El estímulo

Teoría de la señal aplicada al estudio de los estímulos y de los sistemas sensoriales

Estímulo: energía físico – química con una configuración espacio – temporal., con capacidad para afectar a nuestros sistemas sensoriales.

El sonido 

-         Definición física: cambios de presión en el aire o cualquier otro medio. Alteración física de un medio elástico que afecta a los receptores sensoriales del oído.

-         Definición perceptiva: experiencia de oír. E optimo para el sentido del oído.

Propagación del sonido.

En medios gaseosos se propaga más lentamente que en medios líquidos y a su vez se propaga más lentamente que en medios sólidos.

Nociones elementales de la señal acústica.

Dimensiones físicas	Atributos psicofísicos.
Frecuencia temporal (Hz = ciclos/seg)	Tono (agudo/grave)
Presión sonora, amplitud (dB, dinas/cm2)	Volumen (alto/bajo)
Complejidad	Timbre

 

lUnidades de medida de la amplitud de los sonidos.

Nivel de Presión Sonora (dB) 

 dB = 20· log10 (P/Po)

P = presión sonora del estímulo

Po = presión sonora estándar (Po= 0,0002 pascales)

l 

Presión Sonora (dinas/cm²) 

P = Po x 10N/20

N = Nivel de presión sonora (dB)

El espectro acústico

lPermite caracterizar el sonido a través del nivel de presión acústica en decibelios en cada una de las frecuencias fundamentales

Estímulos sonoros complejos

lTono Puro: modulación sinusoidal. Una única frecuencia temporal

lTono Compuesto: varias frecuencias temporales

 

Análisis Espectral

Espectro de Amplitud

lTeorema de Fourier 

 

Armónico: Tonos con una frecuencia múltiplo 

Teorema de Fourier

lToda función periódica continua, con un número finito de máximos y mínimos en cualquier período, puede desarrollarse en una única serie trigonométrica uniformemente convergente a dicha función, llamada serie de Fourier.

lDada una vibración periódica 

lCuya función es: 

  Las funciones seno y coseno representan funciones armónicas simples de frecuencia ωk 

l

 

Por lo tanto, la serie anterior puede interpretarse como la suma de infinitas ondas armónicas simples de amplitudes dadas por ak para las coseno y bk para las seno, y con frecuencias ωk

Las amplitudes ak y bk reciben el nombre de coeficientes de Fourier.

Ruido 

Sonido que interfiere con el estímulo sonoro objetivo.

lRuido Blanco: la misma intensidad en todas las frecuencias

lRuido Rosa: menos intensidad en las frecuencias altas

 

Filtros

lFiltro Paso-Bajo

lFiltro Paso-Alto

lFiltro Paso-Banda

La luz 

lLuz: energía radiante con capacidad para estimular el sentido de la vista

l

• lLuz Monocromática: una longitud de onda

l

• lLuz Compuesta: con dos o más longitudes de onda

• »Luz Blanca ideal (Experimento de Newton)

Medidas de cantidad de luz.

Potencia radiante: carácter radiométrico. Vatio (w).
Flujo luminoso: estimulo electromagnético total, emitido por una fuente luminosa en la unidad de tiempo y dentro del espectro visible. Lumen (Lm)
Intensidad luminosa: flujo luminoso (Lm) emitido por una fuente en una determinada dirección y más ángulo solido. Candela (Cd). 

Luminancia: cantidad de flujo luminoso (Lm) incidente sobre una superficie por una unidad de área de dicha superficie. (carácter fotométrico). Cd/m2.

Dimensiones

Dimensiones físicas	Atributos psicofísicos.
Luminancia (cd/m²)	Brillo (intensidad)
Frecuencia Espacial  (ciclos/grado)	Frecuencia
Longitud de onda	Matiz (rojo, azul, blanco…)

  

lLongitud de onda: distancia entre un pico de onda y el siguiente en la energía luminosa

 

Matiz: "tono", es el color en sí mismo, es el atributo que nos permite diferenciar a un color de otro, por lo cual podemos designar cuándo un matiz es verde, amarillo, o azul.


Matiz, saturación y claridad

Espectro visible
El ojo humano es sensible a una amplia franja de longitudes de onda situadas entre los 380 y los 780 nanómetros, aproximadamente. El espectro de luz visible o espectro cromático representa sólo una mínima fracción de todo el espectro electromagnético.

Procedencia de la luz

Emitida; por una fuente: 

• Natural
• Artificial

Transmitida por un filtro. “Transmitancia” 

• Transmitancia Selectiva
• Transmitancia No Selectiva

Reflejada por una superficie. “Reflectancia” 

• Reflectancia Selectiva: los colores cromáticos reflejan solo algunas longitudes de onda
• Reflectancia No Selectiva:  Los objetos reflejan toda la luz por igual. Se perciben sin matiz

lLa mayor parte de la luz que vemos es reflejada por los objetos que nos rodean.

 

Las imágenes

lPueden ser:

• Acromáticas o Cromáticas
• Estáticas o Dinámicas

Parámetros relevantes de las Acromáticas:

• Luminancia Media (Lo) 
• Contraste (m)
• Frecuencia Espacial (u)
• Orientación (β)
• Fase (φ) 
• Amplitud (A)

Frecuencia espacial

lRapidez del cambio del estímulo en el espacio 

• ciclo/grado de ángulo visual

Grado = 1/360 de la circunferencia del globo ocular ≈ 0.3 mm

• Rango Visible de Frecuencias Espaciales: 0,01 c/gav a 60 c/gav

  Distribución

Contraste

lDefinido por la amplitud de onda y la intensidad media 

• Contraste = A/M 

Sensibilidad al contraste Sensibilidad a la diferencia de intensidades luminosas de las barras del enrejado.
Umbral de contraste: diferencia mínima perceptible:

• 1 / sensibilidad al contraste
• Depende de la frecuencia, la orientación y de la distribución 

Tratamiento de la imagen 

• Enrejado de Onda Sinusoidal
• Enrejado de Onda Cuadrada
• Análisis de Fourier
• Función Ventana Gaussiana
• Función de Gabor (función ventana de perfil gaussiano). Filtro de frecuencias. 
• Función Dog (Diferencia de Gaussianas). Detección de bordes.

Análisis de Fourier

• lOnda fundamental: Onda sinusoidal con amplitud y frecuencia iguales que la onda cuadrada. (b) 
• Tercer armónico: Onda sinusoidal igual a 1/3 de la cuadrada y frecuencia 3 veces mayor. (c) 
• Quinto armónico: Onda sinusoidal igual a 1/5 de la cuadrada y frecuencia 5 veces mayor. (d) 

Análisis de Fourier: e = b + c + d

Función Gaussiana

Función de Gabor

• lFunción ventana de perfil gaussiano 
• Filtros de frecuencias

 Función de Dog

• llDiferencia de Gaussianas

• Detección de bordes