Fletcher ve Munson Eğrileri

Fletcher ve Munson, insan kulağının hangi frekanslara daha çok, hangi frekanslara daha az duyarlı olduğu üzerinde araştırmalar yapmış olan iki bilim insanının soyadlarıdır. Yaptıkları araştırmalar ve çalışmalar sonucunda ‘equal loudness contours’ adı verilen bir çizelge geliştirmişlerdir. Bunun ne olduğunu aşağıda açıklayacağım ancak şimdilik “eşit algılanan ses seviyeleri çizgileri” veya “eğrileri” olarak düşünebiliriz.

Açıklamaya geçmeden önce hemen dikkat edilmesi gereken bir noktaya dikkat çekmek istiyorum. Fletcher ve Munson tarafından ortaya konulan ‘equal loudness contours’ tek değil, yapılmış başka çalışmalar ve çizelgeler de var. Bu sebepten dolayı, bu iki bilim insanı tarafından geliştirilen çizelge “Fletcher ve Munson eğrileri” (Fletcher and Munson curves) olarak adlandırılır.

İnsan Kulağı ve Duyuş Hassasiyeti

İnsan kulağının hassasiyeti frekanslara göre değişir. Genelleme yapacak olursak, insan kulağı en fazla 1–6 kHz arasındaki orta frekanslara duyarlıdır. 20 Hz–20 kHz olarak kabul edilen insan kulağının duyabildiği frekans aralığında uçlara yaklaştıkça, diğer bir deyişle alt ve üst frekanslara gelindiğinde, kulağın hassasiyeti azalır.

Sistemlerin Frekans Cevap Aralıkları ve Duyuş Hassasiyeti Arasındaki İlişki

20 Hz–20 kHz arasında frekansların eşit seviyede bulunduğu bir test sinyalini hoparlör ve amplifikatörden oluşan bir ses sistemine bağladığımızı düşünelim. Bu ses sistemini yansıma ve rezonanslardan etkilenmemek için açık havada çevresinde duvar ve sesin çarpıp yansıyabileceği benzeri sert yüzeyler olmayan bir ortama yerleştirdiğimizi düşünelim. Ses sisteminde bulunan hoparlör ve amplifikatörün sinyaldeki frekans seviyeleri üzerinde herhangi bir değişiklik yapmadan bu sinyali gerçeğine uygun olarak üretebildiğini varsayalım. Frekansların seviye dengesi üzerinde değişiklik yapmadan sesi üretebilen sistemler ‘flat’ olarak nitelendirilir veya bu sistemlerin frekans cevabı ‘flat frequency response’ olarak adlandırılır. Bu özelliğe sahip sistemlerin hiçbir frekansı sinyalin orijinal frekans dengesine göre seviye olarak daha az ya da daha çok üretmediği kabul edilir. Bu pratik olarak tamamen mümkün değilse bile yine de buna yakın sistemler mevcuttur.

Her ne kadar amplifikatör ve hoparlör test sinyalindeki tüm frekansları eşit seviyede üretse bile insan kulağı bazı frekansları diğer frekanslara göre daha yüksek ya da daha alçak olarak algılayacaktır. Bunun sebebi insan kulağının hassasiyetinin frekanslara göre değişiyor olmasıdır.

Loudness

Türkçeye “ses yüksekliği” ve “gürültü” olarak geçmiş olan loudness terimi, hem Türkçede hem de İngilizcede çoğu zaman yanlış olarak kullanılmaktadır.

Loudness, sesin fiziki bir özelliği değildir. Ses şiddeti, ses basınç seviyesi ya da ses seviyesi dB SPL ile ifade edilir ve bu ölçülen bir değerdir. Loudness ise algılanan ses seviyesidir.

Fletcher ve Munson Eğrileri

Fletcher ve Munson, ‘loudness’ üzerinden yola çıkarak yukarıda da belirttiğim gibi insan kulağının hangi frekanslara daha çok, hangi frekanslara daha az duyarlı olduğu üzerinde araştırmalar yapmış ve equal loudness contours adı verilen bir çizelge geliştirmişlerdir.

Fletcher ve Munson eğrileri. Yüksek çözünürlükteki grafik için görsele tıklaynız.

Türkçeye “eşit (algılanan) ses seviyeleri çizgileri” veya “eğrileri” olarak çevirebileceğimiz equal loudness contours, 1 kHz’de algıladığımız ses seviyesini diğer frekanslarda eşit olarak algılamak için gerekli olan seviyeyi gösterir. Çizelgede algılanan ses seviyesi (loudness) için birim olarak fon (phon) kullanılmıştır. Fletcher-Munson eğrilerinde phon cinsinden ifade edilen algılanan ses seviyesi 1 kHz üzerinde her zaman dB SPL olarak ifade edilen ses basınç seviyesine sayısal olarak eşittir.

Eğrileri incelediğimizde alt ve üst frekansların 1 kHz ile eşit seviyede algılanabilmesi daha fazla seviyeye ihtiyaç duyulduğunu görüyoruz. Örnek olarak, 100 dB SPL seviyesindeki 1 kHz ile aynı yükseklikte algılanması için 10 kHz’in seviyesinin 105 dB SPL; 50 Hz’in seviyesinin ise 110 dB SPL olması gereklidir. Başka bir örnek olarak, 3.5 kHz’in 80 dB SPL seviyesindeki 1 kHz ile eşit seviyede algılanabilmesi için 70 dB SPL yeterli olacaktır.

Fletcher ve Munson Eğrilerinin Önemi

Fletcher ve Munson eğrileri insan kulağının farklı ses basınç seviyelerinde hangi frekanslara daha çok ve daha az duyarlı olduğunu anlamamız açısından çok önemlidir. Bunun özellikle miks yaparken ne kadar hassas bir konu olduğunun özellikle altını çizmek gerekir.

Diğer yandan bu eğriler ses basınç seviyesi ölçümleri için de önemlidir. Bu konu ile ilgili olarak “Ses Basınç Seviyesi Ölçümleri: A-Weighting ve C-Weighting Dengeleri” başlıklı yazımı okuyabilirsiniz.