Слуховая система - Альтман Я.А.
Скачать (прямая ссылка):
В связи с этим интересны исследования способности слуховой системы человека осуществлять более тонкий анализ модулирующей функции, в качестве которой была использована сумма двух синусоид (Дубровский, Тумаркина, 1970, 1972). С участием шести испытуемых были определены условия слышимости биений пары модулирующих синусоид. Оказалось, что в диапазоне модулирующих частот от 20 до 100 Гц биения в модуляции прослушиваются при условии,
что разность частот модулирующих тонов не превышает 7 Гц. При меньших модулирующих частотах полоса прослушивания биений становится меньше 7 Гц. Частотная область слышимости биений была неизменной при изменении частоты несущей в диапазоне от 250 Гц до 4 кГц, а также и для шумовой несущей в октавной полосе от 2.4 до 4.8 кГц. Таким образом, полоса восприятия биений модулирующей функции, названная авторами модуляционной критической полосой, равна примерно 7 Гц в широком диапазоне частот модуляции и не зависит от характера несущей.
Результаты работы соответствовали модели слухового анализа временной динамики звуковых сигналов, изображенной па рис. 19.
д,
—ОНА
м
“Pi
л.
ч>н
Дгг
4>н
Ф
'г 9 4
23
д
ч>—ь
Дщ
гз
Ф.
г*
Рис. 19. Модель слухового анализа временной динамики акустических сигналов (по: Дубровский, Тумаркина, 1970).
Здесь Дг — первый детектор, роль которого могут выполнять рецепторные клетки; Фх — фильтр нижних частот с постоянной времени около 2 мс; АРг, ДF2 и т. д. — полосовые фильтры с шириной полосы, определяемой областью слышимости биений; Д21, Д22 — вторые детекторы; Ф21, Ф22 — фильтры нижних частот с постоянной времени т 20 мс.
Дифференциальные пороги коротких сигналов. Рассмотрим экспериментальные результаты. На рис. 20 представлены для испытуемого I измеренные дифференциальные пороги коротких (5 мс) и длительных (500 мс) отрезков тона частоты 1000 Гц при различных уровнях звукового давления (Телепнев, 1984). Длительность паузы —
1 с. Испытуемый делал выбор: какой из двух сигналов громче. Дифференциальный порог определялся по психометрической функции как превышение уровня тестового сигнала над уровнем стандартного сигнала, которое испытуемый обнаруживал в 75 % случаев. Двое испытуемых, участвовавших в работе, показали сходные результаты.
Различия в величинах и ходе дифференцированных порогов длительных и коротких сигналов очевидны. Комментируя эти различия, можно сказать, что механизм временного интегрирования должен оказывать влияние п на слуховое обнаружение амплитудных различий коротких звуков, разделенных паузой. В частности, если
функция временной суммации (рис. 12) не зависит от УЗД, т. е. она имеет вид прямых, параллельных оси абсцисс, то функция громкости для сигнала продолжительностью t отличается от функции громкости длительного сигнала (рис. 7) сдвигом кривой вправо на величину S дБ, т. е. на величину суммации при длительности t.
Видимо, именно такая ситуация описана в работе Хеннинга и Псотки (Henning, Psotka, 1969), где получено, что дифференцированные пороги короткого и длительного сигналов одинаковы при равенстве их энергий.
Однако во многих случаях кривая функции громкости короткого сигнала имеет другую форму, чем аналогичная кривая для длитель-
Рис. 20. Амплитудные дифференциальные пороги испытуемого I в экспериментах сравнения громкости сигналов, разделенных паузой, для тона 1000 Гц (по: Те-
лепнев, 1984).
По оси абсцисс — УЗД тональных сигналов длительностью 5 и 500 мс, дБ; по оси ординат — дифференциальные пороги, дБ: Дэс —сигналы длительностью 500 мс, &Х — длительностью 5 мс. Вертикальными отрезками показана двойная стандартная ошибка (±и). Функция громкости и функция временной суммации испытуемого I изображены на рис. 7 и 12 соответственно.
ного сигнала, а ранее мы видели, что громкость и крутизна хода функции громкости влияют на величину дифференциальных порогов. Этим влиянием удается объяснить начальный участок кривой дифференциальных порогов коротких сигналов испытуемого I (рис. 20).
Более полная трактовка особенностей слухового обнаружения амплитудных различий коротких сигналов требует привлечения дополнительных данных (или предположений) о характере флюктуаций в слуховой подсистеме громкости (Телепнев, 1984).
Простой измеритель громкости. Рассматриваемая схема измерителя громкости (рис. 21) обсуждалась Цвикером (Zwicker, 1977).
Фильтр высоких частот на входе ФВЧ моделирует подъем порогов на низких частотах. Затем сигнал расфильтровывается гребенкой фильтров на критические полосы. В каждом частотном канале производится детектирование детектором Д и сглаживание фильтром низких частот ФНЧ с постоянной времени 2 мс, что соответствует сглаживанию при передаче слуховой информации по нейронным каналам.
Далее осуществляется логарифмическое преобразование, результатом которого является сигнал, пропорциональный уровню звукового давления в данном частотном канале.
