The Impact of Visual Estimates of Talker-to-Listener Distance on Fundamental Frequency in Noise

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Lombard speech is an involuntary adaptive changes in voicing under the influence of noise. In the current work we examine the relationship between involuntary auditory-speech control, common for the Lombard speech, and voluntary control of phonation which occurs as a result of the visual estimation of the distance to the listener. Fundamental frequencies (F0) were estimated in 9 Russian normally hearing female speakers aged 20–35 years. An increase in F0 was obtained when the communicative conditions became more complex in both increase in surrounding background noise level and growth of talker-to-listener distance cases. In quiet and in noise of 60 and 72 dB the increase in talker-to-listener distance led to F0 increments of 14, 18 and 15 Hz, which did not differ significantly from each other (p > 0.05, n = 288). When the communicative distance held constant, babble noise of different levels led to significantly different values of ΔF0: for 1 m distance – 14 and 32 Hz (p < 0.001, n = 288), and for 4 m – 18 and 33 Hz (p < 0.001, n = 288), respectively. The data obtained evidence independent and additive impact of noise and communicative distance on phonation.

About the authors

A. M. Lunichkin

Sechenov Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry RAS

Author for correspondence.
Email: BolverkDC@mail.ru
Russia, St. Petersburg

A. P. Gvozdeva

Sechenov Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry RAS

Email: BolverkDC@mail.ru
Russia, St. Petersburg

I. G. Andreeva

Sechenov Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry RAS

Email: BolverkDC@mail.ru
Russia, St. Petersburg

References

  1. Hage S.R., Nieder A. Dual neural network model for the evolution of speech and language // Trends Neurosci. 2016. V. 39. № 12. P. 813.
  2. Brumm H., Zollinger S.A. The evolution of the Lombard effect: 100 years of psychoacoustic research // Behaviour. 2011. V. 148. № 11–13. P. 1173.
  3. Luo J., Hage S.R., Moss C.F. The Lombard effect: from acoustics to neural mechanisms // Trends Neurosci. 2018. V. 41. № 12. P. 938.
  4. Liénard J.S., Di Benedetto M.G. Effect of vocal effort on spectral properties of vowels // J. Acoust. Soc. Am. 1999. V. 106. № 1. P. 411.
  5. Traunmüller H., Eriksson A. Acoustic effects of variation in vocal effort by men, women, and children // J. Acoust. Soc. Am. 2000. V. 107. № 6. P. 3438.
  6. Koenig L.L., Fuchs S. Vowel formants in normal and loud speech // J. Speech Lang. Hear. Res. 2019. V. 62. № 5. P. 1278.
  7. Nonaka S., Takahashi R., Enomoto K. et al. Lombard reflex during PAG-induced vocalization in decerebrate cats // Neurosci. Res. 1997. V. 29. № 4. P. 283.
  8. Hage S.R., Jürgens U., Ehret G. Audio–vocal interaction in the pontine brainstem during self-initiated vocalization in the squirrel monkey // Eur. J. Neurosci. 2006. V. 23. № 12. P. 3297.
  9. Garnier M., Henrich N., Dubois D. Influence of Sound Immersion and Communicative Interaction on the Lombard Effect // J. Speech Lang. Hear. Res. 2010. V. 53. № 3. P. 588.
  10. Pick H.L., Jr., Siegel G.M., Fox P.W. et al. Inhibiting the Lombard effect // J. Acoust. Soc. Am. 1989. V. 85. № 2. P. 894.
  11. Therrien A.S., Lyons J., Balasubramaniam R. Sensory attenuation of self-produced feedback: the Lombard effect revisited // PLoS One. 2012. V. 7. № 11. P. e49370.
  12. Tonkinson S. The Lombard effect in choral singing // J. Voice. 1994. V. 8. № 1. P. 24.
  13. Bottalico P., Graetzer S., Hunter E.J. Effect of training and level of external auditory feedback on the singing voice: volume and quality // J. Voice. 2016. V. 30. № 4. P. 434.
  14. Weisser A., Miles K., Richardson M.J., Buchholz J.M. Conversational distance adaptation in noise and its effect on signal-to-noise ratio in realistic listening environments // J. Acoust. Soc. Am. 2021. V. 149. № 4. P. 2896.
  15. Fux T., Feng G., Zimpfer V. Talker-to-listener distance effects on the variations of the intensity and the fundamental frequency of speech / 2011 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP), May 22–27, 2011. P. 4964.
  16. Hage S.R., Jürgens U. On the role of the pontine brainstem in vocal pattern generation: a telemetric single-unit recording study in the squirrel monkey // J. Neurosci. 2006. V. 26. № 26. P. 7105.
  17. Pieper F., Jürgens U. Neuronal activity in the inferior colliculus and bordering structures during vocalization in the squirrel monkey // Brain Res. 2003. V. 979. № 1–2. P. 153.
  18. Pelegrín-García D., Smits B., Brunskog J., Jeong C.H. Vocal effort with changing talker-to-listener distance in different acoustic environments // J. Acoust. Soc. Am. 2011. V. 129. № 4. P. 1981.
  19. Keith R.W. Development and standardization of SCAN-C Test for Auditory Processing Disorders in Children // J. Acoust. Soc. Am. 2000. V. 11. № 8. P. 438.
  20. Andreeva I.G., Dymnikowa M., Gvozdeva A.P. et al. Spatial separation benefit for speech detection in multi-talker babble-noise with different egocentric distances // Acta. Acust. United Acust . 2019. V. 105. № 3. P. 484.
  21. Marks L.E. Binaural summation of loudness: Noise and two-tone complexes // Percept. Psychophys. 1980. V. 27. № 6. P. 489.
  22. Coleman P.D. An analysis of cues to auditory depth perception in free space // Psychol. Bull. 1963. V. 60. № 3. P. 302.
  23. Shih C., Lu H.Y.D. Effects of talker-to-listener distance on tone // J. Phon. 2015. V. 51. P. 6.
  24. Cheyne H.A., Kalgaonkar K., Clements M., Zurek P. Talker-to-listener distance effects on speech production and perception // J. Acoust. Soc. Am. 2009. V. 126. № 4. P. 2052.
  25. Meekings S., Evans S., Lavan N. et al. Distinct neural systems recruited when speech production is modulated by different masking sounds // J. Acoust. Soc. Am. 2016. V. 140. № 1. P. 8.
  26. Meekings S., Scott S.K. Error in the Superior Temporal Gyrus? A Systematic Review and Activation Likelihood Estimation Meta-Analysis of Speech Production Studies // J. Cogn. Neurosci. 2021. V. 33. № 3. P. 422.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (88KB)
3.

Download (90KB)
4.

Download (28KB)
5.

Download (32KB)

Copyright (c) 2023 А.М. Луничкин, А.П. Гвоздева, И.Г. Андреева

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».