Слуховая система - Альтман Я.А.
Скачать (прямая ссылка):
Естественно допустить, что всякая неопределенность относительно параметров ТС будет повышать ПМ. В ряде случаев такая неопределенность трудно устранима и может существенно изменить результат эксперимента (например, слияние ТС с М в режиме прямой последовательной маскировки тона тоном той же частоты). Однако в некоторых экспериментах неопределенность вводили намеренно с целью изучить ее влияние на ПМ. Так, при одновременной "маскировке тона широкополосным шумом случайное варьирование частоты ТС в диапазоне 0.5—4.0 кГц приводило к повышению ПМ на 2—5 дБ. Результаты получились одинаковыми как при обычном случайном шуме (Green, 1961), так и при псевдослучайном шуме, временной профиль которого точно повторялся при каждом предъявлении (Spiegel, Green, 1982). Примерно к такому же повышению ПМ приводила и замена шума с фиксированным профилем несущей на обычный случайный шум той же самой интенсивности. Введение же неопределенности одновременно и в ТС, и в М могло повысить порог на 10 дБ (Spiegel et al., 1981; Spiegel, Green, 1982). Эти примеры указывают на необходимость учета степени неопределенности в знаниях испытуемым параметров ТС и М при интерпретации экспериментальных данных по маскировке.
В целом подчеркнем, что если целью исследования является определение предельных возможностей слуховой системы, то наиболее естественно использовать один из вариантов метода вынужденного выбора при максимальной информированности испытуемого о параметрах звука. Именно этот подход и применяется в подавляющем большинстве рассматриваемых ниже работ.
1.4.2. ШИРОКОПОЛОСНЫЕ МАСКЕРЫ Одновременная маскировка
Задача оценки маскировки тона широкополосным шумом является в значительной мере классической для психоакустики. Определение ПМ осуществлялось разными методами и в разных частях слухового диапазона.
Важной характеристикой маскировки, отражающей фундаментальные свойства взаимодействия ТС и М, являются так называемые функции маскировки — зависимости уровня ТС, требуемого для достижения фиксированной вероятности обнаружения, от уровня М.
Во многих случаях функции маскировки оказываются практически линейными. В случае одновременной маскировки (ОМ) и при условии, что спектр М полностью перекрывает спектр ТС, наклон функции маскировки близок к 1. Для маскировки шума шумом этот результат был получен в 1947 г., а для тона в шуме — на три года позже (Hawkins, Stevens, 1950). Таким образом, пороговое отношение сигнал/шум слабо зависит от уровня М, т. е. в этом случае примерно соответствует известному закону Вебера (Baab, Bernstein, 1979).
Довольно подробные характеристики зависимостей ПМ тонального ТС от параметров широкополосного шумового М даны в известной монографии Фельдкеллера и Цвикера (1965), а также в работе Фастля (Fasti, 1976). Эти авторы применяли психофизический метод подстройки, но затем сходные результаты были получены и методом вынужденного выбора (см.: Fidel et al., 1983).
Как и следовало ожидать, ПМ тона широкополосным шумом увеличивается при укорочении ТС. В этом режиме явление временной суммации выражено весьма четко, так что при длительностях ТС, меньших 200 мс, ПМ определяется энергией тонального ТС (Green ot al., 1957). Другое явление, обнаруженное при исследовании маскировки тона шумом, заключается в снижении ПМ при отставлении момента начала ТС от момента начала М. Этот эффект, названный «превышением» (overshoot), по данным Фастля (Fasti, 1976) может достигать 20—30 дБ при сдвиге момента начала ТС от 0 мс к 400 мс относительно начала М. Значение «превышения», измеряемое методами вынужденного выбора, оказывается существенно меньше и редко превышает 10 дБ (Carlion, Sloan, 1987). Эффект еще ждет своего физиологического объяснения.
Наиболее часто маскировка тона шумом использовалась для - оценки частотного разрешения слуховой системы. Традиционная и достаточно простая модель слуховой системы в задаче обнаружения представляет собой набор перекрывающихся, приблизительно линейных слуховых фильтров (СФ). Сигнал на выходе фильтра при этом представляет собой свертку спектра мощности звукового сигнала с квадратом модуля передаточной характеристики СФ. Когда слушатель обнаруживает синусоидальный сигнал определенной частоты, он анализирует выход фильтра, настроенного на частоту сигнала. ПМ может определяться достижением некоторого фиксированного отношения сигнал/шум в том СФ, где это отношение максимально. Самый простой метод определения ширины СФ, основанный на приведенных выше рассуждениях, сводится к вычислению так называемого критического отношения. Этим термином называется отношение мощности едва слышимого тона к спектральной плотности мощности широкополосного М, выраженное в логарифмической шкале дБ. Увеличение критического отношения, т. е. увеличение ПМ, в предположении постоянства порогового отношения сигнал/шум, свидетельствует о расширении полосы маскирующего шума, т. е. об увеличении ширины СФ. Если допустить, что пороговое отношение снгналу/шм равно 1, то критическое отношение около 20 дБ, типич-
