Página editada por Antonio L. Manzanero, profesor de la Facultad de Psicología de la Universidad Complutense de Madrid. España

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
l


  • lDiferencia de Gaussianas
  • Detección de bordes