Слуховая система - Альтман Я.А.
Скачать (прямая ссылка):
Следует признать, что модель А. С. Колоколова представляет на сегодня одну из наиболее глубоко проработанных комплексных спектрально-временных моделей высоты сложного звука.
Модель восприятия высоты периодичности. С. М. Ищенко (1987) предложил математическую модель слухового механизма анализа периодичности во временной области. Эта модель использует лишь несколько предположений и известных свойств слуховой системы, а именно запоминание зависимости громкости звукового сигнала от времени ? (Z); сравнение значений громкости по абсолютной величине в различные моменты времени t и f+т, где т — временная задержка; генерацию импульса в случае совпадения громкостей с точностью до заранее заданного порога е, много меньшего максимального значения ? (t); суммирование числа импульсов для различных задержек, в результате чего получается зависимость суммы импульсов от задержки S (т). Период зависимости S (t) определяется по наибольшему максимуму S (т) для наименьшей задержки, не равной нулю.
Математическая модель С. М. Ищенко представлена в виде функции
Р(х) = 5(х)/5 (0), названной функцией периодичности, где
S(т)= Iim X [|?(t) — 5 (f+ т) | — е] df.
Тц+со 1 0 J
Здесь Гс — длительность входного сигнала, X (г)—1 при г<0 и X (г)—0 при г > 0, г= | ? (t)—I (f+^)l —s.
Функция периодичности удовлетворительно объясняет результаты экспериментов по слуховой оценке периода огибающих с различными профилями, в том числе и на фоне шума с постоянной
спектральной плотностью мощности, и не противоречит известным экспериментальным данным по оценке высоты сложных звуков. Функция периодичности позволяет выделять период сигналов на фоне шума с постоянной спектральной плотностью мощности при отношениях сигнал/шум, ббльших —4 дБ. То обстоятельство, что в процессе вычисления функции периодичности учитываются не все абсолютные величины разностей исследуемого сигнала в различные моменты времени, а лишь те, которые удовлетворяют условию квазипериодичности, дает ей преимущество в качестве выделения периода сигнала на фоне шума (в 2—4 раза) по отношению к автокорреляционной функции при действии на входе суммы периодического сигнала и шума. Качество выделения периода сигнала на фоне шума автокорреляционной функцией и функцией периодичности определено как отношение квадрата наибольшего максимума соответствующей функции к ее дисперсии.
1.4. МАСКИРОВКА
1.4.1. МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИЗУЧЕНИЯ МАСКИРОВКИ
Маскировкой называется явление, заключающееся в увеличении порога обнаружения одного звука (тестового сигнала — ТС) н присутствии другого звука (маскера — М). Маскировку принято трактовать весьма широко. Так, пороги слышимости можно рассматривать как пороги маскировки (ПМ) внутренними шумами организма, дифференциальные пороги по интенсивности — как ПМ приращения, рассматриваемого в качестве тестового сигнала на фоне неизменной составляющей, выступающей в роли маскера. Даже дифференциальные пороги по частоте вполне допускают, подобную трактовку. Мы, однако, сосредоточим внимание на тех случаях, когда различия ТС и М определены достаточно четко.
Ключевым в приведенном выше определении несомненно является понятие порога обнаружения, что вынуждает хотя бы кратко остановиться на методике пороговых измерений.
Известно, что слуховые пороги определяются не только параметрами звука. Они могут меняться в зависимости от тренированности испытуемого, уверенности его в наличии сигнала, неопределенности момента появления звука, наличия информации о правильности предыдущего ответа и т. д. Если исследователь не интересуется указанными факторами, то он должен обеспечить условия, при которых ПМ будет зависеть от них в наименьшей степени. При этом наряду с тренировкой испытуемых существенную роль играет выбор методики определения порога.
Все множество методических приемов можно разделить на .4 группы. При использовании первой группы методик испытуемых просят сообщить о возникновении слухового ощущения, соответствующего ТС. При этом обычно не уделяют специального внимания возможности ошибочного обнаружения ТС, когда сигнал отсутствует,
т. е. числу ложных тревог, полагая ее крайне незначительной. Такой подход, иногда называемый пороговой метрдикой, вполне приемлем для массовых оценок ПМ, но интерпретация этих данных с целью определения истинных предельных способностей испытуемого обнаруживать ТС затруднена.
Одно время широкое распространение приобрели методики, основанные на теории обнаружения (Green, Swet, 1966).' В этих случаях задача испытуемого также состоит в сообщении о наличии сигнала, но время ответа четко соотносится с моментом реального появления ТС и наряду с вероятностью правильного обнаружения фиксируются вероятности ложных тревог и пропусков сигнала. Используя статистическую теорию, можно не только получить истинное значение ПМ, но и оценить параметры, характеризующие состояние испытуемого. Фактически методики, основанные на теории обнаружения, оказались наиболее полезными именно для определения состояния испытуемого и влияющих на него несенсорных факторов. Они не позволяют уменьшить роль таких факторов, хотя и дают возможность их объективной оценки. Кроме того, трудоемкость и необходимость получать большой объем данных при неизменном состоянии испытуемого не позволили этим методикам стать основой для измерений ПМ.
