (Trommelfell zu ovalem Fenster; Faktor ≈ 17) und Hebelwirkung (Faktor ≈ 1,3).
- Innenohr: Umwandlung von Schallwellen in Nervenimpulse, Frequenzanalyse durch Tonotopie, Haarzellen (äußere und innere)
Cochlea (Innenohr)
- Aufbau: spiralförmiger, röhrenförmiger Kanal. Ovales Fenster, Rundes Fenster, Scala vestibuli, Scala Media, Scala tympani, Basilarmembran, Reissnersche Membran, Helicotrema.
- Funktion: Frequenzanalyse durch Tonotopie (verschiedene Bereiche der Basilarmembran reagieren unterschiedlich empfindlich auf verschiedene Frequenzen). Innere Haarzellen haben die eigentliche sensorische Funktion. Äußere Haarzellen reagieren auf Stimulation, beeinflussen lokal die Wanderwelle, erhöhen die Frequenzauflösung; ca. 3500 innere Haarzellen.
- Resonanzfrequenzen: Anordnung der Resonanzfrequenzen entlang der Cochlea, z.B. 20 kHz in der Basis, 2 kHz am Apex
Bark- und Mel-Skala
- Bark-Skala: psychoakustische Skala; ähnliche, aber nicht identische Mel-Skala. Menschliche Wahrnehmung eines Frequenzbereiches durch die kritische Bandbreite. Sie berücksichtigt die komplexen Beziehungen innerhalb der Bandbreiten, wie die kritische Bandbreite oder Maskierung.
- Mel-Skala: Erste psychoakustische Skala. Intervallgrößen gleicher Empfindung, weitgehend logarithmisch. Berücksichtigung der nicht-linearen Frequenzwahrnehmung des menschlichen Ohres.
- Maskierung: Berücksichtigung der zeitlichen und dynamischen Frequenzmaskierung beim Umgang mit Frequenzen. Eine Änderung in der Frequenz kann einen oder mehrere benachbarte Frequenzbereiche beeinflussen.
Psychoakustik
- Vergleich mit der Anordnung der Resonanzfrequenzen entlang der Cochlea: Proportionale Darstellung der Bark- und Mel-Skala, was die logarithmische Wahrnehmung von Frequenzen durch das menschliche Ohr nachvollzieht.
- Forschungsfragen: Wie optimiert man maschinelle Systeme, um psychoakustische Effekte korrekt zu berücksichtigen?
- Zusätzliche Informationen: Die Bark-Skala und Mel-Skala werden verwendet, um die psychoakustischen Eigenschaften des menschlichen Gehörs zu modellieren. Die Bark-Skala basiert auf der "kritischen Bandbreite" des Gehörs, während die Mel-Skala auf der subjektiv wahrgenommenen Tonhöhe basiert. Sie werden beide in Spracherkennungssystemen eingesetzt, um die Signale besser zu verstehen und zu verarbeiten, da die Wahrnehmung des menschlichen Ohres nicht linear ist.
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Description
In diesem Quiz werden die Grundlagen der automatischen Spracherkennung behandelt, mit einem besonderen Fokus auf das Gehör und die Psychoakustik. Teilnehmer können ihr Wissen über Herausforderungen im Hören und die zugrunde liegenden physikalischen Prinzipien testen. Es ist eine hervorragende Gelegenheit, die Inhalte von Kapitel 2 zu vertiefen.