Физиология речи. Восприятие речи человеком - Чистович Л.А.
Скачать (прямая ссылка):
в тексте.
11.4. ВХОДНАЯ НЕЛИНЕЙНОСТЬ СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ ОГИБАЮЩЕЙ
Стремясь к тому, чтобы устройство, моделирующее обработку огибающей в частотном канале слуховой системы, было максимально простым, естественно предположить, что фильтры анализатора огибающей линейны. Логично также принять допущение, что пороговые устройства на выходе фильтров анализатора срабатывают при некотором фиксированном значении выходного сигнала фильтра, не зависящем от уровня интенсивности входного звукового сигнала. В таком случае появляется возможность определить амплитудную характеристику преобразователя, расположенного на входе анализатора огибающей, воспользовавшись для этого экспериментальной зависимостью порогового коэффициента модуляции от уровня ощущения стимула.
Если фильтры огибающей являются полосовыми (не пропускают постоянной составляющей), а амплитудная характеристика преобразователя линейна, то амплитуда сигнала на выходе фильтра будет пропорциональна амплитуде переменной составляющей модулирующего сигнала Ат и не будет зависеть от величины его постоянной составляющей Ас (т. е. от уровня ощущения стимула,
290
так как он обычно определяется при Ат=0). Это значит, что для получения пороговой амплитуды сигнала на выходе фильтра (для обнаружения модуляции) при любых значениях Ас потребуется одно и то же значение Ат, т. е. пороговый коэффициент модуляции т=Ат/Ае окажется обратно пропорциональным А„.
Если преобразователь обладает нелинейной (по типу компрессии) амплитудной характеристикой, то пороговое значение А т будет возрастать с увеличением Ас. В случае логарифмической характеристики отношение Ат1Ас будет постоянным, т. е. пороговый коэффициент модуляции не будет зависеть от уровня ощущения стимула.
Трудность использования экспериментальных данных для определения амплитудной характеристики преобразователя связана с тем, что для чистых тонов и для белого шума наблюдаются существенно различные зависимости. Это заставляет думать, что по крайней мере в одном из этих случаев экспериментальная зависимость отражает, кроме характеристики преобразователя, еще какой-то дополнительный эффект и соответственно не является «истинной».
Различие проявляется как в экспериментах по определению порогового коэффициента модуляции (при низких частотах модуляции), так и в экспериментах по определению дифференциального порога по интенсивности (сравнение двух стимулов, разделенных паузой). Для белого шума пороговый коэффициент модуляции (относительный дифференциальный порог) уменьшается при увеличении уровня ощущения стимула примерно до 20 дБ, при больших уровнях пороговый коэффициент модуляции сохраняется постоянным. Для чистого тона уменьшение порогового коэффициента модуляции (относительного дифференциального порога) наблюдается при увеличении уровня ощущения стимула во всем диапазоне уровней [145, 379' 397' 513].
Предположение, что осложненной дополнительными эффектами является зависимость, полученная для шума, исходило из того факта, что на огибающей шума имеются случайные флюктуации, мощность которых возрастает с увеличением уровня интенсивности [379, 380]. Допустим, что входной преобразователь обладает линейной амплитудной характеристикой. Тогда для эффективного различения модулированного и немодулированного шумов необходимо изменять значение порога на выходе фильтра соответственно уровню ощущения стимула. Такая подстройка не нужна в случае тона.
Экспериментальное подтверждение получила за последние годы та точка зрения, что «осложненной» является, наоборот, зависимость, полученная для тональных сигналов [197, 397 513, 539, 542]. Существо дела сводится к тому, что, обнаруживая амплитудную модуляцию тона (при низких частотах модуляции), человек ориентируется на изменения в тембре звука, т. е. основывается не только на изменениях огибающей gi (г) в частотном канале,
19*
291
настроенном на данный тон, но п на изменении формы — распределения плотности импульсации по оси частот. Эти изменения #(г) обусловлены как нелинейностью фильтров улитки (см. главу 7), так и, при больших уровнях стимула, нелинейными искажениями сигнала в более периферических звеньях системы.
Из сказанного следует, что* и шум, и тон не являются идеальными стимулами для определения амплитудных характеристик преобразователя. Требования к идеальному стимулу состоят в том, чтобы он вызывал изменения огибающей ^(7.) только в одном частотном канале и чтобы случайные флюктуации огибающей отсутствовали.
О -10 -20 -30
t_i
f 1
I
—-110 ж—-1 -—гюмс—- -дОик-
о
20 <ЗД ВО 80
Г
_j_ L 1 1 !
Ю01, дБ \-—г10т—А~Шж- ~—Шж—-
Рис. 11.11. Порог обнаружения нерегулярности в стимуле как функция уровня ощущения стимула.
По оси абсцисс — уровень ощущения стимула; по оси ординат — пороговое изменение огибающей стимула. Сплошная кривая соответствует стимулу с огибающей, показанной в верхней части рисунка [204]; точки — стимулу В рис. 11.12; штриховая прямая соответствует условию Г/^сопй!;.
Рис. 11.12. Огибающие стимулов.
Обозначения см. в тексте.
