Различение гребенчатых спектров с разной шириной гребней в норме и при тугоухости

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Частотную разрешающую способность слуха (ЧРС) оценивали по предельной различаемой плотности гребней спектра у испытуемых в возрасте от 26 до 82 лет, характеризующихся различной степенью сохранности/потери слуха: от нормы (normal) до умеренной потери (moderate loss) по классификации Всемирной организации здравоохранения). Оценивали зависимость ЧРС от ширины спектральных гребней. У испытуемых с нормальным слухом наблюдали повышение ЧРС при сужении гребней сигнала, тогда как у испытуемых с потерей слуха этот эффект проявлялся минимально или отсутствовал. Различие в эффекте сужения спектральных гребней между испытуемыми с нормальным и редуцированным слухом не может быть объяснено моделью спектрального анализа, основанной на концепции профилей возбуждения. Модель временного анализа может объяснить это различие при допущении, что у испытуемых с нормальным слухом увеличение автокорреляции входного сигнала приводит к удлинению задержки, на которой автокорреляция может быть обнаружена, тогда как у испытуемых с редуцированным слухом этот эффект ослаблен или отсутствует.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Д. И. Нечаев

Институт проблем экологии и эволюции Российской академии наук

Email: alex_supin@mail.ru
Россия, 119071, Москва Ленинский просп., 33

О. Н. Милехина

Институт проблем экологии и эволюции Российской академии наук

Email: alex_supin@mail.ru
Россия, 119071, Москва Ленинский просп., 33

М. С. Томозова

Институт проблем экологии и эволюции Российской академии наук

Email: alex_supin@mail.ru
Россия, 119071, Москва Ленинский просп., 33

А. Я. Супин

Институт проблем экологии и эволюции Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: alex_supin@mail.ru
Россия, 119071, Москва Ленинский просп., 33

Список литературы

  1. Bernstein J. G.W., Golbarg M. G., Shamma S., Gallun F. J., Theodoroff S. M., Leek M. R. Spectrotemporal modulation sensitivity as a predictor of speech intelligibility for hearing-impaired listeners. J. Am. Acad. Audiol. 2013. V. 24. P. 293–306.
  2. Chi T., Gao Y., Guyton M. C., Ru P., Shamma S. Spectro-temporal modulation transfer functions and speech intelligibility. J. Acoust. Soc. Am. 1999. V. 106. P. 2719–2732.
  3. Davis-Venn E., Nelson P., Souza P. Comparing auditory filter bandwidths, spectral ripple modulation detection, spectral ripple discrimination, and speech recognition: Normal and impaired hearing. J. Acoust. Soc. Am. 2015. V. 138. P. 492–503.
  4. Glasberg B. R., Moore B. C.J. Auditory filter shapes in subjects with unilateral and bilateral cochlear impairments. J. Acoust. Soc. Am. 1986. V. 79. P. 1020–1033.
  5. Glasberg B. R. and Moore, B.C.J. Derivation of auditory filter shapes from notched–noise data. Hearing Res. 1990. V. 47. P. 103–138.
  6. Henry B. A., Turner C. W., Behrens A. Spectral peak resolution and speech recognition in quiet: Normal hearing, hearing impaired, and cochlear implant listeners. J. Acoust. Soc. Am. 2005. V. 118. P. 1111–1121.
  7. Leek M. R., Summers V. Auditory filter shapes of normal–hearing and hearing–impaired listeners in continuous broadband noise. J. Acoust. Soc. Am. 1993. V. 94. P. 3127–3137.
  8. Leek M. R., Summers V. Pitch strength and pitch dominance of iterated rippled noise in hearing–impaired listeners. J. Acoust. Soc. Am. 2001. V. 109. P. 2944–2954.
  9. Litvak L. M., Spahr A. J., Saoji A. A., Fridman G. Y. Relationship between the perception of spectral ripple and speech recognition in cochlear implant and vocoder listeners. J. Acoust. Soc. Am. 2007. V. 122. P. 982–991.
  10. Levitt H. Transformed up–down methods in psychoacoustics. J. Acoust. Soc. Am. 1971. V. 49. P. 467–477.
  11. Mechraei G., Gallun F. J., Leek M. R., Bernstein J. G. Spectrotemporal modulation sensitivity for hearing-impaired listeners: Dependence on carrier center frequency and the relationship to speech intelligibility. J. Acoust. Soc. Am. 2014. V. 136. P. 301–316.
  12. Milekhina O. N., Nechaev D. I., Supin A. Y. Rippled-spectrum resolution dependence on frequency: Estimates obtained by discrimination from rippled and nonrippled reference signals. J. Acoust. Soc. Am. 2019. V. 146. P. 2231–2239.
  13. Nechaev D. I., Milekhina O. N., Supin A. Y. Estimates of ripple-density resolution based on the discrimination from rippled and nonrippled reference signals. Trends in Hearing. 2019. V. 23. P. 1–9.
  14. Olusanya B. O., Davis A. C., Hoffman H. J. Hearing loss grades and the international classification of functioning, disability and health. Bull. World Health Organ. 2019. V. 97. P. 725–728.
  15. Patterson R. D., Nimmo-Smith I., Weber D. L., Milory R. The deterioration of hearing with age: Frequency selectivity, the critical ratio, the audiogram, and speech threshold. J. Acoust. Soc. Am. 1982. V. 72. P. 1788–1803.
  16. Supin A. Y., Milekhina O. N., Nechaev D. I., Tomozova M. S. Ripple density resolution dependence on ripple width. PLoS ONE. 2022. V. 17. e0270296.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Характеристики фильтров, примененных для синтеза гребенчатых сигналов, с разной шириной гребней. Плотность гребней 5 цикл/окт. Эквивалентная ширина гребней: а — 37% от частотного интервала между соседними гребнями; б — 16%; в — 9% (показатели степени в уравнении (1) соответственно 1, 4 и 16). 1 и 2 — варианты характеристик с противоположными положениями спектральных максимумов и минимумов на шкале частот.

Скачать (424KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Усредненные аудиограммы испытуемых по категориям потери слуха. 1 — нормальный слух; 2 — легкая потеря слуха; 3 — умеренная потеря слуха. Планки погрешностей — стандартные ошибки средних значений.

Скачать (150KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимость порогов слухового восприятия от возраста испытуемого Приведены средние значения порогов на частотах 0.5, 1, 2 и 4 кГц и пороги на центральной частоте сигналов для измерения ЧРС (2 кГц), как указано в легенде.

Скачать (118KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимость ЧРС от ширины спектральных гребней. Ширина гребней указана в процентах от частотного интервала между соседними гребнями.

Скачать (124KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Спектральная модель различения гребенчатой структуры спектра при разной ширине гребней: нормальный слух а — характеристика кохлеарного фильтра с эквивалентной прямоугольной полосой пропускания 0.16 окт (моделирование восприятия сигналов при нормальном слухе); б — спектр входного сигнала с плотностью спектральных гребней 8 цикл/окт, шириной гребней 37% (косинусоидальная форма гребней); в-расчетный профиль возбуждения при характеристиках, приведенных на поз. а и б, г и д, — то же при ширине гребней 12%. Спектральная амплитуда нормирована, принимая максимум спектра за единицу.

Скачать (233KB)
Метаданные
7. Рис. 6. То же, что рис. 6 при полосе пропускания кохлеарного фильтра 0.4 окт и плотности спектральных гребней 3.2 цикл/окт (моделирование восприятия сигналов при снижении добротности фильтра в 2.5 раза по сравнению с нормой). Сужение гребней приводит к углублению гребенчатой структуры профиля возбуждения, так же как при нормальном слухе.

Скачать (242KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Автокоррелограммы сигнала с разной шириной гребней для нормального слуха а — спектр воспринимаемого сигнала (идентичен спектру входного сигнала) с плотностью гребней 8 цикл/окт и шириной гребней 37% (косинусоидальная форма гребней); б — автокоррелограмма сигнала. Амплитуда нормализована относительно значения на нулевой задержке, которое принято за единицу. Автокорреляция максимальна на задержке 5.6 мс, что численно равно плотности гребней в максимуме спектра в размерности цикл/кГц; в и г — то же, что а и б при ширине гребней 16%. При узких гребнях амплитуда и длительность задержанного сегмента автокоррелограммы увеличены по сравнению с таковыми при широких гребнях спектра.

Скачать (306KB)
Метаданные
9. Рис. 8. То же, что на рис. 7 для умеренной потери слухаПлотность гребней 3.2 цикл/окт. Спектр воспринимаемого сигнала смещен относительно спектра входного сигнала в сторону низких частот на 0.4 окт (максимальный пик на частоте 1.54 кГц вместо 2 кГц во входном сигнале). Автокорреляция максимальна на задержке 2.5 мс, что численно равно плотности гребней в максимуме спектра в размерности цикл/кГц. Так же, как и при нормальном слухе, при узких гребнях амплитуда и длительность задержанного сегмента автокоррелограммы увеличены по сравнению с таковыми при широких гребнях спектра.

Скачать (239KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах